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Phasenvergleich-Schutzanordnung
Den Gegenstand des Stammpatentes bildet eine Phasenvergleich-Schutzanordnung, bei der an jedem Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes beim Auftreten eines Fehlers die Phasendifferenz zwischen einer aus den Leiterströmen an jeweils dem einen Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes abgeleiteten, einphasigen Messgrösse und einer aus den Leiterströmen an jeweils dem andern Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes abgeleiteten und über eine Hochfrequenz Verbindung an das jeweils eine Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes übertragenen, einphasigen Vergleichsgrösse ermittelt wird und bei der bei einer einen inneren Fehler kennzeichnenden, vorgegebenen Phasendifferenz der zu überwachende Leitungsabschnitt durch an seinen Enden angeordnete,
über Schalteinrichtungen beeinflusste Leistungsschalter abgeschaltet wird und bei der jeder Schalteinrichtung eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, die beim Auftreten eines äusseren oder inneren Fehlers die bisher gesperrte Schalteinrichtung freigibt, worauf die Schalteinrichtung im Falle eines äusseren Fehlers nach einer vorgegebenen Zeit durch die Steuereinrichtung wieder gesperrt, im Falle eines inneren Fehlers vor Eintreten dieser Sperrung durch eine sich in Abhängigkeit von der Phasendifferenz bildende Grösse zur Abgabe eines Auslösesignals veranlasst wird, während im Falle eines während eines äusseren Fehlers zusätzlich auftretenden inneren Fehlers die nach der vorgegebenen Zeit wieder gesperrte Schalteinrichtung erneut durch die Steuereinrichtung freigegeben wird und die Abgabe eines Auslösesignals veranlassen kann.
Bei der Phasenvergleich-Schutzanordnung gemäss dem Stammpatent wird der Fehler mittels einer Einrichtung zur Messwertbildung erfasst, die eine einphasige, pulsierende Ausgangsgrösse oder eine ein- phasige Wechselspannung erzeugt. Die Amplitude dieser Wechselspannung wird dazu verwendet, um das Auftreten eines Fehlerstromes in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt zu ermitteln, und die Phasenlage dieser Wechselspannung wird dazu benutzt, um den Fehlerort festzustellen.
Wenn die Amplitude der von der Einrichtung zur Messwertbildung erzeugten, einphasigen Wechselspannung einen Wert erreicht, der die Existenz eines Fehlers anzeigt, dann sendet die an jedem Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes angeordnete Relaisanordnung eine Serie von Sperrsignalen aus, deren Phasenlage durch die Flussrichtung des Stromes am Ort der Relaisanordnung bestimmt ist.
Der zu überwachende Leitungsabschnitt ist an beiden Enden mit einander ähnelnden Relaisanordnungen versehen, von denen jede auf die Fehlerströme anspricht, die an ihrem Einbauort fliessen ; dabei sendet jede Relaisanordnung eine eigene, bezüglich der Phasenlage individuell bestimmte Reihe von Sperrsignalen aus. Die ausgesendeten Sperrsignale werden zwischen zwei oder mehreren Relaisanordnungen durch geeignete Mittel, beispielsweise über eine einen Leiter des zu überwachenden Leitungsabschnittes verwendende Trägerfrequenzverbindung, über eine besondere Drahtverbindung, die zwei Relaisanordnungen miteinander verbindet oder auch über eine Kurzwellenverbindung übertragen.
Wenn der Fehler innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes auftritt, dann haben die Fehlerströme an beiden Enden des zu überwachenden Leitungsabschnittes dieselbe Richtung (sie fliessen an beiden Enden des zu überwachenden Leitungsabschnittes in diesen hinein) und die Phasenlage der aus-
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gesendeten Sperrsignale ist derart, dass die Relaisanordnungen die zugehörigen Leistungsschalter betätigen, um den fehlerbehafteten Leitungsabschnitt abzutrennen.
Liegt ein bezüglich des zu überwachenden Leitungsabschnittes äusserer Fehler vor, dann haben die Fehlerströme an den beiden Enden des zu überwachenden Leitungsabschnittes entgegengesetzte Richtungen (sie fliessen an dem einen Ende in den zu überwachenden Leitungsabschnitt hinein und an dem andern Ende aus dem zu überwachenden Leitungsabschnitt heraus), und die Phasenlage zwischen den ausgesendeten Sperrsignalen ist derart, dass die Relaisanordnungen die zugeordneten Leistungsschalter nicht auslösen.
Invielen Fällen arbeitet eine solche Phasenvergleich-Schutzanordnung zufriedenstellend ; unter gewissen Umständen jedoch, beispielsweise im Falle eines dreiphasigen Fehlers, lässt sich die Amplitude der einphasigen, von der Einrichtung zur Messwertbildung erzeugten Wechselspannung praktisch nicht mehr von derjenigen Amplitude dieser Wechselspannung unterscheiden, die bei hohen, aber zulässigen Lastströmen in der Einrichtung zur Messwertbildung erzeugt wird. In einem solchen Fall würde also die Phasenvergleich-Schutzanordnung auch dann ansprechen, wenn überhaupt kein Fehler aufgetreten ist ; der Sender jeder Relaisanordnung würde zu arbeiten beginnen, und es würden die von den Sendern ausgesendeten Signale an sich unnötigerweise zu den Empfängern der Relaisanordnungen übertragen werden, um das Auslösen der zugeordneten Leistungsschalter zu verhindern.
Diese an sich unnötige Übertragung der von den Sendern erzeugten Signale ist aus mehreren Gründen unerwünscht. Beispielsweise kann dadurch ein falsches Auslösen eines oder mehrerer Leistungsschalter verursacht werden, wenn während der Übertragung der Signale irgendein Fehler in der Phasenvergleich-Schutzanordnung selbst auftritt ; ausserdem wird durch die an sich unnötige Übertragung der Signale eine Benutzung der Übertragungsmöglichkeiten für Zwecke der Übertragung von Nachrichten oder von Betätigungssignalen zwischen den verschiedenen Relaisanordnungen verhindert.
Diese Schwierigkeiten bei der Phasenvergleich-Schutzanordnung gemäss dem Stammpatent lassen sich gemäss der Zusatzerfindung dadurch beseitigen, dass zusätzlich an jedem Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes zwei Distanzrelais angeordnet sind, von denen das jeweils eine Distanzrelais einen zumindest den zu überwachenden Leitungsabschnitt einschliessenden Auslösebereich und das jeweils andere, an demselben Ende des Leitungsabschnittes angeordnete Distanzrelais einen ausserhalb des
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liegenden, sich an das jeweils selbe Endeeinerseits sehr empfindlich auf das Auftreten von Fehlern in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt zu reagieren und anderseits Fehlauslösungen durch zulässige Lastströme zu vermeiden ;
in der verbesserten Phasenvergleich-Schutzanordnung werden die Relaisanordnungen also nur bei Fehlern in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt betätigt.
Ausserdem lässt sich die gemäss der Zusatzerfindung verbesserte Phasenvergleich-Schutzanordnung auch zur Überwachung solcher Leitungsabschnitte einsetzen, die mit Serienkondensatoren ausgerüstet sind. Eine solche Phasenvergleich-Schutzanordnung bleibt auch dann unbeeinflusst, wenn die Serienkondensatoren durch Funkenüberschlag an den Kondensatoren parallelliegenden Funkenstrecken während eines Fehlers abgeschaltet sind.
Die Zusatzerfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert, von denen die Fig. l ein Blockschaltbild der verbesserten Phasenvergleich-Schutzanordnung zeigt, und die Fig. 2 und 3 Blockschaltbilder der verschiedenen Typen von Übertragungsleitungen darstellen, die mit einer Anordnung gemäss Fig. l überwacht werden können ;
die Fig. 4a und 4b zeigen den Impedanzverlauf einer Übertragungsleitung mit Serienkondensatoren und in Fig. 5 ist ein der Fig. 4b ähnliches Diagramm dargestellt, das den Auslösebereich der gemäss der Zusatzerfindung vorgesehenen Distanzrelais wiedergibt, in Fig. 6 ist schematisch die Schaltung eines Distanzrelais dargestellt, das in der in Fig. l dargestellten Schaltung verwendet werden kann, und Fig. 7 zeigt einen Teil der verbesserten Phasenvergleich-Schutzanordnung mit den Kontakten der Distanzrelais.
Die Leitung 1 enthält, wie Fig. 2 zeigt, einen ersten zu überwachenden Leitungsabschnitt A-B und einen zweiten zu überwachenden Leitungsabschnitt C-D. Der Leitungsabschnitt A-B ist an seinen mittels an den Orten A und B angeordneten Leistungsschaltern an Hauptversorgungsleitungen 1A und 1C angeschlossen. Der zu überwachende Leitungsabschnitt C-D steht über an den Orten C und D angeordnete Leistungsschalter mit den Hauptversorgungsleitungen 1C und 1D in Verbin-
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dung.
Die Leitung l'der Fig. 3 ist bis auf die Kondensatoren 3 mit der in Fig. 2 dargestellten Leitung identisch ; die Kondensatoren 3 sind in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt AB'angeordnet, um eine induktive Kompensation zu erreichen, durch die dieser Leitungsabschnitt zur Übertra- gunggrössererLeistungen geeignet ist. Die Serienkondensatoren 3 sind in üblicher Weise mit Funkenstrecken 5 versehen, die bei ausserordentlich hohen, durch den Leitungsabschnitt AB'fliessenden Strömen überschlagen.
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anden Orten A und B liegenden Leistungsschalter 2A und 2B werden für sich durch je eineschnitt A-B erfassen.
Eine typische Relaisanordnung 4 ist in Fig. 1 dargestellt ; sie enthält eine Ein- richtung 6 zur Messwertbildung, die in Abhängigkeit vom Strom eine einphasige Wechselspannung erzeugt. Bei einigen Fehlerfällen ist die Amplitude der von der Einrichtung 6 zur Messwertbildung gebildeten, einphasigen Wechselspannung erheblich grösser als die Amplitude, die bei durch den zu überwachendenLeitungsabschnittfliessendenLastströmen von der Einrichtung 6 erzeugt wird. Bei diesen Fehlern wird die Amplitude der von der Einrichtung 6 zur Messwertbildung erzeugten Wechselspannung dazu verwendet, die Relais 16 und 18 zu betätigen, wie es im Stammpatent beschrieben ist.
Bei andern Fehlerfällen hingegen, beispielsweise bei einem dreiphasigen Fehler, kann die Amplitude der einphasigen Wechselspannung niedriger sein als bei zulässigem Laststrom. Um auch in diesen Fällen eine einwandfreie Fehlererfassung zu ermöglichen, ist gemäss der Zusatzerfindung die Verwen- dung von Distanzrelais P und S vorgesehen. Zur Überwachung von Leitungsabschnitten mit Serienkon- densatoren ist mitunter der Einsatz eines dritten Distanzrelais R von Vorteil.
Die Distanzrelais P, R und S, die identisch aufgebaut und in üblicher Weise ausgeführt sein kön- nen, sind in Fig. 6 schematisch dargestellt. Die Ausführung des Relais 7 ist in diesem Rahmen nur insofern von Bedeutung, als es beim Auftreten von Fehlern in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt erregt werden muss. Jedes Distanzrelais ist mit auf Fehler ansprechenden Betätigungsorganen 9 und 11 versehen, von denen jedes beim Auftreten eines dreiphasigen Fehlers oder eines Fehlers zwischen Phase und Phase innerhalb des Auslösebereiches der Distanzrelais normalerweise offene und normalerweise geschlossene Kontaktsätze 45 und 47 betätigt.
Die zum Arbeiten der Distanzrelais erforderlichen Ströme und Spannungen sind mittels Strom- und Spannungswandleranordnungen 8 und 13 gewonnen und den Strom- und Spannungseingängen 8a, 8b, 8c und 13a, 13b, 13c zugeführt. Um zu erreichen, dass die Ströme für die Distanzrelais P, Rund S als auch für die Einrichtung 6 zur Messwertbildung von einereinzigenStromwandleranordnung 8 abgeleitetwerdenkönnen, sind die Distanzrelais mit Stromausgangsklemmen 8d, 8e, 8f ausgerüstet.
Wenn ein dreiphasiger Fehler innerhalb des Auslösebereiches des Distanzrelais auftritt, dann wird sein Relais bzw. sein Betätigungsorgan 9 dazu veranlasst, die normalerweise offenen Kontakte des Kontaktsatzes 45 zu schliessen und die normalerweise geschlossenen Kontakte des Kontaktsatzes 45 zu öffnen. In ähnlicher Weise wird das Betätigungsorgan 11 bei einem Fehler zwischen Phase und Phase oder bei einem Fehler zwischen Phase-Phase-Erde, der innerhalb des Auslösebereiches des Distanzrelais auftritt, betätigt, wobei der Kontaktsatz 47 umgeschaltet wird.
Wie in Fig. 7 dargestellt, sind die normalerweise geschlossenen Kontakte 21Sa und 21Pa des Kontaktsatzes 45 der Distanzrelais S und P in Reihe mit den normalerweise geschlossenen Kontakten 21Sb und 21Pb des Kontaktsatzes 47 der Distanzrelais S und P in Reihe mit den normalerweise geschlossenen Kontakten 16a des Relais 16 angeordnet. Daher wird durch das Öffnen eines der normalerweise geschlossenen Kontakte 16a, 21Sa, 21Sb, 21Pa oder 21Pb die Klemme 132 von der negativen Klemme 80 abgetrennt, wodurch die Klemme 120 über die Leitung 121 ein positives Potential an den Sender 24 und den Tastkreis 22 anlegen kann.
Der auf diese Weise eingeschaltete Sender 24 wird durch die Einrichtung 6 zur Messwertbildung der Steuerung durch den Tastkreis 22 in einer Weise unterworfen, die aus dem Stammpatent bekannt ist.
Um die Schalteinrichtung 42 (Fig. 1) freizugeben, sind die normalerweise offenen Kontakte 21Pc, 21 Pd desDistanzrelais P unterMitwirkungdesRelais 300 parallel zu den normalerweise offenen Kontakten 18a des Relais 18 angeordnet. Das Relais 300 wird erregt, um seine normalerweise offenen Kontakte 300a beim Schliessen dernormalerweiseoffenenKontakte21Pc oder 21Pd desDistanzrelais P zu schliessen.
Dadurch werden die Kontakte 300a, die parallel zu den normalerweise offenen Kontakten 18a liegen, ge-
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und die SteuereinrichtungPhasen-UND-Verknüpfungsgliedes 34 zu unterstellen. Um eine Zeitverzögerung zwischen dem Schliessen der Kontakte 21Pc und 21Pd und den Kontakten 300a zu erzielen, können mehrere Wege beschritten werden,
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wie sie im Rahmen der Zusatzerfindung Verwendung finden können. Die Auslösebereiche sind dargestellt für Relais, die an den Orten A und B des in Fig. 3 dargestellten, zu überwachenden Leitungsabschnittes l'mit Serienkondensatoren angeordnet sind.
Die R- und X-Achsen des Diagramms sind aus der normalen Lage herausgedreht worden, um die Linie X-G, die die Impedanz der gesamten Leitung darstellt, in eine Lage zu bringen, in der sie waagrecht in der Figur erscheint. Diese Drehung gestattet eine vereinfachte Darstellung der Auslösebereiche der an den Orten C und D sowie an den Orten A und B angeordneten Distanzrelais. Die Serienkondensatoren 3 sind in der Nähe des Leistungsschalters am Orte B angeordnet, u. zw. auf der Seite des Leistungsschalters, die dem Ort A zugewendet ist. In dem in Fig. 4A gezeigten Diagramm ist der Einfluss der Serienkondensatoren 3 durch die Strecke H-B wieder- gegeben.
Wie dem R-X-Diagramm zu entnehmen ist, ist das am Orte A liegende Distanzrelais S derart eingestellt, dass es bei jedem dreiphasigen Fehler betätigt wird, der in dem Abschnitt der Linie X-G auftritt, der innerhalb des den Auslösebereich des Distanzrelais S darstellenden Kreises 21SA liegt. Der Auslösebereich des Distanzrelais S umschliesst mindestens genauso viel des Leitungsabschnittes Y-Z wie der den Auslösebereich des Distanzrelais P am Orte B wiedergebende Kreis 21PB. In ähnlicher Weise kann das Distanzrelais P am Orte A die Fehler erfassen, die innerhalb des Abschnittes der gesamten Leitung X-G auftreten, der innerhalb des Kreises 21PA liegt.
Die Kreise 21pi, 21SB und21RB bezeichnen die Abschnitte der gesamten Leitung X-G, die, wenn in ihnen ein dreiphasiger Fehler auftritt, eine Betätigung der Distanzrelais P, S oder R am Orte B bewirken.
Da das hauptsächliche Interesse den Abschnitten der Linie X-G mit den Kreisen gilt, die durch die Auslösebereiche der Distanzrelais P, R und S beschrieben sind, lassen sich die Auslösebereiche, wie in Fig. 4B gezeigt, durch Rechtecke darstellen, die entlang der Linie X-G angeordnet sind und eine Länge besitzen, die dem Auslösebereich des jeweiligen Distanzrelais oder der Länge des Leitungsabschnittes entspricht, den das entsprechende Distanzrelais überwacht. Diese Darstellung vereinfacht die Figuren, ohne die Erklärung der Erfindung zu beeinträchtigen.
In Fig. 5. ist die gesamte Leitung X-G für den Fall dargestellt, dass die die Serienkondensatoren 3 schützenden Funkenstrecken 5 gezündet haben. Dieses Zünden macht die Serienkondensatoren 3 wirkungslos, so dass der Punkt B mit dem Punkt H zusammenfällt. Der Leitungsabschnitt C-D der Fig. 5 stellt den Leitungsabschnitt 1 der Fig. 2 dar und gibt die typische Einstellung der Auslösebereiche der Distanzrelais wieder.
Die übrigen Einzelheiten der gemäss der Zusatzerfindung verbesserten Phasenvergleich-Schutzanordnung lassen sich am besten an Hand der folgenden Beschreibung der Funktionsweise erklären.
Bei normalem, fehlerlosem Betrieb der Leitung 1 befinden sich die Relais 16 und 18 sowie die Distanzrelais P und S und, falls verwendet, auch das Distanzrelais R in ihrer "kein Fehler" anzeigenden Lage, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Wenn ein genügend grosser Laststrom fliesst, dann wird dem Verzögerungsnetzwerk 38 eine von der Einrichtung 6 zur Messwertbildung erzeugte Wechselgrösse über den ersten Impulsformer 14 der Relaisanordnung 4 nach Fig. 1 und über das Phasen-UND-Verknüpfungsglied 34 zugeführt. Ein im Verzögerungsnetzwerk 38 vorgesehener Kondensator wird abwechselnd geladen und entladen, was aber, da die Schalteinrichtung 42 durch die Steuereinrichtung 46 gesperrt ist, ohne Einfluss auf die Schalteinrichtung 42 bleibt.
Die normalerweise ge- schlossenen Kontakte 16a des Relais 16, die normalerweise geschlossenen Kontakte 21Sa und 21Sb des Distanzrelais S und die normalerweise geschlossenen Kontakte 21Pa und 21Pb des Distanzrelais P bleiben geschlossen. Dadurch ist die Leitung 121 direkt mit der negativen Leitung 83 verbunden, wodurch eine Erregung des Tastkreises 22 und ein Einschalten des Senders 24 unterbunden ist ; auch jede Beeinflussung des Senders 24 durch die Einrichtung 6 zur Messwertbildung ist verhindert.
Da die Wirkungsweise der Phasenvergleich-Schutzanordnung bei den Fehlern bereits ausführlich im Stammpatent beschrieben ist, bei denen die von der Einrichtung 6 zur Messwertbildung erzeugte ein- phasige Wechselspannung eine höhere Amplitude als bei grossen, zulässigen Lastströmen besitzt, ist im folgenden die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Phasenvergleich-Schutzanordnung nur für die Fälle beschrieben, in denen die Amplitude der einphasigen Wechselspannung bei einem dreiphasigen Fehler kleiner als bei zulässigen, jedoch fehlerfreien Lastbedingungen ist.
Ein solcher Fall tritt dann ein, wenn die Last, die über die gesamte Leitung übertragen wird, unter der maximalen Kapazität der Leitung liegt und wenn die Kapazität der Generatoren, die die Hauptversorgungsleitungen 1A, lB und 1C speisen, kleiner ist als die, die bei Nennlast über die Leitung über-
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tragen wird.
In einem solchen Fall wird sich die Spannung an einer oder mehreren der Hauptstromlei- tungen 1A, 1B und 1C wegen der Spannungsabfälle in den die Hauptversorgungsleitungen speisenden
Strompfaden und bzw. oder wegen der inneren Impedanz der Generatoren nicht den Nennwert erreichen.
Daher kann der in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt fliessende Strom auch dann, wenn in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt ein dreiphasiger Kurzschluss mit niedriger Impedanz auftritt, so klein sein, dass die Amplitude der einphasigen Wechselspannung der Einrichtung 6 zur Messwertbil- dung beträchtlich kleiner ist als die Amplitude der Wechselspannung, die bei mehreren angeschlossenen
Generatoren und einer grösseren über die Leitung übertragenen Leistung in der Einrichtung 6 gebildet wird.
In einigen Fällen ist es möglich, die Anregebedingungen der Relaisanordnungen jeweils dann zu ändern, wenn die Zahl der Generatoren, die die Leitungen versorgen, oder die Leistung verändert wird, die über den zu überwachenden Leitungsabschnitt fliesst ; solche Massnahmen sind aber aus vielen Grün- den unerwünscht. Daher wird die Relaisanordnung 4, falls die Relais 16 und 18 alle dreiphasigen
Fehler erfassen können, was notwendig ist, falls der Leitungsabschnitt einwandfrei überwacht werden soll, auch bei zulässigen, fehlerfreien Lastbedingungen erregt.
Bei Fehlern zwischen Phase und Phase, die in der Nähe eines Endes des zu überwachenden Leitungs- abschnittes, fern von dem Ort der Einrichtung 6 zur Messwertbildung auftreten, ist der Unterschied zwischen der Amplitude der einphasigen Wechselspannung der Einrichtung 6 zur Messwertbildung, die als Folge eines grossen Laststromes entsteht, und der Amplitude, die bei einem Fehlerstrom erzeugt wird, zuklein, um eine sichere Betätigung der Relais 16 und 18 bei einer einen Fehler anzeigenden Ampli- tude zu sichern, ohne dass eine Betätigung der Relais 16 und 18 bei schweren Lastströmen eintritt.
Um eine Betätigung dieser Relais bei derartigen Fehlern zu sichern, müsste in Kauf genommen werden, dass die Relais 16 und 18 auch bei grossen, fehlerlosen Lastströmen betätigt werden.
Eine Betätigung der Relaisanordnungen 4 infolge grosser Lastströme würde zwar, wenn kein Feh- ler auftritt, nicht zum Auslösen der zugeordneten Leistungsschalter führen, da die Betätigung einem äusseren Fehler entspricht, bringt aber die Sender unnötiger-und unerwünschterweise zum Arbeiten.
Dies ist deshalb unerwünscht, weil erstens, da ständig ein Phasenvergleich stattfindet, ein Fehler in einem Teil der Trägerfrequenzeinrichtung zu einem sofortigen Auslösen an einem oder beiden Enden des zu überwachenden Leitungsabschnittes führen kann, zweitens der Trägerfrequenzkanal nicht zu an- dern Zwecken ausgenutzt werden kann und drittens eine fortwährende Übertragung von Signalen über längere Zeitabschnitte zu Interferenzerscheinungen mit Nachrichten in benachbarten oder zugeordneten
Einrichtungen führen kann.
Diese Schwierigkeiten lassen sich gemäss der Zusatzerfindung durch die Verwendung von Distanz- relais vermeiden, die in Ergänzung zu den Relais 16 und 18 vorgesehen sind, wodurch die Relaisan- ordnung 4 in die Lage versetzt wird, zwischen einem dreiphasigen Fehler bei kleiner Last und schwerer zulässiger Last auf fehlerfreier Strecke zu unterscheiden. Um diese Vorteile bei einem Lei- tungsabschnitt mit Serienkondensatoren, beispielsweise beim Netzwerk 1 der Fig. 2 zu erreichen, enthält jede der an den Enden des zu überwachenden Leitungsabschnittes angeordneten Relaisanordnun- gen ein Paar Distanzrelais P und S. Eines der Distanzrelais P hat einen in "Vorwärtsrichtung" lie- genden Auslösebereich und übernimmt, wenn es betätigt wird, die Funktion der Relais 16 und 18.
Wie weiter unten näher erläutert wird, ist der Auslösebereich des Relais P derart gewählt, dass es nach Möglichkeit allein nur auf solche Fehler anspricht, die innerhalb des von ihm zu überwachenden Lei- stungsabschnittes auftreten. Wenn der Fehler ausserhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes liegt, soll der zugeordnete Leistungsschalter nicht betätigt werden. Wenn es möglich wäre, den Auslösebereich des Di- stanzrelais P in derbeschriebenen Weise festzulegen, dann wäre überhauptkeine zusätzliche Schutzanord- nung erforderlich. Es wäre dann unzweckmässig, den teueren und komplizierten Phasenvergleichschutz zu verwenden.
Da der Auslösebereich der Distanzrelais P aber nicht so genau eingestellt werden kann, muss der
Auslösebereich des Distanzrelais ausreichend weit über das Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes hinausreichen, sicherzustellen, dass das Distanzrelais P mit Sicherheit auf jeden dreiphasigen Fehler an-
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innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes auftritt.ausserhalb des zu schützenden Leitungsabschnittes liegen. Um in diesem Falle ein unerwünschtes, fehlerhaftes Auslösender Leistungsschalter zu verhindern, sind Distanzrelais S vorgesehen, deren Auslösebereiche die an den zu überwachenden Leitungsabschnitt angrenzenden Leitungsabschnitte umfassen.
So muss beispielsweise der Auslösebereich des Distanzrelais S am Ort D einen Bereich des Abschnittes E-F umfassen, der gleich oder grösser als der Abschnitt ist, der von dem Auslösebereich des Distanzrelais P am Ort C innerhalb des Leitungsabschnittes E-F umfasst wird. Diese Verhältnisse sind in Fig. 5
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durch die Auslösebereiche wiedergegeben, die durch die Rechtecke 21SD und 21PC dargestellt sind.
Die Distanzrelais S bewirken nur ein Einschalten der Sender ; die Schalteinrichtung 42 können sie nicht freigeben. Daher kann durch das der jeweiligen Relaisanordnung 4 zugeordnete Distanzrelais S der Leistungsschalter der jeweiligen Relaisanordnung nicht betätigt werden. Durch das Arbeiten des Senders werden die benachbarten Relaisanordnungen mit einem den Fehlerort kennzeichnenden Signal versorgt, wie eingangs beschrieben. Dieses Signal verhindert ein Auslösen der Leistungsschalter des Leitungsabschnittes C-D, wenn der Fehler innerhalb des Leitungsabschnittes E-F liegt.
Wie oben bereits kurz angedeutet wurde, ist die erfindungsgemässe Phasenvergleich-Schutzanordnung auch zur Überwachung von Leitungen geeignet, die mit Serienkondensatoren ausgerüstet sind.
Eine Leitung dieser Art ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Sind die Distanzrelais P und S an den Orten A und B wie beschrieben ausgebildet, dann ist es offensichtlich, dass das Distanzrelais P am Orte B, nachfolgend kurz mit "Distanzrelais PB" bezeichnet, nicht den Abschnitt H'-H des zu überwachendenLeitungsabschnittes AB umfasst und infolgedessen nicht bei einem dreiphasigen Fehler im Abschnitt H'-H betätigt wird. Da es aus mancherlei Gründen unerwünscht ist, den den Auslösebereich des Distanzrelais PB darstellenden Kreis 21PB so zu vergrössern, dass er den Abschnitt H'-H umfasst, ist ein zusätzliches Distanzrelais R am Orte B vorgesehen, dass im folgenden kurz mit "Distanzrelais RB" bezeichnet wird.
Das Distanzrelais RB ist im Hinblick auf die Erfassung von dreiphasigen Fehlern innerhalb des Kreises 21RB eingestellt und derart angeordnet, dass es, wie in Fig. 7 dargestellt, bei seiner Betätigung die Schalteinrichtung 42 der Relaisanordnung 4B (Relaisanordnung 4 am Orte B) freigibt.
Beim Auftreten eines Fehlers im Abschnitt H'-H schaltet das Distanzrelais 21SB den Sender 24 der Relaisanordnung 4B ein, um ein Signal zu erzeugen, das zusammen mit dem Signal des Senders 24 der Relaisanordnung 4A (betätigt durch das Distanzrelais PA) entscheidet, ob der Fehler innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes A-B liegt. Die Freigabe der Schalteinrichtung 42 der Relaisanordnung 4B durch das Distanzrelais RB versetzt die Relaisanordnung 4B in die Lage, den zugeordneten Leistungsschalter 2B zu öffnen oder auszulösen. Die Schalteinrichtung 42 der Relaisanordnung 4A wurde inzwischen durch das Distanzrelais PA bereits freigegeben, so dass, da der Fehler innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes A-B liegt, die Leistungsschalter 2A öffnen können.
Ist ein Fehler innerhalb des Leitungsabschnittes C-H" des Abschnittes C-D aufgetreten, der ausserhalb des Leitungsabschnittes A-B liegt, dann läuft die Betätigung der Distanzrelais PA, RB und SB in der eben beschriebenen Weise ab ; da aber dieEinrichtungen 6 zurMesswertbildung anzeigen, dass der Fehlerstrom am Orte A in den Leitungsabschnitt A-B hineinfliesstundamOrte B desLeitungsabschnittes A-B herausfliesst, folglich ein äusserer Fehler vorliegt, verhindern die Signale der Sender 24 an den Orten A und B eine Betätigung der Leistungsschalter 2A und 2B.
In den obigen Ausführungen ist angenommen worden, dass die den Serienkondensatoren 3 parallelliegenden Funkenstrecken 5 nicht gezündet haben und dass die Impedanz des Leitungsabschnittes A-B den in Fig. 4 dargestellten Verlauf aufweist. In vielen Fällen ist dies jedoch nicht der Fall, da die Funkenstrecken 5 wegen der Amplitude des Fehlerstromes überschlagen ; der Impedanzverlauf desLeitungsabschnittes A-B nimmt dann die in Fig. 5 dargestellte Gestalt an. Die Betätigung der Relaisanordnungen 4A und 4B läuft zwar wie beschrieben ab, aber die Leitungsabschnitte der Leitung X-G, die von den Distanzrelais P, R und S überwacht werden, sind etwas unterschiedlich, wie das Fig. 5 zeigt.
Die Distanzrelais P, R und S, die den zu überwachenden Leitungsabschnitt A-B überwachen, müssen daher anders ausgelegt werden als die, die in Verbindung mit den Relais beschrieben worden sind, die den Abschnitt C-D überwachen, der keine Serienkondensatoren enthält.
Bevorzugte Einstellung der Distanzrelais P, R und S an den Orten A und B sind in Fig. 4A dargestellt. Die Auslösebereiche der Distanzrelais RB, und SA sollen so eingestellt werden, dass der Kreis 21RB den Punkt H enthält, der Kreis 21PA den Kreis 21RB umfasst und der Kreis 21SA über den Kreis 21PB hinausgeht, wenn die Serienkondensatoren wirksam sind. Die Auslösebereiche der Distanzrelais PA und PB sollen so gewählt sein, dass bei Überschlag der Funkenstrecken 5 der Kreis 21PA den Kreis 21RB und der Kreis 21PB den Punkt A enthält.
Aus den obigen Ausführungen geht hervor, dass die Distanzrelais PC und PD auf Fehler ansprechen, die in dem Leitungsabschnitt H'-H auftreten, der ausserhalb des Leitungsabschnittes C-D liegt und auf bezüglich des Leitungsabschnittes C-D innere Fehler ansprechen. Die Leistungsschalter 2C und 2D werden nicht betätigt, wenn der Fehler innerhalb des Leitungsabschnittes H'-H liegt ; wegen
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der den Fehlerort erfassenden Einrichtungen 6 zur Messwertbildung und der von diesen Einrichtungen ausgehenden Steuerung der Sender zur Abgabe von Signalen, die zwischen den Relaisanordnungen 4C und 4D gewechselt werden, sprechen sie jedoch an, wenn der Fehler innerhalb des Leitungsabschnittes C-D auftritt.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben ist, sind zahlreiche Abänderungen möglich, die sich alle auf den der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken zurückführen lassen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Phasenvergleich-Schutzanordnung nach Patent Nr. 252362, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich an jedem Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes zwei Distanzrelais angeordnet sind, von denen das jeweils eine Distanzrelais einen zumindest den zu überwachenden Leitungsabschnitt einschliessenden Auslösebereich und das jeweils andere, an demselben Ende des Leitungsabschnittes angeordnete Distanzrelais einen ausserhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes liegenden, sich an das jeweils selbe Ende des Leitungsabschnittes anschliessenden Auslösebereich aufweist, und dass das eine Distanzrelais beim Auftreten eines mehrphasigen Fehlers in seinem Auslösebereich sowohl die Steuereinrichtung zur Freigabe der Schalteinrichtung anreizt als auch die Übertragung der Messgrösse veranlasst,
während das andere Distanzrelais beim Auftreten eines mehrphasigen Fehlers in seinem Auslösebereich nur die Übertragung der Messgrösse veranlasst.