Ansprechglied für Distanzrelais. Trägt man in ein rechtwinkliges Koordi natensystem auf der Abszisse den Strom J und auf der Ordinate die Impedanz Z einer zu schützenden Leitung auf (siehe z. B. "S. E. V.-Bulletin" 1929, Nr. 9, Seite 256, Fig. 10 und Seite 260, Fig. 15 und folgende), so ergeben sich für die sogenannte Betriebs impedanz bekanntlich rechtwinklige Hyper beln. Für ,die konstante Netzspannung von 100%"folgt z. ss. nach I"ig. 1 beiliegender Zeichnung die Betriebsimpedanz der Kurve 1, für 75 % Spannung der Kurve 2.
Die Im pedanz der zu schützenden Leitung sei durch die Gerade 3 dargestellt. Trägt man in dieses Diagramm. die bei Fehlern gemessenen Impe- danzwerte ein, so fallen diese Punkte in das schraffierte Gebiet 4. Wie man sieht, folgt die Umhüllungskurve dieses Gebietes an nähernd einer Hyperbel. Man hat daher bei bekannten Lösungen das Ansprechorgan mit einer hyperbelartigen Ansprechcharakteristik versehen, die z. B. zwischen der Kurve 2 und der Hüllkurve von 4 liegt.
Speziell bei Bahnanlagen (d. h. bei ein- phasigen Anlagen mit .einem geerdeten Pol) hat man die Beobachtung gemacht, dass neben den Lichtbogenfehlern, die bekanntlich hohen oh mschen Widerständen entsprechen, am häufigsten Erdschlüsse auftreten über schlecht leitendes Erdreich, was wiederum bei klei nem Strom recht hohe Widerstände in der Fehlerstrombahn ergibt. Anderseits weist bei kleinen Betriebsströmen das gesunde Netz einen sehr :schlechten cosga auf.
Die Bela stung besteht dann vorwiegend aus Magneti- sierungsenergie. Die ohmsehe Komponente der Betriebsimpedanz ist also sehr klein im Verhältnis zur Recktanz.
Um diesen Verhältnissen zur Schaffung eines hochempfindlichen Selektivschutzes Rechnung zu tragen, kann ein Distanzrelais benützt werden, dessen Ansprechglied erfin dungsgemäss auf Recktanz anspricht, @d. h. die Recktanz der zu schützenden Leitungs strecke misst und dessen Charakteristik der Betriebsreaktanz folgt.
Die Kurve der .Be- triebsreaktanz für eine bestimmte Spannung und einen bestimmten Phasenwinkel p ist bekanntlich auch eine Hyperbel, die der Be- triebsimpedanzkurve nach der Gleichung X - Z . sin (P folgt.
In Fig. 2 bedeutet 11 die Betriebsreak- tanz z. B. für die tiefste Betriebsspannung. Da die ausserhalb der Leitung 33 (Fig. 2a) liegende Fehlerstrombahn 34 stets viel klei ner ist, als die durch das Relais 35 geschützte Leitungsstrecke 36, .deren Reaktanz durch die Gerade 12 .dargestellt ist, so liegen die Fehlerpunkte in einem Gebiet 13, das viel niedriger ist als das Fehlerimpedanzgebiet 4 der Fig. 1.
Die Unterschiede in den Ordi naten AB und AC für gleiche Abszisse<I>J</I> sind zwischen der Hüllkurve 13 viel grösser als die entsprechenden Ordinaten in Fig. 1. Mit einem Glied, dessen Ansprechkurve nach 74 verläuft, sind ,daher alle Fehlerfälle, spe ziell diejenigen mit kleinem Strom J schär fer zu erfassen.
Das Relais, dessen: Ansprechcharakteristik der Betriebsreaktauz folgt, kann nach der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes darstellenden Fig. 3 gebaut sein. Am Waagebalken 2'1, der auch eine drehbare Welle darstellt, und in der Mitte bei 22 unterstützt ist, wirken zwei Mess- systeme 23 und 24.
Das System 23 ist ledig- lieh vom Strome J abhängig, jvährend das System 24 aus einer beweglichen Spannungs wicklung 27 besteht, auf welche die fest stehende Stromwicklung 26 einwirkt. Die Messsysteme sind in der Fig. 3 nur rein schematisch angedeutet. Es kann das System 23 ein reines Magnetsystem oder ein Dreh spulsystem sein; .die Hauptsache bleibt, dass es ein reines Stromsystem ist. Desgleichen muss das System 24 ein Leistungsmesssystem sein, wobei z.
B. man sich vorstellen kann, dass die Wicklung 27 beweglich und mit dem Waagebalken 21 verbunden ist. Der An schluss der Spannungswicklung 27 an F er- folgt über einen Kondensator 28, der den Strom in 22 so verdreht, dass das System ?4 die Blindleistung E. J. sin 9p misst. Das Dreh moment Dl des Systems 23 folgt der Glei chung Dl <I>- 1g1. J,</I> wobei k1 eine Konstante bedeutet.
Das Drehmoment D. des Systems 24 ist entgegengerichtet und hat die Grösse D2-L.E.J.sinq9, wobei k2 eine weitere Konstante bedeutet. Bei Gleichgewicht ist
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Response element for distance relay. If one carries in a right-angled Koordi natensystem on the abscissa the current J and on the ordinate the impedance Z of a line to be protected (see z. B. "SEV-Bulletin" 1929, No. 9, page 256, Fig. 10 and page 260, Fig. 15 and following), so as is known, right-angled hyper balls result for the so-called operating impedance. For, the constant mains voltage of 100% "follows z. Ss. After I" ig. 1 of the accompanying drawing shows the operating impedance of curve 1, for 75% voltage of curve 2.
The impedance of the line to be protected is shown by straight line 3. If you wear it in this diagram. If the impedance values measured in the event of errors occur, then these points fall into the hatched area 4. As can be seen, the envelope curve of this area almost follows a hyperbola. It has therefore provided the response member with a hyperbolic response characteristic in known solutions, the z. B. lies between curve 2 and the envelope curve of FIG.
Particularly in the case of railway systems (ie single-phase systems with one earthed pole), it has been observed that in addition to arcing faults, which are known to correspond to high ohmic resistances, earth faults most frequently occur via poorly conducting earth, which in turn occurs with low currents results in quite high resistances in the fault current path. On the other hand, with small operating currents, the healthy network has a very: bad cosga.
The load then mainly consists of magnetization energy. The ohmic component of the operating impedance is therefore very small in relation to the reactance.
In order to take these conditions into account for the creation of a highly sensitive selective protection, a distance relay can be used, the response element of which in accordance with the invention responds to reactance, @d. H. measures the reactance of the line to be protected and whose characteristics follow the operational reactance.
As is known, the curve of the operating reactance for a specific voltage and a specific phase angle p is also a hyperbola that corresponds to the operating impedance curve according to the equation X-Z. sin (P follows.
In FIG. 2, 11 denotes the operating response z. B. for the lowest operating voltage. Since the fault current path 34 lying outside the line 33 (FIG. 2a) is always much smaller than the line section 36 protected by the relay 35, whose reactance is shown by the straight line 12, the fault points lie in an area 13, which is much lower than the fault impedance region 4 of FIG. 1.
The differences in the ordinates AB and AC for the same abscissa <I> J </I> are much greater between the envelope curve 13 than the corresponding ordinates in FIG. 1. With a member whose response curve runs to 74, therefore, all Error cases, especially those with a small current J to be recorded more clearly.
The relay, the response characteristics of which follows the operating reactance, can be built according to the FIG. 3, which shows an embodiment of the object of the invention. Two measuring systems 23 and 24 act on the balance beam 2'1, which also represents a rotatable shaft and is supported in the middle at 22.
The system 23 is only dependent on the current J, while the system 24 consists of a movable voltage winding 27 on which the stationary current winding 26 acts. The measuring systems are only indicated purely schematically in FIG. 3. The system 23 can be a pure magnet system or a rotary coil system; the main thing remains that it is a pure electricity system. Likewise, the system 24 must be a power measurement system, e.g.
B. one can imagine that the winding 27 is movable and connected to the balance beam 21. The connection of the voltage winding 27 to F takes place via a capacitor 28 which turns the current in 22 so that the system? 4 measures the reactive power E.J. sin 9p. The torque Dl of the system 23 follows the equation Dl <I> - 1g1. J, </I> where k1 means a constant.
The torque D. of the system 24 is in the opposite direction and has the size D2-L.E.J.sinq9, where k2 means a further constant. When there is equilibrium
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