DE1956526B2 - IMPEDANCE PROTECTION DEVICE FOR AN ELECTRICAL SYSTEM - Google Patents
IMPEDANCE PROTECTION DEVICE FOR AN ELECTRICAL SYSTEMInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Impedanzschutzeinrichtung für ein elektrisches System, die mindestens ein spannungsabhängiges und zwei stromabhängige Anregeglieder aufweist, welche ausgangsseitig an eine logische Schaltung angeschlossen sind und nachgcschaltcte Mcldecinrichtungen oder Leistungsschalter unmittelbar oder über eine oder nehrcrc Schutzeinrichtungen beeinflussen.The invention relates to an impedance protection device for an electrical system that has at least one voltage-dependent and two current-dependent Has excitation members, which are connected on the output side to a logic circuit are and downstream Mcldecinrichtungen or circuit breakers directly or via an or Influence additional protective devices.
nei einer solchen durch die deutsche Ausle"eschrift 1150439 bekannten Impedanzschutzeinrichtung wird dem einen stromabhängigen Anregeglied eine an einem Vergleichswiderstand abgegriffene, dem Fehlerstrom proportionale Spannung und dem anderen stromabhängigen Anregeglied eine an einer Vergleichsinduktivität abgegriffene, dor zeitlichen Änderung des Feblerstronus proportionale Spannung zugeführt. Die aus dem Vergleichswidersland und -induktivität gebildete Vergleichsimpedanz ist auf die Impedanz einer zu schützenden Leitungs- :,trecke abgestimmt. Dadurch wird erreicht, daß die bekannte Impedanzschutzeinrichtung nur bei einem Fehler auf einer bestimmten Leitungsstrecke auslöst.no such by the German reading 1150439 known impedance protection device is the one current-dependent exciter a voltage tapped at a comparison resistor and proportional to the fault current and the other current-dependent excitation element a tapped at a comparison inductance, dor temporal Change in Feblerstronus proportional voltage supplied. The one from the opposite country of comparison comparison impedance formed and inductance is to the impedance of a line to be protected :, track coordinated. This ensures that the known impedance protection device only triggers in the event of a fault on a certain line section.
Um in der Netzschutztechnik einen Reverseschutz beim Versagen einzelner Schutzeinrichtungen zu erhalten, werden Impedanzschutzeinrichtungen benötigt, die in der Lage s':nd, generell das Auftreten eines Fehlers in einem elektrischen System zu erfassen. Zum selektiven Auslösen der Schalter in dem System werden solchen Impedanzschutzeinrichtungen z. B. Impedanzschutzeinrichtungen der bekannten Art nachgeschaltet, welche den genauen Fehlerort ausmessen und den dem Fchlerort benachbarten 2-chalter auslösen.In order to obtain reverse protection in the case of the failure of individual protective devices in network protection technology, impedance protection devices are required that are capable of generally occurring detect a fault in an electrical system. For selective triggering of the switches in the System such impedance protection devices z. B. Impedance protection devices of the known Kind, which measure the exact location of the fault and the one adjacent to the location Trigger the 2 switch.
Besondere Probleme treten hinsichtlich der Fehlererfassung in Doppelleitungssystemen und in Hochspannungsnetzen ab 110 kV und darüber auf. Bei einer Doppelleitung kann beispielsweise beim Ausfall oder Abschalten des einen Leitungssystems der Strom im anderen Leitungssystem bis auf den doppelten Nennwert ansteigen. Eiine Impedanzschutzeinrichtung muß einen solchen Stromanstieg von einem durch einen Fehler verursachten Anstieg unterscheiden. Andererseits muß die Schutzeinrichtung auch kleine, unter dem Wert des NVnnstromcs eines Leitungssystems liegende Fehlerströmc sicher erkennen. Solche kleinen Fehlerströme können bei weit entfernten Kurzschlüssen oder bei geringem Maschineneinsatz zu Schwachlastzeiten auftreten. Mit der bekannten Impedanzschutzeinrichtung ist eine Erfassung solcher Fehler nicht möglichParticular problems arise with regard to the detection of faults in double-line systems and in high-voltage networks from 110 kV and above. In the case of a double line, for example, in the event of a failure or switching off one line system, except for twice as much electricity in the other line system Face value increase. An impedance protection device must handle such a rise in current from a distinguish the increase caused by an error. On the other hand, the protective device must also small, below the value of the NVnnstromcs of a pipeline system reliably detect lying fault currents. Such small fault currents can be at distant Short-circuits or when the machine is not used much during off-peak times. With the known In the impedance protection device, it is not possible to detect such faults
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Impedanzschutzeinrichtung so auszubilden, daß durch deren Ansprecnverhalten ein sicheres Ansprechen sowohl bei großen als auch bei kleinen Fehlerströmen erreicht wird.The invention is therefore based on the object of designing an impedance protection device so that through their response behavior a safe response is achieved with both large and small fault currents.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einer Impedanzschutzeinrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß die stromabhängigen Anregeglieder auf verschiedene Ansprechwerte eingestellt sind, daß das auf den niederen Ansprechwcn eingestellte stromabhängige Anregeglied auch das spannungsabhängige Anregeglied ausgangsseitig an die Eingänge einer »UNDw-Verknüpfungsschaltung angeschlossen sind und der Ausgang dieser »UNDoVerknüpfungsschaltung in einerThe problem posed is achieved with an impedance protection device of the type described at the beginning Kind in that the current-dependent excitation elements are set to different response values are that the current-dependent excitation element set to the low response value also does that voltage-dependent excitation element on the output side to the inputs of an »ANDw logic circuit are connected and the output of this »UNDo link circuit in a
»ODERÄ-Vcrknüpfungsschallung mit dem Ausgang des auf den höheren Ansprechwert eingestellten stron.abhängigen Anrcgegliedes verbunden ist.“ORÄ linkage with the output of the current-dependent contact element set to the higher response value is connected.
Die Empfindlichkeit der Impedanzschutzeinrichtung kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung beim Einsatz in einem mehrphasigen Wechselspannungssyslem dadurch erhöht werden, daß dem spannungsabhängigen Anregeglied eine Umschalteinrichtung vorgeschaltet ist, durch die der Wert der Phasenspannung, bei dem das spannungsabhängige Anregeglied anspricht, erhöht wird, und daß die Umschalteinrichtung ihrerseits in Schaltabhängigkeit vonThe sensitivity of the impedance protection device can according to one embodiment of the invention when used in a polyphase alternating voltage system can be increased by the fact that the voltage-dependent A switching device is connected upstream of the excitation element, through which the value of the phase voltage, in which the voltage-dependent excitation element responds, is increased, and that the switching device in turn depending on the switching of
einem in den Nullstrompfad eiimeschalieien Strom- oder der kleinsten Phasenspannung voisehaliet.a current or the smallest phase voltage is included in the zero current path.
■wandler steht. " Diese Auswahlschaltung betätigt dann die Umscnall-■ converter stands. "This selection circuit then operates the Umscnall-
Die Erhöhung der Empfindlichkeit kann auch Ua- einrichtung in der Phase mit dem größten Strom oderThe increase in sensitivity can also include setting up in the phase with the greatest current or
durch crreicth werden, daß die Umseahlteinriehlung der kleinsten Spannung, so daß die AnrcgcschalHingby crreicth that the enveloping device has the smallest tension, so that the contact
in Schaltabhängigkeit von einer Auswahlschaltung 5 in derjenigen Phase aiii größere Empfindlichkeit uin-depending on the switching of a selection circuit 5 in that phase aiii greater sensitivity uin-
zut AiKwahl des größten Phasenstromes und oder geschähet wird, in der das Vorhandensein eine Fe1 to AiK selection of the largest phase current and or is done, in which the presence of an Fe 1
/ur Auswa'ui der kleinsten Phasenspannung steht. lets am wahrscheinlichsten ist./ ur selection of the smallest phase voltage. lets most likely.
derart, daß nur die Umschalleimichlung von der vor- Die Auswahlschaltung kann dabei mn Dilieivn/-in such a way that only the encapsulation of the
gesehalteten Auswahlschaltung betätisu wird, die oder Ouolicntcnbildung arbeiten. Beispielswei-e kor,-The selected selection circuit is actuated, the or Ouolicntcnbildung work. For example kor, -
dem Phasenleiter mit dem größten Phaseiistiom und. m neu polarisierte Relais mit zwei Wicklungen lur ei..·the phase conductor with the greatest phaseiistiom and. m newly polarized relays with two windings lur ei .. ·
oder mil der kleinsten Phasenspannun» zugeordnet !'hasen vorgesehen werden. Line Wicklung laß; -:chor with the lowest phase voltage assigned. Line winding let; -: ch
ist. ~ dann in einen Gleichstromkreis mit einem dem Oe-is. ~ then in a DC circuit with one of the Oe-
An Hand eines in der Zeichnung dargestellten treffenden Phasenstrom proportionalen Strom em-On the basis of an accurate phase current shown in the drawing, current em-
Auslührungsbeispiels wird der Gegenband der Hrfin- schalten, während die andere Wicklung in einemAuslührungsbeispiels the opposing band of the Hrfin- switch, while the other winding in one
dung nachfolgend näher beschrieben. l:s zeigt 15 Gleichstromkreis liegt, dessen Strom der Summ, derapplication is described in more detail below. l: s shows 15 direct current circuit, whose current is the summ, the
F" ι g. 1 ein Blockschaltbild einer Impedanzschutz- drei Phasenströme proportional ist.Fig. 1 is a block diagram of an impedance protection three phase currents is proportional.
einrichtung nach der Erfindung. Für den Fall eine-* Kurzschluss es im Sekundar-device according to the invention. In the event of a- * short circuit in the secondary
F ig. 2 eine Anspreeheharakterisnk der in Fig.! Stromkreis des Spannungswandler^ wird das Ubcr-Fig. 2 a response characterisnk of the in Fig.! Circuit of the voltage converter ^ is the Ubcr-
dargesiellten lmpedanzsehutzeinrichtu' u,. stromrelais ansprechen. FIierdurch wird der Sekun-Impedance protection equipment shown. respond to current relay. FIie r through is the second
An der Primärwicklung eines Wandlers Wl hegt 20 därkreis des Wandlers !F 2 aufgetrennt. sO daß da-On the primary winding of a converter Wl there is 20 open circuit of the converter! F 2. s O that there-
tine Phasenspannung U 1 des zu schützenden Sy- sp;mnungsabhüngige Anregeglied LG ! kein Aus-tine phase voltage U 1 of the system to be protected sp; dimension-dependent excitation element LG! no exit
stcnis. In gleicher Weise fließt durch die Primärwie'k- gungssignal mehr abgibt. Um zu verhindern. JaI:1.stcnis. In the same way, more flows through the primary weighing signal. To prevent. YesI: 1 .
lung eines Stromwandlers ΙΓ3 der /u der gleichen hierbei durch Überschreiten des im siromabhang-igeiidevelopment of a current transformer ΙΓ3 the / u of the same here by exceeding the im siromabhang-igeii
Phase zugehörige Strom /1. während die Primär- Anregeglied /Gl eingestellten Ubeistromwenes derPhase associated current / 1. while the primary excitation element / Gl set Ubeistromwenes the
wicklung eines Stromwandler* H'1 von dem Null- 25 Bcfehlsgebcr B eingeschaltet wird, liegt ein Kontai-twinding of a current transformer * H'1 from which zero 25 Bcfehlsgebcr B is switched on, there is a continuity
strom JO des Systems durchflossen wird. Die Sekun- des Überstromauslösers LVl in Reihe zum Ausgangcurrent JO of the system is flowing through. The seconds of the overcurrent release LVl in series with the output
däiwicklung des Wandlers Wl ist über eine Um- des NOR-Gatters — «UND'-Verknüplungsscha!-The winding of the converter Wl is via a reversal of the NOR gate - "AND" logic!
schalteinrichtung (■' und einen (Jberstromauslöser lung .Yl. Bei aulgetrenntem Sekundärkreis desswitching device (■ 'and an (overcurrent release .Yl. If the secondary circuit of the
I'A an ein spannung*ablüinszi«es Anregeglied (/GI Wandlers Wl kann also der Betehlsgeber />' nur I am connected to a voltage * ablüinszi «es stimulating element (/ GI converter Wl can therefore only be the responsibility of the orderer
angeschlossen. Dieses spannuimsabhäniiiue Anreue- 30 noch bei Überschreiten des Überslromweries tür da-·connected. This tension-dependent refinement even when crossing the Überslromweries door
glied L'G 1 gibt immer dann ein Ausgangssignal ab. stromabhängige Anregeglied ICH eingeschaltet wcr-element L'G 1 always emits an output signal. current-dependent excitation element I switched on wcr-
wenn ein bestimmter Spannungsweri am Eingang den.if a certain voltage value at the input.
überschritten wird. Das NOR-Gatter — »UND<-V< rknüpiungsschal-is exceeded. The NOR gate - "AND <-V < knitting scarf
üie Sekundärwieklunu des Stromwandler* U' 3 lung /Y 1 —erhält also an beiden Eingang η im N. rliegt in Reihe zu zwei stromabhänu'gen Anregeglie- 35 rnalzustand Signal. Erst wenn weder an dem Aiisdern /1. 1 und ICi 2. Von diesen ist das stromabhän- uanü des spannungsabhängigen Anregegliedes LCi I gige Anregeglied /G 2 auf einen größeren Ansprech- noch an dem Ausgang des stromabhängigen Anregewert eingestellt als das stromabhängige Anregeglied gliedcs /G 1 ein Ausgangssignal erscheint, wenn also /G 1. Beide geben dann ein Ausgangssignal ab, wenn eine bestimmte Grenzspannung der Spannung ί 1 der jeweils zugehörige Ansprechwert durch den Hin- 40 unterschrit'en und ein bestimmter Grenzwert des gangsstrom nicht überschritten ist. Stromes / 1 überschritten wird, entsteht ein Aus-The secondary voltage of the current transformer * U '3 ment / Y 1 - thus receives signals at both inputs η in the N. r is in series with two current-dependent excitation general state signals. Only if neither on the Aiisdern / 1. 1 and ICi 2. Of these, the current-dependent uanü of the voltage-dependent excitation element LCi I gige excitation element / G 2 is set to a greater response even at the output of the current-dependent excitation value than the current-dependent excitation element / G 1 an output signal appears, so if / G 1. Both then emit an output signal when a certain limit voltage of the voltage ί 1 of the respective associated response value is undershot and a certain limit value of the output current is not exceeded. Current / 1 is exceeded, an output
Der .Ausgang des spannungsabhängigen Anrege- gangssignal an dem NOR-Gatter — :.UND-\er-The .output of the voltage-dependent excitation signal at the NOR gate -: .AND- \ er
gliedes L'G 1 und der Ausgang des stromabhängigen knüpfungsschaltung Al. Bei Überschreiten einesmember L'G 1 and the output of the current-dependent logic circuit Al. When exceeding a
Anregegliedes /G I sind an die Eiunäntie eines zweiten Siromwertes wird auch das Signal am sirom-The excitation element / G I are connected to a second sirom value, the signal at the sirom
N'OR-Gattcrs -- »UNDK-Verknüpfungsschallung 45 abhängigen Anregeglied /G2 verschwinden, so daßN'OR-Gattcrs - »UNDK linkage sound 45 dependent excitation element / G2 disappear, so that
.V 1 — geführt. Der Ausgang dieses NOR-Gatters ist am Ausgangssignal des NOR-Gatters .V 2 ein Signal.V 1 - guided. The output of this NOR gate is a signal at the output signal of the NOR gate .V 2
über den Kontakt des Überstromrelais ÜA an den erscheint und unabhängig von dem spannungsabhän-via the contact of the overcurrent relay ÜA to which appears and regardless of the voltage-dependent
Eingang eines Befehlsgebers B angeschlossen. Außer- gigen Anregeglied LGl den Befchlsge'vr einschal-Input of a command generator B connected. External excitation element LGl switch on the command
dem ist der Ausgang des stromabhängigen Anrege- let.this is the output of the current-dependent starter.
gliedes /G 2 mit dem größeren Ansprcehwen über 50 Die Ansprecheharakteristik der in F i g. 1 besehrie-gliedes / G 2 with the greater demand over 50 The response characteristics of the in F i g. 1 dis-
ein NOR-Gatter Λ'2 ebenfalls mit dem Eingang des benen Sc'.altung ist in F i g. 2 dargestellt. Flier ist da^a NOR gate Λ'2 also with the input of the Benen Sc'.altung is in F i g. 2 shown. Flier is there ^
Befehlsgebers B verbunden. Verhältnis der Spannung L'l zur Nennspannung LCommander B connected. Ratio of the voltage L'l to the nominal voltage L.
Die Umschalteinrichtung L'. die liier als ein Relais auf dei Ordinate und das Verhältnis des Stromes / i mit Umschaltkontakt dargestellt ist. isi an die Sekun- zum Nennstroni /v auf der Abszisse dargestellt. F.s ist dünviekluni: des Stromwandlers IF 1 angeschlossen :,:, angenommen, daß der Ansprechwert des stronutbvind wird eine Umschaltung vornehmen, wenn der hangigen Aiiregegliedcs IG 1. nämlich das Verhältnis Nullstrom einen bestimmten Wert überschreitet. Bei des Stromes/1 zu ii Nennstrom /v. bei dem das stromeiner Umschaltung der Umschalteinrichtung durch abhängige Anregeglied /Gl gerade anspricht, den einen fließenden Nullslrom IO wird dem spannungs- Wert U.25 besitzt, während der entsprechende Anabhänsiinen Anreeeülied Ulli eine kleinere Span- 6o spreehwe' des stromabhängigen Anregegliedes l<!2 nuug L'l vorgetäuscht, so daß es schon bei einem ge- bis 2.2 liegt. Die sich dadurch ergebende Ansprechringcrcn Spannungsrückgang der Spannung L'l an- kennlinie AT 1 ist in I- i g. 2 dargestellt. Durch entspricht und kein Ausgangssignal mehr an das nach- sprechende Wahl der Ansprechwerte für die Anregegeschaltete NO^.-Gatter — »UND«-Verknüpfungs- glieder läßt sich immer der durch den Punkt /' dargesehaltung ;V 1 — abgibt. Ein besonderer Vorteil — G5 stellte kritische Lastfall bei einer Doppelleitung, von besonders für entferntere Fehler — ergibt sich, wenn der ein Leitungsteil ausgefallen ist. so legen, daß mit man der Umschalteinrichtung U eine Auswahlschal- Sicherheit keine Anregung erfolgt. Trotzdem ergibt tunp zur Auswahl des größten Phasenstromes und sich durch den niedrigen Ansprechwert des stromab-The switching device L '. the liier is shown as a relay on the ordinate and the ratio of the current / i with changeover contact. isi v displayed on the secondary to Nennstroni / on the abscissa. Fs is connected to the current transformer IF 1 :,:, Assuming that the response value of the stronutbvind will switch over when the inclined Aiiregiedercs IG 1. namely the ratio of zero current exceeds a certain value. At the current / 1 to ii nominal current / v . in which the current of a changeover of the switching device by the dependent exciter / Gl just responds, a flowing zero current IO has the voltage value U.25, while the corresponding attached excitation element Ulli has a smaller span voltage of the current-dependent exciter l <! 2 nuug L'l faked, so that it is already at one to 2.2. The resulting response ringcrcn voltage drop in voltage L'I characteristic AT 1 is shown in I-i g. 2 shown. By corresponding and no more output signal to the subsequent selection of the response values for the activated NO ^. Gates - "AND" gates, the one represented by the point / '; V 1 - can always be emitted. A particular advantage - G5 was a critical load case for a double line, especially for more distant faults - arises when one part of the line has failed. lay in such a way that with the switching device U a selector switch safety no excitation takes place. Nevertheless, tunp results in the selection of the largest phase current and due to the low response value of the downstream
hängigen Anregegliedes IG 1 eine sehr große Empfindlichkeit bei kleinen Fehlerströmen, die bei auftretendem Fehler dann vorhanden sind, wenn zu einer Schwachlastzeit nur wenige Generatoren am Netz in Betrieb sind.pending excitation element IG 1 is very sensitive to small fault currents, which are then present in the event of a fault when only a few generators are in operation on the network at a low load time.
Darüber hinaus gewährleistet die alleinige Verwendung von spannungs- und stromabhängigen An regegliedcrn und das Fehlen jeder Meßschaltung zu Quotientcnbildung bzw. zur Berücksichtigung de Phasenwinkels, daß die Anregung, d. h. die Einschal tung des Befehlsgebers B, unmittelbar nach Auftretei des Fehlers erfolgen kann.In addition, the sole use of voltage and current-dependent regegiedercrn and the lack of any measuring circuit for quotient formation or to take into account de phase angle ensures that the excitation, ie the switching on of the command generator B, can take place immediately after the occurrence of the error.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Legal Events
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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