DD243376A1

DD243376A1 - Reserveschutzeinrichtung mit unterscheidung von betriebs- und kurzschlussstroemen

Info

Publication number: DD243376A1
Application number: DD28367285A
Authority: DD
Inventors: Ruediger Jecksties; Sigmar Heide
Original assignee: Verkehrswesen Forsch Inst
Priority date: 1985-12-04
Filing date: 1985-12-04
Publication date: 1987-02-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reserveschutzeinrichtung mit Unterscheidung von Betriebs- und Kurzschlussstroemen zum Schutz von Fahrleitungsanlagen, vorzugsweise von Wechselstrombahnen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, die bei Nichtausloesung eines Fahrleitungsschutzrelais eine sichere Reserveschutzausloesung mit Unterscheidung von Betriebs- und Kurzschlussstroemen gewaehrleistet. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass zwei Analogwertspeicher ueber eine Auswahlschaltung an die auszuwertende Spannung angeschlossen werden. Die Analogwertspeicher werden ueber eine Auswerteschaltung miteinander verknuepft, so dass in Abhaengigkeit vom Auswerteergebnis Signale abgegeben werden, die eine Freigabe fuer Kurzschlussabschaltungen bewirken bzw. eine Reserveabschaltung veranlassen. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reserveschutzeinrichtung mit Unterscheidung von Betriebs-und Kurzschlußströmen, die für den Schutz der Fahrleitungen von Wechselstrombahnen und in elektrotechnischen Anlagen verwendet werden kann.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei dem derzeitigen Reserveschutzprinzip ist es notwendig, Impedanzen über einen elektrischen Knoten (Unterwerk- oder Kuppelstelle) hinweg zu messen. Durch den Effekt der scheinbaren Streckenverlängerung für den Streckenabschnitt hinter dem Knoten ist die am Schutzrelais mittelbar einzustellende Entfernung sehr groß. Das hat zur Folge, daß

— der Einstellbereich der Schutzrelais nicht ausreicht, um den notwendigen Schutzbereich abzudecken und

— die Einstellimpedanzen bereits infolge hoher Betriebsbelastungen unterschritten werden und ungerechtfertigte Reserveausschaltungen erfolgen.

Die Realisierung des Reserveschutzes nach dem derzeitigen Prinzip erfordert bei Nichtauslösung eines Unterwerksschalters auch die Auslösung der vorgeordneten Transformatorenschalter. Der dafür zuständige Schutz ist der Überstrom-Zeit-Schutz der Transformatoren. Da dieser aber auf den zweifachen Nennstrom der Transformatoren eingestellt werden muß, um auch Belastungsspitzen abdecken zu können, erfaßt dieser Schutz nur einen geringen Teil des Reserveschutzbereiches. Die für die Unterscheidung von Betriebs- und Kurzschlußströmen bekannten Lösungen, wie

_a) Relais in derEinspeisung des zu schützenden Fahrleitungsabschnittes,

b) Einrichtung zur Unterscheidung von Betriebs- und Kurzschlußströmen mittels Grund- und Oberwellenanalyse nach DD WP 120391,

c) Einrichtung zur Unterscheidung von Betriebs- und Kurzschlußströmen nach DD WP 217669 besitzen keinerlei Möglichkeit, im Gefahrenfall eine Reserveabschaltung durchzuführen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, unter Verwendung einfacher und an sich bekannter technischer Mittel eine sichere Reserveschutzabschaltung mit Unterscheidung von Betriebs- und Kurzschlußströmen in Fahrleitungsanlagen, vorzugsweise von Wechselstrombahnen zu realisieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die bei Nichtauslösung eines Fahrleitungsschutzrelais eine sichere Reserveschutzauslösung mit Unterscheidung von Betriebs- und Kurzschlußströmen ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine von der Frequenz der Eingangsspannung abhängige Schaltung eine Speicherbaugruppe steuert, wobei jeweils die Scheitelwerte gespeichert werden. Durch einen Vergleich der Speicherinhalte ergibt sich bei einem negativen Spannungssprung (also im Kurzschlußfall) eine Differenz, die durch eine Komparatorbaugruppe in ein digitales Signal (Signal A) umgewandelt wird. In gleicherweise wird ein Vergleich zwischen jeder negativen Halbwelle und

der nachfolgenden positiven Halbwelle durchgeführt, wobei auch hier beim Überschreiten einer vorgegebenen Differenz der Scheitelwerte das Signal A abgegeben wird.

Beim Überschreiten einer vorgegebenen Differenz zwischen den'Scheitelwerten der zu vergleichenden Halbwellen wird der gespeicherte Scheitelwert der Halbwelle vor dem eingetretenen Kurzschluß nicht gelöscht.

Die Scheitelwerte aller nachfolgenden Halbwellen werden mit diesem gespeicherten Wert verglichen. Erst wenn der Kurzschluß abgeschaltet ist, unterschreitet die Differenz der beiden zu vergleichenden Halbwellen einen einstellbaren Wert.

Tritt das innerhalb einer einstellbaren Zeit nicht ein, wird von der Einrichtung ein Signal (Signal B) erzeugt, das die Auslösung bestimmter, jeweils festzulegender Leistungsschalter veranlaßt und damit eine Reserveausschaltung des Kurzschlusses herbeiführt.

Ausfürungsbeispiei

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Figur 1: das Prinzipschaltbild

Figur 2: das Blockschaltbild der Reserveschutzeinrichtung mit Unterscheidung von Betriebs- und Kurzschlußströmen.

Die sekundäre Wandlerspannung U_e wird in einem Spannungs-Spannungs-Transformator 1 in eine, der Fahrleitungsspannung proportionale Signalspannung umgewandelt und an die Eingänge der beiden Analogwertspeicher 4 und 5 geführt, wobei jeweils der Maximalwert der positiven bzw. negativen Halbwelle über die Länge von 2 Halbwellen gespeichert wird. Die darauffolgende Subtraktion in 6 und 7, Betrag Speicher positive Halbwelle vom Betrag Speicher negative Halbwelle und Betrag Speicher negative Halbwelle vom Betrag Speicher positive Halbwelle, ergibt in Abhängigkeit der ermittelten Differenz ein proportionales analoges Signal.

Die nachfolgenden Komparatoren 8 und 9 mit einstellbarer Ansprechwelle 13 werten dieses analoge Signal aus. Bei Überschreitung der Ansprechschwelle steht am Ausgang ein Signal A (Meldung Kurzschluß) an, welches auf die Schaltung:

Löschen-Speichern (Nulltrigger 2 mit T-Flipflop 3) dahingehend zurückwirkt, daß dieses Signal (am T-Eingang negiert) einen der beiden möglichen Löschen-Speichem-Zyklen sperrt.

Daraus folgt, daß bei einem negativen Spannungssprung während der positiven Halbwelle die vorhergehende negative Halbwelle gespeichert, also der Zyklus Löschen-Speichern für die negative Halbwelle gesperrt wird und die folgenden positiven Halbwellen einem Zyklus Löschen-Speichern für die negative Halbwelle gesperrt wird und die folgenden positiven Halbwellen einem Zyklus Löschen-Speichern unterworfen werden.

Bei einem negativen Spannungssprung während der negativen Halbwelle wird die vorausgegangene positive Halbwelle gespeichert und die folgenden negativen Halbwellen einem Zyklus Löschen-Speichern unterworfen.

Es findet immer ein Vergleich (Subtraktion) zwischen den beiden Speicherinhalten statt. Ist das Ergebnis wieder kleiner als die eingestellte Ansprechschwelle der Komparatoren 8 und 9, so steht am Ausgang der Verknüpfung 10 das Signal A (Meldung Kurzschluß) nicht mehr an und die Sperrung des C-Einganges am T-Flipflop 3 ist damit wieder aufgehoben. Das Signal A bewirkt in Verbindung mit einem elektrischen Fahrleitungsschutzrelais (UND-Verknüpfung) bei einem Kurzschluß in der Fahrleitungsanlage eine Auslösung des Leistungsschalters im gestörten Streckenabgang.

Findet während einer einstellbaren Zeit (z.B. 500 ms) durch das Schutzrelais keine Auslösung des Leistungsschalters statt, bewirkt das jetzt anstehende Signal B eine Reserveauslösung (Auslösung der Leistungsschalter aller Transformatorenabgänge).

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Reserveschutzeinrichtung mit Unterscheidung von Betriebs- und Kurzschlußströmen, vorzugsweise zum Schutz der Fahrleitungsanlagen von Wechselstrombahnen, gekennzeichnet dadurch, daß die Fahrleitungsspannung in der Eingangsbaugruppe A in eine weiter zu verarbeitende Meßspannung transformiert wird und an eine, von einer frequenzabhängigen Meß/Speicherzyklusbaugruppe B gesteuerten, Speicherbaugruppe C gelegt wird, in der die Maximalwerte der positiven und negativen Halbwelle gespeichert und diese einer Rechenverstärkerbaugruppe D zugeführt werden, wobei das Ergebnis in derfolgenden Auswertebaugruppe E auf Kurzschluß „ja" oder „nein" ausgewertet und über eine Sperrsignalbaugruppe F, getaktet von der frequenzabhängigen Meß/Speicherbaugruppe, ein Signal A an die Abschaltgruppe G abgegeben wird und damit zeitverzögert das Signal B eine Reserveabschaltung aller auszuschaltender Leistungsschalter veranlaßt, vorausgesetzt, der Spannungseinbruch ist nicht durch die Ausschaltung der einspeisenden Leistungsschalter hervorgerufen worden.
2. Reserveschutzeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß durch die Polarität der Analogwertspeicher 4 und 5 die Maximalwerte der Amplituden gespeichert werden.
3. Reserveschutzeinrichtung nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß durch einen Vergleich der Stellung desT-Flipflops3 mit dem Ausgangssignal der Komparatoren 8 und 9 durch die Verknüpfung 10 die Auswertung der negativen Spannungssprünge erfolgt.
4. Reserveschutzeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß mitdemT-Flipflop 3 eine Steuerung der Speicher 4 und 5 erfolgt.
5. Reserveschutzeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Signal A in Verbindung mit einem elektronischen Fahrleitungsschutzrelais bei einem Kurzschluß in der Fahrleitungsanlage eine Auslösung des betreffenden Leistungsschalters im gestörten Streckenabgang bewirkt.
6. Reserveschutzeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in Abhängigkeit der Stellung der einspeisenden Leistungsschalter über die Verknüpfung 10 das Signal B eine Reserveabschaltung bewirkt.