DE1074134B - Einrichtung zur Ub^i wachung von Schutz und Steueranord nungen mit drei galvanisch miteinander gekoppelten Leitungen über die betriebs maßig kein Gleichstrom fließt - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Überwachung von Schutz- und Steueranordnungen mit drei galvanisch miteinander gekoppelten Leitungen, über die betriebsmäßig kein Gleichstrom fließt. Die Einrichtung ist vorzugsweise beim Leitungsdifferentialschutz mit drei Leitungen, von denen die beiden äußeren die Sekundärwicklungen der speisenden Wandler, insbesondere Mischwandler, miteinander verbinden und die dritte Leitung eine Diagonalverbindung zwischen diesen beiden Wandlern darstellt, die die Differentialschutzrelais enthält, verwendbar. Ebenso kann sie für Drehmeldersysteme od. dgl. benutzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist eine dauernde Überwachung der Leitungen auf Kurzschlüsse und Unterbrechungen mit einfachen Mitteln.

Die Lösung besteht darin, daß zur Kontrolle der Leitungen in den Differenzstromleiter zu einem Leitungsende eine Gleichstromquelle eingefügt ist und die beiden äußeren Leitungen an den anderen Enden je einen Meldestromkreis betätigendes Gleichstromrelais sowie an zwei entgegengesetzten Enden der äußeren Leitungen je einen Widerstand enthalten, wobei der Gleichstromquelle, den Gleichstromrelais und den Widerständen Kurzschlußpfade für Wechselströme zugeordnet sind.

Die Widerstandswerte der Widerstände sind im Vergleich zu denen der Gleichstromrelais groß bemessen, um erstens eine geringe Temperaturabhängigkeit der gesamten Anordnung zu erhalten und zweitens bei einem Kurzschluß zwischen den beiden äußeren Leitungen eine große Gleichgewichtsstörung der beiden Ströme in den äußeren Leitungen herbeizuführen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels für die Anwendung beim Leitungsdifferentialschutz näher erläutert.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem das zu speisende Netz sowie die mit den im Netz angeordneten Primärwandler verbundenen Primärwicklungen der beiden Mischwandler MW nicht dargestellt sind, 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 Stromrelais dargestellt sind, liegen in der die Diagonalverbindung zwischen den beiden Hilfswandlern bildenden Hilfsader 2. Die Schaltung der Differentialrelais kann jedoch in an sich bekannter Weise stabilisiert sein, indem je ein nicht dargestellter Summenwandler in den Leitungen 1 und 3

Einrichtung zur überwachung

von Schutz- und Steueranordnungen

mit drei galvanisch miteinander

gekoppelten Leitungen,

über die betriebsmäßig

kein Gleichstrom fließt

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Ludwig Rimmark, Erlangen,

und Dipl.-Phys. Fritz Voigt, Berlin-Charlottenburg,

sind als Erfinder genannt worden

und je ein nicht dargestellter Differential wandler in der Hilfsader 2 an beiden Enden derselben vorgesehen ist, wobei jeder Differenzwandler mit seinem einen Ende an die Mittelpunktsanzapfungen der zugeordneten Summenwandler angeschlossen ist. Die Differentialschutzrelais werden im Falle eines im Netz auftretenden Fehlers von den Sekundärwicklungen der beiden Wandler über Gleichrichter in an sich bekannter Weise gespeist. Im gezeichneten Falle sind die beiden Schutzrelais D — wie bereits erwähnt — als einfache Wechselstromrelais angenommen.

Nach der Erfindung ist zur Überwachung auf ordnungsgemäßen Zustand der Hilfsadern 1 bis 3 in die Hilfsader 2 in der Station^ eine Gleichstromquelle Q eingefügt, und es sind ferner die beiden äußeren Hilfsadern in der Station B zwei Gleichstromrelais U₁ und Ü_s eingefügt; ferner sind die beiden äußeren Hilfsadern 1 und 3 noch über Widerstände R₁ und R₃ so geschaltet, daß der eine Widerstand in der Station B, der andere in der Station^ liegt. Die Widerstandswerte der Widerstände sind groß gegenüber dem Wert der Gleichstromrelais und dem Wert der Hilfsadern bemessen.

Damit das Ansprechen des Differentialschutzes durch die genannten Überwachungselemente nicht beeinträchtigt werden kann, sind die Gleichstromrelais, die Gleichstromquelle und die Widerstände durch Kondensatoren C überbrückt. Die Überwachungsrelais

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können als gedämpfte Drehspulrelais oder polarisierte Relais ausgebildet sein mit zwei festen Kontaktteilen, 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 R₃ und die Widerstandswerte der Hilfsadern 1 und 3 sowie die Überwachungsrelais U₁ und U₂ sind vorteilhaft so ausgelegt, daß bei einwandfreiem Zustand der Hilfsadern durch die Überwachungsrelais ein Strom fließt, der ihre beweglichen Kontaktarme in einer Mittelstellung hält. Bei Überschreiten eines oberen Grenzwertes des Relaisstromes kommt der Kontaktarm U₃ oder beide mit dem festen .Kontaktteil ak_± bzw. ak₃ in Berührung, bei Unterschreiten eines bestimmten unteren Grenzwertes dagegen mit den Ruhekontaktteilen Vk₁ und rk₃.

Zwei der vielen möglichen Fehlerfälle, von Leiterbruch und Kurzschluß, in denen dies eintritt, sind in den Fig. 2 und 3 näher erläutert.

Die beiden Kontaktarme K₁ und U₃ sind miteinander verbunden, ebenso die ruhenden Arbeitskontaktteile; sie sind gemeinsam in einen Meldestromkreis MK eingefügt. Im fehlerhaften Zustand der Hilfsadern nehmen beide Kontaktarme ihre Mittellage ein und halten dabei den Meldestromkreis unterbrochen. Bei Ansprechen oder Abfallen eines oder beider Überwachungsrelais wird der genannte Stromkreis geschlossen und dadurch der vorhandene Fehler angezeigt.

Wenn, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ein Kurzschluß K zwischen beiden Hilfsadern 1 und 3 vorliegt, dann wird aus der in Fig. 1 dargestellten Schaltung der gezeigte Stromkreis gebildet, wobei das nicht dargestellte Überwachungsrelais U₁ infolge seines in Station B angeordneten Widerstandes R₁ praktisch stromlos wird und im abgefallenen Zustand seinen Kontaktarm U₁ in die in Fig. 4 gezeigte Ruhelage bringt. Dagegen ist der durch das Relais U₃ fließende Strom über den oberen Grenzwert angestiegen und bringt es daher zum Ansprechen, so daß es einen Kontaktarm U₃ in die Arbeitslage, d. h. in Verbindung mit dem Arbeitskonfaktteil ak₃, bringt; der Meldestromkreis MK ist somit geschlossen. Der Anstieg des Relaisstromes im Überwachungsrelais U₃ über den oberen Grenzwert ist möglich, da die Widerstände R₁ 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 Überwachungsrelais U₁ mit Sicherheit abfallen und somit der Meldestromkreis geschlossen, auch wenn gegebenenfalls das Überwachungsrelais U₃ nicht zum Ansprechen kommt. Bei Unterbrechung der Hilfsadern 2 oder 3 spricht die Überwachungseinrichtung in entsprechender Weise an. Durch die Anordnung der Kondensatoren wird die Differentialschutzeinrichtung bei Auftreten eines Netzfehlers in keiner Weise durch die erfindungsgemäß angeordnete Überwachungseinrichtung beeinträchtigt.

Als Gleichstromquelle Q kann ein vom Ortsnetz oder den Spannungswandlern gespeistes Gleichrichtergerät vorgesehen sein, das nur eine geringe Leistung aufzuweisen braucht. Es entfällt dabei die Notwendigkeit einer Spannungsstabilisierung. Damit bei Verwendung eines netzgespeisten Gleichrichtergerätes im Kurzschlußfall des Netzes durch Zusammenbrechen oder Absinken der Netzspannung eine ungewollte Auslösung des Meldestromkreises unterbunden wird, kann gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Verzögerung in der Auslösung des Meldestromkreises vorgesehen werden. Beispielsweise kann eine solche Ansprechverzögerung dadurch 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 keinen Einfluß auf das Arbeiten des Differentialschutzes ausübt. Beispielsweise beträgt der Gleichstrom der

ίο Quelle Q 4 mA in der Hilfsader 2 bei ordnungsgemäßem Zustand der Schaltung, wobei ein Widerstand der Überwachungsrelais von beispielsweise je 200 Ohm sowie ein Widerstandswert von beispielsweise 800 Ohm für die Widerstände R₁ bzw. R₃ vor-

gesehen ist. Dieser geringe Strom kann die Mischwandler, die im nicht gestörten Netzzustand ständig von einem wesentlich höheren Wechselstrom, beispielsweise 100 mA bei 50 Hz, und Nennstrom durchflossen werden, in keiner Weise ungünstig beeinflus-

ao 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 beispielsweise 1 bis 3 mA ihre Kontaktarme in der Mittelstellung halten.

Selbstverständlich können an Stelle der in genannter Weise ausgebildeten Relais auch Relais verwendet werden, deren Kontakte entweder in Ruhe- oder in Arbeitsstellung liegen, wobei dann getrennte Stromkreise für jedes Relais vorgesehen sein können bzw. bei einem einzigen Meldstromkreis die Relaiskontakte in Reihe mit diesem angeordnet sind. Wesentlich ist nur, daß eine Gleichstromverspannung 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 unbesetzten Unterstation zu der besetzten Station, in der die Überwachungsrelais eingebaut sind, zu geben. Da die Meldung »Hilfsadern gestört« erst stark verzögert erfolgt, die Überwachungsrelais selbst jedoch unverzögert sich bewegen, kann man dieselben zur Durchgabe von Impulstelegrammen benutzen, die in bekannter Weise von der unbedienten Station automatisch durch Tasten der Wechselspannung aufgegeben werden. Die Impulstelegramme müssen dabei in der Zeit kürzer sein als die Verzögerungszeit der Störmeldung. Hierzu ist in nicht näher dargestellter Weise ein Zwischenrelais zwischen den beiden Empfangsrelais und dem die Verzögerung bewirkenden Zeitrelais vorzusehen. Dieses Zwischenrelais betätigt mit einem ersten Kontakt das Zeitrelais, und mit einem zweiten Kontakt gibt es das Impulstelegramm auf einen Empfänger.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Überwachung von Schutz- und Steueranordnungen mit drei galvanisch miteinander gekoppelten Leitungen, über die betriebsmäßig kein Gleichstrom fließt, insbesondere bei Leitungsdifferentialschutz mit zwei vom Strom der zu überwachenden Leitung abhängigen Wandlern, insbesondere Mischwandlern, die sekundärseitig über zwei Hilfsadern miteinander verbunden sind und eine diagonale, die Schutzrelais beeinflussende dritte Hilfsader speisen, für Drehmeldersystem od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß zur

Kontrolle der Leitungen in den Differenzstromleiter 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 Gleichstromrelais und den Widerständen Kurzschlußpfade für Wechselstrom zugeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandswerte der Gleichstromquelle und Widerstände in den äußeren Leitungen im Vergleich zu denen der Gleichstromrelais groß bemessen sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,· daß als Gleichstromquelle ein netzgespeistes Gleichrichtergerät dient.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichstromquelle Drehspulrelais verwendet sind, die sowohl bei Unterschreiten eines unteren als auch bei Überschreiten eines oberen Stromgrenzwertes eine Anzeige- oder Meldeeinrichtung betätigen.

5. Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Gleichstromrelais Verzögerungsmittel zugeordnet sind, die ein ungewolltes Ansprechen des Meldestromkreises bei Auftreten eines Kurzschlusses im Netz unterbinden.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte beider Gleichstrotnrelais parallel geschaltet sind und hierzu jeweils die beweglichen Kontaktarme bzw. die Ruhe- und Arbeitsseiten der ortsfesten Kontaktteile beider Relais leitend miteinander verbunden sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzspannung zum Speisen des Gleichrichtergerätes zur Durchgabe von Impulsen getastet wird, die mit ihrer Zeit kürzer sind als die Verzögerungszeit der Störmeldung.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Überwachungsrelais und Verzögerungsrelais ein Zwischenrelais zur Abgabe des Impulstelegramms geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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