DE1280380B - Laengsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen - Google Patents

Laengsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen

Info

Publication number
DE1280380B
DE1280380B DE1965L0051321 DEL0051321A DE1280380B DE 1280380 B DE1280380 B DE 1280380B DE 1965L0051321 DE1965L0051321 DE 1965L0051321 DE L0051321 A DEL0051321 A DE L0051321A DE 1280380 B DE1280380 B DE 1280380B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
differential protection
converter
line
auxiliary lines
auxiliary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1965L0051321
Other languages
English (en)
Inventor
Heinz Gutmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DE1965L0051321 priority Critical patent/DE1280380B/de
Priority to AT730766A priority patent/AT262417B/de
Priority to CH1102466A priority patent/CH463608A/de
Priority to SE10682/66A priority patent/SE317431B/xx
Publication of DE1280380B publication Critical patent/DE1280380B/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/28Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus
    • H02H3/30Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus using pilot wires or other signalling channel
    • H02H3/305Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus using pilot wires or other signalling channel involving current comparison

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

  • Längsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen Zusatz zum Patent: 1196 774 Die Erfindung bezieht sich auf einen Längsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen und zwei am Anfang und Ende des zu schützenden Objektes vorgesehenen Wandlern, die an jedem Ende sowie an einem dazwischenliegenden Punkt der Sekundärwicklungen Anzapfungen aufweisen, 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 einer Meßeinrichtung, der der in mindestens einer Hilfsleitung fließende Strom zugeführt wird, nach Patent 1196 774.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Längsdifferentialschutz zu erstellen, bei dem sich die Überwachung der Hilfsleitungen einfach gestaltet. Insbesondere sollen auch Aquipotentialpunkte längs der Hilfsleitungen vermieden werden. Ferner wird angestrebt, den Längsdifferentialschutz derart auszuführen, daß sich auch Wandler mit ungleichen Überstromziffern bezüglich ihres überstromverhaltens leicht einander anpassen lassen.
  • Es ist bereits eine Einrichtung zur Überwachung von Längsdifferentialschutzeinrichtungen mit drei galvanisch miteinander gekoppelten Leitungen bekanntgeworden, bei der 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 und wobei weiter der Gleichstromquelle, den Gleichstromrelais und den Widerständen Kurzschlußpfade für Wechselstrom zugeordnet sind. - Nachteilig ist bei dieser Einrichtung, daß zur Überwachung der Hilfsleitungen eine gesonderte Gleichstromquelle, zwei Gleichstromrelais und vor allem jedoch Widerstände erforderlich sind, die durch Kurzschlußpfade für Wechselstrom - also Kondensatoren - überbrückt werden müssen. Dabei bedingen insbesondere die Kondensatoren einen erheblichen Aufwand. Außerdem ist nachteilig, daß die Gleichstromquelle an einem Ende die überwachungsrelais jedoch am anderen Ende der zu überwachenden Leitungen angeordnet sind.
  • Ferner ist ein Längsdifferentialschutz mit Widerstandsstabilisierung bekanntgeworden, bei dem zum Abgleich der beiden Stromzweige untereinander und zur Veränderbarkeit des Widerstandsverhältnisses mindestens in einem der Stromzweige sowie im Diagonalkreis zusätzliche verstellbare Abgleichwiderstände vorgesehen sind. - Für diese bekannte Schutzeinrichtung ist also zum Abgleich eine entsprechende Einstellung von mindestens zwei Widerständen erforderlich. Darüber hinaus wird für die Überwachung der Hilfsleitungen auf Fehler die gleiche aufwendige vorstehend bereits beschriebene zusätzliche Anordnung einer Gleichstromquelle, zweier Gleichstromrelais sowie Widerstände mit parallelgeschalteten Kondensatoren benötigt.
  • Ferner ist bereits ein Längsdifferentialschutz mit drei Hilfleitungen und zwei am Anfang und Ende des zu schützenden Objektes vorgesehenen Wandlern vorgeschlagen worden, bei dem die Wandler an jedem Ende sowie an einem dazwischenliegenden Punkt der Sekundärwicklung Anzapfungen aufweisen. Jeweils ein Ende einer Sekundärwicklung ist über eine Hilfsleitung mit dem dazwischenliegenden Punkt der Sekundärwicklung des anderen Wandlers verbunden, während das jeweilige andere Ende des Wandlers über eine weitere Hilfsleitung direkt miteinander verbunden sind. Bei dem vorgeschlagenen Längsdifferentialschutz sind weiter Zusatzwiderstände jeweils an der Zwischenanzapfung der Sekundärwicklung und an dem Anschlußpunkt der nicht gekreuzten Hilfsleitung vorgesehen. Die vorgeschlagene Schutzeinrichtung besitzt einerseits eine hohe Eigenstabilität gegenüber äußeren Fehlern und bietet außerdem eine einfache Möglichkeit zur Überwachung der Hilfsadern gegen Kurzschluß und Unterbrechung. Bei der überwachung der Hilfsleitungen auf Kurzschluß ergeben sich allerdings gewisse Schwierigkeiten dadurch, daß an zwei Stellen der Hilfsleitungen Äquipotentialpunkte bestehen, so daß ein Kurzschluß an diesen Punkten sich nicht bemerkbar machen würde. Durch geeignete Bemessung der vorstehend erwähnten Zusatzwiderstände lassen sich jedoch auch diese Äquipotentialpunkte beseitigen.
  • Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg, wie sich die vorstehend dargelegten Mängel bzw. Schwierigkeiten bei dem eingangs angegebenen Längsdifferentialschutz vermeiden lassen. Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, daß sich der dazwischenliegende Punkt an einem derartigen Ende einer Sekundärwicklung befindet, daß jeweils dieses Ende über zwei Hilfsleitungen mit beiden Enden der Sekundärwick Jung des anderen Wandlers verbunden ist und sämtliche Hilfsleitungen in fehlerfreiem Fall von Strömen durchflossen werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Längsdifferentialschutz werden somit vorteilhafterweise sämtliche Hilfsleitungen betriebsmäßig ständig von einem Strom durchflossen. Darüber hinaus sind außerdem längs der Hilfleitungen keine Aquipotentialpunkte vorhanden. Zusatzwiderstände zur Beseitigung von Äquipotentialpunkten werden nicht benötigt. - Der erfindungsgemäße Längsdifferentialschutz wird mit Vorzug immer dann angewendet, wenn eine einfache überwachungsmöglichkeit für die Hilfsleitungen erstrebt wird und die Frage der Eigenstabilität des Differentialschutzes nicht im Vordergrund steht, d. h., wenn z. B. das Quotientenprinzip zwecks Erreichung der gewünschten Stabilität angewendet werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Differentialschutzes ist, daß die Bürde der Wandler bei äußeren Fehlern größer als bei inneren Fehlern ist. Die Zwischenwandler haben somit bei äußeren Fehlern eine kleinere überstromziffer und bleiben deshalb mit größerer Sicherheit unter der überstromziffer der Primärwandler, womit eine etwaige unterschiedliche Sättigung derselben eliminiert wird.
  • Darüber hinaus ist bei dem erfindungsgemäßen Differentialschutz aber auch eine einfache Beseitigung bzw. starke Herabsetzung etwaiger ungleicher überstromziffern der beiderseitigen Wandler durch eine gezielte Mehrbelastung des Wandlers mit der höheren , Überstromziffer möglich. Diese Mehrbelastung erfolgt dadurch, daß ein Abgleichwiderstand in einer Hilfsleitung angeordnet ist, die nur vom Strom eines Wandlers durchflossen wird.
  • Es ist günstig, bei dem erfindungsgemäßen Längsdifferentialschutz die Primärwicklung eines zweiten Wandlers in einer Hilfsleitung in der Nähe des Wicklungsendes der Sekundärwicklung eines (Zwischen-) Wandlers anzuordnen, mit dem zwei Hilfsleitungen verbunden sind. Durch diese Anordnung der Primärwicklung eines zweiten Wandlers läßt sich eine einfache Überwachungseinrichtung für die Hilfsleitungen erstellen, ohne daß eine gesonderte Gleichstromquelle und zusätzliche aufwendige Kondensatoranordnungen erforderlich sind. Außerdem lassen sich ohne zusätzliche Maßnahmen sogar in jeder Station überwachungseinrichtungen vorsehen. - Die Hilfsleitungen werden nämlich ständig vom Strom durchflossen.
  • Jeder Bruch derselben führt zu einer Änderung der Stromverteilung und damit zu einem Ansprechen einer Überwachungseinrichtung. Die Äquipotentialpunkte der Hilfsleitungen liegen außerdem jeweils in der Nähe des Wicklungsendes eines Zwischenwandlers, mit dem zwei Hilfsleitungen verbunden sind. Sie befinden sich also nicht längs der Hilfsleitung. Ein Ansprechen mindestens einer überwachungseinrichtung ist damit stets sichergestellt.
  • Lediglich ein Schluß der beiden Hilfsleitungen, die mit einem Wicklungsende des Zwischenwandlers der Gegenstation verbunden sind, kann von der örtlichen Überwachungseinrichtung schlecht erfaßt werden. Aber auch in diesem Fall läßt sich ohne eine zusätzliche Hilfsleitung ein Ansprechen der örtlichen Überwachungseinrichtung sicher erzielen, da bei einem derartigen Fehler auf jeden Fall die überwachungseinrichtung der Gegenstation anspricht. In zweckmäßiger Weiterbildung des erfindungsgemäßen Differentialschutzes wird daher beim Ansprechen einer Überwachungseinrichtung durch diese ein derartiger Fehler der Hilfsleitungen hergestellt, daß auch die Überwachungseinrichtung der Gegenstation anspricht. Vorteilhafterweise geschieht dies durch Kurzschließen der Hilfsleitungen, in denen der Strom jeweils eines Wandlers fließt. Durch dieses Kurzschließen der Wandler lassen sich günstigerweise auch Überspannungen auf der Sekundärseite der Wandler vermeiden. Außerdem werden die Primärwandler entlastet, und weiter wird die Auslösung des Differentialschutzes blockiert. Letzteres ist deswegen zweckmäßig, da bei einem Fehler der Hilfsleitungen ein ordnungsgemäßes Arbeiten des Längsdifferentialschutzes zumindest nicht in jedem Fall mehr möglich ist.
  • Es ist günstig, die Überwachungseinrichtung bei dem erfindungsgemäßen Differentialschutz für ein verzögertes Ansprechen auszulegen. Damit wird ein unerwünschtes Ansprechen verhindert, das in gewissen Fällen bei Fehlern auf der geschützten Strecke auftreten könnte, falls z. B. bei einseitig gespeisten Fehlern der Strom in der unmittelbar überwachten Hilfsleitung gegenüber dem Strom zurückgeht, der auf der Primärseite des Zwischenwandlers erfaßt und der Überwachungseinrichtung zugeführt wird.
  • Da ein Längsdifferentialschutz praktisch nur Kurzschlüsse auf der unmittelbar geschützten Leitung erfaßt, ist häufig noch ein überlagerter Schutz vorgesehen, der beispielsweise bei Sammelschienenfehlern oder als Reserveschutz bei Fehlern in anderen Teilen des Netzes eingreift. Er kann als gerichteter oder urgerichteter überstromzeitschutz bzw. als Distanzschutz ausgebildet sein. Dieser überlagerte Schutz übernimmt zugleich auch den Schutz des vom Differentialschutz überwachten Anlageteiles, falls die Hilfsleitungen desselben gestört sind; denn man wird im allgemeinen nicht wegen eines Fehlers der Hilfsleitungen auch die geschützte Einrichtung außer Betrieb nehmen. Der überlagerte Schutz ist stets mit Überstrom- oder Unterimpedanzanregegliedern ausgerüstet, die so eingestellt sind, daß sie auf etwaige kurzzeitig im Betrieb auftretende Überlastspitzen nicht ansprechen.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Längsdifferentialschutzes werden diese Anregeglieder zugleich auch für den Differentialschutz mit verwendet, indem der Differentialschutz durch Anregung der überlagerten Schutzeinrichtung freigegeben wird. Dadurch kann vorteilhafterweise für den Differentialschutz eine größere Ansprechempfindlichkeiteingestellt werden.
  • Es ist zwar im Prinzip nicht unbedingt notwendig, den Differentialschutz empfindlicher als den überlagerten Schutz einzustellen, jedoch ist eine Besonderheit zu berücksichtigen, die durch Verwendung von Mischwandlern als Zwischenwandler hinzutritt. Bei Verwendung von Mischwandlern ergibt sich nämlich - im Gegensatz zu der Empfindlichkeit der Anregeglieder des überlagerten Schutzes - eine unterschiedliche Empfindlichkeit, je nachdem zwischen welchen Leitern der geschützten Strecke ein Kurzschluß auftritt. Dies ist eine Folge davon, daß die verschiedenen Primärwicklungen des Mischwandlers mit unterschiedlichen Windungszahlen ausgeführt werden, damit sich bei jedem denkbaren Fehler eine bestimmte Mindestempfindlichkeit ergibt. Dies wiederum bedingt, daß die Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der Fehlerart im Verhältnis von mindestens 1 : 2 oder noch stärker schwankt.
  • Damit nun bei einem etwaigen Fehler der Hilfsleitungen keine Falschauslösung des Differentialschutzes eintritt (beim konventionellen Schutz beispielsweise beim Bruch einer der beiden Außenadern, beim erfindungsgemäßen Schutz beispielsweise beim Bruch einer der beiden nur vom Strom eines Wandlers durchflossenen Hilfsleitungen), muß der Differentialschutz so eingestellt werden, daß er bei normaler dreiphasiger Erregung erst oberhalb des höchstens kurzzeitig möglichen Laststoßes ansprechen kann. Das bedingt aber, daß der Schutz bei gewissen zweipoligen Kurzschlüssen erst oberhalb des Doppelten dieses Wertes ansprechen würde. Macht man dagegen das Arbeiten des Differentialschutzes vom gleichzeitigen Anregen des überlagerten Schutzes abhängig, so kann man das Differentialrelais unbedenklich so empfindlich einstellen, daß es auch im ungünstigsten Fehlerfall bereits kurz oberhalb des maximalen Laststromes auslöst. Bei Unterimpedanzanregung kann man sogar Ansprechwerte einstellen, die erheblich unter dem Vollaststrom liegen und damit auch ausgesprochene Schwachlastkurzschlüsse erfassen.
  • Über die vorstehend dargelegten Vorzüge und vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Längsdifferentialschutzes hinaus ist bei diesem sogar noch eine einfache Überwachung der Hilfsleitungen auf Erdschlüsse möglich, ohne daß betriebsmäßig ein Punkt der Hilfsleitungen geerdet werden muß. Diese Erdschlußüberwachung wird vorteilhafterweise derart ausgebildet, daß der zweite zur Überwachungseinrichtung gehörende Wandler eine zweite Primärwicklung erhält, die in Reihe mit einer Gleichstromquelle gegen Erde geschaltet ist. Auf diese Weise läßt sich die Erdschlußüberwachung sogar ohne ein zusätzliches Relais ausführen.
  • Im folgenden soll die Erfindung an Hand des in den F i g. 1 bis 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
  • F i g. 1 zeigt zur Erläuterung der Wirkungsweise des Längsdifferentialschutzes die Stromverteilung im fehlerfreien Fall (F i g. l a) sowie im Fehlerfall bei einseitiger (F i g. 1 b) und doppelseitiger (F i g. 1 e) Einspeisung; in F i g. 2 ist die Verteilung des Potentials längs der Hilfsleitungen für den fehlerfreien Fall dargestellt; in F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Längsdifferentialschutzes mit überwachungseinrichtungen auf Unterbrechung, Kurzschluß und Erdschluß der Hilfsleitungen angegeben; F i g. 4 zeigt eine Anregeschaltung des Differentialschutzes mit Freigabe desselben durch einen überlagerten Schutz. In F i g. 1 sind mit A, B zwei Stationen bezeichnet, zwischen denen beispielsweise ein zu überwachendes Kabel verlegt ist. Im allgemeinen besitzt das Kabel drei Phasen, wobei in jeder Station an jeder Phase ein Primär-(strom-)wandler angeschlossen ist. Der Einfachheit halber sind jedoch das Kabel und die Primärwandler in der Zeichnung nicht dargestellt. Prinzipiell könnte die nachstehend beschriebene Längsdifferentialschutzeinrichtung unter Verwendung der Primärwandler ausgeführt werden. Die Primärwandler würden dann den Wandlern WA, WB in der Fig.1 entsprechen. Im praktischen Betrieb sind jedoch häufig an diePrimärwandler verschiedene Meß- und Schutzeinrichtungen angeschlossen. Es ist daher üblich, einen Längsdifferentialschutz unter Verwendung von den Primärwandlern nachgeschalteten Zwischen-(strom-)wandlern auszuführen. Diese Zwischenwandler werden fast stets als Mischwandler ausgeführt, wobei die von den drei Phasen des Kabels abgeleiteten stromproportionalen Größen derart miteinander gemischt werden, daß zur Überwachung aller drei Phasen nur eine Längsdifferentialschutzeinrichtung erforderlich ist. Die Zwischenwandler sind in der F i g. 1 dargestellt und mit WA, WB bezeichnet. Sie können - wie vorstehend dargestellt - als Mischwandler mit mehreren Primärwicklungen ausgeführt sein. Im Ausführungsbeispiel ist der Einfachheit halber lediglich eine Primärwicklung 1, 4 vorgesehen. Die Enden 13, 14 bzw. 15, 16 der Sekundärwicklungen 2, 3 sind über Hilfsleitungen a, b, c in der dargestellten Form miteinander verbunden, wobei jeweils ein Wicklungsende 13 bzw. 15 der Sekundärwicklung 2, 3 eines Wandlers WA, WB über zwei Hilfsleitungen a, b bzw. a, c mit beiden Wicklungsenden der Sekundärwicklung des anderen Wandlers WA, WB verbunden ist. Die Sekundärwicklungen 2, 3 sind derart geschaltet, daß sämtliche Hilfsleitungen a, b, c im fehlerfreien Fall von Strömen J2 a, J2 b, J2, durchflossen werden. Mit 5 bis 10 sind Klemmen bezeichnet, an die in den jeweiligen Stationen A, B die Hilfsleitungen a, b, c angeschlossen sind. Die auf der Primärseite der Wandler WA, WB fließenden Ströme sind mit J:t A bzw. J, B, die auf der Sekundärseite fließenden Ströme mit J2 a, J2 b, J2 c benannt. Die Positionen 11, 12 bezeichnen Meßeinrichtungen. Die Meßeinrichtungen 11, 12 sind zweckmäßig derart ausgeführt, daß die Differenz der Ströme J2 j" J2, im auslösenden Sinne und der Strom J2 a im sperrenden Sinne zugeführt werden.
  • Im ungestörten Betrieb sowie bei äußeren Fehlern führen die Hilfsleitungen a, b, c die Ströme J2 a, J2 b, J2, in den in F i g. 1 a dargestellten Pfeilrichtungen. Durch die Anzahl der Pfeile soll die relative Stromstärke in den Hilfsleitungen angedeutet werden. So ist z. B. im ungestörten Betrieb J2" doppelt so groß wie J2 b bzw. J2 , - in den Hilfsleitungen b bzw. c fließt jeweils nur der Strom eines Wandlers WB bzw. WA. In der Hilfsleitung c fließt der Summenstrom beider Wandler. Bei gleichen Übersetzungsverhältnis der Wandler WA, WB ist daher 1., a doppelt so groß wie 12 b oder 12,. Sofern jedoch die Wandler in ihren überstromziffern abweichen, läßt sich durch eine Mehrbelastung des Wandlers, z. B. WB in F i g. 3, mit der größeren Überstromziffer mit nur einem Widerstand 50 in einer Hilfsleitung b, die nur vom Strom dieses Wandlers WB durchflossen wird, dessen überstromverhalten an dasjenige des anderen Wandlers angleichen. Günstigerweise kann dieser Abgleich mit nur einem Widerstand vorgenommen werden. Im Gegensatz zu bekannten Längsdiferentialschutzeinrichtungen, bei denen im störungsfreien Fall eine Hilfsleitung praktisch stromlos ist, werden durch die erfindungsgemäße Schaltung der Sekundärwicklungen 2, 3 sämtliche Hilfsleitungen a, b, c von Strömen durchflossen. Die Differentialwirkung wird im Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß einer Meßeinrichtung 11, 12 im auslösenden Sinne die Differenz der Ströme I2 b,12 , der Wandler WB, WA und im sperrenden Sinne der Summenstrom I", der Wandler zugeführt werden. Die Differenz von 12 b, 12, ist im Störungsfreien Fall praktisch Null. Der Strom I2 a wirkt stabilisierend, so daß etwaige geringfügige Abweichungen der Differenz 12 b, 12, kein fälschliches Auslösen bewirken können. Dies könnte z. B. bei einem äußeren Fehler auftreten, für den ebenfalls die in F i g. 1 a gezeigte Stromverteilung zutrifft.
  • F i g. 1 b zeigt die Stromverteilung, die bei einem von der Station A eingespeisten inneren Fehler auftritt. Dabei fließt in den Hilfsleitungen a, c der vom Wandler WA gelieferte Strom 12" =I2 , In der Hilfsleitung b fließt kein Strom. Durch den Wegfall des vom Wandler WB gelieferten Stromes entfällt ebenfalls der von diesem Strom im störungsfreien Fall in der Hilfsleitung a erzeugte Spannungsabfall. Damit ergibt sich für den Wandler WA eine geringere Bürde. Dies bedeutet, daß dessen Bürde bei äußeren Fehlern größer als bei inneren ist. Die Wandler WA (bzw. WB) haben also vorteilhafterweise bei äußeren Fehlern eine kleinere überstromziffer als bei inneren und bleiben daher bei äußeren Fehlern mit größerer Sicherheit unter der überstromziffer der Primärwandler. Somit wird zuverlässig die Eliminierung einer etwaigen unterschiedlichen Sättigung der Primärwandler sichergestellt. - Die Meßeinrichtungen 11, 12 werden bei dem in F i g. 1 b dargestellten Fall von dem Strom I., im auslösenden Sinne beaufschlagt. Der dem Strom I., entgegenwirkende Strom 12 b ist ja infolge einseitiger Einspeisung weggefallen.
  • F i g. 1 c zeigt den Fall eines von beiden Stationen A, B 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 11, 12 im auslösenden Sinne.
  • Da - wie aus F i g. 1 a ersichtlich - im fehlerfreien Fall sämtliche Hilfsleitungen a, b, c von Strömen durchflossen werden, muß sich jeder Bruch einer Hilfsleitung bemerkbar machen und damit auf einfache Weise durch eine entsprechende Überwachungs- ; einrichtung erfassen lassen. Die Erfassung von Kurzschlüssen der Hilfsleitungen a, b, c gestaltet sich jedoch demgegenüber schwieriger. Die längs der Hilfsleitungen vorliegende Potentialverteilung ist daher in F i g. 2 a dargestellt, wobei für das Wicklungsende 14 ; des Wandlers WA das Potential Null angenommen wurde. Die vom Wandler WA (bzw. WB) gelieferte Spannung ist mit UR (bzw. UB) bezeichnet. Ferner sind die Positionsziffern der Wicklungsenden 13, 14, 15, 16 sowie die Bezugszeichen der Hilfsleitungen a, b, c entsprechend F i g. 1 angegeben.
  • Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß längs der Hilfsleitungen keine Äquipotentialpunkte auftreten. Für die Überwachung auf Kurzschlüsse sind also keine zusätzlichen Maßnahmen, wie z. B. die Einschaltung von Widerständen, erforderlich.
  • In Ausnutzung dieser Potentialverteilung wird - wie in F i g. 3 dargestellt - die Primärwicklung eines zweiten Wandlers 18, 19 in einer Hilfsleitung a in der Nähe des Wicklungsendes 13 bzw. 15 der Sekundärwicklungen 2, 3 eines Wandlers WA, WB angeordnet, mit dem zwei Hilfsleitungen a, b bzw. a, c verbunden sind.
  • Dieser zweite Wandler 18 bzw. 19 wird mit einem dritten Wandler 17 bzw. 20, der vom Primärstrom I1A bzw. 11B eines Wandlers WA bzw. WB durchflossen wird, sowie mittels Gleichrichterbrücken 21, 22 bzw. 23, 24 und eines Relais 25 bzw. 26 zu einer Überwachungseinrichtung zusammengeschaltet. Die jeweilige Überwachungseinrichtung ist derart ausgelegt, daß der vom Wandler 17 bzw. 20 gelieferte Strom das Relais 25 bzw. 26 im Ansprechsinne, der vom Wandler 18 bzw. 19 gelieferte Strom dagegen im haltenden Sinne wirkt. Die Übersetzung der Wandler 17, 18 bzw. 19, 20 ist so gewählt, daß im ungestörten Betrieb der haltende Strom von 18 bzw. 19 überwiegt. - Tritt ein Fehler auf den Hilfsleitungen auf, so bleibt der von den Wandlern 17 bzw. 20 gelieferte Strom konstant, während sich der Strom in der Hilfsleitung a stark verringert. Dadurch überwiegt dann die auslösende Wirkung des vom Wandler 17 bzw. 20 gelieferten Stromes, und das Relais 25 bzw. 26 spricht an.
  • Jedoch ergibt ein Kurzschluß der Hilfsadern a, b (bzw. ein Kurzschluß der Hilfsadern a, c) praktisch keine Änderung der Stromverteilung für die Überwachungseinrichtung in der Station B (bzw. in der Station A). Es muß daher sowohl in der Station A wie auch in der Station B eine Überwachungseinrichtung vorgesehen werden, um alle Fehler auf den Hilfsleitungen a, b, c zu erfassen. Dabei würde an sich für die zweite Station, z. B. B, eine einfach ausgebildete Überwachungseinrichtung genügen, da dort nur der Kurzschluß zwischen den Hilfsleitungen a und c festgestellt zu werden braucht, während alle anderen Fehler bereits in der Station A erfaßt werden. Dies könnte beispielsweise in der Station B mittels einer Schaltungsanordnung geschehen, die die vektorielle Differenz der Ströme 12 b, -12 , der Zwischenwandler WA, WB überwacht. Diese Differenz ist im ungestörten Betrieb praktisch Null. Bei einem Kurzschluß zwischen den Hilfsleitungen a, c ändert sie sich jedoch sehr stark, so daß eine entsprechende Meßeinrichtung anspricht. Günstigerweise werden jedoch - wie in F i g. 3 dargestellt - aus Gründen der Einheitlichkeit sowohl in der Station A wie auch in der Station B gleiche Überwachungseinrichtungen vorgesehen.
  • Betrieblich ist es häufig erwünscht, wenn z. B. die Station B unbesetzt ist, in einer Station, z. B. A, alle Fehler der Hilfsleitungen zur Anzeige zu bringen. In diesem Fall müßte dann der von der Überwachungseinrichtung, z. B. in der Station A, nicht erfaßte Fehler auf den Hilfsleitungen (also Kurzschluß zwischen den Leitungen a, c) von der Gegenstation B an die Station A signalisiert werden. Dazu wäre im allgemeinen ein zusätzlicher Informationskanal erforderlich. In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Längsdifferentialschutzes wird beim Ansprechen einer Überwachungseinrichtung durch diese ein derartiger Fehler der Hilfsleitungen a, b, c hergestellt, daß auch die Überwachungseinrichtung der jeweiligen Gegenstation anspricht. Zweckmäßigerweise erfolgt dies mittels eines Kontaktes eines dem Überwachungsrelais 25 bzw. 26 nachgeschalteten - jedoch in F i g. 3 nicht dargestellten - Hilfsrelais, durch welchen die Hilfsleitungen b, c kurzgeschlossen werden, in denen der Strom 12 b, I., jeweils nur eines Wandlers WB, WA fließt.
  • Dies hat folgende Vorteile: Bei einem Bruch, beispielsweise der Hilfsleitung a, arbeiten beide Wandler im Leerlauf. Es können dann hohe und - zumindest auf die Dauer - gefährliche Überspannungen an den Wandlerwicklungen und damit auch zwischen den Hilfsleitungen auftreten. In besonderem Maße würde dies geschehen, wenn während des Bestehens eines solchen Leitungsfehlers zufällig ein Kurzschluß im geschützten Kabel auftritt. Diese Schwierigkeiten werden durch das Kurzschließen der Hilfsleitungen b, c und damit der Wandler WA, WB vermieden.
  • Ferner entlastet der Kurzschluß der Wandler zugleich auch die Primärwandler, die sonst dauernd mit der hohen Leerlaufimpedanz der Wandler WA, WB belastet wären.
  • Außerdem könnte ein Fehler der Hilfsleitungen die selektive Wirkung des Schutzes zunichte machen, so daß er auch bei außerhalb gelegenen Kurzschlüssen ansprechen würde. Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Kurzschluß der Sekundärwicklungen blockiert dagegen zugleich die Auslösemöglichkeit des Differentialschutzes, der bei gestörten Hilfsleitungskreisen ohnehin nicht mehr richtig funktionieren könnte.
  • Die Überwachungseinrichtung kann in gewissen Fällen auch bei Fehlern auf dem geschützten Kabel ansprechen, falls z. B. bei einseitig gespeisten Fehlern der Strom in der Hilfsleitung a ebenfalls gegenüber dem Strom z. B. auf der Primärseite des Wandlers WA zurückgeht. Um in solchen Fällen ein unerwünschtes Ansprechen der Überwachungseinrichtung zu verhindern, werden verzögernd wirkende Elemente, z. B. eine Dämpfung und/oder eine Kurzschlußwicklung auf einem dem Überwachungsrelais nachgeschalteten Hilfsrelais, vorgesehen.
  • In F i g. 4 ist eine Schaltung zur Freigabe der Differentialschutzeinrichtung und Sperrung der Überwachungseinrichtungen für die Hilfsleitungen a, b, c durch die Anregung einer überlagerten Schutzeinrichtung dargestellt. Dabei ist mit 27 die positives Potential führende, mit 28 die negatives Potential führende Leitung bezeichnet. In der diese beiden Leitungen 27, 28 verbindenden Leitung 29 sind der Anregekontakt 30 einer überlagerten Schutzeinrichtung in Reihe mit dem Kontakt 31 des Differentialrelais, z. B. des Auslöserelais der Meßeinrichtung 11, sowie ein Auslösehilfsrelais 32 angeordnet. Im Zuge der Leitung 35 sind ein Kontakt 36 eines Überwachungsrelais, z. B. des Relais 25 in F i g. 3, in Reihe mit dem Relais 37 und einem Widerstand 38 geschaltet. Ferner ist eine Leitung 33 an den Verbindungspunkt des Kontaktes 30 mit dem Kontakt 31 und an den Verbindungspunkt des Relais 37 mit dem Widerstand 38 geschaltet. In dieser Leitung 33 ist weiter eine Sperrdiode 34 angeordnet, die das Fließen eines Stromes - bei geschlossenen Kontakten 36 und 31 - von der Leitung 35 zum Relais 32 verhindert. Durch die Sperrdiode 34 wird sichergestellt, daß für die Auslösung des empfindlich eingestellten Differentialschutzes der vorgeschaltete Anregekontakt 30 des überlagerten Schutzes nicht umgangen werden kann.
  • Durch die in F i g. 4 dargestellte Schaltung wird erreicht, daß die Differentialschutzeinrichtung sehr viel empfindlicher, als üblicherweise eingestellt werden kann, da sie erst bei einem Schließen des Kontaktes 30 eines überlagerten Schutzes freigegeben wird. In diesem Fall wird ferner die Überwachungseinrichtung für die Hilfsleitungen a, b, c gesperrt. - Durch die dargestellte Schaltung ergeben sich bezüglich der Einstellung der Empfindlichkeit des Differentialschutzes die bereits in der Beschreibungseinleitung dargelegten Vorteile.
  • Die in F i g. 3 gezeigte Überwachungseinrichtung läßt sich auf einfache Weise auch zu einer Einrichtung auf Überwachung der Hilfsleitungen a, b, c auf Erdschlüsse erweitern. Dies ist sogar ohne Hinzunahme eines zusätzlichen Relais dadurch möglich, daß der zweite Wandler, z. B. 18, der Überwachungseinrichtung eine zweite Primärwicklung 39 erhält, die in Reihe mit einer Gleichspannungsquelle 40 gegen Erde geschaltet ist. Die zweite Primärwicklung 30 ist dabei derartig ausgelegt, daß der im Falle eines Erdschlusses auftretende Gleichstrom den Wandler 18 sättigt, womit dessen Sekundärstrom weitgehend verschwindet. Das Relais 25 spricht dann an. - Die Anzeige eines Erdschlusses erfolgt damit durch das gleiche Überwachungsrelais 25, das ohnehin schon für die Erfassung von Kurzschlüssen und Unterbrechungen der Hilfsleitungen a, b, c vorhanden ist. Als Gleichspannungsquelle kann beispielsweise ein Netzgerät üblicher Bauart verwendet werden.

Claims (13)

  1. Patentansprüche: 1. Längsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen und zwei am Anfang und Ende des zu schützenden Objektes vorgesehenen Wandlern, die an jedem Ende sowie an einem dazwischenliegenden Punkt der Sekundärwicklungen Anzapfungen aufweisen, 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 einer Meßeinrichtung, der der in mindestens einer Hilfsleitung fließende Strom zugeführt wird, nach Patent 1196 774,d adurch gekennzeichnet, daß sich der dazwischenliegende Punkt an einem derartigen Ende (13, 15) einer Sekundärwicklung (2, 3) befindet, daß jeweils dieses Ende (13, 15) über zwei Hilfsleitungen (a, b; a, c) mit beiden Enden (15, 16; 13, 14) der Sekundärwicklung (3, 2) des anderen Wandlers (WB; W,4) verbunden ist und sämtliche Hilfsleitungen (a, b, c) in fehlerfreiem Fall von Strömen (12a,12 b,1") durchflossen werden.
  2. 2. Längsdifferentialschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgleichwiderstand (50) in einer Hilfsleitung (b bzw. c) angeordnet ist, die nur vom Strom (12 b bzw. 12 J eines Wandlers (WB bzw. WA) durchflossen wird.
  3. 3. Längsdifferentialschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer Meßeinrichtung (11, 12) im auslösenden Sinne die Differenz der Ströme (12 b, 12a) der Wandler (WB, WA) und im sperrenden Sinne der Summenstrom (12a) der Wandler zugeführt werden.
  4. 4. Längsdifferentialschutz nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung eines zweiten Wandlers (18, 19) in einer Hilfsleitung (a bzw. b; a bzw. c) in der Nähe des Wicklungsendes (13, 15) der Sekundärwicklung eines der Wandler (Zwischenwandler WA, WB) angeordnet ist, mit dem zwei Hilfsleitungen verbunden sind.
  5. 5. Längsdifferentialschutz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wandler (18, 19) mit einem dritten Wandler (17, 20), der von dem Primärstrom( (Il A, Il B) eines der Wandler (Zwischenwandler WA, WB) durchflossen wird, mittels Gleichrichterbrücken (21, 22; 23, 24) und eines Relais (25, 26) zu einer überwachungseinrichtung zusammengeschaltet ist.
  6. 6. Längsdifferentialschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung nur einer überwachungseinrichtung in der Gegenstation mittels einer Schaltungsanordnung die Differenz der Ströme (I2 b, 12,) der Zwischenwandler überwacht wird.
  7. 7. Längsdifferentialschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Station (A, B) eine überwachungseinrichtung vorgesehen ist. B.
  8. Längsdifferentialschutz nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ansprechen einer überwachungseinrichtung durch diese ein derartiger Fehler der Hilfsleitungen (a, b, c) hergestellt wird, daß auch die überwachungseinrichtung der Gegenstation anspricht.
  9. 9. Längsdifferentialschutz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsleitungen (b, c) kurzgeschlossen werden, in denen der Strom (I2 b, L, ,) eines der Wandler (WB, WA) fließt.
  10. 10. -Längsdifferentialschutz nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachungseinrichtung verzögert anspricht.
  11. 11. Längsdifferentialschutz nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialschutzeinrichtung durch die Anregung einer überlagerten Schutzeinrichtung freigegeben wird.
  12. 12. Längsdifferentialschutz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet; daß bei Freigabe der Differentialschutzeinrichtung die Überwachungseinrichtungen für die Hilfsleitungen (a, b, c) ge- sperrt werden.
  13. 13. Längsdifferentialschutz nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wandler (18, 19) eine zweite Primärwicklung (39) besitzt, die in Reihe mit einer Gleichspannungsquelle gegen Erde geschaltet ist. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1210 074.
DE1965L0051321 1965-08-06 1965-08-06 Laengsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen Withdrawn DE1280380B (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1965L0051321 DE1280380B (de) 1965-08-06 1965-08-06 Laengsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen
AT730766A AT262417B (de) 1965-08-06 1966-07-29 Längsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen
CH1102466A CH463608A (de) 1965-08-06 1966-07-29 Längsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen
SE10682/66A SE317431B (de) 1965-08-06 1966-08-05

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1965L0051321 DE1280380B (de) 1965-08-06 1965-08-06 Laengsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1280380B true DE1280380B (de) 1968-10-17

Family

ID=7273972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1965L0051321 Withdrawn DE1280380B (de) 1965-08-06 1965-08-06 Laengsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1280380B (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE744451C (de) Differentialschutzeinrichtung
DE2852582C2 (de)
DE1227129B (de) Einrichtung zur Begrenzung ueber UEberstroemen
DE1638902B2 (de) Schutzschaltungsanordnung für einen gesteuerte Leistungsgleichrichter enthaltenden Wechselrichter
DE2019158A1 (de) Durch Stromrueckkopplung geregelte Stromversorgungseinrichtung,insbesondere fuer das Lichtbogenschweissen
DE2653453A1 (de) Schaltung fuer eine aus der netzspannung ueber gleichrichterelemente abgeleitete hilfsspannung fuer mehrpolige fehlerstrom-schutzschalter
DE2326724C2 (de) Trennfehler-Schutzschaltungsanordnung
DE2223828C3 (de) Überstromschutzanordnung
DE823752C (de) Einrichtung zum Schutz eines Teiles einer elektrischen Kraftanlage gegen innere Fehler dieses Teiles
DE1280380B (de) Laengsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen
DE2216377A1 (de) Differentialschutz
DE902877C (de) Laengsdifferentialschutzeinrichtung fuer Mehrphasen- Wechselstromleitunganlagen
DE1297197B (de) Transformatiordifferentialschutz
DE1513726A1 (de) Anordnung zur UEberwachung der Speisung eines mehrphasigen Verbrauchers
DE1488909C3 (de) Überstrom Schutzeinrichtung fur einen Thyristor Wechselrichter
CH463608A (de) Längsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen
AT250478B (de) Differentialschutzeinrichtung für Transformatoren oder Blockschaltungen
DE1289171B (de) Mit Halbleiterelementen bestueckte Schaltungsanordnung zur Begrenzung einer Gleich- oder Wechselspannung
DE1299756B (de) Laengsdifferentialschutz mit drei Hilfsleitungen
DE1638169C3 (de) Richtungsvergleichsschutzeinrichtung für ein- oder mehrphasige Wechselstromsysteme
DE512494C (de) Einrichtung zur Beseitigung der stoerenden Einfluesse von Fehlerstroemen in Erdschlussschutzanlagen
DE966610C (de) Erdschlussschutzeinrichtung fuer elektrische Anlagenteile, insbesondere Generatoren
DE946724C (de) Windungsschluss-Schutzeinrichtung
DE1146963B (de) Stromversorgungsanlage mit einem Gleichstromerzeuger und einer Reservebatterie
DE888280C (de) Schutzeinrichtung fuer Gleichstromuebertragungsleitungen

Legal Events

Date Code Title Description
E771 Valid patent as to the heymanns-index 1977, willingness to grant licences
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee