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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erdschlussrichtungsbestimmung mit vektorieller Kompensa- tion des Fehlstromes, welche in-Holm-Green-Schaltung an drei Stromwandler und an einen Spannungswand- ler mit offener Dreieckswicklung angeschlossen und für ein gelöschtes Hochspannungsnetz gebaut ist.
Bisher wurden zur Ermittlung der Richtung meist wattmetrische Relais benutzt. Auch wurde der erste i Impuls in sogenannten Wischerrelais herangezogen. Ein anderes Verfahren benutzte das Auftreten der fünften harmonischen Überlagerungsschwingung.
Alle diese Vorrichtungen wiesen Mängel auf, wobei der Grund in den physikalischen Zusammenhängen lag. Zur exakten Richtungsbestimmung wird vorgeschlagen, dass eine digital arbeitende Schaltung die Rich- tungbestimmtund der vektorielle Fehler, der durch Ungleichheiten in den Schutzwicklungen der Stromwand- ler und deren Bürde entsteht, kompensiert wird.
Da durch die Verschiedenheit der Abzweige die mannigfaltigsten Stromkurven entstehen und auch nicht erdschlussbehafte Abzweige einen unechten Summenstrom aufweisen, der Realanteile beinhaltet, erscheint das
Problem kaum lösbar. Die herkömmlichen Relais sprechen meist schon an, wenn die allen Abzweigen ge- meinsam Verlagerungsspannung auftritt und noch kein echter Verlagerungsstrom vorliegt, der messbare
Realanteile beinhaltet.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, womöglich alle physikalischen Möglichkeiten auszunutzen. Es wird daher vorgeschlagen, dass an eine Blindwiderstandskombination, die vorzugsweise regulierbar ist, Bauele- mente, die in der Digitaltechnik üblich sind, dazu angeordnet sind, die Nulldurchgänge bei Strom und Span- nung für einen digitalen, verschobenen Impuls-Zeitvergleich zu benutzen, wobei vorzugsweise zwei Kanäle, bestehend aus Impulsglied, Weiche, vorzugsweise fix eingestelltem Zeitglied, UND- oder NAND-Glied, Im- pulsglied, Speicherglied und Anzeigeglied für die eine Richtung und Impulsglied, Weiche, Impulsglied, Zeit- glied, UND- oder NAND-Glied, Impulsglied, Speicher und Anzeigeglied für die Gegenrichtung angeordnet sind, welche Kanäle mit einem dritten Kanal, der vorzugsweise vom Strom kommt und aus dem Empfind- lichkeitsbegrenzer, Impulsglied,
dem mit zwei vorzugsweise regulierbaren RC-Glied ausgestatteten Zeit- gliedern besteht, über mindestens eines der beiden UND-oder NAND-Glieder verbunden sind, oder wobei in einem Pfad ein vorzugsweise im Gegentakt arbeitender Wandler zwei Kanäle versorgt, die aus je einem
Transistor und den taktabhängigen Speichern des Digitalbausteins bestehen, wobei jedem Kanal eine Anzei- gevorrichtung zur Richtungsbestimmung nachgeschaltet ist und mindestens einem Kanal einRelais angeschal- tet ist, wobei weiters die Takteingänge mit einem Zeitgliederbaustein verbunden sind, dessen RC-Kombina- tionen eingangs die Einstellung einer Vorlaufzeit gestatten, die Eingangs-RC-Kombination vorzugsweise re- gulierbar ist und die Ausgangskombination einen Nadelimpuls durch entsprechende Dimensionierung erzeugt, dem Baustein ein Impulsglied bestehend aus Widerstand und Kondensator vorgeschaltet ist,
und die im Bau- stein integrierte nur die z. B. positiven Impulse auswertet, ein verstärkender Schalttransistor und minde- stens ein Filterkondensator an die mit Abzapfungen versehene Wandler-Sekundärwicklung angeschlossen ist, dass mindestens zwei Regulierwiderstände an verschiedenen Phasenwicklungen der die vektorielle Summe bil- denden Stromwandlerwicklungen bzw. der Wicklungen angeschlossen sind.
Die Kanäle bestehen vorzugsweise aus integrierten Bausteinen, wobei ein Kanal für die Lieferungsrich- tung, der andere für die Bezugsrichtung vorgesehen ist. Diese Kanäle enden in einer Anzeigevorrichtung.
Ein dritter Kanal wird, vom andern z. B. Strompfad angesteuert, wobei eine Real- Blindwiderstandskombi- nation, die regulierbar ist, zur Begünstigung der Impulsüberdeckung herangezogen wird. Es ist in jedem
Pfad ein Empfindlichkeitsbegrenzer vorgesehen und mindestens ein Filterkondensator je Pfad vorgeschaltet.
Zum Ausgleich des vektoriellen Fehlers in den Relaiskernwicklungen der Stromwandler ist eine Regu- liermöglichkeit aus mindestens zwei Einstellgliedern, die einen Winkel aus verschiedenen Phasen zueinan- der bilden, oder mindestens ein im Winkel verstellbares Glied mit regulierbarer Ortsvektorabsolutlänge eingebaut.
An den Spannungswandler ist ein Gleichrichter mit Konstanthalteglied angeschlossen.
Mathematisch gesehen, entstehen aus Strom und Spannung Vektoren, welche die Absolutlänge I U I und JJJ besitzen die einen Winkel o zueinander bilden. Die relative Richtung der Vektoren zueinander entsteht durch
Projektion des einen Vektors auf den andern, d. i. [U [. IJI. cos (U, J). Die Richtung wird vom Term cos (U, J) gebildet. cos (U, J) ist eine Funktion vom rotierenden Laufzeitvektor t. Der Erfindungsgedanke be- ruht darauf, dass die Zeit t durch ein impulsverschiebendes Zeitglied in einem der Pfade aus Strom oder Spannung darstellbar ist, wobei der verbleibende Winkel ungefähr Null ist. Es wird dadurch ein Maximum an
Selektivität erreicht. Der um 7r verschobene Löschspulenstrom wird zur Messung mit herangezogen.
Im we- sentlichen heben sich die kapazitiven Ströme des fehlerbehafteten Abzweigs durch Vor- und Zurückfliessen für die Messstelle auf. Sind noch weitere fehlerlose Abzweige vorhanden, so liefern diese einen kapazitiven Strom, der mit dem Kurvenzyklus des induktiven Löschspulenstromanteils zusammenfällt. Es steht zur Messung eines Abzweiges ein grosser Blindvektor mit einem meist geringen Realanteil zur Verfügung. Kommen noch kapazitive Ströme aus fehlerlosen Abzweigen hinzu, so erhöht sich das Missverhältnis ! Es geht aus den vorliegenden Überlegungen klar hervor, dass der Realanteil bei der Messung nicht sehr von Erfolg
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begleitet war, zumal er hinreichend nahe der Trennungslinie Bezug - Lieferung im Einheitskreis liegt.
In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands dargestellt. Die Fig. l zeigt eine Möglichkeit in Blockbilddarstellung. Der linke Teil neben der strichpunktierten Linie umfasst die Schaltung in der Anlage, wobei der Übersichtlichkeit halber nur die Schutzkernwicklungen dargestellt sind. Der gemeinsame Rückleiter wird zu Erdschlusserfassung nicht genutzt, da die Vektorsumme meist verschieden von v ist. Die zusätzlich eingeschalteten Stromwandler-Wl, W2 und W3-- bilden die Vektorsumme v im erdschlusslosen Zustand der Leitung. In den Stromkreis der Zusatzstromwandler ist ein Impuls- glied -- 11-- eingeschaltet, das im Erdschlussfall nach Überschreiten der Mindestgrenze im Begrenzer-B2- einen Impuls bei jedem z.
B. positiven, steigenden Nulldurchgang an das Zeitglied --M1-- abgibt. Im Spannungspfad liegt die Verlagerungsspannung an den Klemmen und und n--. Die Wicklung --b-- erzeugt eine Spannung, die bei etwa 33% der grösstmöglichen Sekundär-Verlagerungsspannung gerade noch so gross ist, dass der nach dem Begrenzer-Bl-erzeugte Impuls noch zustande kommt. Kleinere Verlagerungsspannungen gehen unter. Dem Gleichrichter --G1-- ist ein Konstanthalteglied-Kl-nachgeschaltet, welches die Gleichstromversorgung der Halbleiterbauteile sicherstellt. Aus dem Strompfad entsteht ein nach unten begrenzter Taktimpuls im Impulsglied Dieser Impuls löst eine Rechteckspannung im Zeitglied --M1-aus, deren Impulsdauer von Null bis vorzugsweise 21r = 20 ms regulierbar ist.
Die abfallende Flanke wird
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--12-- zuRC-Glied gibt den fallenden Impulsanteil an den Eingang des integrierten Inverters im--ICI--, der seinerseits eine Freilaufdiode aufweist. Auf diese Weise wird die negative fallende Impulsflanke vom Inverter nicht angenommen. Die laufzeitbildende Real-Blindwiderstandskombination liegt am ersten Zeitglied des-IC1--.
Die Diode ist bei Kondensatoren über 1 p. F erforderlich, damit der integrierte Bauteil nicht beschädigt werden kann. Der invertierende Ausgang des ersten Zeitglieds ist mit dem integrierten UND-Gatter über einen Widerstand so angeschlossen, dass das Gatter erst gesetzt werden kann, wenn die Laufzeit beendet ist. Das zweite Zeitglied ist auf einen Nadelimpuls eingestellt der je nach Stromrichtung das obere oder untere Speicherglied des --IC2-- setzt. Mit der Taste kann die Vorrichtung abgefragt oder gelöscht werden. Bei Fehlen der Verlagerungsspannung wird automatisch gelöscht. Die mit Pfeilen bezeichneten Anschlüsse, erlauben die Anschaltung einer Fernabfrageeinrichtung. Der Spannungswandler liefert auch Energie für den Gleichstrombedarf.
Die überschüssige Spannung fällt an einem Leistungstransistor --T4-- ab, der seinerseits von einer Z-Diode mit Vorwiderstand gesteuert wird. Auf diese Weise ist das Relais von oft nicht vorhandenen Hilfsstromquellen unabhängig. Da das Gerät nicht ständig bespannt ist, ist auch eine hohe Betriebssicherheit und Lebensdauer gewährleistet.
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