DE2353424B2 - Wellendetektor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellendetektor zur Erfassung von Wanderwellen in einem Starkstromnetz mit je einem Detektorteil für jede Phase des zu eberwachenden Netzes.

Wenn in einem Starkstromnetz ein Fehler auftritt, so entstehen Wanderwellen, die sich über die Leitung fortbewegen und schließlich zu dem Punkt gelangen, in dem netzüberwachende Relais in das Netz eingefügt ■ind. Das Relais überwacht dabei die Leitung nur in iiner Richtung. Man spricht von einem »davorlegenden fehler«, wenn der Fehler in dem von Relais iberwachien Teil des Netzes liegt. Ein Fehler auf der indcren, von dem Relais nicht zu überwachenden Seite ^CS Netzes wird als »dahinterliegender Fehler« gezeichnet. Es besteht daher ein Bedürfnis, an der (Relaisstelle (Meßstelle) einen Wellendetektor zu verwenden, der die Richtung unterscheidet, aus der die IVanderwelle kommt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wellendetektor der eingangs genannten Art zu entwickeln, der die Richtung der eintreffenden Wanderwelle erfaßt und der daüber hinaus imstande ist, zwischen kurzen, vorübergehenden Fehlern und andauernden Fehlern zu unterscheiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Wellendetektor der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der durch die in dem Anspruch 1 genannten Merkmale gekennzeichnet ist.

Die Erfindung gründet sich auf die Erfassung der Bewegungsrichtung der Wanderwelle im Meßpunkt, um die Richtung zur Fehlerstelle zu bestimmen. In der Wanderwelle, die sich von der Fehlerstelle zu dem Meßpunkt des Relais bewegt, haben die Strom- und Spannungswellen verschiedene Vorzeichen, so daß man die Beziehung u = -Z₀-/ bekommt, wobei u die Spannung, /der Strom und Zo die Wellenimpedanz ist. Die Spannungs- und Stromwellen haben somit entgegengesetzte Vorzeichen, gesehen in der Übern achungsrichtung des Relais zur Fehlerstelle. Wenn der Fehler in der entgegengesetzten Richtung von der Meßstelle aus auftritt, so erfaßt das Relais, daß die Spannungs- und Stromwellen die gleichen Vorzeichen u = Zo ■ / hüben, und indiziert den Fehler als darunterliegenden Fehler.

Die Wanderwellen, die sich von einer Fehlerstelle längs der Leitung bewegen, enthalten Transiemen innerhalb eines breiten Frequenzbereiches. Indem man in einem Bandsperrfiher die netzfrequenten Grundwellen ausfiltriert (unterdrückt), so daß nur die nieder- und hochfrequenten Transienten übrigbleiben, und danach die Vorzeichen der Spannungs- und Stromwellen vergleicht, kann die Bewegungsrichtung der Wanderwelle und damit die Richtung zur Fehlerstelle bestimmt werden. Haben beide Wellen das gleiche Vorzeichen, so handelt es sich um einen dahinterliegenden Fehler, haben sie jedoch verschiedene Vorzeichen, so handelt es sich um einen davorliegenden Fehler.

Anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeisp'eles eines dreiphasigen gerichteten Wellendetektors soll die Erfindung näher erläutert werden.

Der Detektor umfaßt drei Detektorteile R, S. T. einen für jede Phase eines Dreiphasensystems. Von den drei Teilen ist nur Teil R vollständig gezeigt. Die beiden anderen werden nur durch die Blöcke S, T angedeutet.

und nachstehend wird nur Teil R beschrieben.

Der Detektoranteil hat zwei Eingänge 1 und 2. Dem ersten Eingang wird ein Signal Ui zugeführt, das proportional der Stromstätke im Meßpunkt ist, und dem zweiten Eingang wird ein Signal Uu zugeführt, das proportional der Spannung im Meßpunkt ist. Die beiden Signale werden jeweils einem Bandsperrfiher 3 bzw. 4 zugeführt, das den betriebsfrequenten Anteil des Signals unterdrückt. Die gefilterten Signale Ai bzw. Au, die nun lediglich nieder- und hochfrequente Transienten enthalten, werden jeweils einem Integrator 5 bzw. 6 zugeführt. Die Ausgänge der Integratoren sind an den Eingang jeweils eines Vorzeichenindikators 7 bzw. 8 angeschlossen, die jeweils zwei Ausgänge 9,10 bzw. 11, 12 haben, die ihrerseits an die entsprechenden Eingänge eines Richtungsdetektors 13 angeschlossen sind. Die Vorzeichenindikatoren und der Richtungsdetektor können mit einer anderen Ausführung des Richtungsdetektors zu einer Einheit zusammengebaut werden, die dann auch Richtungsdetektor genannt wird. Dieses Gerät enthält dann zwei Eingänge statt vier Eingänge, wie in der Zeichnung gezeigt. Werden separate Vorzeichenindikatoren verwendet, so tritt an dem einen Ausgang, beispielsweise 9 bzw. 11, ein Signal bei positivem

Eingangssignal auf und an dem anderen Ausgang 10 bzw. 12 bei negativem Eingangssignal. Der Richtungsdetektor 13 hat zwei Ausgänge 14 und 15. Der obere Ausgang 14 ist über ein Schwellwertglied 16 an ein Auslöserelais 18 angeschlossen. Der untere Ausgang 15 ist über ein Schwellwertglied 17 an ein Blockierungsrelais 19 angeschlossen.

Die Vor7eichenindikatoren und der Richtungsdetektor verarbeiten die von den Integratoren 5 und 6 kommenden Signale in der Weise, daß am Ausgang 14 ein Ausgangssignal auftritt, wenn beide Eingangssignale unterschiedliche Vorzeichen haben, und am Ausgang 15 ein Signal auftritt, wenn beide Eingangssignale gleiche Vorzeichen haben. Wenn die Amplitude des Ausgangssignals am Ausgang 14 den am Schwellwertglied 16 eingestellten Schwellwert überschreitet, so gibt das Relais 18 ein Auslösesignal. In entsprechender Weise gibt das Relais 19 ein Blockierungssignal, wenn die Amplitude des am Ausgang 15 auftretenden Signals den am Schwellwertglied 17 eingestellten Schwellwert überschreitet.

Durch die Kombination der Integratoren 5 bzw. 6 sowie der Schwcllwcrtglieder 16 bzw. 17 ist der Wellendetektor imstande, die verschiedenen Störungen /.u unterscheiden, beispielsweise solche, die durch Gewitter oder wirkliche Fehler im Netz verursacht werden. Durch Gewitter verursachte Störungen können Ausgleichsschwingungen (Transitnten) großer Amplitude verursachen, die jedoch in der Regel nach kurzer Zeit abklingen, was zur Folge hat. daß die Ausgangssignale der Integratoren 5 und 6 klein sind. Die Schwellwertglieder 16 und 17 können so eingestellt werden, daß sie Signale von so geringer Größe nicht hindurchlassen. Ein Netzfehler dagegen, gleichgültig ob es sich um einen Erdungsfehler oder einen Fehler zwischen zwei Phasen handelt, erzeugt in der Regel lang andauernde Transienten. so daß die Ausgangssignale der Integratoren 5 und 6 größer werden als es der Einstellung der Schwellwertglieder 16 bzw. 17 entspricht, so daß der Wellendetektor anspricht.

In der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird ein Integrator 5 bzw. 6 für die Verarbeitung des Signals verwendet. Obwohl ein solches Gerät für die meisten Fülle am zweckmäßigsten ist, ist es auch möglich, /ur schnellen Anzeige differenzierende Gerate zu verwenden. Nach einer anderen Ausführimgsform der Erfindung wird sowohl auf integrierende als auch differenzierende Geräte verzichtet und das gefilterte Signal J/bzw. Ju direkt den Vorzeichenindikatoren und danach dem Richtungsdetcktor 13 zugeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Wellendetektor zur Erfassung von Wanderwellen in einem Starkstromnetz mit je einem Detektorteil für jede Phase des zu überwachenden Netzes, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Delektorteil (R, S, T) besteht aus einem ersten landsperrfilter (3) zur Unterdrückung des betriebsfrequenten Anteils des ersten Signals (Ui), weiches proportional dem Strom an der Meßstelle ist, und einem zweiten Bandsperrfilter (4) zur Unterdrükkung des betriebsfrequenten Anteils eines zweiten Signals (Uu), das proportional der Spannung an der Ideßstelle ist, und ferner aus einem RichtungsdeteklOi' (13), an dessen Eingänge die beiden gefilterten Signale (zUzli^angeschlossen sind und dessen erster, bei unterschiedlichem Vorzeichen der beiden gefilterten Signale (Ai. Au) ein Signal abgebender Ausgang (14) mit einem Auslöserrelais (18) und dessen zweiter, bei gleichem Vorzeichen der beiden gefilterten Signale (Ai, au) ein Signal abgebender Ausgang (15) mit einem Blockierungsrelais (19) verbunden ist.

2. Wellendetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Integrator (5; 6) zwischen dab Bandsperrfiher (3; 4) und den Richtungsdetektor (13) geschaltet ist.

3. Wcllendetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Vorzeichenindikator (7; 8) zwischen das Bandsperrfilter (3; 4) und den Richtungsdetektor (13) geschaltet ist zur Zuordnung positiver und negativer Signale auf entsprechenden Eingängen des Rii-htungsdetektors (13).

4. Wellendetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des Richtungsdetektors (13) an das Auslöse- bzw. Blockierungsrelais (18; 19) über Schwellwertglieder (16; 17) angeschlossen sind.

5. Wellendctcktor nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils differenzierende Geräte zwischen das Bandsperrfilter (3; 4) und den Richtungsdetektor 13) geschaltet sind.