Restricted Earth Fault Protection

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7/22/2015

Restricted Earth Fault Protection

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(/questions/view/question/id/593) 3.  Embedded system design

The windings of many medium and small sized transformers are protected by restricted earth fault (REF) systems. The illustration shows the principal of REF protection.

(/questions/view/question/id/591) 4.  PV system design ­ advice (/questions/view/question/id/592) 5.  Power consumption of motor during starting

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(/questions/view/question/id/590)

1.  Basic Operation

6.  Inspection of Cathodic Protection Transformer

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Restricted Earth Fault Protection

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See Also ANSI (IEEE) Protective Device Numbering (http://myelectrical.com/notes/entryid/148/ansi­ieee­protective­ device­numbering)

Power Systems (http://myelectrical.com/notes?tag=power+systems), Protection (http://myelectrical.com/notes/tag/protection), REF (http://myelectrical.com/notes/tag/ref), Earth Fault (http://myelectrical.com/notes?tag=earth+fault)

 

 

 

 

 

More interesting Notes: Cables for MV Power Distribution ­ Earthed versus Unearthed Systems (http://myelectrical.com/notes/entryid/226/cables­for­mv­power­distribution­earthed­versus­unearthed­systems) Fault Calculations ­ Introduction (http://myelectrical.com/notes/entryid/192/fault­calculations­introduction) How to refer fault levels across a transformer (http://myelectrical.com/notes/entryid/184/how­to­refer­fault­levels­ across­a­transformer) Differential protection, the good old days (http://myelectrical.com/notes/entryid/90/differential­protection­the­good­old­ days) Frame Leakage Protection (http://myelectrical.com/notes/entryid/218/frame­leakage­protection) Steven McFadyen (/users/steven) Steven has over twenty five years experience working on some of the largest construction projects. He has a deep technical understanding of electrical engineering and is keen to share this knowledge. About the author

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Restricted Earth Fault Protection

Pradeep Rath  •  a year ago

Dear Friends, I would like to have your opinion on the best protection engineering practices with regard to providing a separate independent relay for REF (64) or Differential (87) protection in addition to a comprehensive relay for all other protections. 4 △  



• Reply • Share ›  Mod   > Pradeep Rath   •

Steven McFadyen 

 a year ago

If you are using a good multifuntion numerical relay, which incorporates REF or differential, I would would be ok with that. Only reason to use an extra relay is if the funcion is not HOME (HTTP://MYELECTRICAL.COM/) NOTES (HTTP://MYELECTRICAL.COM/NOTES) incorporated (or there is some technical limitiation). 1 △  



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QUESTIONS (HTTP://MYELECTRICAL.COM/QUESTIONS) Manish Naha  •  a year ago

TOOLS (HTTP://MYELECTRICAL.COM/TOOLS)

Can REF used effectively in cases where a neutral has been earthed through resistors,

COMMUNITY (HTTP://MYELECTRICAL.COM/COMMUNITY)

1 △  



STORE (HTTP://MYELECTRICAL.COM/STORE)

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SUPPORT (HTTP://MYELECTRICAL.COM/SUPPORT) Steven McFadyen  Mod  > Manish Naha  •  a year ago

Yes. In fact I think it is recommended, although it will probably protect less of the winding then would be the case with a solidly earthed system.

△  ▽

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Dattatraya Joshi  •  3 months ago

Sir, I was told that I need to have a 3pole ( and not 4 pole) main incomer on LV switchboard to incorporate REF. The neutral needs to be directly connected to main BUS of LV board. is that right? can not I use a 4P ACB on LV side?What if I have to use REF on a DG? DO i need 3 Pole breaker only for isolation?

△  ▽

• Reply • Share ›  Mod   > Dattatraya Joshi   •

Steven McFadyen 

 3 months ago

For incoming supplies (and those from separately derived sources), I would use a 4­pole. That way you completely isolate the system. 1 △  



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Lanz Nellas  •  3 months ago

explain why fault protection is essential? i need your suggestion

△  ▽

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Juancer Simangunsong  •  3 months ago

sir can you explain about REF and SEF/SBEF relay......and the picture

△  ▽

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Siva Prakash  •  5 months ago

will REF protect 100% of its zone

△  ▽

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Steven McFadyen 

Mod   > Siva Prakash   •

 5 months ago

It will protect everything within the zone between two sets of CT. If you tried, you could possibly make faults (for example in a winding very close to the neutral), which would be below the relaying sensitivity.

△  ▽

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Mohamad Fazdhli Hassan  •  6 months ago

The concept for the above REF is based on current differential. However our Siemens REF relay (called high impedance relay) uses voltage elements as the setting only. Can you clarify. Is it lookig at the same thing ?

△  ▽

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Steven McFadyen 

Mod   > Mohamad Fazdhli Hassan   •

 6 months ago

I think it is looking at something different. If you can post the model number of the relay, I can maybe give a better answer.

△  ▽

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Mohamad Fazdhli Hassan > Steven McFadyen  •  6 months ago

Thanks The relay is Siemens 7PG23 5B3. 1 △  



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Steven McFadyen 

Mod   > Mohamad Fazdhli Hassan   •

 6 months ago

Sorry, my misread, I thought you was taking a voltage measurement to the relay.

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7/22/2015

Restricted Earth Fault Protection

The principal is as still as shown in the note. However, to take care of any spill current (due to CT mismatch, saturation on faults, etc.), the relay impedance is increased (hence high impedance). When you work out the theory, it shows that you can use voltage measurement across the relay for sensing any fault. This is what is happening in your relay. The best way, for you to understand this, is to download the NPAG from Alstom. The guide has a section on high impedance differential protection, which explains all the theory. If you also download, the relay manual, it explains how to select the correct setting. 1 △  



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Naren  •  6 months ago

what is the connection if one side of transformer is delta connected? i mean how can you introduce neutral point?

△  ▽

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Steven McFadyen 

Mod   > Naren   •

 6 months ago

You would need to use earthing transformers somewhere on the network to introduce a path for the earth fault. Depending on the situation, it may be better to consider full differential protection.

△  ▽

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Satinder Pal Singh  •  8 months ago

If we put the Neutral CT in Neutral busbar link of distribution panel for Ref protection Instead of puting the Neutral CT in the transformer where star point are grounded. In this condition my Ref relay will work or not??

△  ▽

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Steven McFadyen 

Mod   > Satinder Pal Singh   •

 8 months ago

It is not a neutral CT, but summation CT of all phase currents. If you wanted to place this in the distribution panel, it would still work. The zone of protection would be extended up to the panel.

△  ▽

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Satinder Pal Singh > Steven McFadyen  •  8 months ago

Respcted steven sir,  Thank you for suggestion.

△  ▽

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Deepak Roy  •  a year ago

Which is better for REF protection. 64REF relay or 87N relay

△  ▽

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Steven McFadyen 

Mod   > Deepak Roy  •

 8 months ago

I think they are taken to mean the same thing. There is a question on the site about this at: http://myelectrical.com/questi...

△  ▽

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Manish Naha  •  a year ago

Thanks Steven ,I also agree that in case fault is very near to Neutral point the sesitivity will be low.

△  ▽

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Mihir Velani  •  a year ago

Why is it not possible to protect the whole generator winding with a simple balanced earth fault protection?

△  ▽

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Steven McFadyen 

Mod   > Mihir Velani   •

 a year ago

It's a case of detecting the low magnitude of fault current with everything else going on. For faults close the neutral, the voltage across the fault will be approaching zero and the fault current limited. You need a sensitive detection. You also want some to activate quickly so the fault is not long on the system.

△  ▽

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