RU2017302C1 - Gear for protection of power units of generator-transformer against faults to ground on high-voltage side - Google Patents
Gear for protection of power units of generator-transformer against faults to ground on high-voltage side Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017302C1 RU2017302C1 SU5042358A RU2017302C1 RU 2017302 C1 RU2017302 C1 RU 2017302C1 SU 5042358 A SU5042358 A SU 5042358A RU 2017302 C1 RU2017302 C1 RU 2017302C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- current
- protection
- power unit
- input
- Prior art date
Links
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 13
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и предназначено для использования в устройствах защиты энергоблоков генератор-трансформатор при возникновении коротких замыканий (КЗ) на землю на шинах высокого напряжения (ВН). The invention relates to electrical engineering, in particular to relay protection, and is intended for use in generator-transformer power protection devices in the event of short circuits (SC) to ground on high voltage (VN) buses.
При эксплуатации на электростанциях с ВН 110-220 кВ энергоблоки генератор-трансформатор могут работать как с заземленной, так и с незаземленной нейтралью обмотки ВН трансформатора энергоблока. Во избежание повреждения изоляции при возникновении КЗ на землю на стороне ВН, которые могут сопровождаться дуговыми перенапряжениями и значительным повышением напряжения на нейтрали, необходимо в первую очередь отключать энергоблоки с незаземленной нейтралью. When operating in power plants with a VN of 110-220 kV, the generator-transformer power units can operate with both grounded and non-earthed neutral windings of the HV transformer of the power unit. In order to avoid insulation damage in the event of a short circuit to ground on the HV side, which may be accompanied by arc overvoltages and a significant increase in neutral voltage, it is necessary to first shut down power units with non-grounded neutral.
Для защиты энергоблоков, работающих с заземленной нейтралью, от КЗ на землю на стороне ВН в отечественной практике широко используется токовая защита нулевой последовательности (ТЗНП), включаемая на ток в нейтрали трансформатора энергоблока. Если нейтраль энергоблока не заземлена, то ток в ней отсутствует и ТЗНП, реагирующая на ток в нейтрали, оказывается неработоспособной, что делает необходимым применение других дополнительных устройств релейной защиты. При этом защита энергоблока с незаземленной нейтралью должна срабатывать быстрее, чем защита блока с заземленной нейтралью. To protect power units operating with a grounded neutral from short circuit to ground on the HV side in domestic practice, zero-sequence current protection (TZNP) is widely used, which is switched on for the current in the neutrals of the power unit transformer. If the neutral of the power unit is not grounded, then there is no current in it and the load protection relay responding to the current in the neutral is inoperative, which makes it necessary to use other additional relay protection devices. In this case, the protection of a power unit with a non-grounded neutral should be faster than the protection of a unit with a grounded neutral.
Для первоочередного отключения энергоблока с незаземленной нейтралью используется ТЗНП, реагирующая на сумму токов в заземленных нейтралях других энергоблоков, с пуском ее от органа тока защиты обратной последовательности при отсутствии тока в нейтрали данного блока [1]. Указанная защита, срабатывая, воздействует на отключение энергоблока с незаземленной нейтралью от сети ВН и на заземление его нейтрали. Но при возникновении КЗ на токопроводе, соединяющем трансформатор энергоблока с выключателем на стороне ВН, срабатывание ТЗНП, реагирующей на сумму токов, не ведет к устранению аварийного режима. В то же время защита возвращается, так как в нейтрали блока появляется ток. Однако при этом запускается ТЗНП, реагирующая на ток нейтрали энергоблока, которая после набора выдержки времени действует на полное отключение энергоблока. Таким образом, отключение рассмотренного повреждения происходит с дополнительным замедлением. For the primary shutdown of a power unit with an ungrounded neutral, TZNP is used, which responds to the sum of the currents in the grounded neutrals of other power units, with its start from the negative sequence protection current organ in the absence of current in the neutral of this unit [1]. The specified protection, when triggered, affects the disconnection of a power unit with an ungrounded neutral from the HV network and the grounding of its neutral. But if a short circuit occurs on the current path connecting the transformer of the power unit with a switch on the HV side, the operation of the load protection relay responding to the sum of currents does not eliminate the emergency mode. At the same time, the protection returns, as a current appears in the neutral of the unit. However, at the same time, a load-sensing relay starts, responding to the neutral current of the power unit, which, after a set of time delay, acts to completely shut down the power unit. Thus, the shutdown of the considered damage occurs with an additional slowdown.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и принятым за прототип является устройство, содержащее ТЗНП, в состав которой входят последовательно включенные орган тока и орган выдержки времени, выход которого подключен к первому исполнительному органу для воздействия на полное отключение энергоблока, и защиту по напряжению нулевой последовательности (НЗНП) с блокировкой по току нулевой последовательности, выход которой подключен к второму исполнительному органу для воздействия на отключение энергоблока от сети и на заземление нейтрали энергоблока. Время срабатывания НЗНП обеспечивается меньшим, чем у ТЗНП [2]. Closest to the invention in technical essence and adopted as a prototype is a device containing a load-sensing element, which includes a sequentially connected current organ and a time delay organ, the output of which is connected to the first actuator to affect the complete shutdown of the power unit, and zero voltage protection (NZNP) with zero-sequence current blocking, the output of which is connected to the second executive body to influence the disconnection of the power unit from the network and on the ground neutralization of the power unit. The response time of NZNP is provided shorter than that of TZNP [2].
При возникновении КЗ на землю на стороне ВН НЗНП энергоблока с незаземленной нейтралью воздействует на второй исполнительный орган, который формирует сигнал на отключение энергоблока от сети и заземление его нейтрали. Однако как и в вышерассмотренном случае работы устройства-аналога при КЗ на землю на токопроводе, соединяющем выключатель энергоблока с трансформатором, отключение выключателя энергоблока не устраняет аварийного режима. В нейтрали энергоблока появляется ток, что ведет к блокированию действия НЗНП и срабатыванию ТЗHП, включенной на ток в нейтрали этого энергоблока. Исполнительный орган ТЗНП с выдержкой времени формирует сигнал на полное отключение энергоблока. In the event of a short circuit to the ground on the side of the VN NZNP of a power unit with an ungrounded neutral acts on the second executive body, which generates a signal to disconnect the power unit from the network and ground its neutral. However, as in the above case of operation of an analog device with a short to ground on the current path connecting the power unit switch to a transformer, turning off the power unit switch does not eliminate the emergency mode. A current appears in the neutral of the power unit, which leads to the blocking of the NZNP action and the operation of the TZHP, which is switched on to the current in the neutral of this power unit. The time-delayed executive body of a load-sensing relay generates a signal to completely shut down the power unit.
Таким образом, прототипу присущ тот же недостаток, что и аналогу, - большое время ликвидации рассмотренного вида повреждения. Thus, the prototype has the same drawback as the analogue - a long time to eliminate the considered type of damage.
Целью изобретения является повышение быстродействия устройства для защиты энергоблока генератор-трансформатор, работающего с незаземленной нейтралью, в режиме КЗ на землю на токопроводе, соединяющем трансформатор энергоблока с выключателем на стороне ВН. The aim of the invention is to increase the speed of the device for protecting the generator-transformer power unit, operating with non-grounded neutral, in the short circuit mode to ground on the current path connecting the power unit transformer with a switch on the HV side.
Это достигается тем, что в устройство, содержащее ТЗНП, в состав которой входят последовательно включенные орган тока и орган выдержки времени, выход которого подключен к первому исполнительному органу для воздействия на полное отключение энергоблока, и НЗНП с блокировкой по току нулевой последовательности, выход которой подключен к второму исполнительному органу для воздействия на отключение энергоблока от сети и на заземление нейтрали энергоблока, введен орган выдержки времени на возврат, который подключен к выходу НЗНП, при этом выход органа выдержки времени присоединен к второму входу элемента И, первый вход элемента И соединен с выходом органа тока, выход элемента И подключен к дополнительному входу первого исполнительного органа. This is achieved by the fact that in a device containing a load-sensing element, which includes a sequentially connected current element and a time delay element, the output of which is connected to the first executive element to affect the complete shutdown of the power unit, and a low-current blocking device with zero-sequence current blocking, the output of which is connected to the second executive body to influence the disconnection of the power unit from the network and to the neutral grounding of the power unit, a return time delay body is introduced, which is connected to the output of the NZNP, while the output One time delay organ is connected to the second input of the And element, the first input of the And element is connected to the output of the current organ, the output of the And element is connected to the additional input of the first actuator.
Сущность изобретения заключается в подключении к выходу НЗНП органа выдержки времени на возврат, выход которого и выход органа тока через схему И действуют на первый исполнительный орган устройства. При этом при КЗ на землю на шинопроводе, соединяющем трансформатор блока с незаземленной нейтралью с выключателем на стороне ВН, действие НЗНП запоминается на время возврата органа выдержки времени на возврат и, если действие НЗНП сопровождается срабатыванием ТЗНП данного блока, на выходе схемы И появляется сигнал, действующий без выдержки времени на первый исполнительный орган, производящий полное отключение энергоблока. The essence of the invention is to connect to the output of the NZNP body delay time for return, the output of which and the output of the current through the And circuit act on the first Executive body of the device. At the same time, when there is a short circuit to ground on the busbar connecting the transformer of the unit with a non-grounded neutral with a switch on the HV side, the action of the NZNP is remembered for the time of the return of the time delay unit to return and, if the action of the NZNP is accompanied by the operation of the TZNP of this block, a signal appears at the output of the circuit AND acting without delay for the first executive body, which completely shuts down the power unit.
На фиг. 1 и 2 приведены соответственно структурная схема предлагаемого устройства защиты и диаграмма его работы, где 1 - орган тока ТЗНП, 2 - НЗНП, 3 - орган выдержки времени на срабатывание ТЗНП, 4 - орган выдержки времени на возврат, 5 - схема И, 6 - первый исполнительный орган, 7 - второй исполнительный орган, U1-U7 - напряжение на выходах элементов 1-7 структурной схемы соответственно.In FIG. 1 and 2 are respectively a structural diagram of the proposed protection device and a diagram of its operation, where 1 is the current organ TZNP, 2 - NZNP, 3 - the body of the time delay for the operation of the TZNP, 4 - the body of the time delay for the return, 5 - circuit I, 6 - the first executive body, 7 - the second executive body, U 1 -U 7 - the voltage at the outputs of elements 1-7 of the structural circuit, respectively.
Выход органа 1 тока ТЗНП соединен с первым входом схемы И 5 и с входом органа 3 выдержки времени, выход которого соединен с первым входом первого исполнительного органа 6. Выход НЗНП 2 соединен с входом второго исполнительного органа 7 и с входом органа 4 выдержки времени на возврат, выход которого соединен с вторым входом схемы И 5. Выход схемы И 5 соединен с вторым входом первого исполнительного органа 6. The output of the body 1 of the current TZNP is connected to the first input of the circuit And 5 and the input of the body 3 time delay, the output of which is connected to the first input of the first Executive body 6. The output of the NZNP 2 is connected to the input of the second Executive body 7 and to the input of the body 4 time delay to return the output of which is connected to the second input of the AND 5 circuit. The output of the And 5 circuit is connected to the second input of the first actuator 6.
Схема работает следующим образом. The scheme works as follows.
При возникновении КЗ на землю на токопроводе, соединяющем трансформатор с незаземленной нейтралью с выключателем блока, в момент времени tо с выдержкой времени t1-t0 срабатывает НЗНП 2 и подает сигнал на вход второго исполнительного органа 7, который формирует сигналы на отключение выключателя блока от сети и на заземление его нейтрали. Одновременно сигнал действия НЗНП поступает на вход органа выдержки времени на возврат, который срабатывает. Так как отключение выключателя энергоблока на стороне ВН не устраняет для данного энергоблока аварийный режим, при заземлении нейтрали блока через нее начинает протекать ток, что, вызывая срабатывание блокировки по току, приводит в момент t2 к возврату НЗНП. Сигнал логической "1" на выходе органа 4 выдержки времени вследствие вносимой задержки на возврат сохраняется до момента t4.If there is a short circuit to ground on the current path connecting the transformer with a non-earthed neutral to the circuit breaker, at time t о with a time delay t 1 -t 0, NZNP 2 is triggered and sends a signal to the input of the second actuator 7, which generates signals to open the circuit breaker of the block from the network and to ground it neutral. At the same time, the NZNP action signal is fed to the input of the time delay unit for return, which is triggered. Since the shutdown of the power unit circuit breaker on the HV side does not eliminate the emergency mode for this power unit, when the neutral of the unit is grounded, current flows through it, which, causing the blocking of the current, triggers at the time t 2 the return of the residual current device. The logical signal "1" at the output of the body 4 time delay due to the introduced delay to return is stored until t 4 .
В то же время появление тока в нейтрали блока обусловливает в момент t3 срабатывание органа 1 тока ТЗНП, в результате чего на первый вход схемы И 5 также начинает поступать сигнал логической "1". На выходе схемы И 5 появляется сигнал логической "1", который, действуя на второй вход первого исполнительного органа 6, обусловливает сигнал на полное отключение блока. В результате работы устройства полное отключение блока происходит значительно раньше, чем могла бы сработать ТЗНП данного блока.At the same time, the appearance of a current in the neutral of the block causes at the moment t 3 the actuation of the organ 1 of the current TSNP, as a result of which the logical "1" signal also begins to arrive at the first input of the And 5 circuit. At the output of circuit And 5, a logical "1" signal appears, which, acting on the second input of the first actuator 6, causes a signal to completely turn off the unit. As a result of the operation of the device, the complete shutdown of the block occurs much earlier than the SCR of this block could work.
В момент t3 возвращается орган 1 тока, что ведет к возврату схемы И 5 и к снятию сигнала с выхода исполнительного органа 6. В момент t4 возвращается орган 4 выдержки времени.At time t 3 , the current organ 1 is returned, which leads to the return of circuit I 5 and to the removal of the signal from the output of the executive body 6. At time t 4, the time delay body 4 is returned.
Испытания, проведенные для защиты энергоблока с генератором типа ТЗВ-220-2У3, показали, что использование предлагаемого решения позволяет уменьшить время отключения энергоблока на 0,6-0,9 с. Достигнутое сокращение времени срабатывания защиты дает возможность существенно уменьшить ущерб, причиняемый аварией. Tests conducted to protect the power unit with a generator of the type TZV-220-2U3, showed that the use of the proposed solution allows to reduce the shutdown time of the power unit by 0.6-0.9 s. The achieved reduction in the response time of the protection makes it possible to significantly reduce the damage caused by the accident.
В соответствии с настоящим техническим решением ВНИИРом разработано устройство защиты, входящее в состав шкафа защит типа ШЭ1104 блоков генератор-трансформатор (тема 02.163-89). In accordance with this technical decision, VNIIR has developed a protection device that is part of the protection cabinet of the ШЭ1104 type of generator-transformer blocks (topic 02.163-89).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5042358 RU2017302C1 (en) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | Gear for protection of power units of generator-transformer against faults to ground on high-voltage side |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5042358 RU2017302C1 (en) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | Gear for protection of power units of generator-transformer against faults to ground on high-voltage side |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017302C1 true RU2017302C1 (en) | 1994-07-30 |
Family
ID=21604314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5042358 RU2017302C1 (en) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | Gear for protection of power units of generator-transformer against faults to ground on high-voltage side |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2017302C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2821020C1 (en) * | 2023-03-06 | 2024-06-18 | Сергей Сергеевич Шовкопляс | Method of zero-sequence current protection of power transmission line taking into account melting of ice with alternating current on its lightning protection cable using earth as return wire |
-
1992
- 1992-05-18 RU SU5042358 patent/RU2017302C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Вавин В.Н. Релейная защита блоков турбогенератор - трансформатор. М.: Энергоиздат, 1982, с.42,43. * |
| 2. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 5. Защита блоков генератор - трансформатор. Энергия, 1963, с.36-39, рис.206. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2821020C1 (en) * | 2023-03-06 | 2024-06-18 | Сергей Сергеевич Шовкопляс | Method of zero-sequence current protection of power transmission line taking into account melting of ice with alternating current on its lightning protection cable using earth as return wire |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR920012927A (en) | Single line automatic detection device | |
| BR9106975A (en) | OVERCURRENT PROTECTION EQUIPMENT | |
| RU2017302C1 (en) | Gear for protection of power units of generator-transformer against faults to ground on high-voltage side | |
| RU2035110C1 (en) | Device for protection of power supply users of substation with motor load | |
| RU2009592C1 (en) | Device for protecting generator-transformer units of power station against faults on the side of high voltage | |
| RU2025859C1 (en) | Device for protection of factory-assemble switch-gears | |
| SU1614066A1 (en) | Device for protecting against signle-phase ground faults in lower-voltage network with isolated neutral | |
| JP3223302B2 (en) | Power system protection device | |
| SU729722A1 (en) | Device for protecting inputs of parallel-connected sections of bars loaded with synchronous motors | |
| RU2080726C1 (en) | High-voltage line grouping connection | |
| SU1196986A1 (en) | Device for protection of line group of isolated neutral system against double earth leakage | |
| RU2050662C1 (en) | High-voltage power network with low ground currents | |
| SU1246224A1 (en) | Device for earth leakage protection of high-voltage isolated neutral system | |
| SU843074A1 (en) | Method and device for automatic reconnection of power transmission line | |
| SU1224891A1 (en) | Device for directional earth leakage protection in isolated neutral system | |
| SU1644297A2 (en) | Method of automatic switching on of reserve of network | |
| SU1649621A1 (en) | Device for zero-sequence instantaneous current protection for two single-line-to-ground faults behind different branches of split reactor in ungrounded network with protection circuits responding to this type of fault with or without time delay | |
| SU989649A1 (en) | Device for current protection of zero sequence from short-circuiting in network with grounded neutral | |
| SU1112469A2 (en) | Device for protecting two-circuit electric power line against short circuit between phases of different circuits | |
| SU1647755A1 (en) | Method for compensating faulty phase potential | |
| RU2015599C1 (en) | Apparatus for protecting electric network portions from short-circuit currents | |
| RU1805527C (en) | High-voltage switchgear installation | |
| RU2050657C1 (en) | Device for single-phase automatic reclosure of three-phase power transmission line | |
| SU1654909A1 (en) | Device for overcurrent protection of electrical plant having two taped bus systems | |
| SU1453496A2 (en) | Current protection device for three-phase electric installation for cases of interphase failures |