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Elektronische Schutzeinrichtung für eine Sammelschienenanlage (Zusatz
zu Patent ... (Patentanmeldung P 22 2c 362) Die Erfindung bezieht sich auf eine
Sammelschienenanlage mit einer Meßschaltung pro Sammelschiene derart, daß jede Meßschaltung
über zugeordnete Trenner-Abbildschaltungen die Ströme der Sammelschienenabgänge
erfaßt und bei sammelschienenseitigen Fehlern sowie bei Überschreitung eingestellter
Schwellwerte der Ströme ein Auslösekommando abgibt, wobei für jeden Sammelschienenabgang
das Schwellwertüberschreitungssignal aus der Sammelschienenschutzschaltung und das
Anregesignal der für den Sammelschienenabgang vorgesehenen Distanzschutzschaltung
logisch
in' einer Reserveschutzschaltung verknüpft sind, die beim Versagen der dem Sammelschienenabgang
zugeordneten Distanzschutzschaltung oder des zugehörigen Leistungsschalters eingreift
und den zugeordneten oder die benachbarten Schalter ansteuert.
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Das Hauptpatent löst die Aufgabe, für die Sammelschienenabgangsleitungen
einen Reserveschutz zu schaffen, der eine bessere Absicherung der von den Sammelschienen
abgehenden Fernleitungen ermöglicht. Es hat sich herausgestellt, daß dieser Reserveschutz
nicht bei allen Fehlerkombinationen optimal arbeiten kann. Auch treten Schwierigkeiten
auf, wenn der Leitungsschutz auf seine Funktionsfähigkeit überprüft werden soll.
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Der Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reserveschutzschaltung
so zu verbessern, daß sie allen Bedarfsfällen leicht angepaßt und ohne weiteres
in das Prüfprogramm einbezogen werden kann.
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Erfindungsgemäß wird bei einer Schutz einrichtung der eingangs genannten
Art vorgesehen, daß da s S das Schwellwertübers,chreitungssignal und das Richtungssignal
oder das Auslösekommando des Leitungsschutzes über logische Verknüpfungsglieder
Zeitstufen ansteuern, deren Ausgangssignal den betreffenden Sammelschienenabgang
meßtechnisch vom Phasenvergleich abschaltet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Figur 1 - 4
der Zeichnung erläutert.
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Es zeigen Figur 1 - 3 verschiedene Anschluß schaltungen Figur 4 eine
Reserveschutzschaltung.
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Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen
wie im Hauptpatent.
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In allen Anschlußschaltungen sind Eingänge El und E2 der Reserveschutzschaltung
RSV vorgesehen, die unterschiedlich beaufschlagt werden.
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In Figur 1 liegt in der zum Eingang El führenden Leitung ein Kontakt
AS, der das Aus-Kommando eines Distanzschutzrelais realisiert, in Reihe mit dem
Kontakt P1 eines Prüfschalters P.
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In einer zum Eingang E2 führenden Leitung sind die Anrege- und Richtungssignalkontakte
ZR, ZT und Q des Distanzschutzrelais angeodnet. Parallel dazu liegt ein zweiter
Kontakt P2 des Prüfschalters P. Die Stellung des Schalters entspricht dem Betriebsfall.
Zwecks Prüfung des Distanzschutzrelais wird der Kontakt P1 geöffnet und der Kontakt
P2 geschlossen. Dadurch bleibt der Reserveschutz auch bei abgeschaltetem Distanzrelais
wirksam als Schutz für die Leitung.
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Figur 2 unterscheidet sich von Figur 1 lediglich dadurch, daß die
Anrege- und Richtungssignalkontakte des Distanzrelais durch einen Mitnahmekontakt
M ersetzt sind. Dieser Kontakt wird über geeignete tfbertragungskanäle vom Aus-Kommando
des Leitunosschutzes in der Gegenstation betätigt. Zur Übertragung ist insbesondere
das System "TrägerfreZruenz auf Hochspannungsleitungen" (TFH) geeignet.
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In Figur 3 bleibt der Eingang El unbeaufschlagt, während drei parallele
Leitungen zum Eingang E2 führen. In der oberen Leitung liegt der Kontakt P2 des
Prüfschalters P. In der mittleren Leitung sind in Reihen-Parallel-Schaltung die
Anrege- und Richtungssignalkontakte ZR, ZT, Q des Distanzrelais, der Aus-Kontakt
AS des Distanzrelais und der Kontakt P1 des Prüfschalters P angeordnet. Die untere
Leitung weist lediglich den Mitnahmekontakt M auf. Die genaue Funktion der Schaltungen
wird später im Zusammenhang mit der Reserveschutzschaltung nach Figur 4 erläutert.
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In Figur 4 ist die eigentliche Reserveschutzschaltung mit strichpunktierten
Linien eingerahmt. Sie weist außer den Eingängen El, E2 Verbindungsleitungen L1,
L2, L3 und L4 zur Sammelschienenschutzschaltung und Ausgänge Al, A1', A2, A3 und
A4 auf. Die Eingänge El und E2 sowie- die- Leitung L3 sind mit UND-Stufen &3,
&4 verbunden. Der Ausgang der UND-Stufe &3 ist direkt und der Ausgang der
UND-Stufe &4 über eine Diode D1 mit einer ODER-Stufe ODER1 verbunden, die ihrerseits
zu einer Zählstufe Z1 und einer Rückstellimpulsschaltung RI führt. Die Zählstufe,
die zugleich Decoder
ist, wird von einem Multivibrator G1 versorgt.
Der Zählstufe Z1 ist eine Start-Zeitstufe TO und dieser ein Speicher SPO nachge
schaltet. Der L-Ausgang des Speichers SPO ist mit UND-Stufen &lo, &13, &l4
verbunden. Die zweiten Eingänge der UND-Stufen werden von den Leitungen L1, L2 und
L4 beaufschlagt. Die Ausgänge der UND-Stufen &13, &14 sind identisch mit
den Ausgängen Al, A11 der Reserveschutzschaltung RSV. Der Ausgang der UND-Stufe
&lo ist mit je einem Eingang weiterer UND-Stufen &11, &12 verbunden.
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Diese UND-Stufen erhalten ferner Impulse von der Zählstufe Zl.
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Die letztgenannten UND-Stufen werden ferner über dritte Eingänge von
den UND-Stufen &3, &4 angesteuert. Der UND-Stufe &11 ist eine Zeitstufe
T1 nachgeschaltet. Zwei weitere Zeitstufen T2, T3 liegen am Ausgang der UND-Stufe
&12. Die Zeitstufen T1 - T3 beaufschlagen Speicher SP1, SP2, SP3. Die L-Ausgänge
der Speicher führen zu dem Ausgang A2. In der Ausgangsleitung des mittleren Speichers
ist eine Diode D2 angeordnet. Ferner ist der L-Ausgang des Speichers SP2 und der
Ausgang des Speichers SP3 mit einer UND-Stufe &15 verbunden, die am Ausgang
A3 liegt. Der Ausgang A3 ist über Dioden D3 - D6 mit vier Aus-Freigabeleitungen
SSI, SSII, SSIII, SSIV des Sammelschienenschutzes verbunden. In diesen Leitungen
sind weitere Dioden D7 - Dlo angeordnet. Die genannten Dioden liegen außerhalb der
Reserveschutzschaltung in der Sammelschienenschutzschaltung.
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Die Leitungen L1 und L2, die Trennersignale des Sammelschienenschutzes
führen, sind zusätzlich an die Eingänge von UND-Stufen &16, &17 geführt,
deren zweite Eingänge mit dem Ausgang A3 verbunden
sind. Diesen
UND-Stufen sind weitere UND-Stufen &18, &19 nachgeschaltet, deren zweite
Eingänge von den Leitungen SSI, und SSII beaufschlagt werden. Die Ausgänge der UND-Stufen
&18, &19 führen zu einer ODER-Stufe ODER4, die den Ausgang A4 speist.
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Das Aus-Signal des Ausganges A4 betätigt über eine weitere ODER-Stufe
ODER5 und einen Signalverstärker V den Leistungsschalter des betreffenden Abgangs.
Die ODER-Stufe ODERS, zum Sammelschienenschutz gehörend, wird zugleich von anderen
Schaltungen beaufschlagt, die ebenfalls zum Sammelschienenschutz gehören.
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Die Reserveschutzschaltung weist ferner eine elektronische Selbsthalteschaltung
SH, eine ODER-Stufe ODER3 und eine Impulsverlängerungsstufe IV auf. Die Selbsthalteschaltung
SH ist lediglich durch ein mechanisches Hilfsrelais mit zwei Wicklungen und einen
Hilfskontakt angedeutet. Der Hilfskontakt liegt im Zuge der Leitung L4, die das
Strpmsummensignal führt und zum ersten Eingang der ODER-Stufe ODER3 verläuft. Die
Impulsverlängerungsstufe IV wird von dem Ausgang der UND-Stufe &3 gespeist,
während ihr Ausgang mit der Selbsthalteschaltung SH und dem zweiten Eingang der
ODER-Stufe ODER3 verbunden ist. Alle Mitnahmesignale vom Eingang E2, deren Dauer
über dem Störpegel liegt und z. B. größer als~40 ms ist, werden auf beispielsweise
200 ms verlängert. Diese Signale bringen die Selbsthalteschaltung SH zum Ansprechen,
so daß dann das in solchen Störungsfällen ohne nach Ablauf von tO vorhandene Stromsummensignal
über die Stufen ODER3 und ODER1 die Anregung zum Ablauf der Zeitstufen übernehmen
kann, falls vom Eingang El kein Signal vorliegt.
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Die Wirkungsweise der Gesamtschaltung wird nachfolgend in Verbindung
mit den verschiedenen Anschlußschaltungen erläutert: 1,1 Anschlußschaltung nach
Figur 1 Fehler auf einem Abgang, wenn das vom Distanzrelaus erteilte Aus-Kommando
nicht ausgeführt wird (Leistungsschalterversager).
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Es sind Eingangsignale nach El und E2 vorhanden. Der Abgang schwellwert
aufder Leitung L3 ist sicher überschritten. Damit wird zunächst die fest auf beispielsweise
loo ms eingestellte Zeitstufe TO gestartet. Nach loo ms wird über den Speicher SPO
und das Trenner-Signal auf der Leitung L1 oder L2 eine der UND-Stufen &13, &14
angesteuert, so daß über den Ausgang Al oder Al' ion der Sammelschienenschutzschaltung
das zugehörige Relais zur Stromsummenbildung abgesteuert wird. Da nun der Kurzschlußstrom
im fehlerbehafteten Abgang als Stromsumme auftritt, spricht die Stromsummenanregung
im Sammelschienenschutz an, so daß auf der Leitung L4 ein L-Signal erscheint. Da
das Aus-Kommando von El noch ansteht, wird über die UND-Stufen &lo, &ll
die Zeitstufe T1 gestartet. Zugleich werden über das Richtungssignal von E2 und
die UND-Stufe &12 die Zeitstufen T2 und T3 gestartet. Nach Ablauf der Zeitstufe
T1 wird über den Speicher SP1 der Abgang A2 meßtechnisch vom Phasenvergleich innerhalb
des Sammelschienenschutzes abgeschaltet.
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Hierdurch wird im Sammelschienenschutz ein Auslösesignal gegeben,
das den Sammelschienenabschnitt-mit dem fehlerbehafteten Ausgang selektiv abschaltet.
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1.2 Anschlußsckaltung nach Figur 1 Fehler auf einem Abgang ohne Aus-Kommando
von Distanzschutz -(Rel-aisversager)-S^^ n 91
Wenn also der Eingang
El O-Signal hat und E2 und L3 L-Signal aufweisen, wird die Zeitstufe TO gestartet,
was wiederum mit Zeitverzögerung über den Ausgang Al oder Al1 zur Absteuerung des
Relais für die Stromsummenbildung führt. Wie unter 1.1 beschrieben, spricht die
Stromsummenanregung im Sammelschienenschutz an. Die Leitung L4 erhält L-Signal.
Da somit alle drei Eingänge der UND-Stufe &12'L-Signal führen, werden die Zeitstufen
T2 und T3 gestartet. Nach Ablauf der Zeitstufe T2 erhält der Ausgang A2 ein L-Signal.
Da der negierende Ausgang des der Zeitstufe T3 nachgeschalteten Speichers SP3 in
diesem Zeitpunkt noch ein L-Signal führt, spricht die UND-Stufe &15 an. Der
Ausgang A3 erteilt ein Sperrsignal auf die Aus-Freigabeleitungen SSI - SSIV. Die
Signale der Leitungen L1, L2, die das Trenner-Signal des Sammelschienenschutzes
führen, steuern in Verbindung mit dem Signal am Ausgang A3 die UND-Stufe &16
oder &17 an. Da der Phasenvergleich jetzt auf Auslösung erkennt, steuern die
Aus-Freigabesignale über SSI oder SSII die UND-Stufen &18 oder &19 an, sodaß
über die Stufe ODER4 und den Ausgang A4 der betroffene Abgang abgeschaltet wird.
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Falls aber nun dieses Aus-Kommando nicht ausgeführt wird, greift die
Zeitstufe T3 über den Speicher SP3 und die UND-Stufe &15 ein: Nach Ablauf der
Zeit t3 erhält der negierende Ausgang des Speichers SP3 ein O-Signal und das Sperrsignal
am Ausgang A3 entfällt. Somit können die Aus-Freigabesignale des Sammelschienenschutzes
die gesamte Sammelschienenanlage abschalten. Die Zeiten tl - t3 der
Zeitstufen
T1 - T3 sind sogestaffelt, daß die Gesamtabschaltung erst dann erfolgt, wenn die
vorhergehenden Maßnahmen ohne Erfolg geblieben sind.
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1.3 Anschlußschaltung nach Fig. 1 Funktionsprüfung Wenn der Schalter
P in die Prüfstellung gelegt wird, ist der Leitungsschutz nicht betriebsfähig. Der
Kontakt P2 gibt ein Dauersignal auf den Eingang E2. Wenn gleichzeitig der Laststrom
auf dem betreffenden Abgang den Schwellwert im Sammelschienenschutz überschritten
hat, also die Leitung L3 ein L-Signal führt, wird die Zeitstufe TO gestartet. Nach
Ablauf der Zeit tO wird das zugehörige Relais für die Stromsummenbildung abgesteuert.
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Wenn nun während der Prüfzeit ein Kurzschluß auftritt, erhält auch
die- Leitung L4 ein L-Signal und die Zeitstufen T2 und T3 werden gestartet. Die
Reserveschutzschaltung ist daher auch während eines Prüfvorganges im Kurzschlußfall
funktionsfähig.
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Die Anschlußschaltung nach Fig. 1 ist immer dann angebracht, wenn
a) die Aus-Kommandos vom Leitungs- und Sammelschienenschutz auf die gleiche Auslösespule
des Leistungsschalters einwirken und b) die Zeiten t2 und t3 des Reserveschutzes
die Staffelkennlinie des Distanzschutzes nicht in unzulässiger Weise beschneiden.
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2.1 Anschlußschaltung nach Fig. 2 Fehler auf einem Abgang, wenn der
Leistungsschalter versagt Der zeitliche Ablauf ist identisch mit dem unter 1.1 beschriebenen.
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2.2 Aiischlußschaltung nach Fig. 2 Fehler auf einem Abgang ohne Aus-Kommando
vom Distanzrelais (Relaisversager) Der zeitliche Ablauf ist weitgehend identisch
mit dem unter 1.2-beschriebenen. Da aber das Mitnahmesignal von der Gegenstation
(Kontakt M) kürzer ist als die Zeiten t2 und t3, muß eine künstliche Verlängerung
erfolgen. Alle echten Signale ( > 40 ms) werden in der Impulsverlängerungsstufe
IV auf 200 ms verlängert. Nach etwa 100 ms (Ablauf von tO) spricht die Stromsummenanregung
an, sodaß dann über die Selbsthalteschaltung SH das Signal der Leitung L4 gehalten
wird, bis nach Ablauf der Zeitstufen T2, T3 eine Abschaltung erfolgt und das Signal
der Stromsummenanregung entfällt.
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Wenn aufgrund außenliegender Fehler Mitnahmesignale gegeben werden,
ohne daß eine Stromsummenanregung vorliegt, fällt die Selbsthalteschaltung SH nach
200 ms in den Nullzustand zurück.
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2.3 Anschlußschaltung nach Fig. 2 Funktionsprüfung Der Ablauf entspricht
1.3.
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Bei Verwendung der Anschlußschaltung nach Fig. 2 ist kein unselektives
Eingreifen des Reserveschutzes in die Staffelkennlinie des Distanzschutzes zu befürchten.
Die Zeitstufe T2 für das abgangsbezogene Aus-Kommando kann daher sehr niedrig eingestellt
werden. Es kann sogar t2 < tl sein. Ferner ist vorteilhaft, daß der Reserveschutz
bei Relaisversagern auch ohne Information aus dem Abgangsrelais arbeitsfähig ist.
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Die Anschlußschaltung nach Fig. 2 ist in den Fällen wirkungsvoll einzusetzen,
in denen der Leistungsschalter nur eine Auslösespule aufweist, ein Mitnahmesignal
von der Gegenstation zur Verfügung steht und ein unselektives Eingreifen des Reserveschutzes
in die Staffelkennlinie des Distanzschutzes vermieden werden muß.
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3.1 Anschlußschaltung nach Figur 3 Wenn am Leistungsschalter zwei
Auslösespulen vorhanden sind, ist es zweckmäßig, daß der Hauptschutz auf die eine
und der Sammelschienenschutz einschließlich Reserveschutz auf die andere Spule arbeitet.
In solchen Fällen ist es dann aber nicht erforderlich, daß Leistungsschalterversager
bei Ansteuerung des Schalters vom Hauptschutz eine unmittelbare Sammelschienen-Abschaltung
durch den Reserveschutz zur Folge haben. Vielmehr sollte der Reserveschutz dann
zunächst ein Aus-Kommando nur auf den in Frage kommenden Leistungsschalter geben.
Um dieses zu erreichen, genügt es, das Aus*Kommando des Hauptschutzes auf den Eingang
E2 des Reserveschutzes zu geben. Der in der Anschlußschaltung 3 eingezeichnete Anrege-
und Richtungskontakt ist nicht erforderlich.
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In dieser Schaltung werden Relais- und Leistungsschalterversager gleich
behandelt. Es ist ohne weiteres zulässig, daß dabei die Zeit t2 auf verhältnismäßig
niedrige Werte eingestellt wird.
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Die Zeitstufe T1 wird nicht benötigt und kann auf cxD eingestellt
werden. Im übrigen ist der funktionelle Ablauf mit dem unter 1.2 und 1.3 bzw. 2.2
und 2.3 beschriebenen identisch.
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Die beschriebenen drei Anschlußschaltungen sind nur als Beispiele
anzusehen. Es sind ohne weiteres Kombinationen dieser Schaltungen oder auch andere
Anschlußschaltungen denkbar. Wie die Kriterien für Relais- oder Schalterversager
gewonnen werden, ist für den Reserveschutz ohne Belang.
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Es wäre z. B. ohne weiteres denkbar, daß zur Erhöhung der Sicherheit
bei Schalterversagern das vom Hauptschutz erteilte Aus-Kommando noch zusätzlich
über einen Hilfskontakt des Leistungsschalters geführt wird. Damit würde erreicht,
daß der Reserveschutz nur bei eingeschaltetem Leistungsschalter angesteuert werden
kann.
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Für den beschriebenen Reserveschutz werden die Abgangs-Schwellwertstufen,
die Trennerstellungsnachbildung und die Phasenvergleichschaltungen des Sammelschienenschutzes
in vorteilhafter Weise mitbenutzt.
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12 Seiten BeschreiBung 6 Ansprüche 2 Blatt Zeichnungen