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Verfahren und Vorrichtung zur Eurzschlußüberwachung Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines
zu schützenden Objekts auf der Basis des Vergleichens der diesem zufließenden und
der von diesem abfließenden Ströme, -wobei im Falle des inneren Kurzschlusses eine
Schutzeinrichtung in Tätigkeit treten soll, z. BO das Objekt abgeschaltet werden
soll.
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Es ist eine Technik der genannten Art bekannt, die beruht auf dem
Vergleich der Richtungen der dem zu schützenden Objekt zufließenden und von diesem
abfließenden Ströme, der getrennten Summierung dieser Ströme und der Formierung
von zwei Kontrollsignalen hieraus, die auf das Anregeglied der Schutzeinrichtung
gegeben werden.
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Bekannt ist auch eine Stromrichtungsvergleichschutzeinrichtung, die
ein Differentialanregeglied, ein Verriegelungselement, ein Phasenvergleichsorgan,
bestehend aus in die Zweige der Schutzeinrichtung geschalteten Zwischentransformatoren,
Gleichrichtern, Re@@iselementen und logischen Elementen, enthält (siehe be@@pielweise
Erfinderschein Nr. 182217, K1. 21c, 68/50, UdSSR).
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Bei dieser Einrichtung wird für den Phasenvergleich eine einpolige
Gleichrichtung der Zweigatröme der Schutzschaltung und Summierung der gleichgerichteten
Ströme benutzt, wobei angenommen wird, daß die dem Objekt zufließenden Ströme eine
Phase und die vom Objekt abfließenden Ströme eine entgegengesetzte Phase aufweisen.
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Bei Innenkurzschluß, wo die Ströme aller Anschlüsse dem Fehlerort
zufließen, weist der gleichgerichtete und summierte Strom stromlose Phasen auf,
deren Größe durch die Phasenverschiebung der Ströme der Zweige ton der Schutzeinrichtung
bestinat wird und die etwa einer ilalbperiode gleich sind. Beim Vorliegen von stromlosen
Pausen gibt das Phasenvergleichsorgan ein Signal auf eine UND-Schaltung, deren zweiter
Eingang ein Signal Vol Stromrelais erhält, so daß der Schutz anspricht. Bei Außenkurzschluß
weist der gleichg f richtete Strom keine stromlosen Pausen auf, so daß der Schutz
nicht anspricht.
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Wie jedoch die Betriebspraxis derartiger Schutzeinrichtungen
zeigte,
können die Stromtransformatoren dieser Schutzeinrichtung im Übergangszustand des
inneren bzw. äußeren Kurzschlusses im Laufe der ersten Halbperiode nach der Entstehung
einer Störung gesättigt werden, was beim Außenkurzschluß zum Auftreten von beträchtlichen
stromlosen Pausen und demzufolge - zum nichtselektiven Abschalten des zu schützenden
Objektes führt.
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Ferner ist ein Stromrichtungsvergleichsschutz be-Kannt mit in die
Zweige der Schutzeinrichtung geschalteten Zwischentransformatoren, ein em Differentialanregeglied,
einem Phasenvergle ichsorgan, bestehend aus Rechteckimpulsformern mit Rückstellverzögerung,
die auf das Vorzeichen des Stromes (der Spannung) reagieren, logischen und integrierenden
Elewanten, mit deren Hilfe msn zUnCchßt getrennt die Rechteckimpulse summiert, die
den positieven (zufließenden) und negativen (abfließenden) Halbwellen der den Schutzzweigströmen
proportionalen Spannungen entsprechen, dann die aufgetretenen zwei Rechteckimpulsfolgen
summiert und die stromlosen Pausen mißt, @@@ei ef; bestimmter Größe die Abschaltung
des zu schützenden Objektes erfolgel soll.
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Diesem Schutz ist der gleiche Nachteil, wie dem oben beschriebenen
Schutz eigen, obwohl bei diesem zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des selektiven
Ansprechens beim Arbeiten der Stromtransformatoren mit großen Fehlern Rechteckimpulsformer
mit
Rückstellverzögerung benutzt werden.
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Zweck der Erfindung ist es, die erwärmten Nachteile zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Schutzüberwachung auf der Basis des Stromrichtungsvergleichs anzugeben, bei
welcher der Einfluß der Sättigung der Stromtransformatoren im Kurzschlußübergangsbetrieb
auf die Ansprech Selektivität des Stromrichtungsvergleichschutzes ausgeschlossen
ist.
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Dies wird dadurch erreicht, daß man bei dem Verfahren zur Stromrichtungsvergleichsschutzüberwachung
gemäß der Erfindung die bei getrennter Summierung der zufließenden und abfließenden
Ströme geformten Kontrollsignale im Anfangsmoment der ersten Halbperiode ab Entstehungsmoment
der Störung im Laufe eines vorgegebenen Zeitintervall8 fixiert und beim Vorliegen
von zwei Signalen ein Verriegelungssignal, auf das Anregeglied der Schutzeinrichtung
gibt, wodurch ein Abschalten des Schutzes bei einem äußeren Kurzschluß verhindert
wird.
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Zur Anwendung dieses Verfahrens wird eine Schutzüberwachungs einrichtung
vorgeschlagen, die in die Zweige der Schutzeinrichtung gelegte Zwischentransformatoren,
ein Differentialanregeglied, ein Phasenvergleichsorgan mit logischen Schaltungen
und Relaiselementen, darunter eines mit Abfallverzögerung, enthält und die gemäß
der Erfindung
mit einem ansprechverzögerten Relaiselement versehen
ist, wobei der Eingang dieses Relais über eine logische @ Schaltung und das abfallverzögerte
Relaiselement mit Relaiselementen, die auf die zufließenden und abtließenv den Ströme
reagieren, verbunden ist, während sein Ausgang (einer Torschaltung) mit dem Eingang
eines Inhibitors verbunden ist, dessen anderer Eingang an den Ausgang der UND-Schaltung
gelegt ist, wobei die Eingänge der UND-Schaltung mit den Ausgängen der Relaiselemente,
die auf die zufließenden und abfließenden Ströme reagieren, verbunden sind, während
der Ausgang des abfallverzögerten Relaiselementes über eine NICHT-Schaltung an den
Eingang der Speicherschaltung #gelegt ist, deren anderer Eingang mit dem Ausgang
des Inhibitors verbunden und der Ausgang der Speicherschaltung an den Eingang eines
weiteren mit dem Anregeglied verbundenen Inhibitors gelegt ist.
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Die gemaß der Erfindung ausgeführte Einrichtung zur Schutzüberwachung
sichert eine recht wirksame Schutzselektivität, schließt jegliche Beeinflussung
durch die Stromtransformatoren aus und vermindert die Wirkungsdauer des Schutzes.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel
der Schutzüberwachung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen eingehend beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 Blockschaltung der Schutzüberwachung
entsprechend
dem erfindungege:näßen Verfahren; Fig. 2 (a und b) - Arbeitszeitdiagramme der Überwachungsschaltung
nach Fig. 1 bei äußerem (a) und innerem (b) Kurzschluß.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung zur Schutzüberwachung
wird an einem Schutzausführungsbeispiel tür das Objekt 1 (Fig. 1) mit drei Pnschlüssen,
deren Zahl verschieden sein kann, betrachtet.
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Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß in die Zweige des Stromrichtungsvergleichschutzes
des Objektes 1 in Reihe mit den Stromtransformatoren 2 Zw is chentransformat oren
3 geschaltet sind.
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In den gleichen Stromkreis ist über einen Zwischentransforaator 4
das Differentialanregeorgan 5 der Schutzeinrichtung gelegt, dessen Ausgang mit einem
der Eingänge eines In-(Torschaltung) hibitors (Einheit 6) verbunden ist. Die Mittelanzapfungen
der Sekundärwicklungen der Zwischentransformatoren sind an einen der Eingänge von
Relais 7, 8 angeschlossen, die auf die zu- und abfließenden Ströme reagieren, wobei
die Anfänge dieser Wicklungen über die Gleichrichter 9 an den zweiten Eingang des
Relais 7 und die inden über Gleichrichter 10 - an den zweiten Eingang des Relais
8 gelegt sind.
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Die Ausgänge der Relais 7 und 8 sind mit der UND-Schaltung 11
und
der ODER-Schaltung 12 verbunden, während der Ausgang der Einheit 12 an den Eingang
eines momenton ansprechenden und verzögert abfallenden Relais 13 gelegt ist. Seinerseis
ist der Ausgang des Relais 13 mit dem Eingang eines ansprechverzögerten Relais 14
und dem Eingang von NICHT-Schaltung (Negator 16) verbunden. Der Ausgang der Binheit
11 ist an den Eingang eines Inhibitors (Einheit 15) gelegt, dessen anderer Eingang
mit dem Ausgang des Relais 14 verbundan ist. Der Ausgang des Negators 16 ist an
eine Speicher schaltung (Einheit 17) gelegt, deren anderer Eingang mit dem Ausgang
der Einheit 15 verbunden ist, während der Ausgang der Einheit 17 an den Eingang
des Inhibitors 6 gelegt ist.
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Der Ausgang von 6 wirkt z.B. auf einen Abschalter für Objekt 1.
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zeigt auch die Widerstände 18 im Stromkreis der Gleichrichter 9 und
10 und mit Pfeilen - die Richtung der Primärströme iI, iII, iIII, der Sekundärströme
iI', iII', iIII' der Stromtranformatoren 2, des abfließenden Stromes ia und des
zufließenden Stromes ib.
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Die beschriebene Einrichtung zur Schutzüberwachung beruht, wie auch
die ähnlichen bekannten Einrichtungen, auf dem Vergleich der zufließenden und abfließenden
Ströme.
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Da bei einem äußeren Kurzschluß der abfließende Strom dar Summe der
zufließenden Ströme gleich ist, d.h.
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ii aiii+iiii ist, so summiert man getrennt die Sekundärströme i'1,
iII', iIII' Fig. 2a) und formiert aus diesen zwei
Kontrollsignale
ia und ib. Dies wird mit Hilfe der Zwisokentransformatoren 3 und der Relais 7,8
realisiert. Die Relais 7,8 stell@n das Vorliegen dieser Kontrollsignale ia und ib
in einer bestimmten Höhe ic fest, die den maximalen Belastungastrom übersteigen
soll.
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Im Anfangsmoment wird bei einem inneren Kurzschluß (in (nur 7 spricht
an) der Objektschutzzone) ein Kontrollsignal und bei einem (7 und 8 spricht an)
äußeren Kurzschluß - zwei SignaleVfixiert, was es gestattet die Kurzschlußstelle
(in der Schutzzone oder außerhalb dieser) eu bestenen. Bei einem äußeren Kurzschluß
gelangen die Ausgangssignale der Relais 7, 8 auf die Eingänge der UND-Schaltung
11 und der ODEX-Schaltung 12. Das Ausgangssignal der ODER- Schaltung wirkt auf das
abfallverzögerte Relais 13, wobei das Ausgangssignal des Relais 13 auf den Eingang
des Negators 16 und den Eingang des ansprechverzögerten Relais 14 gelangt. Vom Ausgang
des Relais 14 gelangt; das Signal auf den Eingang des Inhibitors 15, dessen andere-Eingang
das Signal vom Ausgang der UND-Schaltung 11 erhält. Somit ist wegen der Ansprechverzögerung
t' des Relais 14 und der Abfallverzögerung t des Relais 13 das Ansprechen des Inhibitors
15 nur im Anfangsmoment des Kurzschlusses möglich.
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Außerdem sichert die Abfallverzögerung t des Relais 13 die Zuführung
von kontinuierlichen Signalen zu den Einheiten 15 und 17.
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Bei einem äußeren Kurzschluß erscheint am Ausgang der Einheit 15
ein kurzzeitiges Signal, das auf die Speicherschaltung 17, welche einen Trigger
darstellt, gegeben wird,
und da am Ausgang des Negators 16 kein
Signal vorliegt, diesen Trigger umschaltet, womit ein Verriegelungssignal auf den
Inhibitor 6 gegeben wird.
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Jetzt können auch bei äußeren Kurzschlüssen durch Sättigung der Stromtransformatoren
2 hervorgerufene Unsymmetrien,@@ die ein Ansprechen des Differentialanregegliedes
5 hervorrufen, nicht mehr zum Abschalten des geschutzten Objektes führen, da das
Ansprechen des Inhibitors 6 verblockt ist.
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Nach dem Abschalten des äußeren Kurzschlusses erscheint am Ausgang
des Negators 16 ein Signal, das die Speicherschaltung 17in Ausgangszustand zurückbringt
und die Einheit 6 wird entriegelt.
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Bei einem inneren Kurzschluß spricht im Anfangsmoment die ODER-Schaltung
an, die mit einer Verzögerung, die durch das Intervall zwischen den Kontroll@ignalen
des abfließenden Stromes ia und zufließenden Stromes ib bestian wird, über die Relais
13, 14 das Ansprechen des Inhibitors 15 bis zum @ Abschalten des Kurzschlusses verbietet.
Im Verlaufe des Kurzschlusses gelangt also auf den Eingang des Inhibitors 6 kein
Verriegelungssignal, so daß beim Ansprechen des Anregegliedes 5 das zu schützende
Objekt abgeschaltet wird.