CH621654A5 - Monitoring circuit arrangement connected to a protective device for electrical power supply systems - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine an eine Schutzeinrich- anordnung in die Schutzeinrichtung eine Umschaltung derart tung für elektrische Energieversorgungsnetze angeschlossene 60 vorgenommen werden, dass ein Auslösebefehl von vornherein Überwachungs-Schaltungsanordnung. Bei der Schutzeinrich- nicht gebildet wird; ohne Eingriff in die Schutzeinrichtung kann tung kann es sich beispielsweise um einen Distanzschutz han- aber auch die Weiterleitung eines gebildeten Auslösebefehls dein, wie er in der DE-AS 19 47 037 beschrieben ist. durch die Überwachungs-Schaltungsanordnung an den nach-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungs- geordneten Leitungsschalter verhindert werden. Bei einer anordnung vorzuschlagen, die eine Fehlauslösung durch die 65 etwa gleich schnell wie die Überwachungs-Schaltungsanord-Schutzeinrichtung bei Schaltvorgängen im zu überwachenden nung arbeitenden Schutzeinrichtung wird die Weiterleitung elektrischen Energieversorgungsnetz verhindert. des gebildeten Auslösebefehls verhindert.

Zur Lösung dieser Aufgabe enthält eine Überwachungs- Die Steuereinrichtung der erfindungsgemässen Überwa-

3 621654

chungs-Schaltungsanordnung kann unterschiedlich ausgebildet eine Änderung der Messgrösse eindeutig erfasst und über den sein. Besitzt die zugeordnete Schutzeinrichtung eine im Ver- Trigger zur Ansteuerung des Zeitgliedes ausgenutzt werden gleich zur Überwachungs-Schaltungsanordnung langsame kann.

Arbeitsweise, dann besteht die Steuereinrichtung in vorteilhaft Bei der erfindungsgemässen Überwachungs-Schaltungsan-einfacher Weise aus einem Trigger mit nachgeordnetem Zeit- 5 Ordnung kann der Speicher ständig an die den Betriebszustand glied, das mit seinem Ausgang an die Schutzeinrichtung ange- des Energieversorgungsnetzes widerspiegelnde Messgrösse schlössen ist Bei einem störenden Schaltvorgang wird von der angeschlossen sein. Vorteilhafter erscheint es jedoch zur Erzie-Steuereinrichtung schnell ein Signal an die Schutzeinrichtung lung eindeutiger Verhältnisse, wenn der Speicher bei einer gegeben und dadurch dort eine Umschaltung für ein vorgege- Anregung der Schutzeinrichtung über einen Schalter an die benes Zeitintervall vorgenommen. Es wird daher während die- io Messgrösse angeschlossen wird. In diesem Falle ist dem Zeit-ses Zeitintervalls ein Auslösebefehl nicht erzeugt, so dass ein glied ein weiteres Zeitglied zugeordnet, welches das erste Zeit-Fehlauslösen des zugeordneten Leistungsschalters nicht eintre- glied für eine bestimmte Zeitdauer nach einer Anregung der ten kann. Schutzeinrichtung sperrt Diese Sperrung erscheint zweckmäs-

Arbeitet die Schutzeinrichtung etwa gleich schnell wie die sig, damit nicht durch den auf einen Impuls bei der Anregung erfindungsgemässe Überwachungs-Schaltungsanordnung, 15 der Schutzeinrichtung eintretende Speicherung der Mess-dann kann der Auslösebefehl infolge eines Schaltvorganges grosse im Amplituden-Speicher fälschlicherweise eine Ampli-schon entstanden sein, wenn am Ausgang die Messwert-Erfas- tudenänderung der Messgrösse erfasst und das erste Zeitglied sungseinrichtung das Signal entsteht. Die Überwachungs- angesteuert wird. Der Speichervorgang nach Anschalten des

Schaltungsanordnung muss dann die Weiterleitung des Auslö- Speichers soll durch das weitere Zeitglied ohne Einfluss auf die sebefehls verhindern und enthält deshalb in vorteilhafter Weise 20 Arbeitsweise der erfindungsgemässen Überwachungs-Schal-einen Trigger, dem ein Zeitglied nachgeordnet ist; das Zeitglied tungsanordnung bleiben.

ist mit seinem Ausgang an ein der Schutzeinrichtung nach- Als vorteilhaft wird es ferner angesehen, wenn dem Spei geordnetes Verzögerungsglied und an einen Eingang eines eher ein weiterer Schalter zugeordnet ist, über den bei einer

Gatters angeschlossen, dessen anderer Eingang mit dem Aus- Anregung kurzzeitig eine Entladung des Speichers erfolgt. Eine gang des Verzögerungsgliedes verbunden ist. Beim Auftreten 25 solche Entladung ist zweckmässig, damit jeweils von einem oben beschriebener störender Schaltvorgänge wird die Weiter- definierten Ausgangszustand des Speichers ausgegangen wird, leitung eines Auslösebefehls der Schutzeinrichtung verhindert, Zur beispielsweisen Erläuterung der Erfindung ist in den so dass ein Auslösebefehl der Schutzeinrichtung für dieses vor- Fig. 1 und 2 jeweils ein Blockschaltbild unterschiedlicher Ausgegebene Zeitintervall nicht zum zugeordneten Leistungs- führungsformen der erfindungsgemässen Überwachungsschalter gelangt und dieser daher keine Abschaltung des Lei- 30 Schaltungsanordnung dargestellt.

tungsabschnittes vornehmen kann. Sind keine Unregelmässig- Die Überwachungs-Schaltungsanordnung 1 nach Fig. 1 ent-

keiten von der Überwachungs-Schaltungsanordnung feststell- hält eine Messwert-Erfassungseinrichtung 2 und eine Steuereinbar, dann wird von der Messwert-Erfassungseinrichtung auch richtung 3. Die Messwert-Erfassungseinrichtung 2 weist ein-kein Signal erzeugt und das Zeitglied läuft überhaupt nicht an. gangsseitig einen Speicher 4 auf, dessen Eingang 5 in nicht dar-Daher wird das der Schutzeinrichtung nachgeordnete Ver- 35 gestellter Weise mit einer Gleichrichter-Anordnung verbunden zögerungsglied mit Gatter nicht gesperrt; der Auslösebefehl ist, die mit einer während einer Störung aus dem ebenfalls nicht der Schutzeinrichtung wird an den Leistungsschalter weiterge- dargestellten Energieversorgungsnetz gewonnenen Messgeben. Die erfindungsgemässe Überwachungs-Schaltungsan- grosse beaufschlagt ist. Diese Messgrösse kann beispielsweise Ordnung bewirkt daher ohne wesentlichen Zeitverlust eine eine aus der Spannung des Energieversorgungsnetzes abgelei-

Überprüfung der Schutzeinrichtung eines elektrischen Ener- 40 tete Spannung sein. Dem Speicher 4 ist ein Differenzierer 6 gieversorgungsnetzes auf Fehlfunktionen durch Schaltvor- nachgeordnet. An den Differenzierer 6 ist die Steuereinrich-

gänge. tung 3 mit einem Trigger 7 angeschlossen. Dem Trigger 7 ist

Die Messwert-Erfassungseinrichtung der erfindungsgemäs- ein Zeitglied 8 nachgeordnet, das mit seinem Ausgang an einen sen Überwachungs-Schaltungsanordnung kann in unterschied- Eingang 9 einer Schutzeinrichtung 10 angeschlossen ist. Bei der licher Weise ausgebildet sein. So kann es vorteilhaft sein, wenn 45 Schutzeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Distanz-die Messwert-Erfassungseinrichtung in einfacher Weise aus schutzanordnung bekannter Ausführung oder um eine Rich-einem Differenzierer besteht. Einer solchen Ausbildung der tungsvergleichsschutzanordnung ebenfalls bekannter Ausfüh-Messwert-Erfassungseinrichtuing wird man immer dann den rung handeln.

Vorzug geben, wenn die den Betriebszustand des Energiever- Die Steuereinrichtung 3 der Überwachungs-Schaltungsan-

sorgungsnetzes widerspiegelnde Messgrösse im Kurzschluss- 50 Ordnung 1 enthält ferner ein weiteres Zeitglied 11, das mit seifalle, z. B. die Netzspannung, sehr stark absinkt, so dass dann nem Eingang 12 mit einem Ausgang 13 einer Anregeschaltung durch Differenzieren der Messgrösse die Amplitudensprünge 14 bekannter Ausführung und mit ihrem Ausgang 15 mit einem erfasst und ein entsprechendes Signal zur Beeinflussung des Sperreingang des Zeitgliedes 8 verbunden ist. Die Anregeschal-Zeitgliedes erzeugt werden kann. tung 14 ist mit einem weiteren Ausgang 16 mit dem Speicher 4

Bei vielen Energieversorgungsnetzen kann aber nicht 55 und mit einem zusätzlichen Ausgang 17 mit der Schutzeinrich-davon ausgegangen werden, dass die den Betriebszustand des tung 10 verbunden. Die Anregeschaltung 14 und die Schutzein-Energieversorgungsnetzes widerspiegelnde Messgrösse im richtung 10 sind in bekannter Weise an das elektrische Energie-Kurzschlussfalle sehr stark absinkt. In diesem Falle erscheint es Versorgungsnetz angeschlossen.

vorteilhaft, wenn die Messwert-Erfassungseinrichtung eine Die dargestellte Schaltungsanordnung arbeitet in folgender

Anordnung zur Verhältnisbildung enthält, die den jeweils durch 60 Weise: Wird von der Anregeschaltung 14 ein Kurzschluss im zu einen Amplitudensprung während eines Kurzschlusses geän- überwachenden elektrischen Energieversorgungsnetz bzw. in derten Messgrössenwert in Beziehung zu dem Wert vor dem dem Leitungsabschnitt des Energieversorgungsnetzes festge-Amplitudensprung setzt. stellt, dem die Anregeschaltung zugeordnet ist, dann werden

Als besonders vorteilhaft wird es erachtet, wenn die Mess- von der Anregeschaltung 14 Anregeimpulse sowohl an die wert-Erfassungseinrichtung einen Speicher enthält, in dem die 65 Schutzeinrichtung 10 als auch an den Speicher 4 und an das Messgrösse speicherbar ist; an den Ausgang des Speichers ist weitere Zeitglied 11 gegeben. Durch das Anregesignal wird der ein Differenzierer angeschlossen. Diese Ausbildung der Mess- Speicher 4 kurzzeitig vollkommen entladen und ausserdem ein wert-Erfassungseinrichtung hat den Vorteil, dass in jedem Falle nicht dargestellter, dem Speicher 4 vorgeordneter Schalter

621654 4

geschlossen und damit eine am Eingang 5 anstehende Mess- Die in Fig. 2 dargestellte Überwachungs-Schaltungsanord-

grösse U an den Speicher 4 angelegt. Die Messgrösse U wird nung 20 enthält ebenfalls eine Messwert-Erfassungseinrichtung im Speicher 4 gespeichert. Ändert sich die Amplitude der Mess- 21, die ebenso wie die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung mit grosse U, dann wird vom Differenzierer 6 ein Impuls an den einem Speicher 22 und einem Differenzierer 23 versehen ist.

Trigger 7 abgegeben, der beim Überschreiten einer vorgegebe- s Auch die Steuereinrichtung 24 stimmt hinsichtlich der Verwen-

nen Höhe des Impulses durchschaltet und das Zeitglied 8 anlau- dung eines Triggers 25, eines Zeitgliedes 26 und eines weiteren fen lässt. Zeitgliedes 27 mit der Steuereinrichtung nach Fig. 1 überein.

Durch den Anregeimpuls am Ausgang 13 der Anregeschal- An den Ausgang 28 des Zeitgliedes 26 ist hier jedoch ein Ver-

tung 14 wird ausserdem das weitere Zeitgliéd 11 gestartet, das zögerungsglied 29 und ein Eingang 30 eines Gatters 31 ange-

für eine vorgegebene Zeitdauer tl einen Ausgangsimpuls i o schlössen; ein weiterer Eingang 32 dieses Gatters ist mit dem erzeugt, durch den das Zeitglied 8 gesperrt wird. Während der Ausgang des Verzögerungsgliedes 29 verbunden.

Zeitdauer tl kann daher das Zeitglied 8 auf einen Impuls des Das Verzögerungsglied 29 ist mit einer Schutzeinrichtung

Triggers 7 hin nicht anlaufen. Die Zeitdauer tl des weiteren 34 verbunden, die etwa genauso schnell wie die Überwachungs-

Zeitgliedes 11 ist so gewählt, dass eine aufgrund des Speicher- Schaltungsanordnung 20 arbeiten kann. Ausserdem ist eine

Vorganges der Messgrösse U vom Differenzierer 6 erfasste i s Anregeschaltung 33 vorhanden, die - wie im Zusammenhang

Amplitudenänderung und ein dadurch erzeugter Ausgangsim- mit Fig. 1 bereits beschrieben - mit dem Speicher 22, dem wei-

puls des Triggers 7 das Zeitglied 8 nicht beeinflussen kann. Erst teren Zeitglied 27 und der Schutzeinrichtung 34 verbunden ist.

wenn der Speichervorgang abgeschlossen ist, was nach der In der Wirkungsweise unterscheidet sich die Überwa-

Zeit tl der Fall ist, und wenn dann ein Ausgangsimpuls am Trig- chungs-Schaltungsanordnung nach Fig. 2 von der nach Fig. 1

ger 7 entsteht, wird von dem Zeitglied 8 für eine Zeitdauer t2 20 dadurch, dass ein von der Schutzeinrichtung 34 abgegebener ein Signal über den Eingang 9 an die Schutzeinrichtung 10 Auslösebefehl in dem Verzögerungsglied 29 verzögert und gegeben, wodurch diese für die Zeitdauer t2 umgeschaltet wird, beim Auftreten eines Signals am Ausgang 28 des Zeitgliedes 26

Während der Zeitdauer t2 wird dann von der Schutzeinrich- mittels des Gatters 31 gesperrt wird, weil dieser Auslösebefehl tung 10 infolge der Umschaltung ein Auslösesignal infolge von in unerwünschter Weise infolge von Schaltvorgängen im Ener-

Schaltvorgängen überhaupt nicht erzeugt. 25 gieversorgungsnetz gebildet worden ist.

Wird dagegen von dem Differenzierer 6 keine Änderung Mit der Erfindung wird eine Überwachungs-Schaltungsan-

der im Speicher 4 gespeicherten Amplitude der Messgrösse U Ordnung für eine Schutzeinrichtung für elektrische Energiever-

erfasst, dann wird auch von dem Trigger 7 an das Zeitglied 8 ein sorgungsnetze vorgeschlagen, die ein Fehlauslösen der Schutz-

Signal nicht abgegeben und die Schutzeinrichtung 10 wird einrichtung bei Schaltvorgängen im Kurzschlussfalle mit nicht umgeschaltet. Die Schutzeinrichtung 10 erzeugt daher 30 Sicherheit verhindert, ohne dass die sonstigen Eigenschaften ohne Verzögerung einen Auslösebefehl, der eine Betätigung der Schutzeinrichtung, insbesondere die Kommandozeit,

des zugeordneten Leistungsschalters hervorruft. ungünstig beeinflusst werden.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. 621654 2

   PATENTANSPRÜCHE Schaltungsanordnung für eine Schutzeinrichtung für elektri-

   1. An eine Schutzeinrichtung für elektrische Energieversor- sehe Energieversorgungsnetze erfindungsgemäss eine Mess-gungsnetze angeschlossene Überwachungs-Schaltungsanord- wert-Erfassungseinrichtung, in der eine aus dem Energieversor-nung, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungs-Schal- gungsnetz während einer Störung gewonnene Messgrösse tungsanordnung (1) eine Messwert-Erfassungseinrichtung (2, 5 überwacht und bei Änderungen ihrer Phasenlage und ihrer 21) enthält, in der eine aus dem Energieversorgungsnetz wäh- Amplitude oder ihrer Amplitude ein Signal erzeugt wird; an rend einer Störung gewonnene Messgrösse (U) überwacht und den Ausgang der Messwert-Erfassungseinrichtung ist eine bei Änderungen ihrer Phasenlage und ihrer Amplitude oder Steuereinrichtung angeschlossen, die auf das Signal der Mess-ihrer Amplitude ein Signal erzeugt wird, und dass an den Aus- wert-Erfassungseinrichtung hin für ein vorgegebenes Zeitintergang der Messwert-Erfassungseinrichtung (2,21) eine Steuer- io vali einen gleichzeitigen oder einen innerhalb des vorgegebe-einrichtung (3,24) angeschlossen ist, die auf das Signal der nen Zeitintervalls liegenden, späteren Auslösebefehl der

   Messwert-Erfassungseinrichtung hin für ein vorgegebenes Zeit- Schutzeinrichtung unterdrückt.

   intervall einen gleichzeitigen oder einen innerhalb des vorgege- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass während benen Zeitintervalls liegenden, späteren Auslösebefehl der eines Kurzschlusses in einem elektrischen Energieversorgungs-Schutzeinrichtung (10,34) unterdrückt. is netz an mehreren Stellen des Netzes angeordnete Schutzein-
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- richtungen nahezu gleichzeitig den gestörten Betriebszustand zeichnet, dass die Messwert-Erfassungseinrichtung aus einem erfassen; nur die an jeweils den Enden des vom Kurzschluss Differenzierer besteht. betroffenen Leitungsabschnittes des Energieversorgungsnet-
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zes installierten Leistungsschalter dürfen jedoch von den zeichnet, dass die Messwert-Erfassungseinrichtung eine Anord- 20 zugeordneten Schutzeinrichtungen den Abschaltbefehl erhal-nung zur Verhältnisbildung enthält. ten und ausführen. Die übrigen Schutzeinrichtungen des Ener-
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- gieversorgungsnetzes hingegen dürfen den ihnen zugeordne-zeichnet, dass die Messwert-Erfassungseinrichtung (2) einen ten Leistungsschaltern einen Abschaltbefehl zunächst nicht Speicher (4) enthält, in dem die Messgrösse (U) speicherbar ist, erteilen. Diese Funktionsweise der Schutzeinrichtungen kann und dass an den Ausgang des Speichers ein Differenzierer (6) 25 dadurch gestört werden, dass beim Abschalten eines kurzangeschlossen ist (Fig. 1). schlussbehafteten Leitungsabschnittes bzw. bei einem Fehler-
5. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Wechsel während eines Kurzschlusses, z. B. Wechsel der Feh-dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) einen lerart oder gleichzeitiger Kurzschluss an verschiedenen Orten, an den Ausgang der Messwert-Erfassungseinrichtung (2) ange- Änderungen der Phasenlage und der Amplitude oder nur der schlossenen Trigger (7) mit einem nachgeordneten Zeitglied (8) 30 Amplitude von Strömen und Spannungen im Energieversor-enthält, dessen Ausgang mit einem Umschalteingang (9) der gungsnetz entstehen. Diese Änderungen können zu einer FehlSchutzeinrichtung (10) verbunden ist (Fig. 1). funktion von Schutzeinrichtungen führen und diese zur Abgabe
6. 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, eines Abschaltbefehls veranlassen, obwohl der Ort der Störung dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (24) einen nicht innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes an den Ausgang der Messwert-Erfassungseinrichtung (21) 35 liegt.

   angeschlossenen Trigger (25) enthält, dem ein Zeitglied (26) Mit der erfindungsgemässen Überwachungs-Schaltungsan-

   nachgeordnet ist, und dass das Zeitglied (26) mit seinem Aus- Ordnung werden fehlerhafte Abschaltbefehle durch derartige gang (28) an ein der Schutzeinrichtung (34) nachgeordnetes Schaltvorgänge verhindert, indem ein Abschaltbefehl der Verzögerungsglied (29) und an einen Eingang (30) eines Gat- Schutzeinrichtungen an die zugehörigen Leistungsschalter nur ters (31) angeschlossen ist, dessen anderer Eingang (32) mit 40 dann weitergeleitet wird, wenn den Schutzeinrichtungen wäh-dem Ausgang des Verzögerungsgliedes (29) verbunden ist rend eines Kurzschlusses zugeführte Messgrössen nicht durch

   (Fig. 2). störende Schaltvorgänge beeinflusst werden konnten. Treten
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch nämlich solche Schaltvorgänge auf, dann wird von der Messgekennzeichnet, dass dem Speicher (4) ein Schalter vorgeord- wert-Erfassungseinrichtung ein Änderungen der Amplitude net ist, über den bei einer Anregung der Schutzeinrichtung (10) 45 und der Phasenlage oder nur der Amplitude der Messgrösse die Messgrösse an den Speicher (4) anlegbar ist, und dass dem kennzeichnendes Signal erzeugt und eine Steuereinrichtung Zeitglied (8,26) ein weiteres Zeitglied (11,27) zugeordnet ist, beeinflusst Die Steuereinrichtung unterdrückt einen Auslöseweiches das erste Zeitglied (8,26) für eine bestimmte Zeitdauer befehl der zugeordneten Schutzeinrichtung dann, wenn dieser nach einer Anregung der Schutzeinrichtung (10,34) sperrt. gleichzeitig mit dem Signal am Ausgang der Messwert-Erfas-
8. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch 50 sungseinrichtung auftritt; ausserdem erfolgt eine Unterdrük-gekennzeichnet, dass dem Speicher (4) ein weiterer Schalter kung des Auslösebefehls immer dann, wenn innerhalb des vorzugeordnet ist, über den bei einer Anregung kurzzeitig eine gegebenen Zeitintervalls nach dem Auftreten des Signals am Entladung des Speichers erfolgt. Ausgang der Messwert-Erfassungseinrichtung ein oder auch mehrere Auslösebefehle gebildet werden.

   55 Die Unterdrückung des Auslösebefehls kann auf unter-schiedliche Weise erfolgen. Arbeitet die Schutzeinrichtung im Vergleich zur Überwachungs-Schaltungsanordnung langsam, dann kann durch einen Eingriff der Überwachungs-Schaltungs-