DE2063000C3 - Schaltungsanordnung in einer Netzschutzeinrichtung - Google Patents

Description

25 gleichs unsicher werden kann, so daß im Fehlerfali

eine gewollte Auslösung unter Umständen nicht erfüll.

In der obengenannten deutschen Patentschrift

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs- 1 24 i 526 wird eine Netzschutzeinrichtung behandelt, anordnung in einer Netzschulzeinrichtung, die meh- 30 deren Stromwandler bei Kurzschlüssen in die Sättirere Ströme über vorgegebene und je nach Fehlerfal! gung gelangen können. Als nachteilig wird erkannt, in Sättigung gehende Stromwandler durch einen daß im Sättigungsfall die Sekundärströme der Strom-Strom-Phasenveigleich erfaßt. wandler Nulldurchgangsverschiebungen unterliegen,

Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt die Fehlschaltungen auslösen können,
(deutsche Auslegeschrift 1 241 526). 35 Es wird dort als bekannt vorai-sgesetzt, zur Bein Netzschutzeinrichtungen dieser Art, insbesor- seitigung der Sättigungserscheinungen die normalen dere in Sammelschienenschutzeinrichtungen, ist es Stromwandler durch sogenannte Linearkoppler zu bekannt, auftretende Fehler dadurch zu erfassen, daß ersetzen, die infolge eines Luftspaltes im Eisenkreis man die Phasenlage der einzelnen Ströme überwacht. nicht in die Sättigung gelangen können. Als nachVoraussetzung hierfür ist es, daß die Stromwandler 40 teiüg wird beanstandet, daß diese Linearkoppler den Primärstrom phasengetreu abbilden. Dieses ist nur äußerst geringe Leistungen zu übertragen verjedoch nur so lange der Fall, wie die Eisenkerne der mögen.

einzelnen Stromwandler nicht gesättigt sind. Wenn Als Abhilfe wird deshalb in der deutschen Auslege-

jedoch, was in der Praxis häufig vorkommt, ein schrift 1 241 526 vorgeschlagen, mehrere Stromwand-Stromwandler mit niedrigem Kurzschlußstrom beauf- 45 ler mit unterschiedlichem Sättigungsverhalten primärschlagt wird, während ein zweiter Stromwandler einen seitig in Reihe zu schalten und diese sekundärseitig sehr hohen Kurzschlußstrom erfaßt, so können starke in Abhängigkeit vom Primärstrom so umzuschalten, Phasenverschiebungen der Sekundärströme gegen- daß der Auslösekreis der nachgeschalteten Selektveinander auftreten. Sobald nämlich der Eisenkern schutzeinrichtung bei kleinen Fehlerströmen mit der eines Stromwandlers durch einen Kurschlußstrom 50 Sekundärwicklung des normalen Wandlers und bei gesättigt wird, bricht der Sekundärstrom vorzeitig großen Fehlerströmen mit der Sekundärwicklung des zusammen, und der Nulldurchgang des Sekundär- nichtsättigbaren Linarkopplers verbunden ist. Diese stromes kann bis zu 90° und mehr gegenüber dem Schaltungsanordnung ist insofern nachteilig, als für Nulldurchgang des Primärstromes vorverlegt werden. jeden zu überwachenden Leiter zwei vom Primär-Ein typisches Beispiel für den Verlauf dieser Ströme 55 strom durchflossene Wandler vorzusehen sind. Weiterwird an Hand eines Diagrammes gemäß F i g. 1 er- hin wird eine störanfällige Umschalteinrichtung und läutert. Der primäre Kurzschlußstrom I_pr zeigt einen ein Zwischenwandler mit zwei Primärwicklungen besinusförmigen Verlauf. Der Sekundärstrom I_sek, der nötigt.

mit einem größeren Maßstab aufgetragen ist, weicht Die Linearkoppler sind für eine hohe Leistungsauf-

dagegen stark von der Sinusform ab. Beide Ströme 60 nähme zu bemessen, da sie direkt vom Primärstrom steigen bis kurz vor Erreichen des Maximums gleich- durchflossen werden. Sie wandeln den Primärstrom mäßig an. Mit dem Beginn der Sättigung des Eisen- als linear übertragende Stromwandler in einen prokernes wird der Anstieg des Sekundärstromes flacher, portionalen Sekundärstrom um, wobei Nulldurch- und er fällt dann sehr steil ab. De·· Nulldurchgang gangsverschiebungen im Sekundärstrom durch Jie de,s Sekudärstromes fällt etwa mit dem Maximum des 65 Umschalteinrichtung vermieden werden.
Primärstromes zusammen. Der Sekundärstrom bleibt Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

davir. im negativen Bereich fast konstant bis zum Null- geeignete Maßnahmen zu treffen, um in allen Fehler-Hiirchtiane des Primärstromes. Zu Beginn der zweiten fällen die möglicherweise auftretenden großen Null-

durchgangsverschiebungcn mit geringstem Aufwand so auszugleichen, daß ein eindeutiger Phasenvergleich möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sekundärwicklung jedes Stromwandlers zur Eliminierung der Nulldurchgangsverschiebungen einen Transaktor speist, in dem die erste Ableitung des Stromes gebildet wird, und daß die Sekundärwicklungen der Transaktoren mit der Strom-Phasenvergleichsschaltung verbunden sind.

Die Transaktoren sind infolge der Speisung durch die Stromwandler für vergleichsweise kleine Leistungen auszulegen und daher preisgünstig zu erstellen. Abweichend vom Stand der Technik wirken die Transaktoreu als Difierenzierglied und liefern Ausgangsspannungen, deren Nulldurchgänge von den Nulldurchgangsverschiebungen der Eingangsströme unabhängig sind.

Als besonders vorteilhaft wirkt es sich uus, daß die Schaltungsanordnung nach der Erfindung an die ao in der Netzanlage vorhandenen Stromwandler ohne Umbauten in den Primärstromkreisen angeschlossen werden kann.

Unter einem Transaktor versteht man eine Luftspaltdrossel mit relativ hochohmig abgeschlossener Sekundärwicklung. Ein Transaktor liefert bei sinusförmigen Eingangsgrößen ebenfalls sinusförmige Ausgangsgrößen mit einer Phasenverschiebung bis zu 90". Dadurch gelingt es, für die Bestimmung der Phasenlage die positiven und negativen Maxima der Wandler-Sekundärströme auszunutzen. Auf diese Art können Nulldurchgangsverschiebungen der Wandler-Sekundärströme, durch Sättigung der Wandler hervorgerufen, um bis zu 90° ausgeglichen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von Fig. 2 der Zeichnung erläutert.

F i g. 3 zeigt Stromverläufe für Schaltungsanordnungen mit und ohne Transaktor.

In F i g. 2 ist eine Eingangsschaltungsanordnung für einen Sammelschienenschutz dargestellt, die mit zwei Stromwnndlern W₁ und W, arbeitet. Der Primärstrom des Stromwandlers W₁ ist mit Z₁, der Primärstrom des Stromwandlers W., mit /., bezeichnet. Die Sekundärwicklungen der beiden Stromwandler speisen die Primärwicklungen von Transaktoren T₁ und T... Die Sekundärwicklungen der Transaktoren sind über ohmsche Widerstände/?, und R₂ abgeschlossen und speisen ferner Sinus-Rechteck-Umformer S₁ und 5... Die Ausgänge dieser Umformer beaufschlagen ein Und-Glied &, das für die Zeil der Überdeckung der Rechtecksignale ein Ausgangssigna! abgibt.

Fig. 3a zeigt die Ströme und die Rechtecksignale bci einer Wandlerschaltungsanordnung ohne Transaktoren,

Fig. 3b die entsprechenden Ströme und Rechiecksignale bei einer Schaltungsanordnung mit Transaktoren gemäß F i g. 2.

Mit Z₁., ist der sinusförmige Sekundärstrom eines ersten Wandlers bezeichnet, der nicht im Sättigungsbereich betrieben wird. Der Strom I.,., stellt den Sekundärstrom eines zweiten Wat.dlers dar, dessen Primärstrom so groß ist, daß er den Eisenkern ries Wandlers bereits nach 3,3 ms in die Sättigung treibt. In F i g. 3 a werden die Sekundärströme der Wandler direkt d^n Sinus-Rechteck-Umformern zugeführt. In weiteren Diagrammen sind dann die Rechteck-Signale für positive und negative Sekundärströme des ersten Wandlers und für positive und negative Sekundärströme des zweiten Wandlers datgestellt. Die Abszissen sind entsprechend mit I₁₂-- und I₁., , /.,., und /.,.,— bezeichnet. Die beiden letzten Diagramme von Fig. 3a zeigen die Überdeckung der positiven HMbwellen und die Überdeckung der negativen Halbwellen, wie sie von dem Und-Glied erfaßt wird. Die Überdeckungszeiten betragen jeweils nur r^ 3,6 ms und sind für eine Weiterverarbeitung der Signale /a

kurz.

In Fi g. 3 b ist mit Z₁₂ der Sekundärstrom des Wandlers W₁ und mit Z.„, der Sekundärstrom des gesättigte: Wai.dlers W., bezeichnet. Die Kurve /,.,' stell· die erste Ableitung des Stromes Z₁, dar, die um ¹JO gegenüber dem Strom Z₁₂ verschoben isl. Mit /.,,' ist die nicht sinusförmige Ableitung der Kurve /,., bezeichnet. Die Rechtecksignale für die positiven und negativen Halbwellen Z₁/⁴-, Z₁/-, Z₂₃' + , Z.,./ ergeben nach der Überlagerung in der Ünd-Stufe ausreichend lange Überdeckungszeiten von i~8,3ms

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Halbwelle zeigen Primär- und Sekundärstrom dann Patentansprüche: einen gleichartigen Verlauf, bis der Eisenkern des Wandlers erneut in die Sättigung geht. Unter gewissen

1. Schaltungsanordnung in einer Netzschutz- Voraussetzungen kann der Zeitpunkt des Nulldurchcinrichtung, die mehrere Ströme über vorgegebene 5 gangs des Sekundärstromes noch früher liegen als und je nach Fehlerfall in Sättigung gehende der Zeitpunkt des Maximums des Primärstromes. Die Stromwandler durch einen Strom-Phasenvergleich Höhe des Durchschwingens durch die Null Linie erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß schwankt sehr stark und ist von vielen Faktoren abdie Sekundärwicklung jedes Strom wandlers (W₁; hängig. Es ist deshalb kaum möglich, durch Fest- W,) zur Eliminierung der Nulldurchgangsver- xo legung bestimmter Schwellwerte für die nachgeschal-Schiebungen einen Transaktor (T₁; T.,) speist, in teten Rechteckformer (Verstärker und Amplituden dem die erste Ableitung des Stromes gebildet Begrenzer) die Nulldurchgangsverschiebung in gröüewird, und daß die Sekundärwicklungen der rem Umfang auszugleichen.

Transaktoren (T₁, T.,) mit der Strom-Phasenver- Der Betrieb einzelner Stromwandler im Sättigungs-

gleichsschaltung(S_l,X) verbunden sind. 15 bereich tritt nicht nur bei hohen Kurzschlußströmen

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- auf, sondern auch dann, wenn die Kurzschlußströnu· durch gekennzek-l.net, daß die Sekundärwicklun- Gleichstromglieder enthalten, die mit verschiedenen gen der Transaktoren (T₁, T.,) durch ohmsche Zeitkonstanten abklingen.

Widerstände (R₁, R.,) so hochöhmig abgeschlos- Das beschriebene Problem des verschobenen Nuil-

sen sind, daß die Phasenverschiebung zwischen 20 durchganges bereitet insbesondere beim Strom-Ein- und Ausgangsstrom fast 90^Λ beträgt. Phasenvergleich für den Sammelschienenschutz

Schwierigkeiten. In fast allen Fehlerfällen werden nämiich die einzelnen Stromwandler unterschiedlich hoch belastet, wodurch das Ergebnis des Phasenver-