DE1588481A1 - Schaltungsanordnung fuer Schutzrelais - Google Patents

Description

Schalbangsanordnung für Schutzrelais

Dio Erfindung betrifft eina Schaltungsanordnung for Schutzrelais; die mittels integrierendem Phasenvergleich arbeiten und tei denen mittels ßochbeckumformer die in einem tlnd~ Glied su vergleichenden Größen gebildet werden. Schutzrelais, die mittels integrierenden Phasenvergleioh arbeiten, werden vor allem zum Schutz von elektrischen Febzen verwendet. Sie können beispielsweise als Distanzrelais ausgeführt sein, die mit beiß Riohbungsvergleich unter Verwendung einer Trägerfrequenzübertragung für die Auslösekriterien arbeiten· Der Phasenvergleich erfolgt dabei in Und-Gliedsrn, denen Integrationsglieder und daran anschließende. Pegeldetektoren naehgeschalteb sind. Dan Und-Gliedern werden die Ausgangs« signale von ßeohteckumformern zugeführt, die sehr empfindlich sind, um die EFulldurehgänge der ,jeweiligen Wechselgrößen genau zu erfassen· Bei den Veuhselgrößen kann es sich um verschiedene Ströme oder Spannungen eines Drehstromnetzes sowie von aus diesen abgeleiteten Größen handeln» Die große Empfindlichkeit der Heohteckumformer hat jedoch zur Folge, daß nach Abschalten der zu schützenden Leitung bereits dio auf den nicht abgeechirmten Leitungen von ,.

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Strom- und Spannungswandler in e-Jner Anlege=; eings steuerten Spannungen genügen, die Reshteckumfonaör voll auszusteuern. Di«s kann zu Fehlleistungen führen,., ^n. die Phasenlage der eingestreuten Größen zueinander unbestimmt .ist*

Es ist bereits eine Einrichtung für die Ausführung eint;ε Distansmeßverf ahrens zur selektiven Erfassung von Störungen In elektrischen Netzen bekannt, bei der von den ßt-roia- und Spannungswerten des Netzes mibfcels Ivandlerscbal Zungen Eingangsgrößen abgeleitet werden, die von HechteefcumforSiern in Rechtecksignale umgeformt werden. In einem Tind-Glled erfolgt dann der Phasenvergleich* Den Und-Glled ist ein Inbegrationsglied und diesem liiederum ein Pegeldebektor nachge£.f*,haltet. so daß "bei Vorliegen eines vorgegebenen Bereiches der Phasenverschiebung zwischen den Rechtackimpulsen ein Ausiösekommando an einen na;jhges3halteben Leistungsschalter gegeben wird«

Weiter ist eine Erdsch^lußsohatiseiiiri<5htung,i:ür Mehrphasenleitungen bekannt, die mit-tels (Prägerfrequenz arbeitet und bei der mittels Phaaenvergleioh arbeitende Richtungsgliader vorgesehen sind» Die Richtungsglieder worden im Pehlorfalie von einem Anregeglied freigegeben. Das Anregeglied ist relativ empfindlich eingeetellt, um zuverlässig vor einer Freigabe der Schutzeinrichtung die Abgabe des TrÖgerfroquenzsignales von jeder Station βJ eherausteilen. Sein Ansprech-

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Viert ist somit kleiner als der Freigabewert der Schutzeinrichtung» Das Anregeglied ist dabei an eine Einrichtung angeschlossen die in Abhängigkeit von einer vom Strom abgeleiteten Eingangsspannung eine gleichgerichtete Ausgangsgröße mit geringer Welligkeit liefert. Die zur Erzielung der geringen Welligkeit erforderliche Glättnng ist je do 3h nachteilig, da diese "bei Wegfall der Anregebedingung eine Zeitverzögerung zur Folge hat. - Außerdem ißt bei der bekannten Schaltung noch ein Freigabeglied vorgesehen, daß von einer ungeglätteten Gleichspannung gespeiet wird. Das Freigabeglied liefert somit rechteckfb'rmige Ausgangssignale. Derartige impulsförmige Ausgangseignale sind aber nicht für eine logische Weiterverarbeitung geeignet, wie sie 55*B* bei Distanzrelais auftritt, wo für die Abgabe eines auB-lösenden Ausgangssignales z.B. die Anregebedingung, der Richtungsentscheid und die Distanzmessung vorliegen müssen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung^ für Schutzrelais, die mittels Integrationsphasenvergleich arbeiten, zu schaffen, von der bei Überschreiten eines vorgegebenen Freigabewertes ein ständiges Signal und unterhalb des Freigabewertes kein Signal abgegeben wird und bei der außerdem im Falle eines wegfalle der Freigabebedinguns das Signal sehr schnell verschwindet. Ein sehr schnelles Verschwinden des Signales ist wünschenswert, da gerade bei Abschaltvorgängeη Störimpulae auftreten,

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die u.IT» noch Eu einem nachträglich Ansprechen eines Schutzrelais führen können«

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Diese Aufgabe \ir:ird erfindungsgemaß dadurch gelÖBt, daß eine Freigabeschaltung vorgesehen ist, die von einer gleichgerichteten, ungeglribteten Wechselgröße gespeist wird, daß die Freigabeschaltung eine erste Schwellwertstufe besitzt, deren Ansprechwert auf den Freigabewert des Schutzrelais eingestellt ist und deren Impulse um etwa eine halbe Periode verlängert werfen, daß die Freigabeschaltung eine aweite Schwellwertstufe besitzt, 'deren Ansprechwert kleiner als der Freigabewert und deren Xmpulsverlängerung kleiner als eine halbe Periode ist und daß die Ausgänge der Schwellwertstufen mit Eingängen des Und-G-liedes verbunden sind. Mit dieser Lösung ergibt sich einerseits ein konstantes Signal bei vorliegender Freigabebedingung und andererseits eine kurze Rückfallzeit bei Wegfall derselben.

Xm folgenden soll die Erfindung anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, aus dem sich nähere Einzelheiten sowie auch weitere Vorteile ergeben.

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In der figur int ein Teil eines Schutzrelais ssuro Durchführung von Distansmössungen scheaatisch dargestellte Es handelt sich dabei um ein Distanzmeßte Ll. Dieses Di« stansmeßteil ist wie bei dem vorstehend erwähnten, bekannten Distanzrelais ausgeführt. Die Messung.der Distanz erfolgt mittels Phasenvergleich für Impulse einar z.B. positiver Polarität. .

Von einem nicht, dargestellten Netz werden dem Distanzmsßteil über Klemmen 1,2 die Spannung 0 und über Klemmen 3,4 der Strom · zugeführt. Die Klemmen 1 bis 4 sind mit einer Wandlerschaltung ? verbunden, in der aue U und I die für eine Distanzmessung mittels Phasenvergleich benötigten SIngangsgrößen gebildet werden. Diese Eingangsgrößen werden den Rechteckumformern 9,1o augeführt, dis di© sinusförmigen Eingangsgrößen in Rechtecksignale umformen« Den Rechteckumformern 9»to ist ein Und-Glied nachgoschaltet, an das sish ein' Integrationsglied 14 anschließt, dessen Ausgang mit einem Pegeldatektor 17 verbunden ist. Dem Pegeldetektor Λ7 folgt eine Impulaverlängerungsstufe 2o nach, deren Verlängerungsteil entsprechend der Periode des Stromes I bsw. der Spannung U dee überwachten Netzes gewählt ist, so daß bei Überschreiten des Anaprechwertes des Pegeldetektore 1? dessen Ausgangseignale auf jeweils mindestens eine halbe Periode verlängert werden. Die am Auegang 21 der Impuleverlängerungaetufe 2o anliegenden Signale werdenln an eich bekannter

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We toe rait weiteren Signaisn des Distanzrelais logisch verknüpft. Bei den weiteren Signalen kann es oieii a.B. um Signale von einen Distansmeßcsil für den Phasenvergleich von Impulsen entgegengeeetsfcer,z.B. negativer Polarität,, sowie iim Signale von Anregegli»idem, Rieht-ungsgliedem und weiteren linpedanameßstufen handeln* - Es erub't*igt sieb. jedoch auf die bekannten Zusammenhänge bei der Erläuterung der vorliegenden Erfindung einzugehen«.

Die Rechtecksumformer 9₅1c sind sehr empfindlieh, um die Nulldurchgänge der Eingangsgrößen genau au erfassen» Dies bedingt jedenfallü eine große I&pfindlichkeit gegenüber Störimpulsen. Sofern der überwachte Netzteil bzv;. die überwachte Leitung eingeschaltet ist und deiiit Strom führt« wirkt sich dies allerdings nicht störend aus» da die betriebsmäßig auftretenden »Ströme und Spannungen groß gegenüber den Store in« flüssen sind. Bei abgeschalteter Leitung können sich jedoch die Störimpulse auswirken und die Rechteokumformer 9, Io ansbeuern. Die StorImpulse treten vor allem bei Schaltvorgängen im tietz auf. Ihre Phasenlage iat unbestimmt.

Zur Vermeidung von Störeinflüssen ist erfindungsgemäß eine Freigabeschaltmng vorgesehen, die von einer gleichgerichteten, dem Strom T proportionalen Wechselgröße gespeist wird. Die Freigabeschaltung besitzt eine erste Schwellwertstufe 15, deren Ansprechwert auf den Freigabewert des Schutzrelais

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ζ.B* ο..? Ig eingesteht ist. Di© von der Sohwellwertstufe -*5 abgegebenen Impulse v/erden um etwa eine halbe * Periode mittels einer 15 naehgeschalteten Impulsverlängerungs« stufe "j8 verlängert« Für eine SFetzfrequons von 5o Efe beträgt diese "Verlängerung somit etwa ⁴Io Millisekunden. Bei überschreit on dee Freigabe wertes von 0,5 Ijj ergibt sich daher am Ausgang von 18 ein Bauersignal, das nach Unterschreiten des Freigabewertes nach 1o Millisekunden verschwindet-Da bei einer Distanzmessung mittels Phasenvergleich eine Integrationszeit für die Ermittlung des Meßergebnisses von weniger ale Io Millisekunden vorliegt, ist die erwähnte Verzögerungszeit au groß um in federn Fall ein Fehlansprechen des Schutzrelais ausauschließon* Die Freigabeschaltung besitzt daher eine zweite Scliwellwertstufe 16, deren Ansprechwert ;. B* 0,1 I^ kleiner ist als der Freigabewert und deren Iapulsverlängerung kürzer als eine halbe Periode gewählt wird. Die mittels einer Impulsverlängerungsstufe 19 einstellbare Impulsverlängerung ist zweckmäßiger Weise derart gewählt, daß am Ausgang von 19 bei Erreichen des Ansprechwertes der Schwellwertstufe 15 - also bei Erreichen des Freigabewertes - ebenfalls ein Dauersignal ansteht. Da jedoch der Anspreehwert der Schwellwertetufe 16* erheblich niodriger liegt, braucht die Impulsverlängerung hur etwa 1 Millisekunde zu betragen. Ee ergibt sich somit am Ausgang von 19 bei überschreiten dee Anspreehwertββ von 1$ ein Dauersignal, während bei «wischen den Anaprechwerten von 15 und 16 liegenden Eingangswechselgrößen

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am Ausgang von ^9 Iteohteeksignale anstehen_e Wird der Ansprechwert von 16 nicht erreicht* tritt am Ausgang von iQ kein Sigaal auf. Außerdem verschwindet wegen der geringeren Impulsverlängerung durch die Stufe ¹9 das Ausgangssignal bei Unterachreiten des Schwellwertes schneller als dasjenige der.Stufe 18,

Die Ausgänge der SchwelIwertstufen 15ν 16 sind mit Eingängen dea Ünd-Gliedes IJ verbunden. Die Eingänge von 15«16 sind. an einen Widerstand 1? angeschlosöenj der in der Diagonalen einer Gleichrlcliterbrüeke 11 liogt« Die andere Diagonale der Brücke 11 ist mit einer Wandlereohaltung 8 verbunden, die ü"ber Klemmen 5_V6 vom Strom I gespeist wird«.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt: Wird der Freigabewert von 0,5 Iw überschritten, so liegen an den Ausgängen dor Impuleverlängerungaatufen 18,19 Dauersignale an, und es kann mittels des tfnd-GHiedes 13 sowie des Integrationogliedes 14 und des Pegeldetektore 1? eine PhasenvergleichsmesBung für eine Polarität der von den Rechteekumformern 9/to gelieferten Impulse in an sich bekannter Weise ausgeführt werden» Eingestreute Impulse stören in diesem Fall praktisch, .nicht, da sie klein gegenüber den Größen TJ_f! des Netzes sind. - Ist der Strom Ϊ kleiner als der Freigabewert von 0,5 Ijj eo liegt zumindest am Ausgang *ron 18 Icein Signal vor. Das Und-Glied 13 ist damit gesperrt.

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Störimpnlse können sieh also nicht auswirken, Iföiter ist 5\irch das Si>erren des Und-Gliedes 13 eine Rünksteilung des Integrationsgliedes Vv auf den Ausgaagsaiistand sichergestellt, - Bei einem Übergang des Stromes 1 von einem Wert größer als 0*5 X^ auf einen Wert kleiner als 0,5 I^ liefert zwar die Impulsverlängerungsstufβ "B noeh füU etwa Io Millisekunden ein 3ignal, Jedoch verschwindet dann das Ausgangssignal von 19 wegen der geringeren Verzüg&rungsseit sehr viel schneller« Damit ist ein schneller Wegfall der durch Ί3 gegebenen Und«-Bedingung und eine schnelle Rückstellung des Integrationsgliedes 14 sichergestellt. Störimpulse lcönnön sich also auch bei Schaltvorgängen praktisch nicht mehr auf die ^jeweilige Distanzmessung und weiter auf die ordnungsgemäße Funktion des jeweiligen Schutzrelais auswirken»

Die Ausgangsßignale dec beschriebenen !frei, gäbe schal tung können in entsprechender Weise au£h weiteren Teilen eines Schutzrelais,z.B. weiteren Dist'anzateßgliedern,sowie Richbungsmeßgliedern augeführt werden.

Die mit der Erfindung ersioltan Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine Schaltungsanordnung für Schutzrelais geschaffen wurde, die beim Oberschreiten eines vorgegebenen Freigabewertes ein ständiges Signal und unterhalb des Frei-* gabewertes kein Signal abgibt und bei der außerdem im Falle eines Wegfalles der Ένβigabebödingung das Signal sehr schnell verschwindet.

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Claims (1)

1. Paten S;ai).öp.i:ⁱa3h:

   fr · hai fc'ungs anordnung für Schut^ralalo. d::.e mifct-ola Integrierendem Phasenvergleich arbeiten und bei denen mittels fiechfceokuiaforme:.? die in einsm. Und-G-lied zu vergleichenden Größen gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fr.dgaheschalbung Yorgsiaehen ist, die von eimer glf-icihgerioh-feetex}., unge glätte ten Ve ,ihse !größe (J) gespeist wird, daß die Freigabt; schal Lung ei.no erste Schwellwertatiife (15) bt^C-tst, eieren Anapreöiiv/ert auf den Freugafcawert des S^luitsrslais eingestellt ißt und deren Xmpulee um etwa eine halbe Periode verlängert warden, daß dl» Praigabesolialtung eine av;eite Schviellwurtßtufe (Ίβ) besitzt, deren Ansprechwert kleiner als der Freigabev/örfe und deren Xmpulaverlängerung kleiner als eine halbe Periode ist und daß die Ausgänge der Sehi,;oli~ werte tut* en (15,11-·) 21'ΐ Hingängen des ünd-G-liedes { i3) verbunden sind»

   Lieentia Pafcent-Vörwaltungs-Cr.iii^b.H«

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