AT386702B

AT386702B - Electronic overcurrent relay with phase-angle-dependent sensitivity switching

Info

Publication number: AT386702B
Application number: AT67785A
Authority: AT
Inventors: Karl Dipl Ing Dr Techn Ripka
Original assignee: Elin Union Ag
Priority date: 1985-03-07
Filing date: 1985-03-07
Publication date: 1988-10-10
Also published as: ATA67785A

Abstract

Electronic overcurrent relays for protection of high- voltage lines operate on the principle of phase angle measurement. As is known, this angle is determined by detecting the zero crossings of the current and voltage, in which case harmonics in the mains frequency cause measurement errors. In the electronic overcurrent relay according to the invention, the current and voltage are vectorally added and subtracted, are then rectified and are added to the likewise rectified adjustable current at the input of an integrator, which flips as a function of the phase angle, which can be adjusted indirectly by the potentiometer. The integrator is also followed by a further integrator, to whose input the rectified current and a reference signal are applied. The advantage of this arrangement is that it is insensitive to relatively high frequency disturbance (interference) influences. <IMAGE>

Description

  

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Soferne das spannungsproportionale Signal betragsmässig wesentlich grösser als das stromproportionale ist, wird das Ergebnis obiger Formel vom ersterem weitgehend unabhängig. 



   Am Summenpunkt --18-- ist ein Integrator --19-- angeschlossen, der aus einem Operations-   verstärker --20-- mit   in der Gegenkopplung angeordnetem Kondensator besteht. Der Ausgang dieses Integrators --19-- ist über einen Widerstand --22-- mit dem Eingang eines weiteren Integrators --23-- verbunden, welcher ebenfalls aus einem   Operationsverstärker --24-- und   einem Kondensator --25-- aufgebaut ist. An den Eingang des   Operationsverstärkers --24--   wird weiters auch noch über einen Widerstand --26-- ein Referenzsignal --27-- gelegt. 



   Das gleichgerichtete stromproportionale Signal wird über einen Widerstand --28-- ebenfalls an diesen Operationsverstärkereingang gelegt. 



   Das Umschalten des Integrators --23-- erfolgt gemäss dem Soll-Istwert-Vergleich am Eingang des   Operationsverstärkers --24--,   wobei der Sollwert das Referenzsignal --27-- und der Istwert das gleichgerichtete stromproportionale Signal ist. Dieser Soll-Istwert-Vergleicher wird durch das Ausgangssignal des Integrators --19-- bzw. die Phasenwinkelerfassung in der Weise beeinflusst, dass bei einer hohen Blindleistung bzw. einem grossen Phasenwinkel, im Wechselstromnetz der   Integrator --23-- bereits   bei einem niedrigeren stromproportionalen Signal umschaltet. 



   Die Fig. 2 stellt das Zeigerdiagramm bei Verwendung der Schaltung im Drehstromnetz dar. 



  Hiebei wird zur Bestimmung des Phasenwinkels der Strom einer Phase   z.   B. J und die im Dreieck gegenüberliegende verkettete Spannung z. B. UST herangezogen. Dadurch ergibt sich am Summenpunkt --18-- eine Spannung entsprechend der mathematischen Beziehung 
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weisen bei einem Phasenwinkel   t   = 0  Strom und Spannung eine Phasenverschiebung von   900 auf.   Der Absolutwert der Vektoraddition und Vektorsubtraktion ist gleich gross, wodurch entsprechend der obigen Formel die Spannung   K.     lil   am Summenpunkt --18-- auftritt. Wenn ein Phasenwinkel t vorhanden ist, so sind die Beträge der beiden vektoriellen Rechenoperationen nicht mehr gleich. Bei einem Phasenwinkel t wechselt die Spannung am Summenpunkt --18-- das Vorzeichen.

   Dies hängt von dem mit dem Potentiometer --13-- einstellbaren Faktor K ab. Das Ausgangssignal des Integrators --19-- geht somit von einer in die andere Endlage sobald ein indirekt mit dem   Potentiometer --13-- vorgewählter   Phasenwinkel   über-bzw.   unterschritten wird.



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If the voltage-proportional signal is significantly larger in magnitude than the current-proportional one, the result of the above formula becomes largely independent of the former.



   An integrator --19-- is connected to the sum point --18--, which consists of an operational amplifier --20-- with a capacitor arranged in the negative feedback. The output of this integrator --19-- is connected via a resistor --22-- to the input of another integrator --23--, which also consists of an operational amplifier --24-- and a capacitor --25-- is. A reference signal --27-- is also connected to the input of the operational amplifier --24-- via a resistor --26--.



   The rectified current-proportional signal is also connected to this operational amplifier input via a resistor --28--.



   The integrator --23-- is switched according to the setpoint / actual value comparison at the input of the operational amplifier --24--, the setpoint being the reference signal --27-- and the actual value being the rectified current-proportional signal. This setpoint-actual value comparator is influenced by the output signal of the integrator --19-- or the phase angle detection in such a way that with a high reactive power or a large phase angle, the integrator --23-- in the AC network already has a lower one current-proportional signal switches.



   Fig. 2 shows the vector diagram when using the circuit in the three-phase network.



  Hiebei is used to determine the phase angle of the current of a phase. B. J and the opposite triangular chained voltage z. B. UST used. This results in a voltage at the sum point --18-- according to the mathematical relationship
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As can be seen from FIG. 2, at a phase angle t = 0 current and voltage have a phase shift of 900. The absolute value of the vector addition and vector subtraction is the same, as a result of which the voltage K. lil occurs at the summation point --18-- according to the above formula. If a phase angle t is present, the amounts of the two vector arithmetic operations are no longer the same. At a phase angle t, the voltage at the sum point --18-- changes its sign.

   This depends on the factor K that can be set with the potentiometer --13--. The output signal of the integrator --19-- thus goes from one to the other end position as soon as a phase angle indirectly selected with the potentiometer --13-- transitions or. is undercut.

Claims

PATENT CLAIM: 1.Electronic overcurrent relay with phase angle-dependent sensitivity switching, whereby two AC signals, one of which is proportional to the current and the other to the voltage in the AC network, can be fed to a vector addition stage and a vector subtraction stage, characterized in that a rectifier (14, 16 ) is connected with the following resistor (15, 17), the rectifier (16) having opposite polarity at the output of the vector addition stage (6), that the current-proportional signal is fed to a rectifier (12) with a downstream pole-switch (13), that the two Resistors (15, 17) and the potentiometer (13) interconnected and connected to the input of an integrator (19)

are connected and that the rectified current-proportional signal, the output signal of the integrator (19) and a reference signal (27) are each present via a resistor (22, 26, 28) at the input of the integrator (23).