DE2120361C3 - Distanzschutzanordnung - Google Patents

Description

(J₁ ■ Z_n- ki ■ U₁-, J₂- Z_n- Ic, - U₁)

zugeführt wird, daß jedem Verstärker (V₁', V_x") ein Koinzidenzglied nachgeordnet ist. das mit jeweils mindestens einem EingangsanschluB an einen Zeitgeber abgeschlossen ist, und daß alle Koinzidenzglieder aasgangsseiiig mit einer Auswerteschaltung verbunden sind (Fig. I).

Z Distanzschutzanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Koinzidenzglieder bei zwei Entfernungsstufen als UND-Gatter (UG_x, UG₁) ausgebildet sind, die mit jeweils einem Eingangsanschluß an unterschiedliche Ausgänge des Zeitgebers angeschlossen sind (Fi g. I).

3. Distanzschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koinzidenzglieder (G I; G2; G3) bei mehr als zwei Entfernungsstufen mit jeweils zwei Eingangsanschlüssen (Steuereingänge St3, St4; StA St8. SlU. Stil) an unterschiedliche Ausgänge verschiedener Zeilgeber angeschlossen sind und eine derat ige Diodenanordnung (Dioden £>3 bis DS) enthalten, daß bei unterschiedlicher Ansteuerung der mit den Zeitgebern verbundenen Eingangsanschlüsse (z. B. Steuereingänge St 3, St 4) und bei gleichzeitigem Potential Null an den anderen Eingangsanschlüssen (z. B. Steuereingänge 5t 1, St 2) der Koinzidenzglieder (z. B. G I) ein Ausgangsimpuls abgegeben wird (F ig. 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 (V_h) angeschlossen ist, der ausgangsseitig mit jeweils einem Eingangsanschluß der Koinzidenzglieder verbunden ist (Fig. 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 Grenzwert überschreitenden Wert der integrierten Spannung ein Auslösesignal erzeugt (Fig. I).

6. Distanzschutzanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (V_x', V_x", Vh) als Begrenzer wirken(Pig. I).

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 eines Auslö- > sesignals 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

in Zwecke der Stufeuumschaltung 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

is 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 nichtlinearc Rcst spannung der kurzschließenden Transistoren störend beeinflußt.

Man könnte daran denken, mehrsystemige Distanzschutzanordnungen ohne Stufcnumschaltung zu schaffen, indem für die Schnellstufe und für die Reservestufen

2«, 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

ju 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 Distanzschutzanordniing der eingangs erwähnten Art ist diese Aufgabe dadurch gelöst daß erfindungsgemäß für jede Entfemungsstufe ein Verstärker vorgesehen ist, dem jeweils eine, !er Differenzspan- nungen 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 Kotnzidenzglieder 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 Ansteue rung der mit den Zeitgebern verbundenen Eingangsan Schlüsse und bei gleichzeitigem Potential Null an weiteren Eingangsanschlüssen der Koinzidenzglieder ein Ausgangsimpuls abgegeben wird.

Die Erfindung ist insbesondere bei den Distanz-

«> Schutzanordnungen mit Vorteil einsetzbar, die nach dem Phasenvergleicnsprinzip arbeiten, also einen Koinzidenzzeitflächenschutz darstellen, wie er beispielsweise aus den deutschen Patentschriften 1150 439 und

11 69 018 bekannt !st. In diesem Falle ist an eine der Spannung im zu überwachenden Netz proportionale Hilfsspannung vorteilhafterweise ein weiterer Verstärker angeschlossen, der ausgangssehig mit jeweils einem EingangsanschluQ der Koinzidenzglieder verbunden ist; die Auswerteschaltung enthält in diesem Falle vorteilhafterweise ein die Ausgangsgröße der Koinzidenzglieder integrierendes Glied und eine Grenzwertstufe, die bei einem einen vorgegebenen Grenzwert üb-erschreitenden Wert der integrierten Spannung ein Auslösesignal erzeugt.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der F i g. I ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Distanzschutzanordnung mit den Teilen dargestellt, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Bedeutung sind. In der Fig.2 sind Ausführungen von Koinzidenzgliedern abgebildet, wie sie bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Distanzschutzanordnung für mindestens drei Entfernungsstufen Verwendung finden können.

Bei dem in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wied eine dem Netzstrom proportionale Meßgröße /ι über einen Zwischenübertrager ZWi kleine: Leistung geführt und erzeugt an einem Leitungsabbild Zn eine der für die Entfernungsmessung benötigten Spannungen J₂ - Zs- Eine der Netzspannung proportionale Meßgröße £/| wird ebenfalls über einen Zwischenübertrager ZWu kleiner Leistung geführt der beispielsweise an seiner Sekundärwicklung w₂ Anzapfungen a\ bis a„ für die Anpassung an die zu überwachende Leitungsstrecke besitzt. An den Anzapfungen der Sekundärwicklung W₂ können demzufolge der Netzspannung proportionale Spannungen k„ ■ U₂ abgenommen werden.

Die Spannungen k„ ■ U₂ und die Spannung J₂ ■ Z_n am Leitungsabbild Zn bilden Differenzspannungen

/2-Zv-Ar_n- U₁,

die Verstärkern VV und VV' zugeführt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verstärker VV eingangsseitig mit der Anzapfung a, verbunden, so daß an seinem Ei-gang eine Differenzspannung

h-Z_n-Ic,- lh

ansteht. Der weitere Verstärker V\" ist eingangsseitig an eine Anzapfung ai der Sekundärwicklung w₂ angeschlossen, so daß er mit einer Differenzspannung

J₁- Z_n-ki- Lh

angesteuert wird. Da die Verstärker VV und Vi" als Begrenzer arbeiten, entstehen an ihren Ausgängen zu den Eingangsspannungen phasengetreue, rechteckförmige Spannungen nahezu konstanter, d. h. von der Amplitude der Eingangsspannungen unabhängiger Amplitude.

Der Zwischenübertrager ZlVu besitzt eine weitere Sekundärwicklung W₃, mittels der eine der Netzspannung proportionale Hilfsspannung U₃ erzeugt wird. Mit dieser Hilfsspannung U₃ wird ein weiterer Verstärker V_n gesteuert, der ebenfalls eine rechteckförmige Ausgangsspannung konstanter Amplitude erzeugt.

Die rechteckförmigen Ausgangsspannungen der Verstärker W und V₁" werden Ober jeweils einen Eingangsanschluß zwei Koinzidenzgliedern zugeführt, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als UND-Gatter UG\ und UGt. ausgebildet sind. An weitere F.ingangsanschlüsss beider UND-Gatter UGt und UG₂ ist der weitere Verstärker V_n angeschlossen. Jeweils ein weiterer EingangsanschlirQ der UND-Gatter UG\ und UG₂ ist über Leitungen L 1 und L 2 mit einem in der F i g. I nicht dargestellten Zeitgeber verbunden, der vorteilhafterweise kontaktlos arbeitet. Über Dioden DI und D2 sind die beiden UND-Gatter UG _t und UG₂ mit einer in der Fig. 1 nicht dargestellten Auswerteschals lung verbunden.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Distanzschutzanordnung sind die Steuereingänge der UND-Gatter UG₁ und UG₂ in der Weise wirksam, daß nur jeweils eines der beiden Gatter nach Ablauf einer Zeit fi bzw. t₂

in Ausgangsimpulse an die Auswerteschaltung abgeben kann. In dem Zeitintervall nach dem Auftreten eines Fehlers, in dem die abgelaufene Zeitdauer kleiner als I₁ und kleiner t₂ ist, sind beide UND-Gatter UG_x und UG₂ blockiert; Ausgangsimpulse können nicht auftreten. In der Zeitspanne, die sich durch die Formel

beschreiben läßt, ist nur das UND-Gatter UG₁ freigegeben, so daß von dort Ausgangsimpulse zur Auswerteschaltung gelangen können Nach dem Zeitpunkt i'> ist dagegen nur das UND-Gatter UG₂ freigegeben.

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

Die Erfindung ist nicht auf das in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern

jo läßt sich auch bei den Distanzschutzanordnungen anwenden, bei denen mehr als zwei Entfernungsstufen vorgesehen sind. Im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ändert sich dann die Zahl der Verstärker und die der Koinzidenzglieder sowie der

.15 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 F i g. 1 gezeigt eingangsseitig mit jeweils einem Ver-.tärker 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 Koinzidenzgüeder gezeigt.

Die Koinzidenzglieder GI bis G 3 sind gleich aufgebaut. Jedes Koinzidenzglied ist an einer Anschlußklemme K mit Pluspotential verbunden; über Widerstände Ri, R 2 und R3 ist eine Verbindung zu Schaltungspunkten 51, 52 und 53 geschaffen, die mit Anodenanschlüssen von jeweils drei Dioden D3, D4 und Γ*5 bzw. D6, Dl und DS verbunden sind. Die Kathodenanschlüsse der Dioden D3 bis D5 sind mit Steuereingängen 5(1, 5/2 und 5/3 verbunden. Der Steuereingang 5/1 ist mit einer in eine Rechteckspannung umgeformten Differenzspannung beaufschlagt, die im vorliegenden Fall mit AU* bezeichnet ist. An dem Steuereingang 5/2 ist eine ebenfalls in eine Rechteck-

ho spannung umgeformte Spannung {/5 angeschlossen, welche die mit der Spannung U₃ nach Fig. 1 vergleichbare Hilfsspannung darstellt. An den Steuereingang 5/3 ist ein Ausgang eines nicht dargestellten Zeitgebers angeschlossen, bei dem beispielsweise zu

'η einem Zeitpunkt /1 das Ausgangspotential U_t\ von Plus nach Masse Mwechselt.
Die Dioden D 6 bis D 8 des Koinzidenzgliedes Gi

sind mit ihren KathodenansrhliHcpn mitpinanH«r «fr.

blinden und an die Basis eines Transistors 7 angeschlossen. Über eine Diode D9 ist der Ausgang des Koin/iden/.gliedes Cl mit einem Steuereingang .Si 4 verbunden. Der Steuereingang .SV 4 ist mit einem Ausgang eines weiteren Zeitgebers verbunden, dessen Ausgangspolential U,2 nach Ablauf der Zeit t₂ nach Beginn eines Fehlers von Plus nach Masse M wechselt. Der Transistor T ist über einen Widersland RA mit Pluspotential verbunden; an einem Ausgang A I können Aiugangsimpulse abgenommen und einer nicht dargestellten Auswerteschaltung zugeführt werden. Am Ausgang A I des Koinzidenzgliedes G I kann also nur im Zeitintervall

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

Die Koinz.idenzglieder C 2 und Gi sind genauso aufgebaut wie das Koinzidenzglied G !,jedoch sind ihre den .Steuereingängen Si I, Sf 3 und St 4 des Koinzidenzgliedes GX entsprechenden Eingänge Sf 5. Sf 7, Sf 8 sowie Sf 9, St II. St 12 mit Größen AU_b bzw. AUg sowie mit dem Ausgangspotential U,i. U_n und Un weiterer Zeitgeber beaufschlagt. Den Steuereingängen Sf 6 und SfIO wird ebenso wie dem Eingang Sf 2 die rechteckförmige Hilfsspannung (Λ zugeführt. Am Ausgang des Koinzidenzgliedcs Gl kann also nur im Zeitintervall

f.'<f<f|

ein Plussignal anstehen und an die Auswerteschaltung weitergeleitet werden. Gleiches gilt für das Koinzidenzglied G 3 im Zeitintervall

f]< t< U .

Aus der F i g. 2 ist nämlich ersichtlich, daß am Ausgang A 1 des Koinzidenzgiiedes G 1 nur dann ein Pluspotential ansteht,

wenn t\ < f< I₂ und Sig (AUt) = O und Sig (U^) = O
ist.

Die Ausgangsspannung ist Null. wenn I < Ii
oder f> ti oder Sig (All,)= \
oder Sig (/-A)=I
ist.

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

wenn ti<t<ti und Sig (AU_b) = 0
und Sig(Ih)- 0

ist.

Demgemäß ergibt sich ein Ausgangspotential 0,

wenn f<fj
oder f> fi

QjW C.V» IA l L\ — J

oder Sig \lh)'=\
ist.

Ähnlich ist am Ausgang A 3 des Koinzidenzgliedcs G 3 Pluspotential dann vorhanden.

wenn T>< t<U
und Sig(AUt)=O und Sig (Us) = O

ist.

Nullpotential liegt am Ausgang A 3 des Gatters G" 3 vor.

wenn f< t\
oder f> U oder Sig(ΔUi)= i oder Sig (Ui) =\

ist.

Mit der Erfindung wird eine Distanzschutzanordnung vorgeschlagen, die eine Umschaltung der Entfernungsstufen mit verhältnismäßig geringem Aufwand ohne Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit durchzuführen gestattet. Die Erfindung ist dabei mit besonderem Vorteil bei den Distanzschutzanordnungen anwendbar, die ein- oder mehrsystemig sind und nach dem Phasenvergleich- oder Phasenfolgeverfahren arbeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Mit einer statischen Entfermingsstufen-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 eines Auslösesignales herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Entfemungsstufe ein Verstärker (V_x', V_x") vorgesehen ist, dem jeweils eine der DifTerenzspannungen