DE2216377C3 - - Google Patents

Description

Zur Überwachung von Leitungsabschnitten in einem Energieversorgungsnetz, vorzugsweise zur

Überwachung von Sammelschienen, sind Differential-Schutzeinrichtungen unterschiedlicher Ausführung bekannt.

So ist in der »Siemens-Zeitschrift«, 1960, Heft 5, S. 310 bis 315, ein Sammelschienenschutz für 110-kV-Anlagen beschrieben, bei dem in einer Gleichstrom-Brückenschaltung zwei Ströme miteinander verglichen werden, die gegeneinander wirkend einem Differentialrelais zugeführt werden. Der eine Strom ist mittels mehrerer Hauptwandler gewonnen, die in

as Abzweigen der Sammelschiene angeordnet sind, und entspricht der geometrischen Summe der der Sammelschiene zufließenden oder von der Sammelschiene abfließenden Ströme. Der weitere Strom ist durch Addition mehrerer Teilströme gebildet, die über jeweils einen Zwischenwandler gewonnen werden, der primärseitip, von einem dem Strom in jedem Abzweig der Sammelschiene proportionalen Strom gespeist ist; an jedem Zwischenwandler ist in der Gleichstrom-Brückenschaltung ein Graetz-Gleichrichter angeschlossen, so daß die arithmetische Summe der der Sammelschiene zufließenden oder von der Sammelschiene abfließenden Ströme gebildet wird. Dieser Strom wirkt als Sperrstrom, da eine Betätigung des Differentialrelais nur dann eintritt, wenn der der geometrischen Stromsumme entsprechende Strom größer als der der arithmetischen Stromsumme entsprechende Strom ist. Bei idealen Übertragungseigenschaften der verwendeten Stromwandler wäre der bekannte Differentialschutz auf diese Weise ausreichend stabilisiert; eine Fehlabschaltung wäre verhindert.

Infolge unvermeidlicher Übertragungsfehler steigt jedoch mit größer werdendem Strom auch der Fchlstroni an, was zur Folge hat, daß bei einem außerhalb des Schutzbereiches liegenden Fehler die geometrische Summe der Ströme nicht mehr Null ist, sondern größer als Null wird. Einer den Übertragungseigenschaften der Stromwandler unter den gegebenen Einsatzbediiigungen angepaßten Veränderung des wirksamen Sperrstroms kommt daher im Hinblick auf eine Be-Währung der Selektivität erhöhte Bedeutung zu. Im zunehmenden Maße steigt nämlich an vielen Netzstellen die installierte Leistung und meist auch die Zeitkonstante der Kurzschlußbahn an, so daß die Übertragungsfehler der Stromwandler zumindest vorübergehend solche Werte erreichen können, daß die Selektivität des Schutzes gefährdet wird. Dem ist dann auch nicht mehr dadurch beizukommen, daß das

sogenannte Stabilitätsverhältnis s [s = 7- ■' ; wobei

Σ7 der geometrischen und Z|J| der arithmetischen Summe der Ströme entspricht) entsprechend verändert

wird, da bei einem S'.abilitätsverhältnis von nahezu 1

die Gefahr entsteht, daß der Schutz einen innerhalb der geometrischen Summe der in das zu schützende

seines Schutzbereiches aufgetretenen Fehler nicht System hineinfließenden Ströme bzw. mit einer aus

mehr erkennt und dann den Leitungsabschnitt nicht dieser Summe abgeleiteten elektrischen Größe benuf-

abschaltet. sehlagten Indikator eine Schaltvorrichtung nachge-

Die eben geschilderten Verhältnisse sind bei einem 5 ordnet, die über eine »ODER«-Verknüpfung mit den weiteren bekannten elektronischen Sammelschienen- Ausgängen von Grenzwertstufen verbunden ist; die schutz berücksichtigt, der in den »Brown-Boveri- Grenzwertstufen sind eingangsseitig über je eine Schal-Mitteilungen«, Band 53 (1966), Nr. 4/5, S. 326 bis rung zur Erfassung der Wandlersättigung an die Se-339, beschrieben ist. Bei diesem Sammelschienen- kundärwicklung eines sättigbaren Stromwandlers anschutz werden zwei Kriterien ausgewertet, um einen io geschlossen, so daß die dem"Indikator nachgeschaltete aufgetretenen Fehler im Bereich des zu überwachen- Schaltvorrichtung öffnet, wenn ein Stromwandler in den Leitungsabschnitts mit Sicherheit erkennen zu Sättigung geht. Dadurch ergibt sich die vorteilhafte können. Ein erstes Kriterium wird mit einem Maxi- Möglichkeit, den Einfluß des Sperrstromes im Vermal-Stromrelais im Differenzkreis erfaßt, wobei das gleich zu bekannten Differentialschutzeinrichtungen Maximal-Stromrelais an mehrere parallelgeschaltete 15 sehr viel geringer zu machen, so daß die Differential-Zwischenwandler angeschlossen ist, die von in Ab^ schutzeinrichtung selbst bei vorhandenem, dem Auszweigen der zu überwachenden Sammelschiene flie- lösestrom entgegengerichteiem Sperrstrom wesentlich ßendcn Ströme beaufschlagt sind. empfindlicher als eine Differentialschutzeinrichtung

Zur Erfassung des zweiten Kriteriums wird bei dem ist, die ihre Entscheidung durch Integration der

Sammelschienenschutz nach den »Brown-Boveri- 20 Augenblickswerte des Auslöse- und Sperrstromes

Mitteilungen« die Stromrichtung fü. jeden Sammel- über mehrere Perioden trifft.

schienenteil getrennt ausgewertet, indem ein gegen- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen seitiger Vergleich aller Ströme der auf den gleichen Differentialschutz für einen Leitungsabschnitt, vor-Sammelschienenteil einspeisenden Abzweige zusam- zugsweise für eine Sammelschiene, zu schaffen, bei men mit dem Strom im Differenzkreis vorgenommen 25 dem mit verhältnismäßig geringem Aufwand eine wird. Dazu bedarf es einer verhältnismäßig kompli- schnelle Auslösung bei einem Fehler auf dem zu zierten elektronischen Schaltungsanordnung, die meh- überwachenden Leitungsabschnttt erfolgt, wobei eine rere Rechteckformer und mehrere Gatter aufweist. sichere Unterscheidung zwischen einem inneren Feh-Dieser bekannte Sammelschienenschutz ist gegen ler und einem außerhalb des zu überwachenden Lei-Übertragungsfehler der Stromwandler in einem be- 3° tungsabschnitts aufgetretenen Fehler vorgenommen stimmten Bereich stabilisiert und erlaubt sehr kurze wird, ohne daß eine Fehlauslösung durch womöglich Kommandozeiten. eintretende Wandlersättigung erfolgen kann.

Ferner ist in der Zeitschrift »Bulletin des schweize- Zur Lösung dieser Aufgabenstellung geht die Errischen elektrotechnischen Vereins«. 1965, Heft 22, findung von einem Differentialschutz für einen Lei-S. 989 bis 996, ein elektronischer Sammelschienen- 35 tungsabschnitt, vorzugsweise für eine Sammelschiene, Spannungsdifferentialschutz für unterschiedliche aus, bei dem eine der geometrischen Summen der dem Stromwandler-Übersetzungcn beschrieben. Bei die- Leitungsabschnitt zufließenden und der aus dem Leisem bekannten Differentialschutz wird eine aus der tungsabschnitt abfließenden Ströme entsprechende geometrischen Summe der der Sammelschiene zu- Meßgröße (Auslösegröße) in einer Vergleichsanordfließenden und aus dieser abfließenden Ströme gebil- 40 nung mit einer weiteren Meßgröße (Sperrgröße) verdete Meßgröße als Auslösegröße über einen Steuer- glichen wird, die der arithmetischen Summe der zutransistor zur Zündung eines Thyristors benutzt, dem und abfließenden Ströme entspricht,
ein Auslöserelais od. dgl. nachgeordnet ist. Der Meß- In einem solchen Differentialschutz ist erfindungsgröße als Auslösegröße wird bei dem bekannten gemäß eine Speichereinrichtung vorhanden, in der der Differentialschutz bei einem außenliegenden Fehler 45 Scheitelwert der Sperrgröße oder ein um einen bender bei Fehlerfreiheit eine weitere Meßgröße als stimmten Betrag verminderter Scheitelwert der Sperr-Sperrgröße entgegengeschaltet, die der arithmetischen größe gespeichert ist; an die Speichereinrichtung ist Summe der zu- und abfließenden Ströme entspricht. eine vorzugsweise elektronische Vergleichanordnung Diese Sperrgröße wird nur dann wirksam, wenn angeschlossen, der eingangsseitig auch die Momen-Zenerdioden mit relativ hoher Durchbruchsspannung 50 tanwerte der positiven und/oder der negativen Halbleitend werden. Weitere Zenerdioden mit niedriger schwingung der Auslösegröße zugeführt sind, und der Durchbruchsspannung bleiben dabei auf Grund ihrer Vcrgleichsanordnung ist ein Auslöseglied nachgeordschaltungstechnischen Anordnung unwirksam. Diese net, das bei den verminderten Scheilelwert der Sperr-Zenerdioden sind erst dann von Bedeutung, wenn im größe überschreitenden Momemanwerten der Aus-Falle eines innenliegenden Kurzschlusses alle Ströme 55 lösegröße ein Auslösesignal abgibt,
der Sammelschiene zufließen, so daß dann die Sekun- Der Erfindung liegt also der Gedanke zugrunde, därströme der Zwischenwandler praktisch gleiche daß sich der Einfluß von Wandlersättigungen auf das Polaritäten aufweisen. Es fließt jetzt der gesamte Auslöseverhalten eines Differentialschutzes unter-Sperrstrom über die weiteren Dioden direkt zu den drücken läßt, wenn der Schcitelwert der Sperrgrößc Hilfswandlern zurück und bleibt daher für eine Sper- 60 bzw. ein entsprechend dir gewünschten Stabilisierung rung unwirksam. Besondere Maßnahmen, um ein verminderter Scheitelwcrt gespeichert wird und ml· Fehlauslösen des bekannten Difien-ntinlschuv/es bei dem gespeicherten Wert Momentanwerte der Aus-Sättigung der Wandler zu verhindern, sind nicht vor- lösegröße verglichen werden. Dabei können Auslöse ueschen. bedingungen vorgegeben werden, die je nach det

Diesbezüglich ist eine weitere bekannte Differen- 65 Netzverhiiltnisscn festlegbar sind.

tialschutzeinrichtung vorteilhafter, die in der dent- Sind die Netzverhältnisse beispielsweise derart, dai

sehen Offenlegungssciirift 1 956 527 beschrieben ist. Stromwandlersättigungcn in größerem Umfange aucl

Bei dieser Differentialschutzcinrichtung ist einem mit kurzzeitig nicht zu erwarten sind, dann genügt es

wenn bei einem Vergleich der Momentanwerte der ersten nach einem Fehler auftretenden Halbschwingung der Auslösegröße mit dem verminderten Scheitelwert der Sperrgröße ein Überwiegen der Momentanwerte der Auslösegröße festgestellt wird, um ein Auslösen zu veranlassen.

In den meisten Fällen ist aber in den heutigen Netzen damit zu rechnen, daß im Falle eines außerhalb einer Sammelschiene in einem Abzweig auftretenden Kurzschlusses der zugeordnete Stromwandler gesättigt wird. Ist im Hinblick auf diesen Umstand schon dafür gesorgt, daß der Stromwandler mit linealisierten Eisenkernen eingesetzt sind, dann kann als Auslösebedingung gelten, daß die positive oder die negative Halbschwingung der Auslösegröße für einen bestimmten Bruchteil einer Halbperiodc größer als der gespeicherte Scheitelwert ist.

Vielfach wird es aber erforderlich sein — vor allem dann, wenn mit großen Übertragungsfehlern der Stromwandler gerechnet werden muß —, zur Verhinderung eines Fehlauslösens bei außenliegendem Fehler sowohl die positive als auch die negative Halbschwingung der Auslösegröße mit dem gespeicherten Scheitelwert zu vergleichen und erst dann ein Auslösesignal zu erzeugen, wenn die Momentanwerte beider Halbschwingungen für einen bestimmten Bruchteil jeder Halbschwingung höher als der gespeicherte Scheitelwert sind.

Zur Durchführung des Vergleichs der Momentanwerte der Halbschwingungen der Auslösegröße mit dem gespeicherten Scheitelwert der Sperrgrößen können unterschiedlich aufgebaute Vergleichsanordnungen verwendet werden. So kann es vorteilhaft sein, eine elektronische Vergleichsanordnung mit zwei vergleichenden Schaltungsteilen zu verwenden, von denen dem einen der verminderte Scheitelwert der Sperrgröße und die positiven Halbschwingungen der Auslösegröße und dem anderen Schaltungsteil der verminderte Scheitelwert der Sperrgröße und die negativen Halbschwingungen der Auslösegröße zugeführt sind.

Es ist zwar an sich aus der schweizerischen Patentschrift 492 325 bekannt, eine mit Ventilen arbeitende Schaltung zur getrennten Erfassung eines Meßwertes des positiven und des analogen Meßwertes des negativen Wellenteiles einer oder mehrerer Stromwellen sowie eine diese Meßwerte vergleichende oder beide Meßwerte als Ansprechkriterium benutzende Schaltanordnung zu verwenden, jedoch ist diese Schaltung dazu vorgesehen, in einem Überstromschutz induktive Einschaltströme von sonstigen Überströmen zu unterscheiden.

Die elektronische Vergleichsanordnung kann in vorteilhafter Weise auch eine einzige vergleichende Schaltungseinheit enthalten, der der verminderte Scheitelwert der Sperrgröße und die positiven und negativen Halbschwingungen der Auslösegröße zugeführt sind. In diesem Falle ist vorteilhafterweise zwischen der elektronischen Vergleichsanordnung und dem Auslöseglied eine Logikschaltung angeordnet, mit der eine Auswertung der Halbschwingungen einer Polarität der Auslösegröße oder eine Auswertung beider Halbschwingungen der Auslösegröße ermöglicht ist. Mittels der Logikschaltung ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, den erfindungsgemäßen Differentialschutz den jeweiligen Einsatzfällen hinsichtlich seines Auslösevcrhaltens anpassen zu können, also bei günstigen Netzverhältnissen beispielsweise schon innerhalb der ersten Halbsdiwingung nach Fehlerbcginn eine Auslosung vornehmen zu lassen.

Als vorteilhaft wird es auch angesehen, wenn der elektronischen Vcrglcichsanordnung ein Zeitglied nachgeordnet ist, das die Länge der beim Vergleich des verminderten Scheitelwertcs der Sperrgröße mit den Halbschwingungcn der Auslösegröße gebildeten Impulse mit einer vorbestimmten Zeitdauer vergleicht und bei diese Zeitdauer überschreitenden Impulsen

ίο ein Signal an die nachgeordnetc Logikschaltung bzw. an das nachgeordnete Auslöscglied abgibt. Durch diese Meßwiederholung ist verhindert, daß durch einen infolge transicnter Vorgänge erzeugten Impuls eine Auslösung eingeleitet wird.

Vorteilhaft erscheint es ferner, wenn der elektronischen Vergleichsanordnung ein Grenzwertindikator unmittelbar nachgeor.dnet ist. Dieser Grenzindikator bietet nämlich die Möglichkeit, eine Auslösung erst dann vorzunehmen, wenn die aus dem Vergleich der Auslösegröße mit dem gespeicherten Schcitclwert der Sperrgrößc gebildeter. Impulse eine vorbeslimmte Größe erreicht haben.

Als vorteilhaft wird es auch angesehen, wenn der erfindungsgemäße Differentialschutz ein weiteres Zeitglied enthält, durch das eine zeitabhängig veränderbare Verminderung des Scheitelwertes der Sperrgröße bewirkt ist. Damit ist nämlich die vorteilhafte Möglichkeit geschaffen, durch eine Herabsetzung des Stabilisierungsgrades während der Messung nach Abklingen der transicnten VoVgänge die Empfindlichkeit des Dißerentialschutzes bei innenliegendcn Fehlern zu erhöhen.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Differentialschutzes wiedergegeben; in der F i g. 2 sind wesentliche Teile der Schaltung nach F i g. 1 ausführlich dargestellt

Bei dem in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in Abzweigen A1 und A 2 einer zu über- wachenden Sammelschiene S jeweils eine Primärwicklung wii bzw. vf 21 jeweils eines Stromwandler Wl und Wl angeordnet. Die Sekundärwicklungen w 12 und w 22 der Stromwandler Wl und W2 sind parallel geschaltet und an eine Primärwicklung w 31 eines Zwischenstromwandlers W3 angeschlossen. In der Wicklung w>31 fließt dann ein Strom, der der geometrischen Summe der durch die Wandler Wl und W2 fließenden Ströme proportional ist. Die Sekundärwicklung w 32 des Zwischenstromwandlers W3 ist an einen Graetz-Gleichrichter Gl angeschlossen, dem ein Widerstand .·" 1 nachgeordnet isL An dem Widerstand R1 fällt demzufolge eine Spannung U1 ab, die der geometrischen Summe der durch die Stromwandler Wl und W2 fließenden Ströme proportional ist.

Die Spannung U1 stellt eine nicht geglättete Gleichspannung dar und bildet die Auslösegröße des erfindungsgemäßen Differentialschutzes.

Im Sekundärkreis der Stromwandler Wl und Wl ist zusätzlich jeweils eine Primärwicklung zwl I und zvv 21 von jeweils einem weiteren Zwischenwandlei ZWl bzw. ZW2 angeordnet Die Sekundärwicklungen zw 12 und zw 22 der Zwischenwandler ZWl unc ZW2 sind mit jeweils einem Graetz-Gleichrichter Gl und G 3 verbunden. Eine in der Gleichstrom-Brücken schaltung GB entstehende Spannung 1/2 ist daher dei arithmetischen Summe der durch die Stromwandlei Wl und W2 fließenden Ströme proportional; sie stell die Sperrgröße des erfindungsgemäßen Differential

Schutzes dar. Die Spannung L/2 einspricht der Spannung an einem Kondensator C 1, vermindert entsprechend dem Teilerverhältnis des aus den Widerständen Rl bis R5 bestehenden Spannungsteilers; der Kondensator C 1 stellt eine Speicheranordnung dar.

Mil dem Spannungsteiler mit den Widerständen R 2 bis KS ist der Slabilisierungsgrad des erfindungsgemäßen DiiTercntialschuly.es einstellbar. Zu diesem Zwecke sind Steckkontakte .Vi 1 und Sl 2 vorgesehen sowie eine Schaltungsanordnung .S¹Z zur zeitabhängigen Steuerung des Stabilisierungsgrades. Die Schaltungsanordnung ΛΖ kann beispielsweise einen Transistor als Schaller enthalten, der nach z. B. durch ein /fC-Glied bewirkter Zeitverzögerung nach dem Auftreten eines Fehlers den Widerstand R 5 kurzschließt und dadurch den Stabilisierungsgrad verringert. Der Schaltungsanordnung SZ ist eine Überstromanregung JA vorgeordnet, die beispielsweise von einem Oberstromrelais gebildet sein kann.

Die Gleichstrom- Brückenschaltung (Ui i>i an Klemmen Kl und K 2 mit einem Verstärker l·' verbunden, der vorzugsweise von einem Operationsverstärker gebildet ist. Dem Verstärker V ist ein Grenzwertindikator (U liaehgcordnet, dem ein Zeitglied ZG folgt. An das Zeitglied 7.(1 ist eine Logikschaltung /. angeschlossen, der ein Auslöscrelais A folgt. Dieses Auslöserelais A weist beispielsweise einen Arbeitskontakl auf. so daß bei einer Betätigung des Auslöserelais A im Stromkreis mit dem Arbeitskontakt liegende Leistungsschalter betätigt werden.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des erlindungsgemäßen DüTercntialschutzcs sei zunäehst der Einfachheit halber angenommen, daß ein Strom J I über den Stromwandler Wl mit idealer Übertragungscharakteristik fließt; diese Betrachtung erscheint zuverlässie, da auch im Falle einer Sammelschiene als überwachter Leitungsabschnitt mit mehreren Abgängen die über die einzelnen Leitungen fließenden Ströme im allgemeinen von den Stromwandlern richtig, d. h. amplituden- und phasengetreu, übertragen werden. Das gleiche gelte für den von einem Strom Jl durchflosscnen Stromwandler H'2.

Bei einem auf der Sammelschiene .V angenommenen Fehler gilt dann, daß der Betrag der arithmetischen Summe der Ströme Jl und /2 (Σ J ) gleich dem Betrag der geometrischen Summe dieser Ströme (IJ ) ist. In dem Differentialschutz wird bei Einstellung eines Stabilisicrungsgrades s<C 1 der stabilisierende Anteil bzw. die der arithmetischen Summe der Ströme proportionale Sperrgröße mit dem Faktor s multipliziert bewertet, so daß zumindest für einen Bruchteil einer Halbschwingung der der geometrischen Summe der Ströme proportionalen Auslösegröße gilt, daß die Auslösegröße die Sperrgröße übertrifft. Diese Bedingung gilt sowohl für die positiven als auch für die negativen Halbschwingungen der Auslösegröße im stationären Fall, so daß im Abstand von 10 ms bei einer Netzfrequenz von 50 Hz Auslösesignale erzeugt werden. Die Spannung U1 ist also in jeder Halbschwingung für eine bestimmte Zeitdauer größer als die Spannung U 2, so daß dann über den Verstärker V und den Grenzwertindikator G/ so-. wie das Zeitglied ZG ein Auslösesignal über das Auslöseglied A abgegeben wird. Mittels der Logikschaltung L kann in unten noch näher erläuterter Weise eine Umschaltung vorgenommen werden, um entweder ein Auslösen bereits nach einer Halbschwingung zu erzielen oder um aus Sicherheitsgründen eine Auslösung erst nach Ablauf von zwei Halbschwingungen durchzuführen.

Verwickelter werden die Verhältnisse, wenn ein Fehler außerhalb der Sammelschiene .S', beispielsweise in der Nähe des Stromwandler Wl auftritt. Der Stromwandler Wl kann bei diesem Fehlerfall in den Sättigungsbereich seiner Kerninduktion gesteuert werden, wobei dann die geometrische Summe der Ströme und damit die Auslösegröße verhältnismäßig groß

ίο werden kann. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß zu Beginn eines Kurzschlusses dem stationären Anteil des Stromes durch den Wandler Wl eine in ihrer Auswirkung von der Einschaltphasc und vom Verhältnis der Induktivität zum ohmschen Widerstand der Kurzschlußbahn abhängige Glcichstromkomponete überlagert ist. Dabei ergibt sich, daß sich die (jbertragungseigenschaflen des Stromwandlers nur in der durch die Gleichstromkomponente vergrößerten Halbschwingung wesentlich verschlechtern. Bildet man nun die Dilferenz aus der Auslösegröße und dem mit dem Stabilisierungsgrad 5 bewerteten Scheitelwert der Sperrgröße, so kann bei großem Übertragungsfehler der Stromwandler die Auslösebedingung (Auslösegrößc größer als Sperrgröße) für einen bestimm-

35; ten Bruchteil einer Halbschwingung nur von der durch die Gleichstromkomponente vergrößerten Halbschwingung der Auslösegröße, nicht dagegen von deren verkleinerter Halbschwingung erfüllt sein. Wertet man also in einem solchen Falle beide HaIbschwingungen der Auslösegröße aus, dann erhält man auch unter diesen erschwerten Bedingungen ein sicheres Kriterium für einen außerhalb der Sammelschiene liegenden Kurzschluß. Es ist nur erforderlich, zwei aufeinanderfolgende Halbschwingungcn der Auslösegröße bzw. ihre Momentanwerte mit der Sperrgröße zu veigleichen.

Bei einem Fehler innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes ist die geometrische Summe der Ströme verhältnismäßig groß und daher auch die Auslösegröße. Es ergibt sich daher aus dem Vergleich mit der Sperrgröi.'.c je nach Einstellung der Logikschaltung eine kürzeste Auslösezeit entweder von etwa einer Halbschwingung oder etwa einer Periode der Auslösegröße.

Zur Erläuterung weiterer Einzelheiten des erfindungsgemäßen Diflcrentialschulzes ist in der Fig. 2 ein Schaltbild dargestellt, das Einzelheiten des in der Fig. 1 nur in Form eines Blockschaltbildes dargestellten Grenzwert indikators GI sowie des Zeitgliedcs ZG und der Logikschaltung L wiedergibt.

An den Ausgang eines nicht dargestellten Verstärkers V (vgl. Fig. 1) ist über eine Zenerdiode ZD 1 und einen Widerstand R 6 ein erster Transistor T 1 angeschlossen. Die Zenerdiode ZD1 stellt den Grenzwertindikator G/ nach F i g. 1 dar. Sie bricht durch, wenn von dem Verstärker V ein Impuls geliefert wird, der eine bestimmte Amplitude überschreitet.

Dem Transistor ΓI ist ein Zeitkreis mit einem Widerstand R 7 sowie mit einem Kondensator C 2 nachgeordnet. Dieser Zeitkreis dient dazu, die vor dem Verstärker V abgegebenen Impulse daraufhin zi untersuchen, ob sie eine vorbestimmte Länge aufweisen. Dies wird dadurch bewirkt, daß der normaler weise entladene Kondensator Cl bei einem vom Ver

C5 stärker abgegebenen Impuls infolge des dann gesperr ten Transistors T1 aufgeladen wird, wodurch nacl der vorbestimmten Zeitdauer über einen weiterei Transistor Tl ein zusätzlicher Transistor T3 gesperr

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wird. Diese Sperrung tritt also nur dann auf, wenn führt dazu, daß an der Ausgangsklcmme K3 nur dann

der vom Verstärker l·' abgegebene Impuls für eine ein Auslösesignal ansteht, wenn weder über die Diode

vorbestimmte Zeitdauer vorhanden ist. Dadurch ist Di noch über die Diode D1 ein Strom fließt. Dies ist

sichergestellt, daß Momentanwerte sehr kurzer Dauer aber nur dann der Fall, wenn sowohl der Transistor

der Auslösegrüße, die über der Sperrgröße liegen, 5 /10 als auch der Transistor 7 3 gesperrt ist. Dieser

keine Auslösung des Differentialschutzes bewirken Zustand besteht innerhalb eines Zeitraumes von 8 bis

können. Der Schaltungsteil mit den Transistoren 71 13 ms, sofern in dieser Zeit nach einer ersten Auslöse-

his 73 stellt das Zeitglied ZG (vgl. Fig. 1) dar. bedingung (Sperrung des 'Transistors 73) die gleiche

Ist eine Sperrung des normalerweise leitenden Auslösebedingung noch einmal erfüllt ist. Dies ist

Transistors 7"3 eingetreten, dann wird ein weiterer io immer dann der Fall, wenn vom Verstärker V ein

Transistor 74 kurzzeitig leitend und entlädt einen Impuls einer ausreichenden Länge geliefert und von

ihm nachgeordneten Kondensator C3 mit kleiner tier Schaltung mit den 'Transistoren 74 bis 7" 10 Lo-

Zeitkonstante; der Kondensator ('3 war vorher über i'ikschaliung/. -— vgl. Fig. 1) ein weiterer Impuls

einen Widerstand R8 aufgeladen. Nach einem Zeit- ei/cugl wird.

ablauf von etwa S ms — durch die Aufladung des 15 Der Steckkontakt SK im LJND-GaUer UG ist vorKondensators C 3 bestimmt — werden die Transisto- gesehen, um gegebenenfalls eine Auslösung auch mit ren 75, 7'6 und 7"7 leitend. Dadurch wird ein vorher Auswertung nur einer einzigen Halbschwingung der aufgeladener Kondensator f"4 entladen, und es wird Auslösegröße vornehmen zu können. Dies läßt sich der nachgeordnete 'Transistor 78 kurzzeitig gesperrt in einfacher Weise dadurch bewirken, daß der Stcck- und ein weiterer Transistor 79 kurzzeitig leitend. Ist m kontakt entfernt wird, so daß dann die Logikschaldcr Transistor 79 im leitenden Zustand, dann wird lung mit den Transistoren 74 bis 710 unwirksam ein Kondensator CS entladen und ein Transistor wird. Es genügt dann, wenn der von dem Verstär-710 gesperrt, der über ein UND-Gatter UG mit kor I' gelieferte Impuls eine größere Amplitude als einem Auslöseglied verbunden ist. das in der Fig. 2 der mittels des Grenzwertindikators GI vorgegebene nicht dargestellt ist. Dieses Auslöseglied kann aus 25 Wert hat und eine Impulslänge aufweist, die größer einem bekannten Impulsverstärker mit einem nach- als eine vorgegebene Zeitdauer ist. Dann wird nämgeordneten Auslöserelais bestehen. Nach erneuter lieh der Transistor 7'3 gesperrt und damit an der Aufladung des Kondensators C5 wird der Transistor Klemme K3 ein Auslösesignal erzeugt.
7" 10 nach insgesamt 13 ms, gerechnet vom Eintreten Mit tier Erfindung wird ein Differentialschutz vordes Sperrzustandes des Transistors I'3. wieder leitend. 30 geschlagen, mit dem sich unter Verwendung eines

Das UND-Gatter UG enthält eine Diode /) 1 und einfachen Schaltungsaufbaues eine sichere Untereine ihr parallelgcschalietc weitere Diode Dl. Die scheidung äußerer von inneren Fehlern vornehmen Diode I) I verbindet den Kollektor des Transistors läßt, wobei dieses selektive Verhalten auch dann er-7 10 über einen Steckkontakt SK mit einer Ausgangs- halten bleibt, wenn zur Erfassung der Eingangsgrößen klemme K3; die Ausgangsklemme λ' 3 ist außerdem 35 für den DilTcrentialschulz verwendete Stromwandler über die andere Diode Dl des UND-Gatters UG mit starke nichtlincare Verzerrungen der Meßgrößen bedeni Kollektor des Transistors 73 verbunden. Dies wirken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Differentialschutz für einen Leitungsabschnitt, vorzugsweise für eine Sammelschiene, bei dem eine der geometrischen Summe der dem Leitungsabschnilt zufließenden und der aus dem Leitungsabschnitt abfließenden Ströme entsprechende Meßgröße (Auslösegrößs) in einer Vergleichsanordnung mit einer weiteren Meßgröße (Sperrgröße) verglichen wird, die der arithmetischen Summe der zu- und abfließenden Ströme entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speichereinrichtung (Cl) vorhanden ist, in der der Scheitelwert der Sperrgröße oder ein um einen bestimmten Betrag verminderter Scheitelwert der Sperrgröße (1/2) gespeichert ist, daß an die Speichereinrichtung (Cl) -eine vorzugsweise elektronische Vergleichsanordnung (GB, V) angeschlossen ist, der eingangsseitig auch die Momentanwerte der positiven und/oder der negativen Halbschwingung der Auslösegröße (i/l) zugeführt sind, und daß der Vergleichsanordnung (GB, V) ein Auslöseglied (A) nachgeordnet ist, das bei den verminderten Scheitelwert der Sperrgröße (U 2) überschreitenden Momentanwerten der Auslöseeröße (Ul) ein Auslösesignal abgibt (Fig. 1).

2. Differentialschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Vergleichsanordnung zwei vergleichende Schaltungsteile enthält, von denen dem einen der verminderte Scheilelwcrt der Sperrgröße und die Momentanwerte der positiven Halbschwingung der Auslösegröße und dem anderen Schaltungsteil der verminderte Scheitelwert der Sperrgröße und die Momentanwerte der negativen Halbschwingung der Auslösegröße zugeführt sind.

3. Differentialschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Vergleichsanordnung (GB, V) eine vergleichende Schaltungseinheit (GB) enthält, der der verminderte Scheitelwert der Sperrgröße (U2) und die Momentanwerte beider Halbschwingungen der Auslösegröße (U 1) zugeführt sind (F.i g. 1).

4. Differentialschutz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der elektronischen Vergleichsanordnung (GB, V) und dem Auslöseglied (A) eine Logikschaltung (L) angeordnet ist, mit der eine Auswertung der Halbschwingung einer Polarität der Auslösegröße (Ul) oder eine Auswertung beider Halbschwingungen der Auslösegröße (Ul) ermöglicht ist (Fig. 1).

5. Differentialschutz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronischen Vergleichsanordnung (GB, V) ein Zeitglied (ZG) nachgeordnet ist, das die Länge der beim Vergleich des verminderten Scheitelwertes der Sperrgröße (U2) mit den Halbschwingungen der Auslösegröße (Ul) gebildeten Impulse mit einer vorbestimmten Zeitdauer vergleicht und bei diese Zeitdauer überschreitenden Impulsen ein Signal an die nachgeordnete Logikschaltung (L) bzw. an das nachgcordnele Auslöseglied (A) abgibt (Fig. I).

6. Differentialschutz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet.

daß der elektronischen Vergleichsanordnung (GB, V) ein Grenzwertindikator (G/) unmittelbar nachgeordnet ist.

7. Differentialschutz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres ZeitgKed (5Z) vorhanden ist, durch das eine zeitabhängig veränderbare Verminderung des Scheilelwertes der Sperrgröße (U2) bewirkt ist.