DE2120361B2 - Distanzschutzanordnung - Google Patents

Description

zugeführt wird, daß jedem Verstärker (V)', W) ein Koinzidenzglied nachgeordnet ist, das mit jeweils mindestens einem Eingangsanschluß an einen Zeitgeber angeschlossen ist, und daß alle Koinzidenzglieder ausgangsseitig mit einer Auswerteschaltung verbunden sind (F i g. 1).

2. Distanzschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koinzidenzglieder bei zwei Entfernungsstufen als UND-Gatter Cfd, UG₂) ausgebildet sind, die mit jeweils einem Eingangsanschluß an unterschiedliche Ausgänge des Zeitgebers angeschlossen sind (F i g. 1).

3. Distanzschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koinzidenzglieder (G 1; G 2; G 3) bei mehr als zwei Entfernungsstufen mit jeweils zwei Eingangsanschlüssen (Steuereingänge Sf3, Si4; St7, Si8; Sill, Si 12) an unterschiedliche Ausgänge verschiedener Zeitgeber angeschlossen sind und eine derartige Diodenanordnung (Dioden D3 bis D8) enthalten, daß bei unterschiedlicher Ansteuerung der mit den Zeitgebern verbundenen Eingangsanschlüsse (z. B. Steuereingänge Si 3, Sf 4) und bei gleichzeitigem Potential Null an den anderen Eingangsanschlüssen (z. B. Steuereingänge SfI, Sf 2) der Koinzidenzglieder

(z. B. G1) ein Ausgangsimpuls abgegeben wird (Fig. 2).

4. Distanzschutzanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an eine der Spannung im zu überwachenden Netz proportionale Hilfsspannung (Ui) ein weiterer Verstärker (Vh) angeschlossen ist, der ausgangsseitig mit jeweils einem Eingangsanschluß der Koinzidenzglieder verbunden ist (F i g. 1).

5. Distanzschutzanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung ein die Ausgangsgröße der Koinzidenzglieder integrierendes Glied und eine Grenzwertstufe enthält, die bei einem einen vorgegebenen Grenz- s? wert überschreitenden Wert der integrierten Spannung ein Auslösesignal erzeugt (F i g. 1).

6. Distanzschutzanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (W, W'. V/,) als Begrenzer (>o wirken(Fig. I).

I)S

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einer statischen Entfernungsstufen-Umschaltung versehene Distanzschutzanordnung, bei der aus einem Vergleich einer dem Strom im zu überwachenden Netz proportionalen Spannung mit der Spannung im zu überwachenden Netz proportionalen weiteren Spannungen gewonnene Differenzspannungen zur Erzeugung einos Auslösesignals herangezogen werden.

Aus der deutschen Auslegeschrift 12 92 726 ist ein mehrstufiges elektronisches Distanzrelais bekannt, bei dem die aus dem Netzstrom und aus der Netzspannung abgeleiteten Meßgrößen gleichgerichtet werden; zum Zwecke der Stufenumschaltung werden Abgriffe an einem aus Widerständen aufgebauten Teiler mittels Transistoren kurzgeschlossen. Dies ist insofern ungünstig, als nur gleichgerichtete Ströme umgeschaltet werden können, was eine Einschränkung bei der Wahl der Auslösebereich-Kennlinie des Distanzschutzes zur Folge hat. Außerdem wird bei diesem bekannten elektronischen Distanzrelais die Meßgenauigkeit, insbesondere im Bereich kleiner Amplituden der Meßgrößen, durch die temperaturabhängige und nichtlineare Restspannung der kurzschließenden Transistoren störend beeinflußt.

Man könnte daran denken, mehrsysiemige Distanzschutzanordnungen ohne Stufenumschaltung zu schaffen, indem für die Schnellstufe und für die Reservestufen jeder Phase getrennte Meßeinrichtungen vorgesehen sind, und zwar bis zu 18 Meßeinrichtungen. Diese Geräte könnten kontaktlos und ohne Einschränkung bezüglich des Meßverfahrens und der Meßgenauigkeit arbeiten, jedoch wäre der damit verbundene hohe Aufwand nicht vertretbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Distanzschutzanordnung mit möglichst geringem Aufwand zu schaffen, bei der eine Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit der Distanzschutzanordnung durch die Entfernungsstufen-Umschaltung nicht eintritt.

Bei einer Distanzschutzanordnung der eingangs erwähnten Art ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß für jede EntfernungssLufe ein Verstärker vorgesehen ist, dem jeweils eine der Differenzspannungen zugeführt wird; jedem Verstärker ist ein Koinzidenzglied nachgeordnet, das mit jeweils mindestens einem Eingangsanschluß an einen Zeitgeber angeschlossen ist, wobei alle Koinzidenzglieder ausgangsseitig mit einer Auswerteschaltung verbunden sind.

Der Aufbau und die Beschallung der Koinzidenzglieder richtet sich maßgeblich nach der Zahl der gewünschten Entfernungsstufen sowie nach dem Verfahren, nach dem die Distanzschutzanordnung arbeitet. Wird eine Distanzschutzanordnung mit zwei Entfernungsstufen angestrebt, dann sind die Koinzidenzglieder vorzugsweise als UND-Gatter ausgebildet, die mit jeweils einem Eingangsanschluß an unterschiedliche Ausgänge des Zeitgebers angeschlossen sind.

Bei mehr als zwei Entfernungsstufen hingegen sind die Koinzidenzglieder mit jeweils zwei Eingangsanschlüssen an unterschiedliche Ausgänge verschiedener Zeitgeber angeschlossen und enthalten eine derartige Diodenanordnung, daß bei unterschiedlicher Ansteuerung der mit den Zeitgebern verbundenen Eingangsanschlüsse und bei gleichzeitigem Potential Null an weiteren Eingangsanschlüssen der Koinzidenzglieder ein Ausgangsimpuls abgegeben wird.

Die Erfindung ist insbesondere bei den Distanzschutzanordnungen mit Vorteil einsetzbar, die nach dem Phasenvergleichsprinzip arbeiten, also einen Koinzidenzzeitflächenschutz darstellen, wie er beispielsweise aus den deutschen Patentschriften 1150 439 und

π 69 018 bekannt ist. In diesem Falle ist an eine der Spannung im zu überwachenden Netz proportionale Hilfsspannung vorteilhafterweise ein weiterer Verstärker angeschlossen, der ausgangsseitig mit jeweils einem Pineanssanschluß der Koinzidenzglieder verbunden ist; Se Auswerteschaltung enthält in diesem Falle vorteilh'fterweise ein die Ausgangsgröße der Koinzidenzglie-Hpp integrierendes Glied und eine Grenzwertstufe, die he einem einen vorgegebenen Grenzwert überschreitenden Wert der integrierten Spannung ein Auslösesi-

IS

JS

- _Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Fig. I ein Alisrührungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Distanz-S zanor^gdnung^P mit den Teilen dargestellt, die im Böhmen der vorliegenden Erfindung von Bedeutung • d In der Fig 2 sind Ausführungen von Koinzidenz- »liedern abgebildet, wie sie bei einer erfindungsgemäß ι seebildeten Distanzschutzanordnung für mindestens drei Entfernungsstufen Verwendung finden können.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Aus ührungsbe.-,niel wird eine dem Netzstrom proportionale Meßgroße /über einen Zwischenübertrager ZWi kleiner Leistung «.führt und erzeugt an einem Leitungsabbild Z_n eine Her für die Entfernungsmessung benötigten Spannungen / Zn Eine der Netzspannung proportionale Meßgröße lT wird ebenfalls über einen Zwischenübertrager ZWu kleiner Leistung geführt, der beispielsweise an seiner Sekundärwicklung ^₂ Anzapfungen .-J₁ bis a„ tür die Anpassung an die zu überwachende Le.tungsstrecke hesitzt An den Anzapfungen der Sekundärwicklung w₂ können demzufolge der Netzspannung proportionale SDannungen *„ · U₂ abgenommen werden.

Die Spannungen k_n ■ U₂ und die Spannung J₂ ■ Z_n am Leitungsabbild Z_Nbilden Differenzspannungen

J₂ ■ Z_n-k„ -U₂,

die Verstärkern V₁' und V₁" zugeführt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeisp.el ist der Verstarker V, eingangsseitig mit der Anzapfung a, verbunden, so daß an seinem Eingang eine Differenzspannung 4"

J₂ ■ Z_n-ki- U₂

ansteht Der weitere Verstärker V₁" ist eingangsseitig an eine Anzapfung a, der Sekundärwicklung w₂ angeschlossen, so daß er mit einer Differenzspannung

J₂ ■ Z_n-ki- U₂

angesteuert wird. Da die Verstärker V₁' und V₁" als Begrenzer arbeiten, entstehen an ihren Ausgängen zu Sen Eingangsspannungen phasengetreue recn,.eckfor- * miee Spannungen nahezu konstanter, d. h. von der Amplitude de? Eingangsspannungen unabhängiger ^A oÄschenübertrager ZWu besitzt eine weitere Sekundärwicklung w,. mittels der eine der Netz pannung proportionale Hilfsspannung U₁ erzeugt wird. Mit Sr Hilfsspannung (7, wird ein weiterer Verstärker V_h «steuert der ebenfalls eine rechteckförm.ge Ausgangsspannung konstanter Amplitude erzeugt. ^n- ,„„u.^bformiuen Ausgangssp;

pannung konstanter Ampmuuc ei i.\.u₆>. Die rechteckförmigen Ausgangsspannungen der Verstärker V₁' und V₁" werden über jeweils einen Eingangsanschluß zwei Koinzidenzgliedern zugeführt, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als UND-Gatter LZG₁ und UG₂ ausgebildet sind. An weitere Eingangsanschlüsse beider UND-Gatter LOi und UG2 ist der weitere Verstärker Vh angeschlossen. Jeweils ein weiterer Eingangsanschluß der UND-Gatter UG\ und MGi ist über Leitungen L I und L 2 mit einem in der Fig. 1 nicht dargestellten Zeitgeber verbunden, der vorteilhafterweise kontaktlos arbeitet. Über Dioden D 1 und D 2 sind die beiden UND-Gatter UG _x und UG₂ mit einer in der F i g. 1 nicht dargestellten Auswerteschaltung verbunden.

Bei der in der F i g. 1 dargestellten Distanzschutzanordnung sind die Steuereingänge der UND-Gatter UCi und UG₂ in der Weise wirksam, daß nur jeweils eines der beiden Gatter nach Ablauf einer Zeit fi bzw. I₂ Ausgangüimpulse an die Auswerteschaltung abgeben kann. In dem Zeitintervall nach dem Auftreten eines Fehlers, in dem die abgelaufene Zeitdauer kleiner als t\ und kleiner I₂ ist, sind beide UND-Gatter UG_x und UG₂ blockiert; Ausgangsimpulse können nicht auftreten. In der Zeitspanne, die sich durch die Formel

11 £ (< h

beschreiben läßt, ist nur das UND-Gatter UG\ freigegeben, so daß von dort Ausgangsimpulse zur ) Auswerteschaltung gelangen können. Nach dem Zeitpunkt i₂ ist dagegen nur das UND-Gatter (/C₂ freigegeben.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Distanzschutzanordnung werden nur Meßgrößen mit konstanter Amplitude umgeschaltet, so daß eine Beeinflussung der Meßgenauigkeil durch die Umschaltung vermieden

wird.

Die Erfindung ist nicht auf das in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern läßt sich auch bei den Distanzschutzanordnungen anwenden, bei denen mehr als zwei Entfernungsstufen vorgesehen sind. Im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel nach F i g. I ändert sich dann die Zahl der Verstärker und die der Koinzidenzglieder sowie der Aufbau dieser Schaltungsglieder. In der F i g. 2 sind drei Koinzidenzglieder dargestellt, wie sie bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Distanzschulzanordnung für mehr als drei Entfernungsstufen erforderlich sind. Diese Koinzidenzglieder sind in ähnlicher Weise wie in der Fig. 1 gezeigt eingangsseitig mit jeweils einem Verstärker verbunden sowie gemeinsam an einen weiteren Verstärker zur Gewinnung einer Hilfsspannung angeschlossen. In der Fig.2 ist daher auf die Darstellung der Zwischenübertrager und der Verstärker verzichtet, und es sind nur die Koinzidenzglieder gezeigt.

Die Koinzidenzglieder Cl bis Gl sind gleich aufgebaut. Jedes Koinzidenzglied ist an einer Anschlußklemme K mit Pluspotential verbunden; über Widerso stände Rl, R2 und R3 ist eine Verbindung zu Schaltungspunkten Sl, S2 und S3 geschaffen, die mit Anodenanschlüssen von jeweils drei Dioden D 3, D 4 und D5 bzw. D6, Dl und D8 verbunden sind. Die Kathodenanschlüsse der Dioden D 3 bis D 5 sind mit ss Steuereingängen St 1, Sf 2 und Si 3 verbunden. Der Steuereingang Sf 1 ist mit einer in eine Rechteckspannung umgeformten Differenzspannung beaufschlagt, die im vorliegenden Fall mit AUt, bezeichnet ist. An dem Steuereingang Sf 2 ist eine ebenfalls in eine Rechteckspannung umgeformte Spannung L/5 angeschlossen, welche die mit der Spannung U\ nach Fig. 1 vergleichbare Hilfsspannung darstellt. An den Steuereingang Sf 3 ist ein Ausgang eines nicht dargestellten Zeitgebers angeschlossen, bei dem beispielsweise zu einem Zeitpunkt fi das Ausgangspotential U, _x von Plus

nach Masse M wechselt.

Die Dioden D 6 bis D 8 des Koinzidenzgliedes Cl sind mit ihren Kathodenanschlüssen miteinander ver-

bunden und an die Basis eines Transistors T angeschlossen. Über eine Diode D9 ist der Ausgang des Koinzidenzgliedes G 1 mit einem Steuereingang S/ 4 verbunden. Der Stcuereingang 5/4 ist mit einem Ausgang eines weiteren Zeitgebers verbunden, dessen Ausgangspotential Ua nach Ablauf der Zeit h nach Beginn eines Fehlers von Plus nach Masse M wechselt. Der Transistor T ist über einen Widerstand R 4 mit Pluspotential verbunden; an einem Ausgang A 1 können Ausgangsimpulse abgenommen und einer nicht dargestellten Auswerteschaltung zugeführt werden. Am Ausgang A 1 des Koinzidenzgliedes G 1 kann also nur im Zeitintervall

t\<t<t2

über den Widerstand R 4 ein Plussignal anstehen und an die Auswerteschaltung wcitergclcitet werden.

Die Koin/.idenzglicdcr G 2 und G 3 sind genauso aufgebaut wie das Koinzidcnzglicd G !,jedoch sind ihre den Steuercingängcn Sf 1, St 3 und St 4 des Koinzidcnzgliedcs G 1 entsprechenden Eingänge St 5, St 7, St 8 sowie S/ 9. St 11. St 12 mit Größen Δ U bzw. Δ U sowie mit dem Ausgangspotential Uu, Uj und U,α weiterer Zeitgeber beaufschlagt. Den Stcucreingängen Sr 6 und S/10 wird ebenso wie dem Eingang St 2 die rcchteckförmigc Hilfsspannung U zugeführt. Am Ausgang des Koinzidcnzgliedcs G 2 kann also nur im Zeitintervall

ein Plussignal anstehen und an die Auswerleschaltung wcitergclcitet werden. Gleiches gilt für das Koinzidcnzglied G 3 im Zeitintervall

Aus der Fig. 2 ist nümlich ersichtlich, dall am Ausgang Λ 1 des Koinzidenzglicdcs G 1 nur dann ein Pluspolenlial ansteht,

wenn t\< t< ti
und SiH(A (A) = O
üwuSig (Ih)-Q
ist.

Die Ausgangsspannung isl Null, wenn /< (ι
oder i> ti
oder Sig (A lh) = 1
oder 5/^ ((A)=I
ist.

In gleicher Weise läßt sich bezüglich des Koinzidenzgliedcs G 2 feststellen, daß an dem Ausgang A 2 dieses Gatters ein Pluspotential ansteht,

wenn (2< f< fj
und Sig (Δ U) = O

ist.

Demgemäß ergibt sich ein Ausgangspotential 0,

wenn (< /2
oder f> (j

oder Sig (U)=I
ist.

Ähnlich ist am Ausgang A 3 des Koinzidenzgliedcs G 3 Pluspolential dann vorhanden,

wenn Ti< t< /4
und Sig (A U) = O

ist.

Nullpotcntial liegt am Ausgang A3 des Gatters G3 vor,

wenn κ /ι
oder (> /4
oder Sig (A U)= I
oder Sig (U)=I
ist.

Mit der Erfindung wird eine Dislanzschutzanordnung vorgeschlagen, die eine Umschaltung der Entfernungsstufen mit verhältnismäßig geringem Aufwand ohne Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit durchzuführen gestaltet. Die Erfindung ist dabei mit besonderem Vorteil bei den Disianzsehutzanordnungcn anwendbar die ein- oder mchrsystemig sind und nach den Phasenvergleich- oder Phascnfolgcvcrfahren arbeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   I. Mit einer statischen Entfernungsstufen-Umschaltung versehene Distanzschutzanordnung, bei 5 der aus einem Vergleich einer dem Strom im zu überwachenden Netz proportionalen Spannung mit der Spannung im zu überwachenden Netz proportionalen weiteren Spannungen gewonnene Differenzspannungen zur Erzeugung eines Auslösesignales herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Entfernungsstufe ein Verstärker (W, W') vorgesehen ist, dem jeweils eine der Differenzspannungen

   (J₂- Z_n-ki- U₂; J₂- Z_n-k,- U₂) '⁵