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Schaltungsanordnung zur selektiven Abschaltung von
Erdkurzschlüssen auf Drehstrom-Doppelleitungen Elektrische Drehstromleitungen werden zum Zwecke der Messung von Kurzschlussentfernungen in bekannter Weise mit Distanzrelais ausgerüstet, die die Aufgabe haben, Kurzschlüsse selektiv aus dem Netzverband herauszuschalten, gegebenenfalls unter Anwendung der automatischen Wiedereinschaltung.
Das ist nur möglich, wenn die Distanzrelais auf der unmittelbar zu schützenden Leitung eine der Fehlerentfernung distanzproportionale Widerstandsmessung vornehmen können. Eine solche Messung ist in Netzenmitstarr geerdetem Sternpunkt bei Einfachleitungen, bestehend aus drei Leitern eines Drehstromsystems, in jedem Störungsfall, dagegen bei Erdkurzschlüssen. auf einem System einer Doppelleitung, worunter die Anordnung von zwei aus je drei Leitern bestehenden Drehstromsystemen auf einem Mast verstanden wird, nur bei Kurzschlüssen ohne Erdberührung möglich, wenn den Widerstandsmessgliedern der erdkurzschlussbehafteten Leitung Strom- und Spannungswerte nur aus dieser Leitung über Wandler zugeführt werden.
Führt man den Widerstandsmessgliedern der erdkurzschlussbehafteten Leitung Strom-und Spannungswerte aus beiden parallel laufenden Leitungen zu, so können die Widerstandsmessglieder der erdkurzschlussbe-
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sen. Da der Erdkurzschluss entweder auf der einen oder der andern Leitung des Doppelleitungssystems auftreten kann, ist jedem Widerstandsmessglied ein Teil des Nullstromes oder dessen proportionale Spannung vom Nachbarstromkreis über Wandler zuzuführen. Dies führt jedoch dazu, dass die Widerstandsmessglieder in der der erdkurzschlussbehafteten Leitung parallel laufenden Leitung einen Widerstand ermitteln, der kleiner als der eingestellte Widerstand der ersten Stufe des Distanzrelais sein kann.
Die Folge ist die richtige Abschaltung der gestörten Leitung, aber auch die Unterbrechung der Energieversorgung über die der gestörten Leitung parallel laufende Leitung. Selektivität ist nur vorhanden, wenn lediglich der ge- störte elektrische Anlageteil, in diesem Fall die erdkurzschlussbehaftete Leitung, abgeschaltet wird. Somit verhalten sich die Widerstandsmessglieder der nicht erdkurzschlussbehafteten Leitung unselektiv, was einen schwerwiegenden Nachteil dieser Schaltung bedeutet.
Zur Erläuterung hiezu ist in Fig. l im Prinzip eine Schaltung der Widerstandsmessung mittels Distanzrelais einer Drehstromdoppelleitung, bestehend aus zwei parallelen Drehstromleitungen auf einem Gestänge, gegen Erdkurzschlüsse dargestellt.
An die Sekundärseite der Stromwandler R S T jeder Leitung sind über die Anregeglieder r s t und 0 in bekannter Weise z. B. die Stromnebenwiderstände R, S, T und 0, bzw. R, S-, Tz und 02 angeschlossen, von denen die stromproportionalen Spannungen für die Messglieder Z und Z abgenommen werden.
In Fig. 1 sind nur die Abgriffe für den Fall eines Erdkurzschlusses Leiter R - Erde eingezeichnet. Die aus der Leitung L1 gebildete Stromsumme
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den abgegriffenen Teilwiderstand vom Sternpunkt bis Xl bedeutet, tritt an den Klemmen 11/12 des lin-
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kon Transformators Tri als stromproportionale Spannung auf und wird auf den Stromkreis des Widerstandsmessgliedes z1 übertragen.
Analog sind die Verhältnisse bei der Leitung 2 für das Widerstandsmessglied Z bezüglich der Ermittlung der stromproportionalen Spannung. Die dem Nullstrom J02 am Widerstand ÖL bzw. Jo am Wider-
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An den Klemmen 15/16 des linken Transformators l, an dem das Widerstandsmessglied Z angeschlossen ist, tritt eine stromproportionale Spannung
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und an den Klemmen 15/16 des rechten Transformators 1, an dem das Widerstandsmessglied z1 angeschlossen ist, eine stromproportionale Spannung
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auf, worin
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Die zur Bildung des Widerstandes nötige Messwechselspannung wird in bekannter Weise z. B. aus einem Spannungswandler über einen Zwischentransformator Tr2 dem Spannungsteil des Widerstandsmessgliedes zugeführt. Die beschriebene Eingangsschaltung kann in beliebiger Weise als reine Wechselstromanordnung oder auch als über Gleichrichter geführte Gleichstromanordnung ausgeführt sein.
In Fig. 2 ist ein Drehstrom-Doppelleitungssystem zwischen den Stationen A und B dargestellt. Auf der Drehstromleitung L1 tritt beispielsweise an einer beliebigen Stelle K ein Erdkurzschluss in der Entfernung 11 vom Standort des Relais 1 auf. In der gleichen Figur sind ausserdem in einem Koordinatensystem auf der Abszisse die Entfernung l und auf der Ordinate die von den Relais 1 und 2 gemessenen Widerstände Z aufgetragen. Bei einseitiger Speisung von Station A her und einpoligem Erdkurzschluss an der Stelle K auf der Leitung L1 mit der Entfernung 11 misst das Relais 1 entsprechend der Kennlinie a einen Widerstand nach Gleichung l :
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ZL = Mitimpedanz der Leitung L1 bzw. L2 ist.
Bei dem gleichen Störungsort misst das Relais 2 bei einseitiger Speisung von Station A her entsprechend der Kennlinie b einen Widerstand (Fig. 2) nach Gleichung 2 :
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Beim Erdkurzschluss an der Stelle K misst gemäss Fig. 2 das Relais 1 den distanzproportionalen Widerstandswert Za. das Relais 2 dagegen den Widerstandswert Zb- Über dem Diagramm Z = f (l) in Fig. 2 ist die Widerstandszeitkennlinie t = f (Z) der ersten Stufe für das Distanzrelais 1 und Leitung Ll oberhalb der Abszisse Z dargestellt. Auf die gleiche Kennlinie ist das Relais 2 der Leitung L2 eingestellt. Für die Relais 3 und 4 ist die Widerstandszeitkennlinie unterhalb der Abszisse angegeben. Der eingestellte Widerstandswert des ersten Kippunkte beträgt Zc.
Tritt an der Stelle K ein Erdkurzschluss auf, so erfolgt bei einseitiger Speisung durch das der Station A vorgeordnete Netz in Station A durch die Relais 1 und 2 Auslösung in Schnellzeit, weil beide Relais einen Widerstandswert ermitteln, der kleiner als der Widerstand Zc der ersten Kippstufe ist. Das Verhalten des Relais 2 ist unselektiv, da die selektive Abschaltung des Erdkurzschlusses auf Leitung Ll in Station A nur durch das Relais 1 und in Station B durch das Relais 3 erfolgen dürfte und die Stromversorgung der Station B über Leitung 12 sichergestellt sein müsste. Der Bereich, in dem sich das Relais 2 unselektiv verhält, reicht von Station A bis zur Entfernung Ix (Fig. 2). Es besteht daher die Aufgabe, dieses unselektive Verhalten zu beseitigen.
Gemäss der Erfindung wird eine Schaltungsanordnung so getroffen, dass mittels zweier Vergleichsrelais aus jeder Leitung ein Strom oder dessen proportionale Spannung miteinander verglichen und nur bei Überschreitung eines einstellbaren Ansprechwertes der zur distanzproportionalen Widerstandsmessung notwendige Nullstrom bzw. ein Teil hievon oder eine diesem proportionale Spannung dem Widerstandsmesssystem, dem das Vergleichsrelais zugeordnet ist, zugeführt wird. Ein Vergleichsrelais E1 schliesst seinen
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diesem proportionale Spannung ut, herrührend von der parallel laufenden Leitung 12, dem Widerstandsmesssystem Zl des Distanzrelais 1 in der Leitung LI zu.
Weiterhin schliesst das Vergleichsrelais E, seinen Kontakt el auch dann, wenn der Erdkurzschluss auf der parallel laufenden Leitung L2 im Bereich zwischen dem ersten Kippunkt des Distanzrelais 2 und der Gegenstation liegt. Der Ansprechwert des Vergleichsrelais kann nach Fig. 2 in den Bereich lg-1 gelegt werden.
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arbeitetsteht.
Die elektrischen Grössen, die das Ansprechen der Vergleichsrelais E und E, bewirken, sind die Nullströme der beiden parallelen Leitungen bzw. Teile oder Vielfache hievon oder deren proportionale Span-
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Durch die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung wird erreicht, dass die Distanzrelais in Fig. 2 bei Erdkurzschlüssen auf der unmittelbar zu schützenden Leitung H an der Stelle K den Widerstand distanzproportional nach Gleichung 1 ermitteln. Das Distanzrelais 2 dagegen ermittelt den Widerstand bis zur Erdkurzschlussstelle K bei Anwendung der erfindungsgemässen Schaltung nicht mehr nach Gleichung 2, sondern nach Gleichung 3 :
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demnach ist Zss im Auslösebereich des Distanzrelais 2 immer grösser als Zc.
Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung hat also bei Erdkurzschlüssen auf einer Leitung eines Drehstromdoppelleitungssystems den Vorteil, dass die Distanzrelais der der erdkurzschlussbehafteten Leitung parallel laufenden Leitung nicht mehr in Sehnellzeit, sondern bei Fortbestehen einer Anregung mit einer höheren Stufenzeit abschalten.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung dargestellt. Hierin ist das zum Distanzrelais 1 gehörende Vergleichsrelais EI mit der einen Wicklung an die nullstrompropor-
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Das Vergleichsrelais E schliesst seinen Kontakt e, wenn
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ist. Der Quotient
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entspricht der Reichweite der Schnellstufe und ist in der Regel 0, 8... 0, 9.
An Stelle des Vergleiches der stromproportionalen Spannungen u und us mittels E1 und E2können auch die Ströme J01 und J02 direkt eingeführt werden. Ebenso kann unter Zwischenschaltung von Gleichrichtern mit Gleichstromrelais gearbeitet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
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gen mit zwei auf einem Gestänge verlegten Leitungen mittels Distanzrelais, deren Widerstandsmessglieder über Wandler Strom- und Spannungsgrössen aus den beiden Leitungen zugeführt bekommen, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Vergleichsrelais (E) aus jeder Leitung ein Strom oder dessen proportionale Spannung miteinander verglichen und bei Überschreitung eines einstellbaren Ansprechwertes ein
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