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Längsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen Zusatz zur Patentanmeldung:
L 47194 VIII b/21 c -Auslegeschrift 1196 774 Gegenstand der Erfindung ist ein Längsdifferentialschutz
mit drei Hilfsleitungen.
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Bei den bekannten Längsdifferentialschutzeinrichtungen - insbesondere
für Kabel- und Freileitungsstrecken - sind im allgemeinen drei zwischen den Endpunkten
der geschützten Strecke verlegte Hilfsleitungen vorgesehen, wobei die Außenleitungen
im fehlerfreien Betrieb oder bei äußeren Fehlern den Strom führen, während die mittlere
Differentialleitung, die das Relais enthält, weitgehend stromlos ist. Die Differentialleitung
ist dabei an diagonal liegende Endpunkte der Differentialschaltung angeschlossen.
Bei starken äußeren Kurzschlüssen können jedoch durch unterschiedliche Sättigung
der beiderseitigen Wandler wie auch durch Unterschiede der Hilfsleitungswiderstände
unter Umständen beträchtliche Ströme in der Differentialleitung auftreten. Um hierbei
keine Fehlauslösungen zu erhalten, ist der Schutz zu stabilisieren. Diese Forderung
führte zu den sogenannten Quotienten- oder Prozent-Differentialrelais. Derartige
Relais haben allerdings zur Feststellung des Auslösekriteriums eine gewisse Integration
vorzunehmen, wodurch sich ein entsprechender Zeitverlust ergibt. Für Anwendungsfälle,
in denen ein solcher Zeitverlust nicht tragbar ist, kehrte man deshalb wieder zum
gewöhnlichen Stromdifferentialschutz zurück, mußte dabei aber zur Erreichung der
notwendigen Stabilität gegen stromstarke äußere Fehler einen sorgfältigen Abgleich
der Überstromziffern der beiderseitigen Mischwandler sowie der Hilfsleitungswiderstände
nach besonderen Gesichtspunkten vornehmen.
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Durch die Hauptpatentanmeldung L 47194 VIIIb/21c wurde ein Weg gezeigt,
wie man einen gegen äußere Fehler stabilen, schnellwirkenden Differentialschutz
sowohl ohne Zuhilfenahme des Quotientenprinzips als auch ohne besondere Abgleichsmaßnahmen
für die Zwischenstromwandler und die Hilfsleitungen ausführen kann. - Diesem entsprechend
weisen bei einem Längsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen und zwei am Anfang
und Ende des zu schützenden Objektes vorgesehenen Wandlern die Wandler an jedem
Ende sowie an einem dazwischenliegenden Punkt der Sekundärwicklungen Anzapfungen
auf, wobei jeweils ein Ende einer Sekundärwicklung über eine Hilfsleitung mit dem
dazwischenliegenden Punkt der Sekundärwicklung des anderen Wandlers und jeweils
das andere Ende über eine weitere Hilfsleitung direkt miteinander verbunden sind
und weiter einer Meßeinrichtung der in mindestens einer Hilfsleitung fließende Strom
zugeführt wird. - Durch die Anordnung der Hilfsleitungen ergibt sich ein erheblicher
Respektabstand zwischen im Falle stromstarker äußerer Fehler möglichen Falschströmen
und den' bei inneren Fehlern auftretenden, die Auslösung der Meßeinrichtung bewirkenden
Strömen. Dadurch kann ein Abgleich der Widerstände der Hilfsleitungen wie auch der
Überstromziffern der Zwischenwandler entfallen. Die Anordnung der Hilfsleitungen
bedingt nämlich eine feste Kopplung der Sekundärströme beider Wandler. Eine derartige
Kopplung liegt bei bekannten Längsdifferentialschutzeinrichtungen mit diagonal angeordneten
Hilfsleitungen nicht vor. Im Falle der Sättigung eines Wandlers hat dies bei den
bekannten Längsdifferentialschutzeinrichtungen einen FalschstromzurFolge, dernäherungsweise
der Differenz der Sekundärströme proportional ist. Dieser fließt über die diagonal
angeordnete Hilfsleitung und damit unmittelbar über das Differentialrelais. Eine
gewisse Rückwirkung auf den bereits gesättigten Wandler tritt lediglich auf dem
Umwege über die Spannungsabfälle in den Hilfsleitungen ein. Um diese Rückwirkung
zu vergrößern, ist es bekannt, insbesondere in der diagonal angeordneten Hilfsleitung
zusätzliche Widerstände anzuordnen.
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Demgegenüber hat die feste Kopplung der Ströme beider Wandler bei
der Längsdifferentialschutzeinrichtung nach der Hauptpatentanmeldungzur Folge, daß
bei Sättigung eines Wandlers der Strom des nicht gesättigten Wandlers dem gesättigten
Wandler unmittelbar aufgezwungen wird und damit der Sättigung direkt entgegen und
unmittelbar stabilisierend wirkt. Die Falschströme werden dadurch stark reduziert.
Sie sind bereits ohne Verwendung zusätzlicher Widerstände
sehr
viel kleiner als bei den bekannten Längsdifferentialschutzeinrichtungen. Dies ergibt
die vorstehend dargelegten Vorteile, insbesondere den erwähnten erheblichen Respektabstand.
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Ein weiterer Vorteil ist, daß alle drei Hilfsleitungen sich auf einfache
Weise gegen Fehler überwachen lassen. Ferner ist die vorgeschlagene Anordnung der
Hilfsleitungen auch bei stabilisierten Differentialschutzeinrichtungen anwendbar.
Diese können dann empfindlicher eingestellt und ebenfalls auf einfache Weise gegen
Fehler der Hilfsleitungen überwacht werden.
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Günstigerweise ist jeweils die an einem dazwischenhegendenPunkt der
Sekundärwicklung anzuschließende Hilfsleitung an eine etwa in der Mitte liegende
Anzapfung der Sekundärwicklung angeschlossen. Die Anzapfung der Sekundärwicklungen
jedes Wandlers sind ferner weitgehend gleich ausgeführt, so daß sich eine spiegelbildliche
Symmetrie hinsichtlich der Führung der Hilfsleitungen und deren Anschlüsse an die
Sekundärwicklungen der Wandler ergibt.
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Als Meßeinrichtung kann vorteilhafterweise ein Differentialrelais
vorgesehen werden, das aus einem Relais mit zwei Wicklungen besteht; die entweder
direkt oder indirekt derart an zwei Hilfsleitungen angeschlossen sind, daß das Relais
durch die Differenz der in den Hilfsleitungen fließenden Ströme erregt wird. - In
einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform wird ein Differenzstromwandler vorgesehen,
durch den die Differenz der in zwei Hilfsleitungen fließenden Ströme gewonnen wird.
An der Sekundärwicklung des Differenzstromwandlers kann dann direkt ein Relais oder
- unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters - ein Gleichstromrelais angeschlossen
werden. Bei Verwendung eines Gleichstromrelais wird im allgemeinen eine geringere
Meßleistung benötigt.
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Ferner läßt sich bei dem vorgeschlagenen Längs, differentialschutz
auch eine Meßeinrichtung vorsehen, die in die gekreuzten Hilfsleitungen eingeschaltet
wird und bei ungleichem Vorzeichen der Ströme in den Hilfsleitungen anspricht. Das
Vorzeichen der Ströme kann dabei mittels einer Phasenvergleichsschaltung ,ermittelt
werden. Es ist jedoch auch möglich, ein Richtungsrelais vorzusehen.
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Bei einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform ,des vorgeschlagenen
Längsdifferentialschutzes wird eine Meßeinrichtung verwendet, die an drei Hilfsleitungen
angeschaltet ist. - In einer zweckmäßigen Ausführungsform dieser Meßeinrichtung
werden mittels Zwischenwandler den Hilfsleitungsströmen proportionale Ströme abgeleitet,
die dann für sich gleichgerichtet und derart auf ein Gleichstromrelais geschaltet
werden, daß der in der Summenleitung fließende Strom den in den gekreuzten Hilfsleitungen
Gießenden Strömen entgegenwirkt. - In einer anderen bevorzugten Ausführungsform
einer Meßeinrichtung, die an drei Hilfsleitungen angeschaltet ist, wird mittels
eines Zwischenwandlers die Differenz von den in den gekreuzten Hilfsleitungen fließenden
Strömen gebildet und in der Meßeinrichtung im auslösenden Sinne zur Einwirkung gebracht,
Der in der dritten Hilfsleitung (der Summenleitung) fließende Strom hingegen wird
in der Meßeinrichtung im stabilisierenden Sinne zur Einwirkung gebracht.
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Die vorgeschlagene Längsdifferentialschutzeinrichtung, die durch die
Erfindung weiter vervollkommnet wird, soll vorab an Hand des in den F i g. 1 a bis
1 c dargestellten Ausführungsbeispiels derselben näher erläutert werden.
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In F i g. 1 sind mit A, B zwei Stationen bezeichnet, zwischen denen
beispielsweise ein zu überwachendes Kabel verlegt ist. Der Einfachheit halber sind
jedoch das Kabel als auch die Primärstromwandler nicht dargestellt. Den Primärstromwandlem
sind Zwischenstromwandler WA, WB nachgeschaltet. Diese können auch als Mischwandler
mit mehreren Primärwicklungen ausgeführt sein. Im Ausführungsbeispiel ist lediglich
eine Primärwicklung 1, 3 vorgesehen. Die Enden der Sekundärwicklungen 2, 4 und ihre
Mittelpunkte 5, 6 sind über Hilfsleitungen a, b, c in der dargestellten Form
miteinander verbunden, wobei die Adern b und c Kreuzverbindungen zwischen je einem
Mittelpunkt 5, 6 und einem Wicklungsende des Zwischenwandlers der Gegenstation bilden.
Mit 7 und 8 sind Meßeinrichtungen bezeichnet, die im Ausführungsbeispiel in die
beiden Hilfsleitungen b und c eingeschaltet sind. Dabei ist, wie F i g, 1 zeigt,
für jede Station A bzw. B eine Meßeinrichtung.7 bzw. 8 vorgesehen.
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Für die Erläuterung der Wirkungsweise des Längsdifferentialschutzes
sei im folgenden angenommen, daß die Meßeinrichtung aus einem Relais mit zwei Wicklungen
besteht, wobei die Wicklungen entweder direkt in die Hilfsleitungen eingeschleift
bzw. über Wandler an diese angeschlossen sind. Die Wicklungen sind dabei derart
geschaltet und dimensioniert, daß das Relais jeweils durch die Differenz der in
den Hilfsleitungen b, c fließenden Ströme erregt wird und die resultierenden AW
im störungsfreien Fall etwa Null ergeben. - Die Anschlußstellen des Relais können
dabei in bekannter Weise durch Kondensatoren überbrückt werden, so daß im Falle
der Sättigung eines Wandlers WA, WB auftretende Oberwellen am Relais vorbeigeleitet
werden.
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Im ungestörten Betrieb (F i g. 1a) sowie bei äußeren Fehlern führen
die Hilfsleitungen a, b, c die Ströme I2a, I2b; I2 a in den dargestellten
Pfeilrichtungen. Durch die Anzahl der Pfeile soll die relative Stromstärke in den
Hilfsleitungen angedeutet werden. So ist z. B. im ungestörten Betrieb 12" doppelt
so groß wie I2b bzw. I2c.
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Die den Wandlern WA, WB von den Primärseiten 1, 3 zugeführten
AW werden nach Abzug der normalerweise geringen Leerlauf-AW von den oberen Sekundärwicklungshälften
9, 10 zu zwei Drittel, von den unteren Wicklungshälften 11, 12 zu ein Drittel in
sekundäre Gegen-AW umgesetzt. In diesem Fall ergibt sich für beide Wandler magnetisches
Gleichgewicht und zugleich die Erfüllung des Kirchhoffschen Gesetzes, demzufolge
an jedem Knotenpunkt die Summe aller Ströme Null sein muß. Die Meßeinrichtungen
7, 8 werden dabei jeweils von der Differenz der Ströme I2b-I21 = 0 erregt. Sie sprechen
daher nicht an. Bei starken äußeren Kurzschlüssen und unterschiedlichen Überstroniziffern
der Zwischenwandler WA, WB ist diese Differenz zwar nicht mehr genau Null,
sie bleibt aber klein gegenüber den Strömen, die im Falle innerer Kurzschlüsse auftreten,
Es ist daher weder ein besonderer Abgleich der Zwischenwandler noch der Widerstände
der Hilfsleitungen notwendig.
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F i g. 1b zeigt die Stromverteilung, die bei einem von links her einseitig
gespeisten inneren Fehler auftritt. Da der Primärstrom IIB des Zwischenstromwandlers
WB Null ist,- müssen aus Gründen des magnetischen Gleichgewichtes die in
den Wicklungsteilen
10, 12 der Sekundärwicklung 4 fließenden Ströme
einander entgegenwirkende AW erzeugen. Die AW des Zwischenwandlers WA werden daher
jetzt zu zwei Drittel von der Wicklungshälfte 11 und zu ein Drittel von der oberen
Wicklungshälfte in sekundäre Gegen-AW umgesetzt. Dadurch ergibt sich die dargestellte
Stromverteilung auf die Hilfsleitungen a, b, c,
die wiederum magnetisches
Gleichgewicht beider Zwischenwandler sowie Erfüllung des ersten Kirchhoffchen Gesetzes
bringt. Bei gleichgroßem Primärstrom hA (vgl. mit F i g. 1 a) ist die Summe der
Beträge der SekundärströmeIlza1, II2bl, 1I2el wieder ebenso groß wie im ungestörten
Betrieb oder bei äußeren Fehlern. Die jedoch völlig andere Verteilung der Ströme
auf die Hilfsleitungen a, b, c hat in Verbindung mit dem Vorzeichenwechsel in der
Leitung b eine hohe resultierende Erregung der Meßeinrichtungen 7 und 8 von IC-12e
= 3 - I2b zur Folge, so daß mit Sicherheit ausgelöst wird.
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F i g. 1 c zeigt den Fall eines von beiden Seiten her gespeisten inneren
Fehlers. Dabei überlagert sich die in F i g. 1 b dargestellte Stromverteilung von
beiden Seiten. Dies führt zu einer noch stärkeren resultierenden Beaufschlagung
der Meßeinrichtungen 7, 8 im auslösenden Sinne.
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Die an Hand der F i g. 1 a, 1 b und 1 c erläuterte Wirkungsweise des
Längsdifferentialschutzes nach der Erfindung läßt weiter erkennen, daß auch ein
Vergleich der Vorzeichen der Ströme 12b, I2, in den Leitungen b und c ein Auslösekriterium
ergibt, da die Ströme I2b und I2e im Falle äußerer Fehler (F i g. 1 a) gleichsinnig,
im Falle innerer Fehler (F i g. 1 b, 1 c) aber gegensinnig fließen. Durch eine Meßeinrichtung,
die bei ungleichen Vorzeichen der Ströme in den Hilfsleitungen b, c anspricht, kann
somit das Vorliegen eines Fehlers erfaßt werden. Eine derartige Meßeinrichtung kann
beispielsweise als elektronisches Relais in der z. B, durch Phasenvergleichsschutzeinrichtungen
bekanntgewordenen Art oder aber auch als Richtungsrelais ausgeführt werden.
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Ein besonderer Vorteil des vorgeschlagenen Längsdifferentialschutzes
ist außerdem, daß sich sowohl eine Unterbrechung einer Hilfsleitung als auch ein
Kurzschluß von Hilfsleitungen mit einfachen Mitteln feststellen läßt. Bezüglich
der Überwachung auf Kurzschluß von Hilfsleitungen hat sich jedoch gezeigt, daß in
bestimmten Fällen infolge Potentialgleichheit bei einem Kurzschluß keine Änderung
der Stromverteilung in den Hilfsadern auftritt. Die Stromverteilung stellt damit
für diese Fälle kein Meßkriterium für eine Überwachungseinrichtung dar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorgeschlagenen Längsdifferentialschutz
mit drei Hilfsleitungen und zwei am Anfang und Ende des zu schützenden Objektes
vorgesehenen Wandlern nach Patentanmeldung L47194 VIIIb/21c, bei dem die Wandler
an jedem Ende sowie an einem dazwischenliegenden Punkt der Sekundärwicklungen Anzapfungen
aufweisen, jeweils ein Ende einer Sekundärwicklung über eine Hilfsleitung mit dem
dazwischenliegenden Punkt der Sekundärwicklung des anderen Wandlers und jeweils
das andere Ende über eine weitere Hilfsleitung direkt miteinander verbunden sind
und einer Meßeinrichtung der in mindestens einer Hilfsleitung fließende Strom zugeführt
wird; bei dem ferner ein Mischwandler vorgesehen ist, von dem mindestens eine Primärwicklung
von dem Strom in -einer Hilfsleitung und eine Primärwicklung von einem, von dem
Leitungsstrom abgeleiteten Vergleichsstrom beaufschlagt werden und an dessen Sekundärwicklung
ein Überwachungsrelais angeschlossen ist, derart zu vervollkommnen, daß bei einem
Kurzschluß von Hilfsleitungen in jedem Falle eine Änderung der Stromverteilung auf
den Hilfsleitungen erfolgt. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Zusatzwiderstände
jeweils an der Zwischenanzapfung der Sekundärwicklung und an dem Anschlußpunkt der
nicht gekreuzten Hilfsleitung angeschlossen sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Zwischenanzapfung der
Sekundärwicklung etwa in der Mitte, und der jeweils an die Zwischenanzapfung angeschlossene
Widerstand ist etwa doppelt so groß gewählt wie der an dem jeweiligen Anschlußpunkt
der nicht gekreuzten Hilfsleitung befindliche Widerstand.
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An der Sekundärwicklung des Mischwandlers können in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung auch zwei Relais mit verschiedener Ansprechempfindlichkeit angeschlossen
werden. Ein Relais ist dabei derart eingestellt, daß es lediglich auf innere Fehler
der zu überwachenden Anlage, aber nicht auf Fehler der Hilfsleitungen anspricht.
Das Relais mit der größeren Ansprechempfindlichkeit, welches auch auf Fehler der
Hilfsleitungen anspricht, erhält eine Ansprechverzögerung, so daß bei einem inneren
Fehler das erstgenannte, unempfindlicher eingestellte Relais schneller als dieses
anspricht. Damit ergibt sich ein einfacher Längsdifferentialschutz mit einer Überwachungseinrichtung
für die Hilfsleitungen. -- Diese Schutzeinrichtung kann ebenfalls als stabilisierter
Schutz ausgeführt werden.
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Die vorstehend erwähnten Überwachungseinrichtungen können sowohl bei
jeder Station als auch bei nur einer vorgesehen werden, Im letzteren Falle ist jedoch
eine weitere Hilfsleitung erforderlich, wenn ein Fehler der Schutzeinrichtung an
die andere Station gemeldet werden soll.
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Die Längsdifferentialschutzeinrichtung eignet sich insbesondere zum
Schutz von Kabel- oder Freileitungsstrecken. Sie ist jedoch auch für die Überwachung
von Anlagen, beispielsweise Generatoren, anwendbar.
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Im folgenden soll die Erfindung an Hand der F i g. 2 bis 5 näher erläutert
werden.
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In F i g. 2 ist die Potentialverteilung auf den Hilfsleitungen
a, b, c für den Fall des ungestörten Betriebes (F i g. 1 a) der vorgeschlagenen
Längsdifferentialschutzeinrichtung dargestellt. Dabei wurde angenommen, daß die
Hilfsleitungen a, b, c gleichen ohmschen Widerstand besitzen und der Anschlußpunkt
51 der Hilfsleitung c an der Sekundärwicklung 2 das Potential Null habe. Unter Berücksichtigung
der Richtungen der Ströme I2a, Isb, I2e sowie deren. Stärke ergibt sich dann die
gezeigte Potentialverteilung, für die ein willkürlicher Maßstab angenommen wurde.
Aus der F i g. 2 ergibt sich, daß für die Punkte 70, 71 zwischen den Hilfsleitungen
a, b bzw, a, c Potentialgleichheit herrscht. Ein in der Nähe dieser
Punkte auftretender Kurzschluß zwischen den Hilfsleitungen a, b bzw.
a, c führt also nicht zu einer wesentlichen Änderung der Verteilung der im
Fall des ungestörten Betriebes in den Hilfsleitungen a, b, c fließenden Ströme
I2a, 12b, 12e.
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In F i g. 3 ist die Potentialverteilung auf den Hilfsleitungen
a, b, c für den Fall des ungestörten Betriebes
der erfindungsgemäßen
Längsdifferentialschutzeinrichtung dargestellt, wobei in den Hilfsleitungen
a, b, c -
wie in F i g. 4 und 5 gezeigt - Zusatzwiderstände 52, 54, 62, 64
vorgesehen sind. Die Zusatzwiderstände 52, 54, 62. 64 sind jeweils in der Nähe der
Zwischenanzapfung 5, 6 der Sekundärwicklung 2, 4 bzw. des Anschlußpunktes 50, 60
der nicht gekreuzten Hilfsleitung a angeschlossen. Bei einer etwa in der Mitte liegenden
Zwischenanzapfung 5, 6 wird der an dieser angeschlossene Widerstand 54, 64 etwa
doppelt so groß gewählt wie der an dem Anschlußpunkt 50, 60 befindliche Widerstand
52, 62. Die Ohmwerte der Widerstände 52, 54, 62, 64 sind derart bemessen, daß die
Äquipotentialpunkte 70, 71 (s. F i g. 2) nicht mehr längs der Hilfsleitungen a,
b bzw. a, c auftreten, sondern auf den Widerständen 52, 54 bzw. 62, 64 jeweils liegen.
Eine Beeinträchtigung der I-Elfsadernüberwachung durch Äquipotentialpunkte wird
so auf einfache Weise vermieden. - Für die Erstellung der in F i g. 3 gezeigten
Potentialverteilung gelten die in Zusammenhang mit F i g.- 2 gemachten Ausführungen
entsprechend, so daß auf eine Wiederholung derselben verzichtet werden kann. Die
Punkte 53, 55, 63, 65 bezeichnen die Anschlußstellen der Hilfsadern a, b, c
an
den Widerständen 52, 54, 62, 64.
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In F i g. 4 ist eine Einrichtung zur Überwachung der Hilfsleitungen
des Längsdifferentialschutzes nach der Erfindung dargestellt. Die durch die Pfeile
angedeutete Stromverteilung entspricht dabei dem fehlerfreien Fall bzw. dem Vorliegen
eines äußeren Fehlers. - Die außer den Meßeinrichtungen 7 bzw. 8 des Differentialschutzes
vorgesehene Überwachungseinrichtung besteht aus einem Mischwandler 24,
der
drei Primärwicklungen 20, 21 und 22 besitzt. Die Primärwicklungen 20 21 werden dabei
von dem Strom I2b bzw. IZc durchflossen. Die Primärwicklung 22 wird von einem vom
Leitungsstrom IiA mittels eines Wandlers 25 abgeleiteten Verlgeichsstrom durchflossen.
Die Primärwicklung bzw. die Sekundärwicklung des Wandlers 25 ist mit 26 bzw. 27
bezeichnet. Im Prinzip ist es ausreichend, nur eine Primärwicklung 20 oder 21 des
Mischwandlers 24 vorzusehen, die vom Strom in einer Hilfsleitung durchflossen wird,
da jede Unterbrechung oder jeder Kurzschluß der Hilfsleitungen infolge der Anordnung
der Zusatzwiderstände 52, 54, 62, 64 an den Anschlußpunkten 50, 5, 60, 6 der Sekundärwicklungen
2, 4 eine Änderung der Stromverteilung in den Hilfsleitungen a, b, c zur
Folge hat.
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In der Sekundärwicklung 23 des Mischwandlers 24 wird -der Summenstrom
von den in den Primärwicklungen fließenden Strömen gebildet; der einem nachgeschalteten
Relais 28 zugeführt wird. Die Primärwicklungen 20, 21 bzw. 22 sind derart geschaltet
und dimensioniert, daß im fehlerfreien Fall die Summe der Primärströme Null ist.
Bei Auftreten eines Leitungsbruches oder eines Kurzschlusses ändert sich jedoch
die Stromverteilung in den Hilfsleitungen, womit die Gleichgewichtsbedingung nicht
mehr erfüllt ist. Die Sekundärwicklung 23 liefert dann einen Strom, durch den das
Relais 28 erregt wird. Dem Relais 28 können in bekannter Weise Melde- oder Auslöseeinrichtungen
nachgeschaltet sein.
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In F i g. 5 ist ein Längsdifferentialschutz mit einer Einrichtung
zur Überwachung der Hilfsleitungen a, b,
c auf Leitungsbruch oder Kurzschluß
dargestellt. Die gezeigte Stromverteilung entspricht dem störungsfreien Fall bzw.
dem Vorliegen eines äußeren Fehlers. - Die Meßeinrichtung 7 bzw. 8 wird von
einem Mischwandler 30 bzw. 40, einem Gleichrichter 34 bzw. 44 sowie je zwei Relais
35, 36 bzw. 45, 46 gebildet. Eine Primärwicklung 31 bzw. 41 wird von
dem in einer Hilfsleitung c bzw. b fließenden Strom 12, bzw. I2b durchflossen. Die
Wahl der Hilfsleitung ist dabei beliebig, da bei jedem inneren Fehler sich eine
erhebliche Änderung des jeweiligen Stromes ergibt. Es können auch die Ströme von
zwei Hilfsleitungen (entsprechend dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels)
der Primärseite der Mischwandler 30, 40 zugeführt werden. - Eine weitere Primärwicklung
32, 42 der Mischwandler 30, 40 wird von einem den Primärströmen 1i-4 bzw. IIB proportionalen,
mittels Wandler 37 bzw. 47 abgeleiteten Strom gespeist. Der Wandler 30 bzw. 40 ist
derart ausgelegt, daß im störungsfreien Fall die Summe der Primärströme Null ist
und damit von der Wicklung 33 bzw. 43 kein Strom geliefert wird.
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An den Anschlußpunkten 50, 5, 60; 6 der Sekundärwicklungen 2, 4 sind
Zusatzwiderstände 52, 54, 62, 64 angeordnet.
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Bei Auftreten eines Fehlers der Hilfsleitungen oder eines Fehlers
in dem zu schützenden Anlagenteil ändert sich die in F i g. 5 dargestellte Verteilung
der Hilfsleitungsströme. Im Falle eines Fehlers einer Hilfsleitung ist der von der
Sekundärwicklung 33 bzw. 43 abgegebene Strom geringer als bei einem Fehler des Anlagenteiles.
Die Relais 35, 36 bzw. 45, 46 besitzen daher verschiedene Ansprechempfindlichkeiten,
wobei das Relais mit der größeren, auf die Erfassung von Fehlern der Hilfsleitungen
eingestellten Ansprechempfindlichkeit eine Ansprechverzögerung erhält. Die Verzögerung
ist derart gewählt, daß bei einem Ansprechen des Relais 36 bzw. 46 (innerer
Fehler) keine Auslösung des Relais 35 bzw. 45 erfolgt.
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Der in F i g. 5 dargestellte Längsdifferentialschutz läßt sich ebenfalls
als stabilisierter Schutz ausführen. In diesem Fall wird - wie in F i g. 5 gezeigt
- dem Mischwandler 30 bzw. 40 ein in mindestens einer gekreuzten Hilfsleitung
b, c fließender Strom IZb, IZo sowie der von einem Wandler 37 bzw. 47 gelieferte
Strom zugeführt, der dem Primärstrom hA bzw. Ils proportional ist. Die Summe dieser
Ströme ist im störungsfreien Fall Null. Sie wirkt bei einem inneren Fehler auf die
nachgeschalteten Relais 35, 36 bzw. 45, 46 im auslösenden Sinne. Ferner wird ein
dem in der Summenleitung a fließender Strom IZa proportionaler Strom abgeleitet
und den Relais 35, 36 bzw. 45; 46 über eine weitere Gleichrichterbrücke im stabilisierenden
Sinne, also die Auslösung sperrend, zugeführt. Dadurch werden bei einem stromstarken
äußeren Fehler die Ansprechempfindlichkeit der Relais 35, 36 bzw. 45, 46 herabgesetzt
und Fehlauslösungen vermieden, die sich infolge unterschiedlicher Sättigung der
Wandler ergeben können.