DE2237854A1

DE2237854A1 - Distanzschutzrelais mit einer polygonalen ausloesecharakteristik

Info

Publication number: DE2237854A1
Application number: DE19722237854
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl Ing Schumm
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-08-01
Filing date: 1972-08-01
Publication date: 1974-02-14
Also published as: DE2237854C3; DE2237854B2

Description

Distanzschutzrelais mit einer polygonalen Auslösecharakteristik Die Erfindung bezieht sich auf ein Distanzschutzrelais mit einer polygonalen Auslösecharakteristik, bei dem das Distanzmeßwerk an einen aus induktivem und ohmschen Widerstand bestehenden Leitungsshunt angeschlossen ist.
Ein solches Distanzschutzrelais ist ein der "Siemens-Zeitschrift n vom April 1971 auf den Seiten 266 bis 268 beschrieben. Die im Kurzschlußfall auf einer Leitung auftretenden Ausgleichsvor gänge beeinflussen auch das Verhalten der in einem Netz in stallierten Distanzschutzrelais. Man kann-,somit bei Distanzschutzrelais zwischen einem dynamischen Verhalten und einem Verhalten im eingeschwungenen Zustand unterscheiden. Das dynamische Verhalten tritt während der Ausgleichsvorgänge und. das Verhalten im eingeschwungenen Zustand nach Abklingen der Ausgleichsvorgänge auf. Durch das während eines Ausgleichsvorganges auftretende Gleichstromglj,ed oder durch einen entsprechend hohen Anfangskurzschlußstrom kann eine Sättigung der Stromwandler eintreten, durch die eine Verzerrung der fUr die Distanzmessung verwendeten Sekundärstrbme hervorgerufen wird.
Eine Verzerrung des Sekundärstromes führt zwangsläufig zu Neßfehlern bei der~Distanzmessung. Dies ist auch bei dem bekannten Distanzschutzrelais der Fall. Um Fehlabschaltungen infolge solcher Neßfehler zu vermeiden, wird bei den bekannten Distanzschutzrelais die Distanzmessung erst am Ende der Ausgleichsvorgänge vorgenommen. Dies führt jedoch zu unerwUnschten Abschaltverzögerungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zuerundetein Distanzschutzrelais mit einer polygonalen Auslöse charakteristik so außzubilden, daß ein unverzögertes Auslösen durch den Distanzschutz ohne die Gefahr von Fehlauslösungen möglich ist.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung: dadurch, daß das Widerstandsverhältnis zwischen induktivem und ohmschen Widerstand nach einem Fehlereintritt veränderbar ist.
Eine besonders große Toleranz gegenüber den durch die Ausgleichsvorgänge hervorgerufenen Meßfehler wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß das Widerstandsverhältnis zwischen induktivem und ohmschen Widerstand des Leitungsshunts entsprechend dem Widerstandsverhältnis des induktiven und ohmschen Widerstandes der zu schlitzen Leitung gewählt und nach Fehlereintritt durch Zuschalten eines ohmschen Widerstandes verändert ist. Eine Änderung des Widerstandsverhältnisses ist auf einfache Weise dadurch möglich, daß zu dem Leitungsehunt eine aus einem ohmschen Widerstand und einem RL-Glied bestehende Parallelschaltung in Reihe geschaltet und das Distanzmeßwerk mit seinem einen Anschluß direkt mit dem einen Anschlußpol des Leitungsshunts sowie mit seinem anderen Anschlußpol über ein Schaltglied mit dem anderen Anschlußpol des Leitungsshunts und direkt mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt des ohmschen und induktiven Widerstandes des RL-Gliedes verbunden ist. In Netzwerken, in denen stets mit etwa gleicher Dauer der Ausgleichsvorgänge zu rechnen ist, kann nach einer bestimmten Verzögerungszeit die Verbindung zwischen Distanzmeßwerk und Leitungsshuht unterbrochen werden. Haben die Ausgleichsvorgänge hingegen unterschiedliche Dauer, 50 ist es zweckmäßig, die Verbindung zwischen Distanzmeßwerk und Leitungsshunt in Abhängigkeit von einem bestimmten Verhältnis von Fehlerstrom zu Nennstrom durch das Schaltglied zu unterbrechen. Ferner kann die Verbindung auch in Abhängigkeit vom Grundwellenanteil im Gesamtkurzschlußstrom unterbrochen werden.
Der Übergang vn der Anfangs-AuslUsecharakteristik des Distanzschutzrelais zu der eigentlichen Auslösecharakteristik kann auch stetig erfolgen. Dies wird dadurch erreicht daß ein stetig wirkendes Schaltglied vorgesehen ist.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausftihrungsbeispieles wird der Gegenstand der Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 ein Schaltbild eines Distanzschutzrelais nach der Erfindung, Fig. 2 eine Auslösecharakteristik des in Fig. 1 dargestellten Distanzschutzrelais.
In Fig. 1 ist mit Z'S ein aus induktivem und ohmschen Widerstand bestehender teitungsshunt bezeichnet. Mit diesem Leitungsshunt Z'S ist ein ohmscher Widerstand Ri in Reihe geschaltet, zu dem ein aus einem ohmschen Widerstand R2 und einem induktiven Widerstand lii bestehendes RL-Glied parallelliegt. Der Leitungsshunt'Z1 und die dazu in Reihe liegende.
Parallelschaltung des ohmschen Widerstandes R1 und des RL-Gliedes bilden zusammen ebenfalls einen Leitungashunt ZS Zur Unterscheidung der beiden Leitungsshunts wird der Leitungsshunt Z'S als Teilshunt bezeichnet. Ein Diatanzmeßwerk 1 ist mit seinem einen Anschluß an den einen Anschlußpol des eilshunts Z'S angeschlossen. Mit seinem anderen Anschluß ist das Distanzmeßwerk 1 über ein Schaltglied S1 mit dem anderen Anschlußpol des Deilshunts Z'S und direkt mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt des ohmschen und induktiven Widerstandes des RL-Gliedes verbunden. Zu der Reihenschaltung des Teilshunts Z'S und der vorgenannten Parallelschaltung ist ein Richtungsmeßwerk 2 parallelgeschaltet.
Der Teilshunt Z'S und der Leitungsshunt ZS haben unterschiedliche Winkel. Der Winkel des Teilshunts Z'5 ist in Fig. 2 mit und der Winkel des Leitungsshunts Z5 mit #2 bezeichnet.
Mit X ist der für die Distanzmessung maßgebende Winkel bezeichnet. Der Scheitel des Winkels cm liegt jeweils auf dem durch den Leitungsshunt Z5 festgelegten Strahl 3 bzw. auf dem durch den eilshunt Z'S festgelegten Strahl 4, und zwar in einer Entfernung vom Koordinatenanfangspunkt, die der Länge der zu schützenden Leitungsstrecke proportional ist. Der Teilshunt Z'S ist so gewählt, daß sein Winkel t1 dem Kurzschlußwinkel der zu schützenden Leitung entspricht. Der Strahl 4 gibt somit gleichzeitig den Leitungswinkel an.
Die polygonale Auslösecharakteristik wird durch den flir die Distanzmessung maßgebenden Winkel (X und einen für die Richtungsmessung maßgebenden Winkel P bestimmt. Der Scheitel des Winkels liegt im Koordinatenantangspunkt.
Das Distanzschutzrelais arbeitet wie folgt Zunächst ist das Schaltglied S1 geschlossen und damit das Distanzmeßwerk 1 zu dem Teilshunt Z'S parallelgeschaltet. Wie aus Fig. 1 zu ersehen, ist bei geschlossenem Schaltglied S1 der ohmsche Widerstand R2 des RL-Gliedes UberbrUckt. Damit hat das Distanzschutzrelais bei einem Fehlereintritt die in Fig. 2 gestrichelt dargestellte Auslösecharakteristik. Die dieser Auslösecharakteristik entsprechende Auslösefläche ist kleiner als die Auslösefläche der eigentlichen Charakteristik und liegt innerhalb derselben. Durch die Verkleinerung der Auslösefläche beim Pehlereintritt besteht gegenUber der eigentlichen Auslasefläche eine große Toleranz. Denn erfolgt z.B. eine Auslösung durch das Distanzschutzrelais bei einem Fehler, der zwar außerhalb der gestrichelt dargestellten Auslösefläche liegt, jedoch wegen der durch Sättigung der Stromwandler hervorgerufenen Meßfehler innerhalb der gestrichelt dargestellten Auelösefläche gemessen wurde, 8o bedeutet dies keine Fehlauslösurigg, da der Fehler Ja noch innerhalb der eigentlichen Auslösefläche liegt.
Nach Abklingen eines Ausgleichsvorganges wird das Schaltglied S1 geöffnet. Die tiberbrückung des ohmschen Widerstandes R2 des RL-Gliedes wird damit aufgehoben und es wird der mit ZS bezeichnete Leitungsshunt wirksam. Das Distanzschutzrelais hat somit nach dem Öffnen des Schaltgliedes S1 die mit durchgezogenen Linien dargestellte Auslösecharakteristik.
Die größten Toleranzen ergeben sich, wenn der Winkel des Xeilshunts Z'S gleich dem Leitungswinkel gewählt wird, d.h. wenn das Widerstandsverhältnis zwischen induktivem und ohmschen Widerstand des Teilshunts gleich dem Niderstandsverhältnis des induktiven und ohmschen Widerstandes der zu schützenden Leitung ist.
Mit dem beschriebenen Distanzachutzrelais ist eine Auslösung in Schnellseit möglich, ohne daß auf eine möglichst große Lichtbogenkompensation verzichtet werden muß.
7 PatentansprUche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Distanzschutzrelais mit einer polygonalen Auslösecharakteristik, bei dem das Distanzmeßwerk an einem aus induktivem und ohmschen Widerstand bestehenden Leitungsshunt angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wideratandverhältnis zwischen induktivem und ohmschen Widerstand nach einem Fehlereintritt verändert ist.
2. Distanzschutzrela'is' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsverhältnis zwischen induktivem und ohmsehen Widerstand des Leitungeshunte (Z'5)'entsprechend dem Widerstandsverhältnis des induktiven. und ohmschen Widerstandes der zu schützenden Leitung gewählt und nach Fehlereintritt durch Zuschalten eines ohmschen Widerstandes (R2) verändert ist.
3. Distanzschutzrelais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Leitungsshunt (Z'5) eine aus einem ohmschen Widerstand (R1) und einem RL-Glied (R2L) bestehende Parallelschaltung in Reihe geschaltet und das Distanzmeßwerk (1) mit seinem einen Anschluß direkt mit dem einen Anschlußpol des Leitungsshunts (Z'S) sowie mit einem anderen Anschlußpol über ein Schaltglied (S1) mit dem anderen Anschlußpol des Leitungsshunts (Z'S) und direkt mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt des ohmschen und induktiven Widerstandes des RL-Gliedes (R2, L1) verbunden ist.
4. Distanzschutzrelais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer bestimmten Verzögerungszeit die Verbindung zwischen Distanzmeßwerk (1) und Leitungeehunt (Z'S) unterbrochen ist.
5. Distanzschutzrelais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Distanzmeßwerk und Beitungsshunt (Z'5) in Abhängigkeit von einem bestimmten Verhältnis von Fehlerstrom zu Nennstrom durch das Schaltglied (S1) unterbrochen ist.
6. Distanzschutzrelais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Distanzmeßwerk (1) und dem Leitungsshunt (Z'S) i-n Abhängigkeit vom Grundwellenanteil im Gesamtkurzschlußstrom durch das Schaltglied (S1) unterbrochen ist.
7. Distanzschutzrelais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein stetig wirkendes Schaltglied vorgesehen ist.

L e e r s e i t e