DE1075724B - Long differential protection with saturated converters, especially for lines - Google Patents
Long differential protection with saturated converters, especially for linesInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung betrifft einen Längsdifferentialschutz mit Spannungsvergleich, welcher mit bereits bei geringen Überströmen gesättigten Wandlern arbeitet, um eine Überbeanspruchung der für den Vergleich nötigen Hilfsadern zu vermeiden. Sie will die Aufgäbe lösen, die durch die gesättigten Wandler auftretenden Stromspitzen unschädlich zu machen.The invention relates to a longitudinal differential protection with voltage comparison, which works with transformers that are saturated even at low overcurrents, to avoid overstressing the pilot wires required for the comparison. She wants the job solve, to render harmless the current peaks caused by the saturated converter.
Ein Längsdifferentialschutz vergleicht die Ströme an beiden Enden eines zu schützenden Gegenstandes, beispielsweise einer Leitung. Die Ströme werden hierbei, insbesondere bei längeren Leitungen, nicht unmittelbar verglichen, sondern man erzeugt aus ihnen Spannungen. Dies geschieht dadurch, daß die Stromwandler meist über Zwischenwandler Impedanzen speisen, deren Spannungsabfälle durch Relais verglichen werden.A line differential protection compares the currents at both ends of an object to be protected, for example a line. The currents are not immediate, especially in the case of longer lines compared, but one creates tensions out of them. This is done by the current transformer mostly feed impedances via intermediate transformers, the voltage drops of which are compared by relays will.
Als solche Impedanzen sind bisher Ohmsche Widerstände verwendet worden. Die an jedem Ende so gebildete Spannung wird durch Relais verglichen, welche in die Verbindungsleitungen zwischen den beiden Enden geschaltet sind. Sind die beiden Spannungen gleich, so bleiben die .Relais in Ruhe, sind sie verschieden, so sprechen sie an.Ohmic resistances have hitherto been used as such impedances. The one so formed at each end Voltage is compared by relays which are in the connecting lines between the two Ends are switched. If the two voltages are the same, the relays remain idle; if they are different, that's how they address.
Diese Verbindungsleitungen dürfen nun nicht überbeansprucht werden. Da aber gerade bei Störungen im Netz die Ströme sehr stark ansteigen, ist die Gefahr vorhanden, daß durch die dadurch entstehenden hohen Spannungen die Leitungen überbeansprucht und gerade dann zerstört werden, wenn sie für die Wirkungsweise des Schutzes am nötigsten sind. Man hat daher die Wandler so ausgeführt, daß sie schon bei geringen Überlastungen des höchstmöglichen Betriebsstromes gesättigt sind, damit der Sekundärstrom auch bei weiter steigendem Primärstrom nur noch langsam wächst. Meist verwendet man zu diesem Zweck Zwischenwandler, welche an die Hauptwandler angeschlossen sind. Diese Wandler erzeugen aber nun bei hohen Primärströmen infolge der Sättigung hohe Stromspitzen, welche ebenfalls durch die Vergleichsimpedanz hindurchgehen. Dies hat zur Folge, daß bei durchgehenden Fehlerströmen, also bei außenliegenden Kurzschlüssen, bei denen der Schutz nicht arbeiten soll, durch die nie ganz gleiche Sättigung der Wandler Spannungsunterschiede auftreten können, welche den Schutz zum Anprechen bringen. Eine völlige Sicherheit gegen Überlastungen der Hilfsleitungen wird auch bei Verwendung von Sättigungswandlern nicht erreicht, da auch bei großen Strömen die Spannung mit der Stromhöhe noch langsam anwächst.These connecting lines must not be overstrained. But there especially in the event of malfunctions If the currents in the network rise very sharply, there is a risk that the resulting high voltages the lines are overstressed and destroyed precisely when they are for the How the protection works are most necessary. One has therefore made the converter so that they already are saturated with low overloads of the highest possible operating current, thus the secondary current grows only slowly even if the primary current continues to increase. Mostly one uses for this Purpose intermediate transformers, which are connected to the main transformers. These transducers produce but now with high primary currents due to saturation high current peaks, which are also caused by the Go through comparison impedance. The consequence of this is that with continuous fault currents, that is, with External short circuits, in which the protection should not work, due to the saturation never being exactly the same voltage differences can occur in the converter, which cause the protection to respond. Complete security against overloading of the auxiliary lines is also achieved when using saturation converters not achieved, since the voltage with the current level is still slow even with high currents grows.
Man hat zum Fernhalten dieser Stromspitzen vom Relais bereits vorgeschlagen, der Relais wicklung Kondensatoren parallel zu schalten, so daß die Spitzen im wesentlichen von den Kondensatoren aufgenom-Längsdifferentialschutz It has already been proposed to keep these current peaks away from the relay, the relay winding Connect capacitors in parallel so that the peaks are essentially absorbed by the capacitors
mit gesättigten Wandlern,with saturated transducers,
insbesondere für Leitungenespecially for cables
Anmelder:Applicant:
Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)Public limited company Brown, Boveri & Cie., Baden (Switzerland)
Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 6, Dunantstr. 23Representative: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, patent attorney,
Munich 6, Dunantstr. 23
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 21. April 1959Claimed priority:
Switzerland from April 21, 1959
Dipl.-Ing. Hendrik Johann Mezger,Dipl.-Ing. Hendrik Johann Mezger,
Rotterdam (Niederlande),
ist als Erfinder genannt wordenRotterdam (Netherlands),
has been named as the inventor
men werden und nur die betriebsfrequenten Ströme durch das Relais gehen. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Spitzen nur vom Relais, nicht von der Leitung ferngehalten werden. Außerdem sind bei diesen Anordnungen Widerstände zur Gewinnung der Meßspannung und Kondensatoren für die Ableitung der Spitzen gesondert erforderlich.men and only the operating-frequency currents go through the relay. This arrangement has the Disadvantage that the tips are only kept away from the relay, not from the line. Also are at these arrangements have resistors for obtaining the measurement voltage and capacitors for the derivation the tips required separately.
Die Erfindung bezweckt nun die Behebung der genannten Nachteile und die Ersparnis von Schaltmitteln. Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Vergleich der an den Vergleichsimpedanzen entstehenden Spannungen dadurch zu bewerkstelligen, daß als Impedanzen Kondensatoren verwendet werden.The aim of the invention is to remedy the disadvantages mentioned and to save switching means. According to the invention, it is proposed to compare the impedances that arise at the comparison impedances To accomplish voltages in that capacitors are used as impedances.
Die Fig. 1 erläutert das Ausführungsbeispiel. 1 ist die zu schützende Leitung, welche einpolig dargestellt ist. An den beiden Enden sind die Stromwandler 2 und 12 eingebaut. Sie speisen über schon bei geringen Überströmen gesättigte Wandler 4 und 14 und die Widerstände 5 und 15 die Differentialrelais 6 und 16 mit den Kondensatoren 7 und 17. Jedes Relais besitzt zwei einander entgegenwirkende Systeme, von denen eins, 9 und 19, einen nicht gezeichneten Kontakt zu betätigen sucht, das andere, 8 und 18, als sogenanntes Haltesystem dem Ansprechsystem entgegenarbeitet und den Ansprechstrom erhöht.Fig. 1 explains the embodiment. 1 is the line to be protected, which is shown as single-pole is. Current transformers 2 and 12 are installed at both ends. They dine over even at low levels Do saturated transducers 4 and 14 and resistors 5 and 15 overcurrent to differential relays 6 and 16 with capacitors 7 and 17. Each relay has two opposing systems, one of which one, 9 and 19, seeks to press a contact not shown, the other, 8 and 18, as a so-called Holding system counteracts the response system and increases the response current.
Die Relais sind also als Prozentrelais in bekannter Weise geschaltet. Die beiden Seiten des Schutzes sind mit Ausnahme der Hauptwandler 2 und 12 symme-The relays are thus switched as percent relays in a known manner. The two sides of the protection are with the exception of main converters 2 and 12 symmetrical
909 730/372909 730/372
trisch geschaltet. Die Sekundärleitungen des Hauptwandlers 12 sind gekreuzt, damit bei gleicher Stromrichtung auf der Primärseite entgegengesetzte Spannungen an den Impedanzen 7 und 17 entstehen, so daß die Relais 6 und 16 nicht ansprechen können.trically switched. The secondary lines of the main converter 12 are crossed, so with the same current direction on the primary side opposite voltages arise at the impedances 7 and 17, so that the relays 6 and 16 can not respond.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist nun folgende; Es sei zunächst die linke Seite betrachtet. Der in dem Wandler 2 fließende Strom wird dem Zwischenwandler 4 zugeführt; dessen Sekundärstrom fließt über den Widerstand 5 und das Haltesystem 8 des Relais 6 in den Kondensator 7. Am Kondensator 7 entsteht dadurch eine Spannung U7, auf der rechten Seite der Leitung entsteht auf die gleiche Weise am Kondensator 17 die Spannung M17. Wenn nun Strom durch die Leitung hindurchfließt, beispielsweise von links nach rechts, so sind die Spannungen M7 und M17 gleich groß, so daß durch die auf der Hilfsleitung 10 miteinander verbundenen Relaisspulen 9 und 19 kein Strom fließen kann. Die Relais bleiben in Ruhe. Ist ein Kurzschluß auf der Leitung 1, so fließt Strom von beiden Seiten in die Leitung oder bei Stichleitungen nur von einer Seite hinein. Der Strom im Wandler 12 kehrt also seine Richtung um und erzeugt eine gegenüber M7 um 180° verschobene Spannung M17, oder es entsteht gar kein Strom, so daß nur auf der speisenden Seite eine Vergleichsspannung vorhanden ist. Dadurch entsteht eine Spannung zwischen den Relaisspulen 9 und 19, und die Relais lösen aus. Die Wandler 4 und 14 sind bereits bei verhältnismäßig kleinen Überströmen gesättigt, daher steigt der Sekundärstrom und die an den Klemmen des Wandlers entstehende Sekundär spannung nicht der Übersetzung entsprechend mit dem Primärstrom an, sondern langsamer. The mode of operation of the arrangement is now as follows; Let us first consider the left side. The current flowing in the converter 2 is fed to the intermediate converter 4; Its secondary current flows through the resistor 5 and the holding system 8 of the relay 6 into the capacitor 7. This creates a voltage U 7 on the capacitor 7, and the voltage M 17 on the right side of the line in the same way on the capacitor 17. When current flows through the line, for example from left to right, the voltages M 7 and M 17 are equal, so that no current can flow through the relay coils 9 and 19 connected to one another on the auxiliary line 10. The relays remain idle. If there is a short circuit on line 1, current flows into the line from both sides or, in the case of stub lines, only from one side. The current in the converter 12 thus reverses its direction and generates a voltage M 17 which is shifted by 180 ° with respect to M 7 , or there is no current at all, so that a comparison voltage is only available on the feeding side. This creates a voltage between the relay coils 9 and 19, and the relays trip. The converters 4 and 14 are already saturated with relatively small overcurrents, so the secondary current and the secondary voltage arising at the terminals of the converter do not increase in proportion to the ratio with the primary current, but more slowly.
In Fig. 2 ist in der Kurve A der Anstieg der Sekundärspannung M4 am Zwischenwandler in Abhängigkeit vom Primärstrom i dargestellt. Diese Spannung besitzt nun infolge der Sättigung hohe Spitzen, welche von den Hilfsleitungen ferngehalten werden müssen. Deshalb wird der Sekundärstrom der Wandler 4 und 14 über die Kondensatoren 7 und 17 geführt. Da die Kondensatoren eine frequenzabhängige Impedanz haben, so erzeugen die höheren Frequenzen eine geringere Spannung am Kondensator als die Grundwelle, dadurch wird die Spannung am Kondensator mehr sinusförmig. Der Anstieg der Spannung M7 wird mit wachsendem Kurzschlußstrom i noch geringer als die Sekundärspannung M4. Ferner wird dadurch die Haltewirkung der Systeme 8 und 18 verstärkt, da der durch sie hindurchfließende Strom die Spitzen noch enthält. Die Wirkung des Kondensators ist also eine zweifache Stabilisierung. Er nimmt die Spitzen vom Ansprechsystem und den Hilfsleitungen weg, erhöht aber durch die Spitzen die Wirkung der Grundwelle auf das Haltesystem.In FIG. 2, curve A shows the increase in the secondary voltage M 4 at the intermediate converter as a function of the primary current i . As a result of the saturation, this voltage now has high peaks which must be kept away from the auxiliary lines. Therefore, the secondary current of the converters 4 and 14 is conducted via the capacitors 7 and 17. Since the capacitors have a frequency-dependent impedance, the higher frequencies generate a lower voltage on the capacitor than the fundamental wave, which means that the voltage on the capacitor becomes more sinusoidal. As the short-circuit current i increases, the rise in voltage M 7 becomes even less than secondary voltage M 4 . Furthermore, the holding effect of the systems 8 and 18 is thereby increased, since the current flowing through them still contains the peaks. The effect of the capacitor is therefore a twofold stabilization. It removes the tips from the response system and the auxiliary lines, but increases the effect of the fundamental wave on the holding system through the tips.
Man kann die Wirkung der Kondensatoren 7 und noch weiter verbessern, indem man den Widerstand 5 bzw. 15 vorsieht. Hierdurch wird die Zeitkonstante für die Entladung vergrößert. Dies hat den Vorteil, daß bei großen Strömen, wo die Kurvenform des Sekundärstromes aus Spitzen und einem dazwischenliegenden stromschwachen Teil besteht, die Spannung am Kondensator während dieses stromschwachen Teiles noch erhalten bleibt und damit genügend Spannung zum Auslösen des Relais bei innenliegenden Fehlern vorhanden ist.One can improve the effect of the capacitors 7 and more by changing the resistance 5 and 15 respectively. This increases the time constant for the discharge. This has the Advantage that with large currents, where the curve shape of the secondary current consists of peaks and one in between The low-current part consists of the voltage on the capacitor during this low-current Part is still retained and thus enough voltage to trigger the relay when it is inside Errors is present.
Verwendet man die Zwischenwandler 4 und 14, so kann man den Widerstand der Sekundärwicklung so auslegen, daß er die gleiche Wirkung hat wie die Widerstände 5 und 15, welche dann wegfallen können.If you use the intermediate transformers 4 and 14, you can determine the resistance of the secondary winding as follows interpret that it has the same effect as the resistors 5 and 15, which can then be omitted.
Der Vorteil der beschriebenen Anordnung ist, daß die Hilfsleitungen 10 nicht überbeansprucht werden können und daß durch die Kondensatoren über die Wirkung der Haltewicklung hinaus die Stabilisierung des Schutzes noch verbessert wird, so daß infolge der Spannungsspitzen keine falsche Auslösung eintreten kann.The advantage of the arrangement described is that the auxiliary lines 10 are not overloaded can and that stabilization through the capacitors beyond the effect of the holding winding the protection is further improved so that no false tripping occurs as a result of the voltage peaks can.
Claims (4)
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 023 127;
deutsche Patentschrift Nr. 762 923.Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1 023 127;
German patent specification No. 762 923.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH7232859A CH370150A (en) | 1959-04-21 | 1959-04-21 | Line differential protection device on an electrical system part, in particular a line |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1075724B true DE1075724B (en) | 1960-02-18 |
Family
ID=4531704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1959A0031976 Pending DE1075724B (en) | 1959-04-21 | 1959-05-04 | Long differential protection with saturated converters, especially for lines |
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CH (1) | CH370150A (en) |
DE (1) | DE1075724B (en) |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE762923C (en) * | 1932-07-24 | 1953-07-27 | Aeg | Differential protection device for electrical system parts |
DE1023127B (en) * | 1955-03-04 | 1958-01-23 | Siemens Ag | Differential protection arrangement with resistance stabilization |
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1959
- 1959-04-21 CH CH7232859A patent/CH370150A/en unknown
- 1959-05-04 DE DE1959A0031976 patent/DE1075724B/en active Pending
-
1960
- 1960-04-20 FR FR824752A patent/FR1254386A/en not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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CH370150A (en) | 1963-06-30 |
FR1254386A (en) | 1961-02-17 |
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