The Coefficients of Fundamental Harmonic Component Effective Values for Calculating the Magnetizing Inrush Current

Authors

  • Дмитрий [Dmitriy] Олегович [O.] Благоразумов [Blagorazumov]
  • Наталья [Natalya] Сергеевна [S.] Лебедева [Lebedeva]
  • Антон [Anton] Алексеевич [A.] Иванов [Ivanov]
  • Дмитрий [Dmitriy] Алексеевич [A.] Дегтярев [Degtyarev]
  • Александр [Aleksandr] Андреевич [A.] Копысов [Kopysov]
  • Дмитрий [Dmitriy] Валериевич [V.] Ясько [Yas’ko]
  • Илья [Il`ya] Александрович [A.] Рывлин [Ryvlin]
  • Виктор [Viktor] Петрович [P.] Бобров [Bobrov]

DOI:

https://doi.org/10.24160/1993-6982-2024-5-27-36

Keywords:

magnetizing current inrush and attenuation, magnetization curves, current cutoff protection

Abstract

This article addresses the problems of offsetting the current cutoff protection setpoints without a time delay for microprocessor protection devices to ensure their remaining silent to magnetizing current inrushes. The above-mentioned problems are associated with outdated calculation methods from the existing relay protection guidelines. To solve these problems, the dependences for calculating the coefficients of the fundamental harmonic component effective values are considered for calculating the magnetizing current inrush. By using the suggested dependences, it is possible to calculate the coefficients of the magnetizing inrush current fundamental harmonic component effective values taking into account the generalized attenuation curve, various steel grades, and various types of power transformer connection configurations. The coefficients of the magnetizing inrush current fundamental harmonic component effective values are given in the form of curves, including those reflecting the magnetizing inrush current attenuation with time. In accordance with the value of the coefficient at the moment of time, which depends on the protection response time, it is possible to calculate the magnetizing inrush current value from which it is necessary to offset the protection. By applying the described approach, it is possible to obtain the effective values of the magnetizing inrush current fundamental harmonic component for accurately calculating the response parameters of any relay protection device, regardless of the type of its hardware. To facilitate the magnetizing inrush current value calculation, an automated software for calculating the magnetizing inrush current fundamental harmonic component effective value has been developed.

Author Biographies

Дмитрий [Dmitriy] Олегович [O.] Благоразумов [Blagorazumov]

Ph.D. (Techn.), Senior Lecturer of Relay Protection and Automation of Energy Systems Dept., NRU MPEI, e-mail: BlagorazumovDO@mpei.ru

Наталья [Natalya] Сергеевна [S.] Лебедева [Lebedeva]

Assistant of Relay Protection and Automation of Energy Systems Dept., NRU MPEI, e-mail: lebedeva.nat.s@yandex.ru

Антон [Anton] Алексеевич [A.] Иванов [Ivanov]

Engineer of Relay Protection and Automation of Energy Systems Dept., NRU MPEI, e-mail: ivanovmpei@ya.ru

Дмитрий [Dmitriy] Алексеевич [A.] Дегтярев [Degtyarev]

 Engineer of Relay Protection and Automation of Energy Systems Dept., NRU MPEI, e-mail: degtiarevda@mpei.ru

Александр [Aleksandr] Андреевич [A.] Копысов [Kopysov]

Master Student of Relay Protection and Automation of Energy Systems Dept., NRU MPEI, e-mail: KopysovAA@mpei.ru

Дмитрий [Dmitriy] Валериевич [V.] Ясько [Yas’ko]

Deputy Head of the RZA Service Dept., JSC SO UES, Moscow

Илья [Il`ya] Александрович [A.] Рывлин [Ryvlin]

Head of the RZA Service Dept., JSC SO UES, Moscow

Виктор [Viktor] Петрович [P.] Бобров [Bobrov]

Chief Specialist of the RZA Service Dept., JSC SO UES, Moscow

References

1. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 12. Токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю линий 110 — 500 кВ. Расчеты. М.: Энергия, 1980.
2. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 9. Дифференциально-фазная высокочастотная защита линий 110 — 330 кВ. М.: Энергия, 1972.
3. Засыпкин А.С. Релейная защита трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1989.
4. СТО 56947007-29.120.70.241—2017. Технические требования к микропроцессорным устройствам РЗА.
5. Дружинин В.В. Магнитные свойства электротехнической стали. М.: Госэнергоиздат, 1962.
6. Зихерман М.Х. Характеристики намагничивания мощных трансформаторов // Электричество. 1972. № 3. С. 79—82.
7. Засыпкин А.С. Остаточная индукция сети в ненагруженных силовых трансформаторах после отключения от сети // Известия Вузов СССР. Серия «Электромеханика». 1977. № 2. С. 168—172.
8. Дроздов А.Д. Электрические цепи с ферромагнитными сердечниками в релейной защите. М.-Л: Энергия, 1965.
9. Подгорный Э.В., Ксюнин А.Г., Люткевич В.И. Типовые кривые для расчета тока включения силовых трансформаторов // Известия вузов СССР. Серия «Электромеханика». 1969. № 4. С. 376—379.
10. ГОСТ Р 52735—2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ.
---
Для цитирования: Благоразумов Д.О., Лебедева Н.С., Иванов А.А., Дегтярев Д.А., Копысов А.А., Ясько Д.В., Рывлин И.А., Бобров В.П. Коэффициенты действующих значений первой гармоники для расчета броска тока намагничивания // Вестник МЭИ. 2024. № 5. С. 27—36. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-5-27-36
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Rukovodyashchie Ukazaniya po Releynoy Zashchite. Vyp. 12. Tokovaya Zashchita Nulevoy Posledovatel'nosti ot Zamykaniy na Zemlyu Liniy 110 — 500 kV. Raschety. M.: Energiya, 1980. (in Russian).
2. Rukovodyashchie Ukazaniya po Releynoy Zashchite. Vyp. 9. Differentsial'no-faznaya Vysokochastotnaya Zashchita Liniy 110 — 330 kV. M.: Energiya, 1972. (in Russian).
3. Zasypkin A.S. Releynaya Zashchita Transformatorov. M.: Energoatomizdat, 1989. (in Russian).
4. STO 56947007-29.120.70.241—2017. Tekhnicheskie Trebovaniya k Mikroprotsessornym Ustroystvam RZA. (in Russian).
5. Druzhinin V.V. Magnitnye Svoystva Elektrotekhnicheskoy Stali. M.: Gosenergoizdat, 1962. (in Russian).
6. Zikherman M.Kh. Kharakteristiki Namagnichivaniya Moshchnykh Transformatorov. Elektrichestvo. 1972;3:79—82. (in Russian).
7. Zasypkin A.S. Ostatochnaya Induktsiya Seti v Nenagruzhennykh Silovykh Transformatorakh Posle Otklyucheniya ot Seti. Izvestiya Vuzov SSSR. Seriya «Elektromekhanika». 1977;2:168—172. (in Russian).
8. Drozdov A.D. Elektricheskie Tsepi s Ferromagnitnymi Serdechnikami v Releynoy Zashchite. M.-L: Energiya, 1965. (in Russian).
9. Podgornyy E.V., Ksyunin A.G., Lyutkevich V.I. Tipovye Krivye dlya Rascheta Toka Vklyucheniya Silovykh Transformatorov. Izvestiya Vuzov SSSR. Seriya «Elektromekhanika». 1969;4:376—379. (in Russian).
10. GOST R 52735—2007. Korotkie Zamykaniya v Elektroustanovkakh. Metody Rascheta v Elektroustanovkakh Peremennogo Toka Napryazheniem Svyshe 1 kV. (in Russian)
---
For citation: Blagorazumov D.O., Lebedeva N.S., Ivanov A.A., Degtyarev D.A., Kopysov A.A., Yas'ko D.V., Ryvlin I.A., Bobrov V.P. The Coefficients of Fundamental Harmonic Component Effective Values for Calculating the Magnetizing Inrush Current. Bulletin of MPEI. 2024;5:27—36. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-5-27-36
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest

Published

2024-06-18

Issue

Section

Electric Power Industry (Technical Sciences) (2.4.3)