DE1538444A1

DE1538444A1 - Distanzschutz mit polygonalem Ausloesegebiet

Info

Publication number: DE1538444A1
Application number: DE19661538444
Authority: DE
Inventors: Boeke Dipl-Ing Uwe
Original assignee: DENZEL DR ING P
Current assignee: DENZEL DR ING P
Priority date: 1966-12-27
Filing date: 1966-12-27
Publication date: 1969-10-02

Description

Distanzschutz mit j2olygonalem Auslösegebiet Ein Distanzschutz erfaßt kurzschlußartige Fehler und ihre Entfernung vom Einbauort des Schutzes. Er ermöglicht in Hochspannungsnetzen eine selektive Fehlerabschaltung. Eine zu schützende Leitung läßt sich in der R - X - Ebene durch ihren ohmschen Widerstand und ihre Reaktanz in eine Gerade durch den Nullpunkt mit der Leitungslänge als Parameter abbilden. Bei dieser Darstellungsweise entspricht der Nullpunkt dem Einbauort der Schutzeinrichtung, Jeder Distanzschutz grenzt in der R - X - Ebene ein Auslösegebiet ab. Nur bei Lage des Kurzschlußpunktes einer Leitung in diesem Gebiet wird *vom Schutz ein Auslösebefehl gegeben. Die bekannten Distanzschutzeinrichtungen haben Auslösegebieteg die das anzustrebende Auslösegebiet möRlichst gut enthalten sol- len. Unter dem anzustrebenden Auslösegebiet ist das Parallelogramm zu verstehen" das durch die Leitungsgerade und den zu berücksichtigenden, größtmöglichen Lichtuogenwiderstand R L mit den Lckpunkten

(R=Oe X=0)

(IZ=R Kmax ' X=X Kmcix)

(K=R Kmax + p. LI X=x Knidx

L

.#,ei)ildet wird, worin R Kmax Jer der längsten zu schützenden Lei tungslänge im satten rZurzsclilufbfdl.l entr#prechende dirkwiderstand und X Kmax die entsDrechencie Leitungsreaktanz sind. Dieses Parallelogramm ist als ideales Atislösek7ebiet anzusehen, weil nur bei >e des Kurzschlußpunktes einer Leitung in ihm ein abzuschal-Lag tender Fehler auf der Leitun2 vorliegt. Der Lichtbogeneinfluß ist berücksichtigt. Dieses Auslösegebiet ist ein abgeschlossenes Gebiet, weshalb Pendelungen nicht-fu Fehlauslösungen führen können. Als Auslösegebiet eines bekannten Distanzschutzes hat sich das L)eschriebene Parallelogramm bisher mit Hilfe von einfachen Relais- und Wandlerschaltungen nicht verwirklichen lassen. Gegenstand der Erfindung ist ein Distanzschutz, der als Auslösegebiet das vorher gekennzeichnete Parallelogramm, jedoch auch andere polygonale Gebiete.besitzen kann und mit Hilfe von an sich bekannten elektrischen Waagen aufgebaut ist. Im folgenden soll das Meßprinzip erläutert werden: In der R - X - Ebene werden Geraden festgelegt, an denen die Ebene in Sperr- und Auslösehalbebene aufgeteilt wird. Die Oberlagerung mehrerer Geraden und der durch sie getroffenen Aufteilung führt zu-polygonalen Auslösegebeiten, wenn als Auslösebedingung des Schutzes die Koinzidenz der einzelnen Auslöseentscheidungen verlangt wird. Die-Geradengleichungen der obigen Geraden lassen sich aus folgendem Ansatz für das allgemeine Distanzmeßglied (Bild 1) aufstellen: Alle Oberlegungen werden unter der Voraussetzung gleicher Wandlerübersetzungen aller Wandler (1:1) für ein Einphasensystem durchgeführt. Dieses bedeutet keine Einschränkung der Allgemeingültigkeit. Nach Voraussetzung ist dann und Die Faktoren k, 0.# k 4 sollen kennzeichnen, daß in besonderen Fällen nicht die ganze Zwischenwandlerwicklung vom Strom durchflossen wirdg und weiterhin die Stromrichtung ausdrücken.
Für Gleichgewicht in der Brücke lautet die Bedingung, die somit die Grenze des Auslösegebietes kennzeichnet, ik, . 2 + k 3 0 i 1 = lk 2 . 2 + k 4 - - i 1 (3) Daraus folgt mit Gl. (1) und Gl. (2) oder da ist. Gl. (3a) beschreibt in der R - X - Ebene nicht nur Kreise in allgemeiner Lage, sondern auch Geraden durch den Ursprung und in allgemeiner Lage.
Im folgenden sollen die Geradengleichungen der Geraden bestimmt werden, die z.B. als Auslösegebiet das oben angeführte Parallelogramm umgrenzen: 1 Gerade durch 1.##n Hier sind k 1; k 1; k 3 1; k 4 Dann wird aus Gl. (3a) (4) Gl. (4) beschreit)t eine Gerade durch den Ursprung senkrecht zur Bezugsimpedanz Z 0' 1.1 #-,erade durch den Ursprung in Fichtung, der R Achse Wählt man in Gl (4) mit eitiiii man dicse #eracie. 1.2 Gerade durch den Ursprung in Richtung der Leitungsgeraden Wählt man in Gl. (4) mit und R 02 positiv reell erhält man diese Gerade. 2 Geraden nicht durch den Ursprung Hier sind k 1 = 1; k 2 1; k 3 = + 1; k 4 = 0 Dann wird aus Gl. (3a) oder Gl. (5a) beschreibt eine Gerade senkrecht zu Z durch die Spitze von Gl. (5b) beschreibt eine..Gerade senkrecht zu Z 0 durch die Spitze von 0 2.1 Gerade parallel zur R - Achse durch den Punkt (R Kmax' XKmax Wählt man in Gl. (5a) mit und erhält man diese Gerade.

-2.,Geräde.-.paiallel.#zur -Leitunpsgeraden-,d-urch den Punkt

--(R + T

Kmax _L 9 XK#m,-ax#)

in --Gl. '(5b)

feit und erhält Ma - n -die-se --Gerade. Es läßt-si.ch-somit-äl-,sAuslö-sebedingung für diesen Fall-schreiben Diese Auslösehe#dingung ergibt das in Bild 5 dargestellte Auslösegebiet und läßt si-ch z..B. nach Bild 6 verwirklichen.-Eine Zeitstaffelung wird inBild 6 so erreicht, daß nach einer Schnellzeit T 0 bei.Nic-htauälös#en-des Schutzes und Bestehenbleiben de.s Fehlers der Schalter S geöffnet wird und dadurch die Gerade (2.1) nach links verlegt wird.
Sollen in der Schaltung nur Dreiwicklungshilfswan-dIer verwendet werden, muß.zur Verwirklichung der Geraden (2.1) und (2.2) eine Koordinatentransformation vorgenommen werden. Hierzu wird die VergleichsiM.pe.dan.z Z (Abbildim-pedanz) =V mit und in den Stromwandlerkreis. geschaltet (Bild 2). An ihr fällt #sv-,mit die S-pan-nung V V ab. Die Diffeüe,nzspähnüftg und, der Strom -werdender eIektrischen -Waage zugeführt. also in GI.(3)-

k 1 -= 1; k 2 = 1;* k3 = 1; kl, = -1

und erhält man die transformierte Gleichung

1 ZV - Z + 7-0 1 = 1 ZV - i-- Z - -4()l (7) -

Gl. (7)-beschreibt-,eine Gerade-durch die Spitze von ZV senkrecht zu Z 0 Die beispie - lsweise Ausführung in Bild 7 benutzt diese Gleichung zur Verwirklichung der Gerade (2.1) und (2.2)-. Die Auslösebedingung lautet i n diesem Fall mit Die Zeitstaffelung wird durch Umschalten der Vergleichsimpedanz erreicht.
Auslösebedingung Gl.(8) ist enthalten in der allgemeinen Formulierung der Auslösebedingung für Auslösegebiete nach Bild 5 unter Verwendung von nur Dreiwicklungshilfswandlern. mit und As Bg Cs D positiv reell. Auslösebedingung GI.(9) läßt sich nun nicht nur erreichen, indem man den von der Spannung U bzw. AU hervorgerufenen Strom e dreht, sondern man kann auch den Strom i entsprechend drehen. Bild 3 und Bild 4 zeigen zwei Möglichkeiten.
Bild 3 führt ebenfalls zu Auslösebedingung Gl.(8).
Bild 4 führt zu einer Auslösebedingung Gl.(9) entsprechenden Formulierung mit Bild 7 zeigt eine Ausführung nach dem Stromdrehungsprinzip nach Bild 4 mit GI.(9) als Auslösebedingung.

Claims

Patentansprüche: 1. Distanzschutz mit polygonalem Auslösegebiet dadurch gekennzeichnetg daß in der R - X - Ebene festgelegte Geraden die Ebene je in Auslöse- und Sperrhalbebene aufteilen', wobei die Überlagerung mehrerer Geraden und der durch sie getroffenen Aufteilung zu polygonalen Auslösegeb ieten führt# weil als Auslösebedingung die Koinzidenz der einzelnen Auslöseentscheidungen verlangt wird, welche durch geeignete Schaltungen mit Hilfe von' an sich bekannten elektrischen Waagen getroffen werden.
2. Distanzschutz nach 1., dadurch gekennzeichnet, daß ein Parallelogramm als Auslösegebiet festgelegt wird durch die Auslösebedingung mit der Fehlerschleifenimpedanz Z und den Bezugsimpedanzen 7201 - - - -Z»04. Distanzschutz nach 1.9 dadurch gekennzeichnetg daß ein Parallelogramm als Auslösegebiet festgelegt wird durch die Auslösebedineune mit der Fehlerschleifenimpedanz Z, der Vergleichsimpedanz ZV und positiv reellen Größen A, Bg Cq Dg a 9 (P e