Einrichtung zur Überwachung einer wechselstromgespeisten Schutz- und Steueranordnung mit drei galvanisch miteinander gekoppelten Leitungen Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Überwachung einer wechselstromgespeisten Schutz- oder Steueranordnung mit drei galvanisch miteinander gekoppelten Leitungen.
Die Einrichtung ist vorzugsweise beim Leitungsdifferentialschutz mit drei Leitungen, von denen die beiden äusseren die Sekundärwicklungen der speisenden Wandler, ins besondere Mischwandler, miteinander verbinden und die dritte Leitung eine Diagonalverbindung zwischen diesen beiden Wandlern darstellt, die die Differen- tialschutzrelais enthält, verwendbar. Ebenso kann sie für Drehmeldersysteme oder dergleichen benutzt werden.
Aufgabe der Erfindung ist eine dauernde über wachung der wechselstromgespeisten Leitungen auf Kurzschlüsse und Unterbrechungen mit einfachen Mitteln.
Die Lösung besteht darin, dass zur Kontrolle der Leitungen in den Differenzstrom-Leiter an einem Leitungsende eine Gleichstromquelle eingefügt ist und die beiden äusseren Leitungen an den anderen Enden je ein einen Meldestromkreis betätigendes Gleichstromrelais sowie an zwei entgegengesetzten Enden der äusseren Leitungen je einen Widerstand enthalten, wobei der Gleichstromquelle, den Gleich stromrelais und den Widerständen Kurzschlusspfade für Wechselströme zugeordnet sind.
Die Widerstandswerte der Widerstände kann man im Vergleich zu denen der Gleichstromrelais gross bemessen. Dadurch erhält man erstens eine geringe Temperaturabhängigkeit der gesamten Anordnung und führt zweitens bei einem Kurzschluss zwischen den beiden äusseren Leitungen eine grosse Gleich gewichtstörung der beiden Ströme in den äusseren Leitungen herbei. Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles für die Anwendung beim Leitungsdifferentialschutz näher erläutert.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung gezeigt. Das zu speisende Netz sowie die Pri märwicklungen der mit dem Netz verbundenen Mischwandler MW sind nicht dargestellt, da diese Schaltung an sich bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung ist. Die Sekundärwicklungen der beiden in den getrennten Stationen A und B angeordneten Mischwandler MW sind durch Hilfsadern 1 und 3 in an sich bekannter Weise miteinander verbunden. Die Differentialschutzrelais D, die hier als Strom relais dargestellt sind, liegen in der Hilfsader 2, die die Diagonalverbindung zwischen den beiden Hilfs wandlern bildet.
Die Schaltung der Differential- schutzrelais kann auch in an sich bekannter Weise stabilisiert sein, indem je ein nicht dargestellter Sum- menwandler in den Leitungen 1 und 3 und je ein nicht dargestellter Differenzwandler in der Hilfsader 2 an beiden Enden derselben vorgesehen ist, wobei jeder Differenzwandler mit seinem einen Ende an die Mittelpunktsanzapfungen der zugeordneten Summen- wandler angeschlossen ist.
Die Differentialschutz- relais können dabei von den Sekundärwicklungen der Summen- und Differenzwandler über Gleichrichter in an sich bekannter Weise gespeist werden.
Nach der Erfindung ist zur Überwachung auf ordnungsgemässen Zustand der Hilfsadern 1 bis 3 in die Hilfsader 2 in der Station A eine Gleichstrom quelle Q eingefügt, und es sind ferner in die beiden äusseren Hilfsadern in der Station B zwei Gleich stromrelais ü1 und ü3 eingefügt; ferner sind die bei den äusseren Hilfsadern 1 und 3 noch über Wider stände R1 und R3 so geschaltet, dass der eine Wider- stand in der Station B, der andere in der Station A liegt. Die Widerstandswerte der Widerstände sind im Ausführungsbeispiel gross bemessen gegenüber den Widerstandswerten der Gleichstromrelais und der Hilfsadern.
Damit das Ansprechen des Differentialschutzes durch die genannten Überwachungselemente nicht beeinträchtigt werden kann, sind die Gleichstromre lais, die Gleichstromquelle und die Widerstände durch Kondensatoren C überbrückt. Die überwachungs- relais können als gedämpfte Drehspulrelais oder po larisierte Relais ausgebildet sein mit zwei festen Kon taktteilen, die miteinander leitend verbunden sind. In Fig. 4 ist dies an Hand einer möglichen Schaltung für beide Überwachungsrelais gezeigt.
Die Gleichstromquelle Q, die Widerstände R1 und R, und die Widerstandswerte der Hilfsadern 1 und 3 .sowie die Überwachungsrelais ü1 und Ü3 sind vorteilhaft so ausgelegt, dass bei einwandfreiem Zu stand der Hilfsadern durch die Überwachungsrelais ein Gleichstrom fliesst, der ihre beweglichen Kon taktarme in einer Mittelstellung hält.
Bei überschrei ten eines oberen Grenzwertes des Relaisstromes kommt der Kontaktarm Ü" oder beide mit dem fe sten Kontaktteil<I>ah,</I> bzw. nk, in Berührung ; bei Un terschreiten eines bestimmten unteren Grenzwertes dagegen mit den Ruhekontaktteilen rk, und rk".
In den Fig. 2 und 3 ist das Verhalten der neuen Einrichtung bei Leiterbruch und Kurzschluss näher erläutert.
Die beiden Kontaktarme ü, und<B>14</B> sind mitein ander verbunden, ebenso die ruhenden Arbeitskon- taktteile ; sie sind gemeinsam in einen Meldestrom kreis MK eingefügt. Im fehlerfreien Zustand der Hilfsadern nehmen beide Kontaktarme ihre Mittel lage ein und halten dabei den Meldestromkreis un terbrochen. Bei Ansprechen oder Abfallen eines oder beider Überwachungsrelais wird der genannte Strom kreis geschlossen und dadurch der vorhandene Feh ler angezeigt.
Wenn, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ein Kurzschluss K zwischen beiden Hilfsadern 1 und 2 vorliegt, dann wird aus der in Fig. 1 dargestellten Schaltung der ge zeigte Stromkreis gebildet, wobei das nicht darge stellte Überwachungsrelais ü1 infolge seines in Sta tion B angeordneten Widerstandes R1 praktisch stromlos wird und im abgefallenen Zustand seinen Kontaktarm L11 in die in Fig. 4 gezeigte Ruhelage bringt. Dagegen ist der durch das Relais Ü3 fliessende Strom über den oberen Grenzwert angestiegen und bringt es daher zum Ansprechen,
so dass es einen Kontaktarm ii" in die Arbeitslage, d. h. in Verbin dung mit dem Arbeitskontaktteil ak.. bringt ; der Meldestromkreis MK ist somit zweifach geschlossen. Der Anstieg des Relaisstromes im überwachungs- relais Ü3 über den oberen Grenzwert ist möglich, da die Widerstände R, und R3 bei diesem Fehlerfall nicht zur Wirkung kommen.
In Fig. 3 ist als Fehler die Unterbrechung der Hilfsader 1 angenommen, wodurch sich der gezeigte Stromkreis ergibt. In diesem Falle wird das über wachungsrelais ü, mit Sicherheit abfallen und somit der Meldestromkreis geschlossen, auch wenn gege benenfalls das Überwachungsrelais Ü3 nicht zum Ansprechen kommt. Bei Unterbrechung der Hilfs adern 2 oder 3 spricht die Überwachungseinrichtung in entsprechender Weise an.
Durch die Anordnung der Kondensatoren wird die Differentialschutzein- richtung bei Auftreten eines Netzfehlers in keiner Weise durch die erfindungsgemäss angeordnete über wachungseinrichtung beeinträchtigt.
Als Gleichstromquelle Q kann ein vom Ortsnetz oder den Spannungswandlern gespeistes Gleichrich- tergerät vorgesehen sein, das nur eine geringe Lei stung aufzuweisen braucht. Es entfällt dabei die Not wendigkeit einer Spannungsstabilisierung. Damit bei Verwendung eines netzgespeisten Gleichrichtergerä- tes im Kurzschlussfall des Netzes durch Zusammen brechen oder Absinken der Netzspannung eine un gewollte Auslösung des Meldestromkreises unterbun den wird, kann eine Verzögerung in der Auslösung des Meldestromkreises vorgesehen werden.
Beispiels weise kann eine solche Ansprechverzögerung da durch erreicht werden, dass in Abhängigkeit von den Überwachungsrelais ein Zeitrelais gebracht ist, das den Meldestromkreis betätigt.
Der von der Gleichstromquelle Q entnehmbare Gleichstrom ist so gering bemessen, dass die durch ihn eintretende Vormagnetisierung der Wandler kei nen Einfluss auf das Arbeiten des Differentialschut zes ausübt. Beispielsweise beträgt der Gleichstrom der Quelle Q 4 mA in der Hilfsader 2 bei ordnungs- gemässem Zustand der Schaltung, wobei ein Wider stand der Überwachungsrelais von beispielsweise je 200 Ohm sowie ein Widerstandswert von beispiels weise 800 Ohm für die Widerstände R, bzw. R, vor gesehen ist.
Dieser geringe Strom kann die Misch- wandler, die im nicht gestörten Netzzustand ständig von einem wesentlich höheren Wechselstrom, bei spielsweise 100 mA bei 50 Hz und Nennstrom durch flossen werden, in keiner Weise ungünstig beeinflus sen. Wenn der genannte Gleichstrom z. B. 4 mA in der mittleren Hilfsader bei einwandfreiem Zustand derselben beträgt, sind die Überwachungsrelais so ausgelegt, dass sie im Strombereich von beispiels weise 1 bis 3 mA ihre Kontaktarme in der Mittel stellung halten.
Selbstverständlich können an Stelle der in ge nannter Weise ausgebildeten Relais Ü auch Relais verwendet werden, deren Kontakte entweder in Ruhe- oder in Arbeitsstellung liegen, wobei dann ge trennte Stromkreise für jedes Relais vorgesehen sein können, bzw. bei einem einzigen Meldestromkreis die Relaiskontakte in Reihe mit diesem angeordnet sind. Wesentlich ist nur, dass eine Gleichstromver spannung der Hilfsadern erfolgt und dafür gesorgt ist, dass diese Gleichstromverspannung das Arbeiten des Differentialschutzes nicht beeinflusst.
Die vom Ortsnetz oder den Spannungswandlern entnommene Wechselspannung zum Erzeugen der zur Überwachung dienenden Gleichspannung kann benutzt werden, um gewollte Meldungen von der un besetzten Unterstation zu der besetzten Station, in der die Überwachungsrelais eingebaut sind, zu geben. Wenn die Meldung Hilfsadern gestört stark ver zögert erfolgt, die Überwachungsrelais selbst jedoch unverzögert sich bewegen, kann man dieselben zur Durchgabe von Impulstelegrammen benutzen, die in bekannter Weise von der unbedienten Station auto matisch durch Tasten der Spannung der Gleichspan nungsquelle Q aufgegeben werden.
Die Impulstele gramme müssen dabei in der Zeit kürzer sein als die Verzögerungszeit der Störmeldung, damit die Über sendung eines Impulstelegrammes nicht selbst zu einer Störmeldung führt.
Hierzu ist in nicht näher dargestellter Weise z. B. ein Zwischenrelais zwischen den beiden Empfangs relais und dem die Verzögerung bewirkenden Zeit relais vorzusehen. Dieses Zwischenrelais betätigt dann beispielsweise mit einem ersten Kontakt das Zeitrelais, und mit einem zweiten Kontakt gibt es das Impulstelegramm auf einen Empfänger.
Device for monitoring an AC-fed protection and control arrangement with three galvanically coupled lines The object of the invention is a device for monitoring an AC-fed protection or control arrangement with three galvanically coupled lines.
The device can preferably be used for line differential protection with three lines, of which the two outer ones connect the secondary windings of the feeding converters, in particular mixed converters, and the third line is a diagonal connection between these two converters, which contains the differential protection relay. It can also be used for resolver systems or the like.
The object of the invention is a permanent monitoring of the AC-fed lines for short circuits and interruptions with simple means.
The solution is that a direct current source is inserted at one end of the line to control the lines in the differential current conductor and the two outer lines each contain a DC relay that actuates a signaling circuit and a resistor at two opposite ends of the outer lines, wherein short-circuit paths for alternating currents are assigned to the direct current source, the direct current relays and the resistors.
The resistance values of the resistors can be large compared to those of the direct current relays. This firstly results in a low temperature dependency of the entire arrangement and, secondly, in the event of a short circuit between the two outer lines, a large disturbance of the equilibrium of the two currents in the outer lines. The invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing voltage for use in line differential protection.
In Fig. 1 an embodiment of the inven tion is shown. The network to be fed and the primary windings of the mixer converter MW connected to the network are not shown because this circuit is known per se and is not the subject of the invention. The secondary windings of the two mixer converters MW arranged in the separate stations A and B are connected to one another in a manner known per se by auxiliary wires 1 and 3. The differential protection relays D, which are shown here as a current relay, are located in the pilot wire 2, which forms the diagonal connection between the two auxiliary converters.
The circuit of the differential protection relays can also be stabilized in a manner known per se by providing a summation converter (not shown) in lines 1 and 3 and a differential converter (not shown) in pilot wire 2 at both ends of the same, each differential converter is connected with its one end to the center taps of the assigned summation converter.
The differential protection relays can be fed in a manner known per se from the secondary windings of the summation and differential converters via rectifiers.
According to the invention, a direct current source Q is inserted into the pilot wire 2 in station A to monitor the proper condition of the pilot wires 1 to 3, and two direct current relays ü1 and ü3 are also inserted into the two outer pilot wires in station B; In addition, those on the outer pilot wires 1 and 3 are connected via resistors R1 and R3 in such a way that one resistor is in station B and the other in station A. In the exemplary embodiment, the resistance values of the resistors are large compared to the resistance values of the direct current relays and the pilot wires.
So that the response of the differential protection can not be impaired by the monitoring elements mentioned, the DC relay, the DC source and the resistors are bridged by capacitors C. The monitoring relays can be designed as damped moving coil relays or polarized relays with two fixed contact parts that are conductively connected to one another. In Fig. 4 this is shown on the basis of a possible circuit for both monitoring relays.
The direct current source Q, the resistors R1 and R, and the resistance values of the auxiliary wires 1 and 3, as well as the monitoring relays ü1 and Ü3 are advantageously designed so that when the auxiliary wires are in good condition, a direct current flows through the monitoring relay, which contacts their movable contact arms holds a middle position.
If an upper limit value of the relay current is exceeded, the contact arm Ü "or both comes into contact with the fixed contact part <I> ah, </I> or nk; if the value falls below a certain lower limit value, however, it comes into contact with the normally closed contact parts rk, and rk ".
In FIGS. 2 and 3, the behavior of the new device in the event of wire breakage and short circuit is explained in more detail.
The two contact arms ü, and <B> 14 </B> are connected to one another, as are the stationary working contact parts; they are inserted together in a signal circuit MK. When the pilot wires are in a fault-free state, both contact arms assume their central position and keep the signaling circuit interrupted. When one or both monitoring relays respond or drop out, the circuit is closed and the existing error is displayed.
If, as shown in FIG. 2, there is a short circuit K between the two pilot wires 1 and 2, then the circuit shown in FIG. 1 is used to form the circuit shown, the monitoring relay ü1 not being shown as a result of its in station B. arranged resistor R1 is practically currentless and brings its contact arm L11 into the rest position shown in Fig. 4 in the dropped state. In contrast, the current flowing through the relay Ü3 has risen above the upper limit value and therefore makes it respond,
so that it brings a contact arm ii "into the working position, ie in connection with the working contact part ak ..; the signaling circuit MK is thus closed twice. The increase in the relay current in the monitoring relay Ü3 above the upper limit value is possible because the resistors R, and R3 do not come into effect in the event of this error.
In Fig. 3, the interruption of the pilot wire 1 is assumed to be the fault, resulting in the circuit shown. In this case, the monitoring relay ü will definitely drop out and thus the signaling circuit will be closed, even if the monitoring relay Ü3 may not respond. If the auxiliary wires 2 or 3 are interrupted, the monitoring device responds accordingly.
Due to the arrangement of the capacitors, the differential protection device is in no way impaired by the monitoring device arranged according to the invention if a network fault occurs.
A rectifier device which is fed from the local network or the voltage converters and only needs to have a low power can be provided as the direct current source Q. There is no need for voltage stabilization. A delay in the triggering of the signal circuit can be provided so that when a mains-fed rectifier device is used, in the event of a network short circuit due to a breakdown or drop in the mains voltage, an unintentional triggering of the signaling circuit is prevented.
For example, such a response delay can be achieved by a timing relay that actuates the signaling circuit, depending on the monitoring relay.
The direct current that can be drawn from the direct current source Q is so small that the premagnetization of the transducers that occurs through it has no influence on the operation of the differential protection. For example, the direct current of the source Q is 4 mA in the pilot wire 2 when the circuit is in the correct state, with a resistance of the monitoring relays of, for example, 200 ohms each and a resistance of, for example, 800 ohms for the resistors R and R, respectively is seen.
This low current cannot in any way have an unfavorable effect on the mixer converters, which are constantly fed by a significantly higher alternating current, for example 100 mA at 50 Hz and rated current, when the network is not disturbed. When said direct current z. B. 4 mA in the middle pilot wire when the same is in perfect condition, the monitoring relays are designed so that they keep their contact arms in the middle position in the current range of example, 1 to 3 mA.
Of course, relays can be used in place of the above-mentioned relay Ü also relays whose contacts are either in the rest or in the working position, in which case ge separate circuits can be provided for each relay, or in a single signal circuit, the relay contacts in series are arranged with this. It is only essential that the pilot wires are DC voltage and it is ensured that this DC voltage does not affect the operation of the differential protection.
The AC voltage taken from the local network or the voltage converters to generate the DC voltage used for monitoring can be used to send desired messages from the unoccupied substation to the occupied station in which the monitoring relays are installed. If the message pilot wires disturbed is very delayed, but the monitoring relays themselves move without delay, they can be used to transmit pulse telegrams, which are automatically issued in a known manner by the unattended station by pressing the voltage of the DC voltage source Q.
The time of the pulse telegrams must be shorter than the delay time of the fault message so that the transmission of a pulse message does not itself lead to a fault message.
For this purpose, in a manner not shown, for. B. to provide an intermediate relay between the two receiving relay and the delay causing the time relay. This intermediate relay then actuates the timing relay with a first contact, for example, and the pulse telegram is sent to a receiver with a second contact.