DE2062854B2 - Überwachungseinrichtung für Leitungen zwischen einem Mehrphasen-Spannungswandler und einer Netzschutz-MeBeinrichtung - Google Patents
Überwachungseinrichtung für Leitungen zwischen einem Mehrphasen-Spannungswandler und einer Netzschutz-MeBeinrichtungInfo
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für Leitungen zwischen einem Mehrphasen-Spannungswandler
und einer Netzschutz-Meßeinrichtung.
Spannungswandler dienen vielfältigen Aufgaben. In der Schutztechnik werden sie z. B. dazu verwendet, die
zumeist hohen Netzspannungen (einige 1000 V) herunterzutransformieren,
so daß bei den Netzschutz-Meßsystemen selbst nur niedrige Spannungen vorhanden sind.
Um hochspannungsfeste Leitungen einzusparen, wird man die notwendigen Mehrphasen-Spannungswandler
möglichst in unmittelbarer Nähe der Netzleitungen anordnen. Von der Sekundärseite der Spannungswandler
sind dann bis zur eigentlichen Meßeinrichtung, die sich vorzugsweise in einer Schaltstation befindet,
Zuleitungen erforderlich, die lediglich hinsichtlich der niederen Spannungen isoliert sein müssen.
Besonders bei zentral angeordneten Netzschutz-Meßsystemen
können aber diese Zuleitungen selbst eine beträchtliche Länge erreichen.
Eine schadhafte Zuleitung kann jedoch einen Fehler der zu schützenden Netzleitung vortäuschen und somit
deren ungewollte Abschaltung auslösen, weil das Netzschutz-Meßsystem selbst nicht zwischen einem
netzseitigen Fehler (bei dem es anzeigen muß) und einem Fehler auf der Zuleitung vom Spannungswandler
unterscheiden kann.
In den meisten bekannten Anlagen sind die Spannungszuleitungen zu den Meßsystemen nur gegen
Kurzschlüsse gesichert. Für diese Zwecke verwendet man Sicherungsautomaten, die ab einer bestimmten
Stromstärke die zugehörigen Meßsysteme von den Spannungswandlern trennen und mit einem Hilfskontakt
blockieren.
Ein wesentlicher Nachteil ist darin zu sehen, daß für schnelle Netzschutzeinrichtungen die Verwendung von
Sicherungsautomaten unmöglich ist, da deren Ansprechzeit länger als die Auslösezeit des Netzschutzes
ist. Die Verwendung von stromabhängigen Sicherungsautomaten ergibt bei einer glatten Leitungsunterbrechung
(bei der kein Kurzschlußstrom auftritt) eine unvermeidbare Fehlauslösung der Schutzeinrichtung,
was einen weiteren Nachteil des Bekannten darstellt.
Durch die DE-PS 5 56 810 ist es bekannt, eine erste bewegliche Mehrphasen-Speiseleitung für einen Motor
durch Vergleich mit einer zweiten Parallelleitung zu überwachen. Dabei sind in diese Parallelleitungen Relais
eingebaut, die nur dann ansprechen und eine Unterbrechung aller Mehrphasen-Speiseleitungen bewirken,
wenn eine dieser Mehrphasen-Speiseleitungen unterbrochen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überwachungseinrichtung für Leitungen zwischen einem Mehrphasen-Spannungswandler
und einer Netzschutz-Meßeinrichtung anzugeben, welche zwischen Fehlern in dem zu
überwachenden Hochspannungssystem und Fehlern auf den Meßleitungen selbst unterscheiden kann.
Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteren-
Sprüchen beschrieben.
Der Vorteil der Erfindung ist vor allem darin zu sehen,
daß mit Sicherheit eine Fehlauslösung der Netzschutz-Meßsysteme verhindert wird, unabhängig davon, ob in
einer Meßleitung, d h. in einer Leitung zwischen einem '> Mehrphasen-Spannungswandler und einer Netzschutz-Meßeinrichtung,
ein Kurzschluß oder eine Leitungsunterbrechung auftritt
Es empfiehlt sich, die in getrennten Kabeln verlegten Leitungen gemeinsam an die Sekundärwicklung eines >
<· Mehrphasen-Spannungswandlers anzuschließen.
Wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung die in getrennten Kabeln verlegten Leitungen jeweils an einer
Sekundärwicklung eines mit zwei gleichen Sekundärwicklungen ausgestatteten Mehrphasen-Spannungs- '">
Wandlers angeschlossen sind, werden auch Windungsschlüsse oder Unterbrechungen dieser Sekundärwicklungen
von der Überwachungseinrichtung erkannt
Besonders vorteilhaft ist es, zwischen jede Leitung und der zugehörigen Sekundärwicklung des Mehrpha- -<
> sen-Spannungswandlers eine superflinke Schmelzsicherung einzuschalten. Damit werden einerseits größere
Leitungsschäden bei Kurzschluß vermieden und andererseits stellt für die vorgeschlagene Überwachungseinrichtung
eine Leitungsunterbrechung, die von einer -'"> abgeschmolzenen Sicherung nachgebildet wird, das
deutlichste Auslösekriterium dar.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn zwischen Leitungen gleicher Phase der getrennten Kabel Primärwicklungen
von Spannungswandlern geschaltet sind, deren Sekun- «·
därwicklungen über jeweils eine Gleichrichter-Brückenschaltung an die Anregeeinrichtung eines gemeinsamen
ersten Schaltelements geführt sind, und wenn zwischen den Leitungen je eines Kabels in Sternschaltung
liegende ohmsche Widerstände in Verbindung mit jeder '">
Sternschaltung zugeordneten zweiten und dritten Schaltelementen vorgesehen sind, wobei die Anregeeinrichtungen
dieser Schaltelemente jeweils zwischen einem der Sternpunkte aus der Sternschaltung der
ohmschen Widerstände und dem der gesamten Überwa- ·»«
chungseinrichtung gemeinsamen Erdanschluß eingeschaltet sind.
Weiterhin ist es empfehlenswert, die zweiten und dritten Schaltelemente so auszubilden, daß das jeweils
zuerst ansprechende bei bereits erregtem erstem 'r'
Schaltelement das andere sperrt, also am Ansprechen hindert.
In der Zeichnung sind erfindungsgemäße Ausführungen beispielsweise dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, r>'i
Fi g. 2 eine Abwandlung der Einrichtung nach Fig. 1,
wobei lediglich das abgeänderte Schaltungsdetail dargestellt ist.
In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, die folgendes bedeuten: r>r>
1 bzw. Γ einen Mehrphasen-Spannungswandler mit Sekundärwicklungen, la bzw. la und \b, ferner 2,3,4,5,
6 und 7 superflinke Schmelzsicherungen, 8 und 9 Leitungen zu den Meßsystemen 10 und 11. Weiterhin
sind mit 12, 13 und 14 Spannungswandler oder mi Differenzspannungsdetektoren und mit 15, 16 und 17
Gleichrichter-Brückenschaltungen bezeichnet. Die Bezugsziffern 18, 19, 20, 21, 22 und 23 kennzeichnen
ohmsche Widerstände. Mit A, Bund Csind Anregeeinrichtungen
und mit au a2, a3, b\, tn, C\, C2 Schaltstrecken
der ersten, zweiten und dritten Schaltelemente gekennzeichnet. R, Sund Tbezeichnen Netzphasen. Anschlußklemmen
sind mit den Bezugsziffern 30, 40, 50, 60, 70, 80,90,100,110 und 120 versehen.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung sei anhand von F i g. 1 näher erläutert
Über den Mehrphasen-Spanmt-gswandler 1 werden
die Spannungen der Phasen R, S und T heruntertransformiert
und an dessen Sekundärwicklung la abgegriffen. Die Leitungen 8 und 9 zu den Netzschutz-Meßsystemen
10 und U sind in getrennten Kabeln, die auch in verschiedenen Kabelschächten verlegt sein können,
geführt Damit wird erreicht, daß nicht beide Kabel zugleich beschädigt und damit auch beide Meßsysteme
abgetrennt werden. Sofern alle Leitungen 8 bzw. 9 in Ordnung sind, und auch die superflinken Schmelzsicherungen
2 bis 7 nicht durchgeschmolzen sind, werden die Leitungen der beiden getrennten Kabel gleicher Phase
stets dasselbe Potential z. B. gegenüber dem gemeinsamen Erdanschluß aufweisen. Somit liegt zwischen den
Anschlußklemmen 60 und 50,30 und 80 sowie 40 und 70 keine Spannung, die über einen der Differenzspannungsdetektoren
oder Spannungswandler 12, 15 bzw. 13, 16 bzw. 14, 17 aus je und je einem der Gleichrichter-Brückenschaltungen 15 bis 17 die Anregeeinrichtung
A für das erste Schaltelement A, a\, a2
beeinflussen könnte.
Wenn nun z. B. für die Phase R in der Leitung 8 eine Unterbrechung auftritt, muß das Meßsystem 10
blockiert werden, damit dieses nicht die Abschaltung der ungestörten Netzleitung auslöst.
Zu diesem Zweck wird die infolge der Unterbrechung entstehende Spannungsdifferenz zwischen den Phasen
R der Leitungen 9 und 8 von der Primärwicklung des Spannungswandlers 14 erfaßt.
Von der Phase R der Leitung 9 fließt über die Anschlußklemme 80, die hochohmige Primärwicklung
des Spannungswandlers 14 und weiter über die Anschlußklemme 30, den Spannungspfad (Spannungsspule bei einem Drehspulmeßwerk) des Meßsystems 10
zurück über die Phasen S bzw. Tder Leitung 8 ein sehr kleiner Wechselstrom. Bei einer anderen Schaltungsart
des Meßsystems kann der Stromkreis auch über den gemeinsamen Erdanschluß geschlossen werden.
Die am Spannungswandler 14 wirksam werdende Wechselspannung wird durch die Gleichrichter-Brükkenschaltung
17 gleichgerichtet und dann der Anregeeinrichtung A zugeführt, wodurch die Schaltstrecken a\,
a2 und a3 des ersten Schaltelementes leitend werden.
Über die Schaltstrecke ai könnte somit (bei Fehlen von
b\ und Ci) sofort ein Blockiersignal (z. B. Erdpotential) an
beide Meßsysteme 10 und 11 gelegt werden, wodurch eine ungewollte Abschaltung des Hochspannungsnetzes
vermieden wird.
Um zu vermeiden, daß auch das an der einwandfreien Zuleitung 9 angeschlossene Meßsystem U unnötig
blockiert wird, ist noch eine Auswahlschaltung, bestehend aus den zweiten und dritten Schaltelementen B, b\,
bi und C, c\ C2 mit deren Schaltstrecken b\, bi und C\, C2
sowie deren Anregeeinrichtungen Bund Cvorgesehen.
Die Anregeeinrichtungen B bzw. C sind zwischen dem gemeinsamen Erdanschluß (über Klemme 120) und
jeweils dem Sternpunkt einer an die Phasen R, Sund T
der Leitungen 8 bzw. 9 angeschalteten Widerstandssternschaltung angeschlossen. Diese Widerstände bilden
zusammen mit diesen zweiten und dritten Schaltelementen je einen Nullspannungsdetektor 18,19,
20, B, bu tu und 21,22,23, Q cu C2.
Da aufgrund der Unterbrechung in der Phase R der Leitung 8 die Bedingung, wonach in einem ungestörten
Mehrnhasensystem die Summe aller Phasenspannungen
gleich Null ist, nicht mehr eingehalten werden kann, entsteht zwischen dem Sternpunkt der ohmschen
Widerstände 18, 19, 20 und dem gemeinsamen Erdanschluß eine Nullkomponente der Phasenspannungen,
welche die Anregeeinrichtung B des zweiten Schaltelementes speist, worauf dessen Schaltstrecken b\
und bi leitend werden.
letzt gelangt das Blockiersignal von der Anschlußklemme 90 über die Schaltstrecken a\ und b\ allein an
das Netzschutz-Meßsystem 10.
Das Meßsystem 11 bleibt somit unbeeinflußt und kann daher weiter seine Schutzaufgabe erfüllen.
Jetzt könnte aber durchaus der Fall eintreten, daß netzseitig eine Unsymmetrie der Phasenspannungen
(z. B. durch Erdschluß einer Hochspannungsnetzleitung) auftritt, die von diesem Meßsystem 11 erfaßt werden
muß.
Infolge der Unsymmetrie der Phasenspannungen (welche z. B. durch einen netzseitigen Erdschluß
verursacht wird) entsteht auch zwischen dem Sternpunkt der Widerstände 21,22,23 und dem gemeinsamen
Erdanschluß (Anschlußklemme 120) eine Nullkomponente der Phasenspannungen die über die Anregeeinrichtung
Cdie Schaltstrecke C\ in den leitenden Zustand steuern würde.
Das hätte über die Schaltstrecken a\ und C\ eine
Blockierung des Meßsystems 11 zur Folge, weil es natürlich für das Auftreten einer Spannung an der
Widerstandssternschaltung gleichgültig ist, ob ein Fehler in der Leitung 9 oder schon im Hochspannungsnetz
vorliegt
Es ist daher erforderlich, das dritte Schaltelement C,
Cu Ci zu sperren. Dazu ist der Anregeeinrichtung Cdie
Reihenschaltung der Schaltstrecken a^ und bi parallel
geschaltet. Über diese ist die Anregeeinrichtung C überbrückt, die Schaltstrecke C\ (auch ei) bleibt
hochohmig und das Meßsystem 11 wird nicht blockiert.
Selbstverständlich bleibt die Funktionsweise der Überwachungseinrichtungen die gleiche, wenn ein
Fehler in der Leitung 9 auftritt; die Meßsysteme 10 und 11 sowie die zweiten und dritten Schaltelemente sind
völlig gleichrangig.
Sollten zuerst das erste und dritte Schaltelement A, a\, 32 und C Ci, C2 ansprechen, so wird das zweite
Schaltelement B, b\, 62 gesperrt, indem seiner Anregeeinrichtung
B die Reihenschaltung der Schalistrecken 32
und C2 parallel liegt.
Bei jeder Störung, die auf einer der Leitungen 8 oder 9 vorkommt wird in der zuvor beschriebenen Weise
jeweils das an der gestörten Leitung liegende Netzschutz-Meßsystem blockiert. Es besteht weiter kein
Unterschied in der Funktion, wenn in jede Leitung unmittelbar nach deren Anschlußpunkt an die zugehörige
Sekundärwicklung des Mehrphasen-Spannungswandlers 1 bzw. Γ Schmelzsicherungen 2—7 eingeschaltet
sind.
Damit werden lediglich stromstärkere Fehler, Kurzschluß zweier Phasen etc. zeitlich begrenzt.
Nach einer bevorzugten Ausführung erhält der Mehrphasen-Spannungswandler 1 zwei gleiche Sekundärwicklungen
la und ib.
Das gegenüber der F i g. 1 geänderte Schaltungsdetail ist der F i g. 2 zu entnehmen.
Entsteht bei dieser Variante ein Fehler etwa an der Sekundärwicklung la bei Phase R, dann arbeitet die
Überwachungseinrichtung ebenso wie im vorhin besprochenen Fehlerfall. Der Schutzbereich erstreckt sich
dann auch über die Sekundärwicklungen des Mehrphasen-Spannungswandlers.
Aus diesen Überlegungen heraus ist es auch möglich, zwei primärseitig parallelgeschaltete Mehrphasen-Spannungswandler
vorzusehen, wodurch der Schutzbereich der Überwachungseinrichtung bis zur Anschlußstelle
an der Hochspannungsleitung reicht.
In der Zeichnung ist als Blockiersignal beispielsweise Erdpotential an die Anschlußklemme 90 gelegt Wie nun
die Blockierung tatsächlich ausgeführt wird, hängt selbstverständlich von den verwendeten Meßsystemen
ab. So ist es unter anderem möglich, mit Hilfe dieses Erdpotentials ein Hilfsschaltelement zu betätigen, das
z. B. bei einem Drehspulen-Meßwerk die Spannungsspule kurzschließt.
Wenn auch in der Zeichnung als Schaltelemente elektromechanische Relais mit den Spulen A, B und C
und den Kontakten a\ bis 3j sowie b\, bi, C\ und es
dargestellt sind, so ist das nur als Beispiel zu verstehen.
Grundsätzlich können alle Arten von Schaltelementen, auch sogenannte Reed-Relais oder aus statischen
Elementen bestehende elektronische Schalter zur Anwendung kommen. Wichtig ist lediglich, daß deren
Ansprechzeiten kürzer als die der Netzschutz-Meßsysteme sind.
Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, zwei Netzschutz-Meßsysteme vorzusehen, es kann bei
Bedarf eines durch Ersatzwiderstände nachgebildet sein, um auf diese Weise eine identische Belastung der
Leitungen 8,9 zu erreichen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1
Patentansprüche:
Patentansprüche:
Κ Überwachungseinrichtung für Leitungen zwischen
einem Mehrphasen-Spannungswandler und einer Netzschiutz-Meßeinrichtung, dadurch ge- ϊ
kennzeichnet, daß jede zu übertragende Phasenspannung über ein Paar von in getrennten
Mehrphasen-Kabelsystemen (8, 9) verlegten Phasenleitern geführt ist, daß die Netzschutz-Meßeinrichtung
für jedes Mehrphasen-Kabelsystem (8, 9) to ein Meßsystem (10 bzw. 11) aufweist, daß am
Meßsystem-Einbauort für jedes Phasenleiterpaar ein Differenzspannungsdetektor (12, 15 bzw. 13, 16
bzw. 14,17) vorgesehen ist, der beim Auftreten einer
Differenzspannung zwischen den Leitern eines ir<
Phasenleiterpaares ein Blockier signal für die Meßsysteme
(10, 11) bereitstellt, und daß für jedes der Mehrphasen-Kabelsysteme (8,9) ein Nullspannungsdetektor
(18, 19, 20, B, öi bzw. 21, 22, 23, C, Ci)
vorgesehen ist, der beim Auftreten einer Nullkom- ίο
ponente der Phasenspannungen am meßsystemseitigen Ende des betreffenden Mehrphasen-Kabelsystems
(8 bzw. 9) das Blockiersignal zu dem diesem Kabelsystem (8 bzw. 9) zugeordneten Meßsystem
(10 bzw. 11) durchschaltet.
2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in getrennten
Mehrphasen-Kabelsystemen (8, 9) verlegten Phasenleiter gemeinsam an einer Sekundärwicklung(Xa)
eines Mehrphasen-Spannungswandlers (1) ange- «> schlossen sind.
3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in getrennten
Mehrphasen-Kabelsystemen (8, 9) verlegten Phasenleiter jeweils an einer separaten Sekundärwick- v>
lung (la, Xb) eines mit zwei gleichen Sekundärwicklungen ausgestatteten Mehrphasen-Spannungswandlers
(V) angeschlossen sind.
4. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeden ■»"
Phasenleiter des Mehrphasen-Kabelsystems (8, 9) und die zugehörige Sekundärwicklung (la bzw. la,
lindes Mehrphasen-Spannungswandlers (1 bzw. V) eine superflinke Schmelzsicherung (2—7) eingeschaltetist.
'r>
5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Differenzspannungsdetektor
(12,15 bzw. 13,16 bzw. 14,17) einen Spannungswandler (12, 13, 14) und eine an dessen
Sekundärwicklungen angeschlossene Gleichrichter- *><> Brückenschaltung (15, 16, 17) aufweist, daß die
Primärwicklung jedes Spannungswandlers mit einem Paar getrennt verlegter Phasenleiter (8, 9)
gleicher Phase (R, S, T) verbunden ist, daß die Ausgänge dieser Gleichrichter-Brückenschaltung an «
die Anregeeinrichtung (A) eines gemeinsamen ersten Schaltelementes (A, a\, ai) geführt sind, daß
die Nullspannungsdetektoren (18, 19, 20, B, b\, bi
bzw. 21,22,23, C, c\, cj) zwischen den Phasenleitern
je eines Mehrphasen-Kabelsystems in Sternschal- <>o
tung liegende ohmsche Widerstände (18,19, 20; 21, 22, 23) in Verbindung mit jeder Sternschaltung
zugeordneten zweiten bzw. dritten Schaltelementen (B, b), br, C, Ci, et) aufweisen, wobei deren
Anregeeinrichtungen (B, C) jeweils zwischen einem der Sternpunkte aus der Sternschaltung der
ohmschen Widerstände und dem der gesamten Überwachungseinrichtung gemeinsamen Erdanschluß
(120) eingeschaltet sind.
5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daS die zweiten und dritten
Schaltelemente (B, fei, O2; G C1, C2) so ausgebildet sind,
daß das jeweils zuerst ansprechende bei bereits erregtem ersten Schaltelement das andere sperrt
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH1758070A CH532858A (de) | 1970-11-27 | 1970-11-27 | Uberwachungseinrichtung für einen Mehrphasen-Spannungswandler und dessen Zuleitungen zu einer Schutzschaltung |
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DE2062854C3 DE2062854C3 (de) | 1979-11-29 |
Family
ID=4426508
Family Applications (1)
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