DE2355757C2 - Schalteinrichtung für elektrische Mittelspannungs-Energieverteilungsnetze zum Auftrennen und Wiederaufnehmen des Betriebs bei Erdschluß und sonstigen Fehlern - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung 5"> für elektrische Mittelspannungs-Energieverteilungsnetze zum Auftrennen und Wiederaufnehmen des Betriebes bei Erdschluß oder sonstigen Fehlern, und zwar für solche Netze, bei denen zu beiden Seiten eines normalerweise geöffneten Auftrennpunktes je eine Speiisestation angeordnet ist und zumindest zu einer Seite dieses Auftrennpunktes bis zu der entsprechenden Speisestation ein Stromweg mit Verteiler- und Schaltstal ionen gebildet ist, von denen jede mit Einrichtungen zum Feststellen von Erdschluß oder sonstigen Betriebsfehlem und mindestens einer Einrichtung zum Auftrennen des Stromweges ausgerüstet ist, wobei zumindest in einer Anzahl der Verteiler- und Schaltstationen zusätzlich zu den Auftrenneinrichtungen Schalteinrichtungen zum Wiederaufnehmen des Betriebes vorgesehen sind.

In einem mit Einrichtungen zur Stromweg-Unterbrechung ausgerüsteten Netz sind die zwischen zwei möglichen Beschickungsstellen aufeinanderfolgenden Verteilerstellen zu diesem Zweck mit zwei Trenneinrichtungen flankiert, die an den Enden jeder der zwischen den benachbarten Verteilerstellen hegenden Verbindungen angebracht sind. Im Normalbetrieb sind diese Einrichtungen alle geschlossen, mit Ausnahme einer einzigen, die als Auftrennpunkt die normalerweise von jeder der beiden Beschickungen getrennten Zonen abtrennt Im Fall eines Fehlers besteht die Wiederaufnahme des Betriebes im Netz darin, das defekte Ende zu lokalisieren, es zwischen den am nächsten liegenden Trenneinrichtungen zu isolieren und dann das Netz von seinen Enden her wieder zu beschicken.

Aus DE-OS 15 38 386 ist eine ähnliche Schalteinrichtung bekannt, bei der die Trenneinrichtung auch am Auftrennpunkt normalerweise- geschlossen ist und jede Station einen bei jedem Ansprechen fortschaltenden Kurzschlußanzeiger enthält, wobei an jeder Beschikkungsstelle ein bei Oberlast ansprechender Leistungsschalter angeordnet ist Bei Überlast beispielsweise ai/grund eines Kurzschlusses oder Erdschlusses an einer Stelle des Stromweges sprechen dann beide Leistungsschalter unter Abschalten des gesamten Netzes, sämtliche Kurzschlußanzeiger in den Stationen und die Auftrenneinrichtung am Auftrennpunkt zum Öffnen dieses Auftrennpunktes an. Beim Wiedereinschalten des jetzt in zwei Abschnitte aufgetrennten Netzes an den Leistungsschaltern, bleibt der fehlerfreie Netzabschnitt eingeschaltet, während derjenige Leistungsschalter in dessen Netzabschnitt die Fehlerquelle liegt sofort wieder anspricht zusammen mit den Kurzschlußanzeigern in den zwischen der Beschikkungsstelle dieses Netzabschnittes und der Fehlerquelle liegenden Stationen. Da die Kurzschlußanzeiger erkennen lassen, ob sie einmal oder zweimal angesprochen haben, läßt sich die Fehlerquelle orten und das gesamte Netz derart umschalten, daß praktisch nur der mit dem Fehler behaftete Teil des Netzes abgeschaltet bleibt, bis der Fehler behoben ist.

Bei allen bekannten Schalteinrich»'jngen der eingangs angegebenen Art bedingen jedoch das Orten der Fehlerquelle, d. h. das Auffinden der betroffenen Verteilerstelle und die dort erforderlichen Arbeiten über eine Stadt beträchtliche Zeitverluste, bevor der Betrieb wieder aufgenommen werden kann. Insbesondere müssen herzu die Verteiler- und Schaltstationen des Netzes abgegangen und kontrolliert werde.i, was erhebliche Zeit für Jie Inbetriebnahme der im defekten E^ieich des Netzes liegenden, aber noch betriebsfähigen Verteiler und Schaltstationen beansprucht. Dies gilt auch, wenn zumindest eine Anzahl der Verteilerund Schaltstationen zusätzlich zu den Auftrenneinrichtungen auch noch Schalteinrichtungen zum Wiederaufnehmen des Be'riebes enthält.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu beheben und eine automatische Betriebs-Wiederaufnahme in einem Netz mit Verteii'jrsi'ellen, die mit Einrichtungen zur Stromweg-Unterbrechung ausgerüstet sind, zu schaffen, wobei diese automatischen Einrichtungen zr:r Betriebswiederaufnahme eine praktisch unmittelbare Lokalisierung des defekten Endes, sein Isolieren und das Wiederauflegen der Spannung auf die Enden trestatten snü imtpr nnnci niiCTPnHiinHinViam

Sicherstellen der vorherigen Betätigungen für die Betriebsbelastung. Darüber hinaus sollen die am Niveau jeder ausgerüsteten Verteilerstelle angeordneten, mit der automatischen Betriebs-Wiederaumahmeeinrichtung zusammenwirkenden Unterbrechereinrichtungen einfache Unterbrecher sein könne, d. h. relativ billige Geräte, die nur eine bisherige Ausrüstung aufweisen, die sich manuell betätigen läßt und die nur außer Spannung gesteuert werden. Man soll die Einfachheit halber einer solchen automatischen Einrichtung auf der Grundlage der Benutzung einer einzigen Gegebenheit erreichen: nämlich des Fehlens der Spannung auf dem betreffenden Leitungsweg. Im übrigen soll ihre Wirksamkeit, d. h. von der Gesamtzahl derjenige Anteil der Verteilerstellen, die die Einrichtung wieder in Betrieb zu nehmen gestattet, nicht total sein, da, wenn jede Verteilerstelle im Netz mit einer geeigneten Einrichtung ausgerüstet ist, ihre Konzeption die Möglichkeit läßt, progressiv die globale Wirksamkeit aufgrund und entsprechend zu vergrößern, die die Vergrößerung der durch das Netz übertragenen Energie einer Rentabilität der Ausrüstung zusätzlicher Verteilerstellen erkennen läßt, und zwar ohne die vorher bestehenden Ausrüstungen ändern zu müssen.

Zur Lösung dieser Aufgabe enthalten die Schalteinrichtungen zur Wiederaufnahme des Betriebes

a) an sich bekannte, auf das Hindurchfließen eines Fehlerstromes ansprechende Fehlerdetektoren;

b) einen Impulssender, der derart ausgebildet ist, daß er von mindestens einem der Fehlerdetektoren über ein Zeitverzögerungsglied in Gang setzbar ist, wobei die Verzögerungsdauer des Verzögerungsgliedes zur Identifizierung der jeweiligen Verteilerund Schaltstation vorher festgelegt ist;

c) einen Empfänger für die von den Sendern aller — auch der eigenen — Verteiler- und Schaltstationen abgegebenen Lageimpulse;

d) ein den jeweiligen Speisestationen und den jeweiligen Auftrenneinrichtungen anpaßbares Paar von Zählwählern, von denen jeder mit einer beweglichen Kontaktgabel mit zwei Armen ausgenistet ist. die sich zur Bestimmung des defekten, abzutrennenden Stromweg-Abschnittes schrittweise über eine Kontaktplatte zwischen einer dem der Beschickungsstelle benachbarten Stromwegabschnitt zugeordneten Ausgangsstellung über jeweils einem Stromwegabschnitt zugeordnete Stellungen bis zu einer dem letzten Stromwegabschnitt zugeordneten Endstellung bewegen, wobei die Verbindungs- und Auftrenneinrichtungen in dem Zählwählerpaar zu einer einzigen Stellung der Kontaktgabel an der Kontaktplatte zugeordnet sind; und

e) daß einerseits an der Speisestation am Kopf des Stromweges und andererseits am Auftrennpunkt am Ende des Stromweges auf die vorher abgegebenen Lageimpuise ansprechende Empfänger angeordnet sind, die derart ausgebildet sind, daß sie mit eigener Verzögerung auf Einrichtungen zum Wiedereinschalten entsprechender Trennschalter ansprechbar sind.

In vorteilhafter Weise kann die Speisestation am Kopf des Stromweges und bzw. oder des Auftrennpunktes und bzw. oder irgendeine der Schalt- und Verteilerstationen mit einer Signalgeber-Einrichtung ausgestattet sein, die zur Abgabe einer visuellen Anzeige für die durch Auszählen der Lageimpulse zum Ansprechen gebrachten Trenneinrichtungen auisgebildet ist.

Vorzugsweise können am Kopf und bzw. oder am Ende des Stromweges in an sich bekannter Weise mit einem Spannungsveiteiler ausgerüstete Empfänger für die Lageimpulse vorgesehen sein, wobei diese Empfänger die Wiedereinschaltvorrichtung zur Wiederinbetriebnahme des Netzes steuern. In besonders vorteilhafter Weise können die von den Impulssendern gebildeten Lageimpulse einheitliche Frequenz im Tonfrequenzbereich aufweisen. Vorzugsweise können die Impulssender zwischen zwei Niederspannungsklemmen der Leistungstransformatoren der Verteiler- und Schaltstationen geschaltet sein, wobei die Lageimpulse über den durch Abschalten der Spannung verfügbar gewordenen Stromweg zu den Empfängern geleitet werden können.

In besonders vorteilhafter Weise können die in den

Verteiler- und Schaltstationen zum Orten des Fehlers empfangenen Lageimpuise auf die Niederspannungsklemmen der Leistungstransformatoren übertragen werden. Vorzugsweise können die Lageimpulse auf eine vorher bestimmte, anfängliche Verzögerung mit regulären Intervallen nacheinanderfolgend längs des Stromweges in Richtung des Energietransportes ausgesandt werden.

In besonders vorteilhafter Weise kann von dem Zählwählerpaar jeweils einer der beiden Richtungen des Energic'üransportes des Stromweges ein Zählwähler zugeordnet sein, der Wählpositionen aufweist, die jeder Speisestation zugeordnete, sich über die normalerweise offene Auftrenneinrichtung zur anderen Speisestation kreuzende Werte zugeordnet sind.

Vorzugsweise kann eine eigentliche Umstelleinrichtung vorgesehen sein, die zur Aktivierung des ersten oder zweiten Zählers nach Umkehrung der Richtung des Energietransportes dient. In einer vorteilhaften ^\ü5iUtlf üflHSlürfTi Κ5ΠΠ eifie msnUciic r liiiSStcUcrciurichtung für das Umlegen der Zähler in der jeweiligen

■40 Verteiler- und Schaltstation angeordnet sein.

Auf diese Weise bietet die automatische Einrichtung eine dauernde Möglichkeit, die Wiederaufnahme des Betriebes vom Kopf oder Ende des Stromweges her nach Erscheinen des ersten Fehlers, aber auch im Falle eines neuen Fehlers, auf einem der wiederbeschickten Stromwegabschnittes sicher zu steilen. Tatsächlich werden nach dem Wuederauflegen der Mittelspannung an den Enden des vom Fehler befreiten Stromweges die Verteilungsstellen, die zwischen dem ursprüngiiehen Trennungspunkt und den isolierten Stromwegabschnitt liegen, auf den von der Hilfsstromquelle beschickten Stromweg umgestellt. Dabei stellen die Umstelleinrichtungen die Einwirkung auf die zugeordneten Unterbrecher-Einrichtungen durch die automatische Einrichtung mit einer neuen Ordnungssumme bezüglich der Hilfsbeschickungsquelle sicher. Das System ist dann bereit, mit dem neuen, durch den isolierten Stromwegabschnitt gebildeten Unterbrechungspunkt auf der einen und anderen Seite jeden neuen Fehler zu eliminieren, was allerdings die Isolierung derjenigen Verteilungsstellen zur Folge hat, die zwischen den aufeinanderfolgenden Fehlern liegen.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Auftrenneinrichtung durch einen Unterbrecher mit Einrichtungen zum Schließen gebildet sein, denen einer der auf die vorher abgegebenen Lagennpulse ansprechenden Empfänger zugeordnet ist, der kapazitiv mit den beiden komplementären Stromwegen gekoppelt und zu beiden

Seiten des Unterbrechungsschalters angeordnet sind. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Abtrennpunkt durch einen Trennschalter der Hochspannungs-Mittelspannungs-Speisestation mit Einrichtungen zum erneuten Schließen gebildet sein, denen ein kapazitiv gekoppelter Empfänger und zwei je nach Richtung des Energietransportes umstellbare Wähler zugeordnet sind.

«hrn ersten Fall kann der Unterbrecher eventuell mit zwei angrenzenden Stromwegen zusammenwirken, wobei das Schließen nur einmalig automatisch durch den einen oder anderen Empfänger erfolgt. Im zweiten Fall ist das Vorhandensein der umstellbaren Wähler zu beachten, deren Vorteil es ist. nach dem Wiederaufnehmen des Betriebes aufgrund eines ersten Fehlers, der eine Umkehrung des Energieflusses hervorgerufen hat, eine irrtümliche Auszählung des benachbarten Stromwegabschnittes zu verhindern, die zur Schließung des Trennschalters infolge des neuen Fehlers gegen die Anzeige führen konnte.

Nach einem anderen dieser Aspekte ist es auch Zweck der Erfindung, Varianten der automatischen Einrichtung zu schaffen, die den generell im folgenden dargelegten Eigenschaften entsprechen, aber geeignet sind, Besonderheiten verschiedener Netze angepaßt zu werden, wobei eine oder mehrere der oben erläuterten Funktionen sichergestellt sein sollen.

In besonders vorteilhafter Weise kann eine Schalt- und Verteilerstation, die mit mindestens einer automatisierten Auftrenneinrichtung in Zusammenhang mit einem Fehlerdetektor und Betätigungseinrichtung ausgeiustet sein, in dem die Auftrenneinrichtung mit einem sich öffnenden Endkontakt (Feinkontakt oder Steuerkontakt) ausgerüstet ist, der ein Funktionssignal liefert, wobei der Impulssender und der Empfänger für die Lageimpulse zum Außerbetriebsetzen angeschlossen sind, sowie der betätigte Zählwähler zur Rückbewegung in seine Ausgangsstellung, in einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform kann eine Verteiler- und Schaltstation mit zwei Auftrenneinrichtungen ausgerüstet sein, einer am Eingang und einer am Ausgang bezüglich der Richtung des Energietransportes, wobei diese Auftrenneinrichtungen durch Zuordnung eines ersten und zweiten Fehlerdetektors und Betätigungseinrichtungen automatisiert sind, wobei diese Trenneinrichtung in vorteilhafter Weise einen gemeinsamen Impulssender aufweisen, der geeignet ist, aufeinanderfolgend durch den ersten und zweiten Detektor betätigt zu werden, wobei die verzögerten Elemente gleichzeitig in Abhängigkeit von einem nur von einem Detektor ausgegebenen Signal angesprochen werden.
. In einer weiteren vorteilhaften Weise kann der Impulssender und der Empfänger und das Zählwählerpaar bzw. die Zählwähler nur durch das gemeinsame Öffnen der beiden Auftrenneinrichtungen außer Betrieb gesetzt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die am Kopf komplementären Stromwege in unmittelbarer Nachbarschaft zu einer Speisestation angeordnete Schaltstationen mit umstellbaren Wählern zum Wiedereinschalten aufgrund automatischer Wiederherstellung ausgerüstet sein, die geeignet sind, im Fall dauernden Spannungsausfalles folgend auf einen automatischen Arbeitsablauf anzusprechen. Diese Ausrüstung bietet den Vorteil, daß sie das Schließen eines der benachbarten Unterbrecher nach dem automatischen Wiederherstellen benachbart zur einen oder anderen Speisestation im Hinblick auf die Wiederbeschickung der beiden komplementären Stromwege beim Wiederkommen der elektrischen Spannung sicherstellt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schema, das den generellen Aufbau eines elektrischen Energienetzes wiedergibt, dessen Verteilerstationen über Stromweg-Unterbrechungseinrichtungen angeschlossen sind,

ίο Fig. 2 ein Funktionsschema, das mit Hilfe einer elektrischen Logik die prinzipielle Funktionsweise eines Ausführungsbeispieles der automatischen Einrichtung gemäß der Erfindung für eine mit zwei Auftrenneinrichtungen ausgerüsteten Verteilerstation wiedergibt,

IS Fig.3 ein Schema, das zwei mit automatischen Einrichtungen gemäß F i g. 2 ausgerüstete, komplementäre Stromwege zeigt und die Arbeitsweise von Schrittwählern wiedergibt,

Fig.4 ein Übersichtsschema, das die Funktionsweise von Einrichtungen zum Umsetzen einer automatischen Einrichtung nach F i g. 2 für das Isolieren der Abschnitte je nach Richtung des Energiedurchganges wiedergibt,

Fig. 5 ein Schema einer Ausführungsform der automatischen Einrichtung, bei der mit Hilfe verzögerter Relais die gegenseitige Unterdrückung verschiedener Elemente der automatischen Einrichtung vorgenommen wird,

Fig.6 ein Übersichtsschema, das teilweise zwei komplementäre Stromwege wiedergibt, die durch einen (nicht gezeigten) Auftrennpunkt getrennt sind und bei denen vorherbestimmte Verteilerstationen mit verschiedenen Varianten der automatischen Einrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet sind,

Fig. 7 ein Übersichtsschema, das die Ausrüstung eines die komplementären Stromwege nach Fig.6 trennenden Auftrennpunktes genauer wiedergibt, und

Fig.8 ein Übersichtsschema, das in größeren Einzelheiten die Ausrüstung eines Auftrennpunktes wiedergibt, der an der Abtrennungsstelle einer Hilfsspeisestation sitzt.

In F i g. 1 wird ein klassisches Verteilungsnetz gezeigt, dessen Schaltung für eine normale Benutzung geeignet ist. und dessen Verteilerstationen 10 mit Einrichtungen zum Unterbrechen des Stromweges ausgestattet sind.

Diese Verteilerstationen 10 sind beispielsweise Mittelspannungs- oder Niederspannungsverteiler, die geeignet sind, mittels Unterbrechungseinrichtungen, beispielsweise Unterbrecher 12 und 14, entweder an die normale Beschickungsquelle 16 oder die Hilfsbeschikkungsquelle 18 angeschlossen zu werden. Die Beschikkungsquellen 16 und 18 sind im vorliegenden Fall Transformatoren für die Transformation von Hochspannung auf Mittelspannung.
Zum besseren Verständnis der folgenden Figurenbe-Schreibung sollen die Bezeichnungen »stromauf« und »stromab« bezüglich der Richtung benutzt werden, in welcher der Energiefluß längs des Netzes benutzt wird, solange dieses nur von der normalen Beschickungsquelle 16 beschickt wird, also der Unterbrecher 12 geschlossen und der Unterbrecher 14 geöffnet ist

Zwischen den aufeinanderfolgenden Verteilerstationen sind Stromwegabschnitte 2OA, 2OB, 20C und 2OD gebildet, deren Enden vom Netz getrennt werden können, wozu jede Verteilerstation 10 mit einem stromaufwärtigen Unterbrecher 22 und einem stromabwärtigen Unterbrecher 24 ausgerüstet ist

Wenn beispielsweise im Stromwegabschnitt 205 ein Fehler hervorgerufen wird, öffnet sich der einem

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klassischen Schutzsystem zugeordnete Unterbrecher 12, und das gesamte Netz wird außer Spannung gesetzt.

Die Wiederinbetriebnahme besteht dann im öffnen des stromabwärtigen Unterbrechers 24, der unmittelbar stromaufwärtig des defekten Stromwegabschnittes 205 liegenden Verteilerstation 10 und des stromaufwärtigen Unterbrechers 22, der unmittelbar stromabwärtig dieses Stromwegabschnittes liegenden Verteilerstaion 10, so daß dieser Stromwegabschnitt 205 isoliert ist.

Um alle Verteilerstationen 10 wieder mit Strom zu " beschicken, werden die Unterbrecher 12 und 14 in Schließstellung gebracht, dabei werden alle Verteilerstationen 10 wieder mit Strom gespeist, und zwar die einen von der normalen Beschickungsquelle 16 und die anderen von der Hilfsbeschickungsquelle 18.

Für die Wiederaufnahme des Betriebes ist zu beachten, daß eine zeitweise Wirksamkeit auch erreicht werden kann, wenn jede Verteilerstation 10 nur einen einzigen Unterbrecher, beispielsweise einen stromab-"wäriigcn Unterbrecher 24 äüfwciSi. Die iicjiieruiig lies defekten Stromwegabschnittes 205 wird dann durch Betätigen der stromabwärtigen Unterbrecher 24 in den beiden dem Stromwegabschnitt 205 benachbarten Verteilerstationen 10 erreicht, aber die unmittelbar stromabwärtig dieses defekten Stromwegabschnittes 205liegende Vertcilerstation 10 bleibt dann selbst durch diese Handhabung vom Stromnetz abgetrennt und kann bei Wiederinbetriebnahme nicht mehr mit Strom gespeist werden.

Fig. 2 ist das Schema eines Mittelspannungs-Energieverteilungsnetzes mit zwei komplementären Stromwegen, die durch eine normalerweise geöffnete Auftrenneinrichtung 129 voneinander getrennt sind. Jeder dieser Stromwege ist über einen in Art eines Leistungsschalters ausgebildeten Unterbrecher D1 bzw. D 2 an eine Beschickungsquelle Sl bzw. 52 beispielsweise einen Transformator angeschlossen. Bei dem in F i g. 2 gezeigten Beispie! v/eist der eine Stromweg fünf mit automatischen Einrichtungen zum Wiederaufnehmen des Betriebes ausgestattete Verteilerstationen Pl, P2, P3, P 4 und P5 auf, zwischen denen die Leitungsweg-Abschnitte L 1, L 2, L 3, L 4 und LS liegen. Die Numerierung dieser Verteilerstationen und Leitungsweg-Abschnitte ist entsprechend der durch Pfeil angedeuteten Richtung des Energietransportes. ' Unterhalb jeder der Verteilungsstationen Pi, P2, P3, P4 und P5 sind Zeiten angegeben, nach deren Ablauf die jeweilige Verteilerstation einen Steuerimpuls an die in Richtung des Energieflusses nächste Verteilerstation zur Anregung deren Einrichtung zur Wiederaufnahme ■ des Betriebes abgibt. Im dargestellten Beispiel ist pro Verteilerstation P eine Sekunde für die Dauer der '■ Impulsaussendung und zwei Sekunden für die Trennung zweier aufeinanderfolgender Aussendungen festgelegt. Diese angegebenen Zeiten folgen auf eine Ausgangszeit von 40 Sekunden nach Netzausfall.

Im unteren Teil der Fi g. 2 ist ein Stromweg mit drei Verteilerstationen Cl, C2 und C 3 wiedergegeben, die nicht mit automatischer Einrichtung zum Wiederaufnehmen des Betriebes ausgestattet sind.

Die automatischen Einrichtungen zum Wiederaufnehmen des Betriebes enthalten Zählwähler, die in F i g. 2 in Art einer elektrischen Logik dargestellt sind.

Fig.3 zeigt ein Blockschema einer automatischen Einrichtung 110 zum Wiederaufnehmen des Betriebes, wie sie in den Verteüerstationen Pl, P 2, PZ, P 4 und "5 der Fig.2 vorgesehen sein können. Hiernach enthält eine Verteilerstation P eines Verteilungsnetzes einen

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65 stromaufwärtigen und einen stromabwärtigen Unterbrecher Tl und T2, die beide zum öffnen automatisiert sind und in der automatischen Einrichtung zum Wiederaufnehmen des Betriebes einen stromaufwärtigen Fehlerdetektor 116 und einen stromabwärtigen Fehlerdetektor 117 sowie zwei Zählwähler 123 und 124 für jeweils eine dev beiden Richtungen des Energietransportes des Stromweges, von denen jeder nur in einem Sinne des Energieflusses anspricht.

Die Gesamtheit dieser automatischen Einrichtung 110 ist in eine elektronische, logische Schaltung eingesetzt, mit dem Zweck, den Ablauf eines Arbeitszyklus der automatischen Einrichtung 110 zu erzielen.

In der Fig. 3 ist die dort gezeigte Verteilerstation P an einem stromaufwärtigen Stromwegabschnitt 101 über einen stromaufwärtigen Unterbrecher Π und an einem stromabwärtigen Stromwegabschnitt 103 über einen stromabwärtigen Unterbrecher 72 angeschlossen, um eine Verteilungsleitung 105 z. B. für Niederspannung, zu speisen. Die automatische Einrichtung i iö zum Wiederaufnehmen des Betriebes ist wie folgt konzipiert:

Nachdem die Spannung in den einzelnen Lcitungswegabschnitten L infolge eines Fehlerstromes auf Null abfällt, wird die automatische Einrichtung dadurch in Gang gesetzt. Diese automatische Einrichtung 110 wird bei Spannungsausfall mittels eines Spannungsdetektors

112 eingeschaltet, wobei dieser Spannungsdetektor 112, der in der Verteilerstation P mittels nicht dargestellter Einrichtungen angeschlossen ist, ein Signal am Ausgang

113 für eine begrenzte Dauer abgibt, die die normale Zeit für das Ansprechen der Schutzeinrichtungen des Netzes gegen Kurzschluß und die gesamte Dauer der Zyklen für Aussendung und Verzögerung der automatischen Einrichtung 110 überdauern.

Dieses Signal am Ausgang 113 des Spannungsdetektors 112 stellt mittels bekannter Einrichtungen die elektrische Speisung eines Impulssenders 114 und eines Empfängers 1J5 sicher.

Der stromaufwärtige Fehlerdetektor 116 und der stromabwärtige Fehlerdetektor 117, die in der Verteilungsstelle P angeordnet sind, sind mit den Eingängen von monostabilen Schaltungselementen Ho bzw. 119 verbunden, deren jeweilige Ausgänge mit den Eingängen der logischen Schaltungsteile eines »Oder«-Gatters 127 und eines »Und«-Gatters 121 verbunden sind.

Die Fehlerdetektoren 116 und 117 sind kontinuierlich in Betrieb, und die monostabilen Schaltungselemente

118 und 119 verlassen ihren stabilen Zustand während einer Zeitdauer, die den Aktivierungsablauf der automatischen Einrichtung 110 in Höhe der Verteilungsstelle Püberbrückt, ausgehend von dem Zeitpunkt, beim Auftreten eines Fehlerstromes, sei er im Sinne des Energieflusses stromaufwärtig oder stromabwärtig der Verteilungsstelle P festgestellt worden oder auch gleichzeitig in diesen beiden Punkten.

Beim Obergang in den entgegengesetzten Zustand geben die monostabilen Schaltungselemente 118 und

119 ein Signal einer vorher bestimmten Polarität an die Elemente des ODER-Gatters 127 und des UND-Gatters 121 weiter.

Wenn das Netz infolge der Abzweigung eines Fehlerstromes außer Spannung gesetzt ist, bilden die Signale den Durchgang des Fehlerstromes ab, sei es über die beiden monostabilen Schaltungselemente 118 und 119 und den stromaufwärtigen Fehlerdetektor 116 und den stromabwärtigen Fehlerdetektor ί 17, oder sei es nur durch jeweils einen der Fehlerdetektoren 116, 117.

Wenn das ODER-Gatter 127 von den Signalen der monostabilen Schaltungselemente 118 und 119 aktiviert wird, sendet es ein Signal an das Verzögerungselement 120, das nach einer entsprechend der Ordnungszahl der Verteilungsstelle P längs des Netzes festgelegten Zeit selbst einen Impuls abgibt, der an den Eingang des Impulssenders 114 übertragen wird. Durch den Impuls des Verzögerungselementes 120 wird der Impulssender 114 angeregt und sendet einen Tonfrequenzimpuls aus, dessen Dauer für alle ausgerüsteten Verteilungsstellen P des Netzes identisch ist.

Dieser Lageimpuls, der am Ausgang des Impulssenders 114 zur Verfugung steht, wird auf die Niederspannungsklemmen des Leistungstransformators gelegt, um über c'as Netz selbst an alle Aufnehmer, einschließlich des betroffenen lokalen Empfängers 115 selbst geführt zu werden, um sei es die Verteilerstation P selbst oder sei es die Aufnahmeeinrichtungen, die in der Zentrale des Netzes angeordnet sind, zu besetzen.

Die Aufnehmer sind an die beiden gleichen Phasen wie die Impulssender 114 angeschlossen.

Die gleichen Signalbilder der betätigten Fehlerdetektoren 116 und 117, die von den monostabilen Schaltungselementen 118 und 119 ausgehen, werden direkt in das UND-Gatter bzw. Verzögerungsglied 121 eingeführt, das in der Lage ist, unter diesen besonderen Bedingungen ein Steuersignal abzugeben, das die Auftrenneinrichtung 130 des einen oder anderen der die Verteilungsstelle Peinrahmenden Unterbrecher Tl und T2 zu betätigen. Die vom E.npfänger 115 aufgenommenen Signale werden auf die Zählwähler 123 und 124, die zusammen die Zählwählergruppe 122 bilden, übertragen, die jeder automatisierten Verteilerstationen 110 zugeordnet sind.

Die Zählwähler 123 und 124, die später im einzelnen erläutert werden, tragen jeweils eine bewegliche Kontaktgabel, die aus der F i g. 4 zu ersehen ist, mit zwei Armen, die sich Schritt für Schritt bis zu einer Ausgangsstellung »Null«-»Eins«, die sich über einer Index- und Kontaktplatte für P-Stellungen verstellt, wobei Pdie Zahl der mit der automatischen Einrichtung 110 ausgerüsteten Verteilerstationen ist.

Jeder der Index- und Kontaktplatte enthält einen Kontakt 125 oder 126, der der Ordnungszahl der Verteilungsstelle P längs des Netzes in Funktion des Energieübertragungssinnes entspricht.

Jeder vom Empfänger 115 aufgenommene Lageimpuls, sei er lokal oder sei er ausgehend von anderen Verteilungssteilen P. ruft den Vorschub um einen Schritt des betreffenden Zählwählers 123 und 124 hervor, beispielsweise von »Zwei« —»Drei« nach »Drei« — »Vier« hervor, wobei diese aufeinanderfolgenden Zifferngruppen im gewählten Ausführungsbeispiel den Stromwegabsrhnitt zwischen den beiden automatisierten Verteilungsstellen /^definiert.

Wenn durch den Satz von diesen aufeinanderfolgenden Impulsen einer der Kontaktgabel-Arme in Koinzidenz mit dem Kontakt 125,126 rechts der Ordnungszahl der in Betracht gezogenen Verteilungsstelie P gelegt wird, ist der Zählwähler 123, 124 geeignet, ein Steuersignal an ein ODER-Gatter 128 zu legen, wobei dieses ODER-Gatter 128 in Zuordnung zu nicht dargestellten und in üblicher Weise verzögerten Zwischenelementen, dann in der Lage ist, gezielt auf die Auftrenneinrichtung 130 des einen oder anderen Unterbrechers 7*1 und T2 zu wirken.

Wenn während dieser Verzögerung ein neuer Impuls die Kontaktgabeln einen zusätzlichen Schritt weiter ausführen läßt, die die Koinzidenz unterdrücki, tritt diese Wirkung am Zählwählerpaar 122 nicht mehr ein.

Es ist nun zu verstehen, daß die letzte Verteilerstation

π zum Wahrnehmen des Fehlers durch nur einen oder durch seine beiden Fehlerdetektoren 117 und 118 die /7-te und letzte Aussendung hervorruft, durch die die Kontaktgabeln aller Zählwähler 123, 124 Schritt für Schritt auf die definitive Stellung »n« und »n+U< in allen Verteilerstationen P des mit Fehlern behafteten

ίο Netzes gestellt werden. In den zu beiden Seiten aer Fehlerquelle liegenden Verteilerstationcn »/?« und »/7+1« übertragen dann die ODER-Gatter 128 einer der Auftrenneinrichtungen 130 das notwendige Signal zum Abwerfen.

Wenn beispielsweise in der Verteilerstation »n« der Strom von 101 nach 7*1 läuft, wird dort das öffnen des stromabwärtigen Unterbrechers 7*2 und an der Verteilerstation »n+l« das öffnen des stromaufwärtigen Unterbrechers 71 vorgenommen.

Im folgenden wird die Funktion des UND-Gatters bzw. Verzögerungsgliedes 121 erläutert:

Dieses UND-Gatter 121 spricht nur an, wenn das ODER-Gatter 127 von ihm selbst aktiviert worden ist und wenn dort fehlende Übereinstimmung mit dem Zustand der monostabilen Schaltungselemente 118,119, hervorgerufen durch die Anregung nur eines der die Verteilerstation Feinrahmenden Fehlerdetektoren 116 und 117 besteht. Tatsächlich ist ein solches Fehlen an Übereinstimmung als Ursache eines inneren Fehlers in der Verteilerstation P selbst zu interpretieren. Der Fehler, der durch die Zählwähler 123 und 124 als zwischen den Verteilerstationen »n« und »n+1« liegend lokalisiert wird, hat in einem ersten Zeitabschnitt das Öffnen der die Fehlerquelle eingrenzenden stromabwärtigen Unterbrecher T2 in der Verteilerstation »n« und stromaufwärtigen Unterbrechers 7*1 in der Verteilerstation »n+1« zur Folge. Nach einem zweiten Zeitabschnitt wird der stromaufwärtige Unterbrecher Ti der Verteilerstation »n« in komplementärer Weise durch das UND-Gatter bzw. Verzögerungsglied 121 geöffnet. Dabei ist die Zeitkonstante des UND-Gatters 121 derart vorbestimmt, daß es nur im Verlauf eines Zeitabschnittes betätigbar ist, der die Dauer eines Arbeitszyklus der automatischen Einhaltung 110 entsprechend dem Niveau der vom Abwerfen zum Isolieren des fehlerhaften Stromwegeabschnittes betroffenen Verteilerstation P und die durch den Spannungsdetektor 112 zum Feststellen der Abwesenheit von Spannung vor dem Wiederbeschicken des Stromweges hervorgerufene Gesamtverzögerung umfaßt

Wie bereits oben erwähnt, werden die aufeinanderfolgenden Impulse, die von den Vorrichtungen der längs des Stromweges angeordneten Verteilerstationen abgegeben werden, auch von Empfängern aufgenommen, die an der Beschickungsstelle und an einem Wiederbeschikkungspunkt angeordnet sind, wobei diesen geeignete verzögerte Steuereinrichtungen zugeordnet sind, um die Beschickungseinrichtungen wieder einzuschalten. Im Verlauf eines vollständigen Arbeitszyklus der automatischen Einrichtung 110 ruft das Wiedererscheinen eines Signalbildes der Klemmenspannung des Spannungsdetektors 112 und des Zählwählerpaares 122 die Rückstellung der Vorrichtung und insbesondere die Rückstellung der beweglichen Kontaktgabeln auf die ursprüngliche Nullstellung hervor.

Wenn beispielsweise in dem Leitungsweg-Abschnitt L4 ein Fehler auftritt, wird Hnrrh Affnpn Hpc -^unä^hct

geschlossenen Schalters D1 das Netz außer Spannung gesetzt, und es werden in jeder Verteilerstation P die Impulssender 114 und die Empfänger 1 Ib aktiviert

In den Verteilerstationen Pl. P2 und P3, wo der Fehlerstrom festgestellt worden ist erregen die Fehlerdetek:oren 116 und 117 beide die monostabilen Schaltungselemente 118 und 119, während in den Verteilungsstellen PA und P5 die entsprechenden Elemente nicht angesprochen werden. In Aufeinanderfolge von zeitlichen Abständen beginnend von 0,2 und 4 Sekunden geben die Impulssender 114 der Verteilerstationen Pl₁ P2 und P3 einen Steuerimpuls ab, der über den außer Spannung liegenden Leitungswegabschnitt übertragen wird, hierdurch werden die Zählwählerpaare

122 erregt deren beweglichen Konta itgabeln, die zunächst auf der Stellung »Null — 1« stand en, nacheinander die Stellungen einnehmen, die durch 1 —2; 2 -3 und 3-4 definiert sind. Da von den Verteilerstationen P4 und P5 keinerlei Impulse abgegeben werden, bleibt die bewegliche Kontaktgabel des Zählwählers 123 in Koinzidenzstellung mit dem Kontaktstück 3, was die zugehörige Verteüerstation. in diesem speziellen Falle P3. festlegt derart daß das ODER-Gatter 128 auf das Steuerorgan des stromabwärtigen Unterbreci.ers T2 der Verteüerstation P 3 wirkt

In der Verteilungsstelle P4 ist die bewegliche Kontaktgabel des betätigten Zählwählers 123 in Koinzidenz durch seinen äußeren Arm mit dem Kontakt 4. und das abgegebene Steuersignal veranlaßt das öffnen des stromaufwärtigen Unterbrechers Ti dieser Verteilerstation.

Rechts von jeder Verteüerstation P sind schematisch die Index- und Kontaktplatten der beiden Zählwähler

123 und 124 sowie die Stellung der beweglichen Kontaktgabeln im Moment des öffnens der den defekten Leitungsweg-Abschnitt L 4 isolierenden Unterbrecher gezeigt.

Es ist einleuchtend, daß einerseits durch den Satz von aufeinanderfolgenden, von den Impulssendern 114 abgegebenen Steuerimpulsen alleine die Verteilerstationen P3 und P4 den Fehler orten und andererseits durch die Konkordanz des Zustandes der Fehlerdetektoren 116 und 117 der stromaufwärts des Fehlers liegenden Verteüerstation P4 die automatische Einrich'jng 110 sicherstellt, daß der Abschnitt durch Öffnen des stromabwärigen Unterbrechers Tl in der Verteilerstation P3 und der stromaufwärtige Unterbrecher T\ in der Verteilerstation P4 isoliert wird. Dies gestattet eine Wiederbeschickung der intakten Leitungsweg-Abschnitte Li bis L 3 und L 5 durch Schließen der Auftrenneinrichtung D1 und 129. die an der Verbindungsstelle zwischen den Hauptstromweg und dem komplementären Stromweg liegt.

Zu diesem Zweck werden die Steuerimpulse auch durch die Einrichtung aufgefangen, die den Kopf und das Ende des Stromweges bestücken, und nach einer vorher bestimmten Verzögerung die Steuerung der Wiederbespeisung des Netzes sicherstellen.

Die gleichen Einrichtungen bieten übrigens eine Signalisierung des Netzes bei Wiederinbetriebnahme, beispielsweise durch Beleuchten von Lampen, die den Stellungen der beweglichen Kontaktgabeln der Zählwähler 123 und 124 zugeordnet sind, bei Ende des Arbeitszyklus.

Die gleiche Signalisierung kann im übrigen an ge\vissen, besonders zugänglichen Stellen des Stromweges benutzt werden.

Die oben beschriebenen Einrichtungen gestatten die.

Wiederaufnahme des Betriebes mit voller Wirksamkeit sicherzustellen, wenn alle Verteilerstationen P mit Einrichtungen gemäß F i g. 2 ausgerüstet sind.

In für manche Fälle ökonomisch interessanten vereinfachte?! Ausführungsformen kann die Verteilerstation P nur mit einem einzigen Fehlerdetektor 116 oder 117 ausgerüstet werden, der nur einem einzigen der die Verteilerstation einrahmenden Unterbrecher T zugeordnet ist hi einem solchen Fall wirkt das

ίο Zählwählerpaar 122 direkt auf das Steuerorgan des zugeordneten Unterbrechers T.

Diese Varianten stellen naturgemäß nur eine verminderte Wirksamkeit für die Wiederinbetriebnahme des Netzes sicher. Eine solche und andere multi-funktioneile Varianten werden im folgenden erläutert

Zur Beschreibung der Funktion der automatischen Einrichtung 110 nach Fig.3 ist es erforderlich, eine Hypothese über den anfänglichen Energie-Obertragungssinn längs des Netzes aufzustellen, d. h. bezüglich desjenigen Endes des Netzes, das beschickt werden soll. IJnter der Annahme, daß im FaI! der Stromwege L nach F i g. 2 eine Wiederbeschickung der Verteilerstationen P5 und P4 durch Schließen der Auftrenneinrichtung 129 und anschließend an die Speisestation 52 erfolgt ist es ratsam, die Ordnungszahl dieser Verteilerstationen P bezüglich dieser Speisestation S2 zu modifizieren und die Betätigung des Zählwählers 123, 124 entsprechend auf Erregung von Fehlerdetektoren 116 und 117 hervorzurufen.

Die Fig.4 zeigt schematisch eine abgeänderte Ausführungsform für die Verteilerstationen P3 und P4. Dabei ist festzustellen (rechter Teil der F i g. 4), daß die Umkehrung der logischen Wahl des Fehlerdetektors 116 und die Aktivierung der entsprechenden Zählwähler 123 und 124 das öffnen der gleichen stromabwärtigen und stromaufwärtigen Unterbrecher Ti und T2 der den fehlerhaften Leitungsweg-Abschnitt begrenzenden Verteilerstationen P sicherstellt. Diese Umkehrungen.

die durch für den Fachmann evidente Mittel ausführbar sind, sind dazu gedacht, um entweder lokal oder automatisch durch ein Spezialrelais. beispielsweise ein Pulsatisrelais, gesteuert zu werden, das in jeder Verteilerstation P angeordnet ist. Dabei kann eine am Kopf und am Ende des Stromweges angeordnete Fernsteuerung ein geeignetes Signal abgeben, das das Umlegen der Relais in die neue Energieübertragungsrichtung und das Erteilen der neuen Numerierung an die Verteilerstationen P sicherstellt. In Fig. 5 ist eine

so automatische Einrichtung 110 ähnlich derjenigen der F i g. 3 gezeigt, die mit verzögerten Relais 203, 204 ausgerüstet ist. und die gegenseitige Benachrichtigung der verschiedenen Elemente der automatischen Einrichtungen UO zeigt.

Es soll daher im folgenden eine kurze Erläuterung der Arbeitsweise gegeben werden.

Ein Spannungsdetektor 112 für die Ermittlung eines Spannungsausfalles in Form eines verzögerten Relais für öffnen in Funktion der Gesamtdauer der Sendezyklen und der Verzögerungen der benachrichtigten Elemente setzt den Impulssender 114 in Achtung-Stellung, aktiviert den Empfänger 115 und bereitet ihre Verbindung mit dem Stromweg L über die Relais 203 und 204 vor. Ein Ring, der aufeinanderfolgend ein für Beschickung des Impulssenders 114 ein selektives Relais 205, die Fehlerdetektoren 116 und 117 und ein das Verzögerungsglied bildendes Sende-Steuerrelais 208 enthält, stellt unter den bereits definierten Bedingungen

das Aussenden eines Lageimpulses durch den Impulssender 114 sicher, der auf den Stromweg L gegeben und lokal durch den Empfänger 115 aufgenommen wird, um auf das Zählwählerpaar 122 übertragen zu werden. Dieses Zählwählerpaar 122 ist in einen Kreis eingesetzt, der die auf die Übertragungsrichtung der Energie ansprechenden und damit die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Punkte jeder Station festlegenden Elemente 211 und 212, ein Abwerf-Steuerrelais 213 und ein selektives Abwerfrelais 214 enthält In Abhängigkeit von der Energieübertragungsrichtung stellt diese Einheit sicher, daß im Fall, wo die in Betracht gezogene Stelle stromaufwärts des Fehlers liegt der stromabwärtige Unterbrecher dieser Stelle geöffnet wird.

Das den Fehlerdetektoren 116 und 117 direkt zugeordnete Abwertsteuerrelais 215 ist im Fall der fehlenden Zustandsübereinstimmung geeignet auf den einen dieser Unterbrecher einzuwirken, der noch nicht durch den normalen Arbeitszyklus erregt worden ist so daß die Verteilerstation P vollständig abgetrennt wird. Das Wiedererscheinen der Spannung an den Klemmen des Spannungsdetektors 112 des Abwerfrelais 213 ruft die Rückstellung des Systems und die Rückkehr der beweglichen Kontaktgabeln der angeregten Zählwählern 123 und 124 auf Null hervor. Wie bereits ausgeführt, gestattet eine technich-ökonomischc Überlegung, die im wesentlichen auf einer Analyse basiert mit der einerseits die Kosten für die verlorenen Kw/h bei Vorfällen für nicht automatisierte Netze und andererseits für die globalen Kosten der notwendigen Investitionen zur Automatisierung und der Verluste an Kw/h bei automatisiertem Netz basiert, die optimale Anzahl der zu installierenden Automaten auf einen gsfibenen Stromweg L festzulegen, und hat zur Entwicklung von mono- und pluri-funktionellen automatischen Einrichtungen 110 geführt.

Die F i g. 6, 7 und 8 zeigen Stromwegabschnitte zum Verteüen von Energie mit Ausrüstung in solchen Varianten wieder.

Fig. 6 gibt einerseits die den Stromweg 100 beschickende Speisestation S1 und andererseits die den Strom weg 300 beschickende Speisestation 52 wieder. Längs jedes der Stromwege 100 und 300 sind mit dem Stromweg über Unterbrechungseinrichtungen 7* verbundene Verteilerstationen P gestaffelt. Zur Erleichterung des Schemas sind nur solche Stellen wiedergegeben, die automatische Einrichtungen 110 gemäß der Erfindung enthalten, und darüber hinaus selektiv nur noch eine geringe Anzahl solcher Stellen, um nur die verschiedenen Ausführungsweisen der automatischen Einrichtung 110 wiederzugeben.

Alle Verteilerstationen POl. /Ό3, PM, PQ5 und PW sind vom Typ Mittelspannung/Niederspannung. Auf dem Siromweg 100 befinden sich in Aufeinanderfolge eine Station FOl. die mit einer tri-fünktionalen Automatisierungseinrichtung 110.1 ausgerüstet ist. Eine Station P02, die nur schematisch angedeutet ist. und mit mono-funktionaler Ausrüstung versehen ist. eine Station F03 mit einer mono-funktionalen Autornatisierungseinrichtung 110.3. eine Station P04. die eine bi-funktionale Automatisierungseinrichtung 11Ö.4 enthält, und eine Station /?05 mit einer mono-funktionalen Automatisierungseinrichtung 110.5. Auf dem Stromweg 300 befindet sich eine einzige Verteilerstation PW, die mit einer mono-funktionalen Automatisierungseinrichtung 110.11 ausgerüstet ist. Zwischen den Stationen P 05 und PW befindet sich ein Unterbrechungspunkt, der im folgenden anhand der Fig.6 und 7 im einzelnen erläutert wird.

Jede automatische Einrichtung ist durch ihre Impulssender- und Empfängereinrichtungen wiedergegeben, beispielsweise die Einrichtungen 1153, 115.4, 1153 ... und 115.11... und durch ihre Schrittwähler 122.1,1223, 122.4,1223 .. und 122.11, die mit einem Satz von zwei beweglichen Kontaktgabeln 124.1, 123.1; 1243, 1233; 124.4,123.4; 124.5,1233 und 124.11,123.11 ausgerüstet sind. Den automatisierten Unterbrechern 7*1.1, 7*2.1,

ίο 7*23. Γ2.4, 7*23 und 7*1.11 sind Fehlerdetektoren 116 und 117 zugeordnet Jede der Speisestationen 51 und 52 »Hochspannung/Mittelspannung« ist mit einem kapazitiven Empfänger 330 und 430 und einer visuellen Erinnerungseinrichtung 320 bzw. 420 ausgerüstet

Die horizontale Reihe der Zählwähbr 124.1, 1243, 124.4, 1243 und 124.11 entspricht der normalen Energieübertragungsrichtung in den Stromwegen 100 und 300 bezüglich ihrer Speisestationen a" ι und 52. Dagegen entspricht die Reihe 123.1, 1233, 123.4, 1233 und 123.11 der veränderten Übertragungsrichtung, wenn die Stellen ihre Speisestation nach Wiederaufnahem des Betriebes nach Erscheinen eines Fehlers sich verändert haben.

Die beiden Zahlenreihen A und P entsprechend den jeweiligen Ordnungsnummern der automatisierten Trenneinrichtungen im Hinblick auf die eine und die andere Speisestation 51 oder 52.

Die Pfeile in bezug auf diese Reihen zeigen die jeweilige Energieübertragungseinrichtung an. Gewisse Details der konstruktiven Anordnung sowie der inneren Abzweigungsschemata der automatisierten Einrichtungen 110 sind weiter oben angegeben und sollen hier nicht wiederholt werden.

In F i g. 6 ist die Gesamtheit der Organe der Speisestationen und der automatisierten Einrichtungen 110 und Stationen in einem Zustand wiedergegeben, bei der ein Fehler auf der Verteilungsleitung 1003 zwischen der mit mono-funktionaler und bi-funktionaler automatischer Einrichtung ausgerüsteten Verteilerstationen 1103 bzw. 110.4 angenommen ist.

Nach öffnen der Schalter am Kopf 340 der Speisestation 51 sind die Unterbrecher 7*2.4 und 7*23 in Öffnungsstellung erregt worden (gestrichelte Darstellung), wodurch die Abtrennung des Fehlers sichergestellt ist. Es handelt sich dabei um das Ansprechen des stromabwärtigen Organs der bi-funktionalen automatischen Einrichtung 110.4 und des einzigen (stromabwärtigen) Unterbrechers der mono-funktionalen automatischen Einrichtung 1103.

Die Schrittwähler 122.1, 122.3, 122.4 und 1223 des Stromweges 100, die durch den Fehler beeinflußt woruen sind, sind in ihrer Endstellung wiedergegeben, bevor das öffnen der Unterbrecher 7"erfolgt ist, wobei das Öffnen der Unterbrecher 7"dann das automatische Rückstellen der Schrittzähler verursacht In dieser Ausführungsform definieren die beiden Zweige jedoch nicht den Abschnitt zwischen zwei Verteilerstationen P, sondern zwischen zwei Fehlerdetektoren 116 und 117. Der zwischen dem stromabwärtigen Unterbrecher 7"2 und der Verteilungsleitung 1003 liegende Fehler und die in Reihe angeordneten Unterbrecher von der Speisesta-

' tion 5bis der den Fehler.wiedergebenden Station weist eine Gesamtheit von sechs Fehlerdetektoren 116 und 117 auf und gibt dementsprechend die Aussendung von sechs Steuerimpulsen, die nacheinander in die Kontaktgabel aus der Ausgangsstellung 0— 1 in die Endstellung 6 — 7 betätigen. Auf jedem Zählwähler erscheint der unter der Wirkung des oder der lokalen Impulse

ausgeführten Schrittes bzw. Schritte.

Auf diese Weise werden durch den Satz von zwei Fehlerdetektoren 116,117 der tri-funktionalen automatischen Einrichtung 110.1 die Kontaktgabeln über die Stellung i-2 auf 2-3 erregt, und ebenso durch die anderen Fehlerdetektoren zu weiteren Schritten veranlaßt

In Funktion der Endstellung 6-7 der beweglichen Kontaktgabeln werden die Unterbrecher T2.4 und Τ2Δ in ihre gestrichelte dargestellte Öffnungsstellung gelegt, nachdem eine vorher bestimmte Verzögerungszeit abgelaufen ist

In Höhe der Speisestation 51 wird die bewegliche Kontaktgabel der Erinnerungseinrichtung 320 nach rechts an Index 6 — 7 angehalten, wodurch ebenfalls der Fehler lokalisiert ist.

Es werden im folgenden drei Varianten der automatischen Einrichtung des Stromweges nach F i g. 6 untersucht.

Die tri-funktionale Einrichtung 110.1 ist mit zwei automatisierten Unterbrechern 7*1.1 und T2.1 ausgerüstet, denen jedem ein Fehlerdetektor ΐίό und ίί" zugeordnet ist Der Unterbrecher 7"2.1 kann infolge eines internen Fehlers oder eines stromabwärtigen Fehlers geöffnet werden. Seinerseits kann der Unterbrecher 7*1.1 durch öffnen ansprechen, sei es auf einen internen Fehler oder sei es auf einen stromaufwärtigen Fehler, oder sei es auf einen Hochspannungsausfall an der Speisestation Sl, die sich am Niveau wie ein stromaufwärtiger Fehler unter Vorbehalt, daß keine andere automatisierte Stelle zwischen der Speisestation und der automs Vierten Einrichtung 110.1 eingesetzt ist, zu erkennen gibt.

Unter dem Bezugszeichen »O« (zum Öffnen) ist ein zweites Bezugszeichen » + Rt zu »"hen. das wiedergibt, daß dieser Unterbrecher Γ1.1 mit Einrichtungen ausgerüstet ist, um ihn unter Bedingungn wieder zu schließen, die vorgesehen sind, um zu gestatten, die Stromwege 100 und 300 durch die Speisestation 51 in Verbund zu beschicken, wenn ein Hochspannungsausfall auf 51 und 52 auftritt.

Die bi-funktionale automatische Einrichtung 110.4 stellt die gleichen Schutzfunktionen im Falle eines stromaufwärtigen Fehlers, eines internen oder stromabwärtigen Fehlers sicher, im Unterschied ist jedoch ihr Unterbrecher Ti3 nicht mit Einrichtungen zum erneuten Schließen ausgerüstet.

Die mono-funktionalen Einrichtungen, wie 110.3, 110.5 und 110.11. sprechen in gegenseitiger Verbindung dazu an, daß sie einen bestimmten Leitungsweg-Abschnitt L isolieren, wobei der Fehler auf dem Stromweg oder intern in der V^rteilerstation liegen kann.

Die Fig. 7 gibt in Nachbarschaft zur Station 110.5 und zwischen den Stromwegen 100 und 300 eine Verteilerstation /Ί4 an, die mit einer mono-funktionalen automatischen Einrichtung 110.14 ausgerüstet ist. die einen Unterbrecher 544 zum öffnen aktiviert. Im übrigen enthält die Stelle P14 einen Unterbrecher 541. der zum Schließen aktiviert werden kann, mittels eines vom kapazitiven Empfänger 542 ausgehenden Signals. Die Bezugszeichen 542 und 543 bezeichnen die .kapazitiven Empfänger, die dem Unterbrecher 541 zugeordnet sind. Der eine kapazitive Empfänger 542 ist an einen Spannungsteiler entsprechend der Speisestation 51 angesetzt, während der andere kapazitive Empfänger 543 an einen von der Speisestation 52 abhängigen Spannungsteile angeschlossen ist.

Die den Fehler eingrenzenden Unterbrecher 7*2.4 und 7*25 sind in Offenstellung wiedergegeben.

Wie bereits weiter vorn angeführt, ergibt sich die gleichzeitige Abwesenheit von Hochspannung an den Speisestationen 51 und 52 als eine Trennung an jedem der Speisestationenschalter ohne Aussenden von Impulsen, da kein Fehlerdetektor 116, 117 angeregt worden ist, und wird von der logischen Schaltung der automatischen Einrichtung als zwei gleichzeitige Fehler interpretiert, die jeweils zwischen der Speisestation S1 und den Unterbrechern Γ1.1 und zwischen der Speisestation 52 und dem Unterbrecher 7*1.11 liegen. Demzufolge wird am Trennungspunkt der Unterbrecher 541 von der logischen Schaltung jedes Teilstromweges zum Schließen aufgerufen. Bei dem Wiedererscheinen der Hochspannung bleiben die beiden Unterbrecher 7*1.1 und 7*1.11 normalerweise geöffnet und die beiden Stromwege 100 und 300 v^rden nicht wieder beschickt

Dies ist der Grund, weshalb die tri-iunktionale Einrichtung 110.1 eine auf dauernden Spannungsausfall ansprechende Einrichtung enthält, die gestattet, mit geeigneter Verzögerung den Unterbrecher 54i wieder zu schließen, ein Signal für den Spannungsabfall, das das erneute Schließen des Unterbrechers Γ1.1 hervorruft.

Eine angeschlossene Sicherheitseinrichtung untersagt das erneute Schließen des Unterbrechers 7*1.1, wenn ein interner Fehler in der tri-funktionalen Einrichtung 110.1 das gleichzeitige Öffnen des Unterbrechers Γ1.1 und 7*2.1 hervorgerufen hat.

Es ist zu beachten, daß der Spannungsausfall an der tri-funktionalen Einrichtung 110.1 zum Ergebnis haben kann, sei es das gleichzeitige Öffnen der Unterbrecher Tl.1 und 7*2.1 infolge eines internen Fehlers oder sei es das gleichzeitige Öffnen der Unterbrecher Γ 1.1 und Ti.11, gefolgt vom Schließen des Unterbrechers 541. Dieses gleichzeitige Öffnen der Unterbrecher Tl.1 und Tl.11 ist die Folge eines gleichzeitigen Spannungsausfalles an den Speisestationen 51 und 52, außer dem sehr unwahrscheinlichen Fall von gleichzeitigen Fehlern in zu den beiden Speisestationen uei.achbarten Stromweg-Abschnitten, die im übrigen das Öffnen der Trennschalter 340 und 440 hervorrufen und deren erneutes Schließen untersagen würden. Es ist zu beachten, daß der in F i g. 7 wiedergegebene Trennungspunkt auf dem Unterbrecher 541, 544 der Verteilerstation P14 realisiert und mit zwei kapazitiven Empfängern 542 und 543 ausgerüstet ist.

Die Fig.8 entspricht einem häufig genug auftretenden Fall einer Ausrüstung auf der Trennvorrichtung

W einer Hilfsstromquelle. Der Stromweg 500 ist von zwei Speisestationen S3 und S4 flankiert und es wird hier angenommen, daß eine einzige Verteilerstation 501 mit e.ner mono-funktionalen automatischen Einrichtung ausgerüstet ist. Die Speisestationen S3 und 54 sind mit ihrem herkömmlichen kapazitiven Empfänger 542 ausgerüstet, aber — und dies ist ein wichtiges Merkmal — der Empfänger 542 ist zwei umwandelbaren Zählwählern 551, 561 je nach Richtung des Energieflusses zugeordnet. Wie oben erwähnt, wird mit dieser Einrichtung darauf abgezielt, der folgenden falschen Betätigungsweise einigermaßen abzuhelfen:

■f-r Nach der Wiederaufnahme des Betriebes nach einem 'ersten Fehler wird nach einem zweiten Fehler der Unterbrecher 540 im Unterschied zum Unterbrecher 541 nach Fig. 7 sich öffnen und sich dann infolge der irrtümlichen Abzählung des benachbarten Stromwegabschnittes wieder schließen. Er wird dann aufgrund seiner .neuen Stellung »Stromwegkopf«. Der zweite in Betrieb

gesetzte Wähler stellt dann ein adäquates Abzählen und Schließbedingungen sicher, die denjenigen des Empfängers 542, 543 an der Stromquelle gleich sind. Um diese Variante zu zeigen, ist der Stromweg 500 als durch nicht beschriebene Vorrichtungen mit dem Stromweg 300 in Höhe der Verteilerstation 401 zwischenverbindbar dargestellt im Fall einer Strukturentwicklung des Stromweges, beispielsweise zwischen den bestehenden Speisestationen und komplementären Einführungen. Diese verschiedenen Speisestationen und Einführungen sind immer zu zwei und zwei durch voneinander unabhängige Beschickungstretmschalter zugeordnet.

Wohlgemerkt ist es auf einem mit automatischer Einrichtung zum Wiederaufnehmen des Betriebs ausgerüsteten Stromweg immer möglich, wenn man in einem kleinen Zeitraum arbeitet, verschiedene Handhabungen im Hinblick auf Arbeiten, beispielsweise das Abtrennen einds besonderen Stromwegabschnittes auszuführen. Die Abtrennung zwischen den beiden Beschickungen befindet sich dann aufgrund des korelativen Schließendes des Trennschalters des Unterbrechungspunktes auf diesen besonderen Abschnitt bezogei, wodurch die automatische Einrichtung 110 dann die beiden neu geschaffenen komplementären Stromwege schützt

Im übirgen ist es möglich, im Trennungspunkt eine gewisse Anzahl von Unterbrecherschaltern mit konditionellen Einrichtungen zum Schließen, kapazitiven Empfängern und Endkontakten zum Schließen auszurüsten. Von diesen Trennungspunkten ist einer allein aktiv, da seine Trennschalter »zum Schließen« ausgerüstet ist und die kapazitiven Empfänger für die Steuerimpulse

ίο ansprechbar sind, während die übrigen passiv verbleiben, da ihre Trennschalter geschlossen und ihre kapazitiven Empfänger durch das Schließen des Endkontaktes für die Steuerimpulse unempfindlich sind. Auf diese Weise definiert man jegliche Paare von potentiellen Leitungswegabschnitten, die sich von jedem Trennungspunkt zu beiden Seiten bis zu den Speisestationen erstrecken. Ej ist dann auch möglich infolge jahreszeitlicher Anforderungen das am besten angeoaßte Paar zum Verteilen der Belastung auf den beiden Speisestationen zu r^ihlen, indem man den zugeordneten Trennungspunki aktiviert

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Schalteinrichtung für elektrische Mittelspannungs-Energieverteilungsnetze zum Auftrennen und Wiederaufnehmen des Betriebes bei Erdschluß oder sonstigen Fehlern, und zwar für solche Netze, bei denen zu beiden Seiten eines normalerweise geöffneten Auftrennpunktes je eine Speisestation angeordnet ist und zumindest zu einer Seite dieses Auftrennpunktes bis zu der entsprechenden Speisestation ein Stromweg mit Verteiler- und Schaltstationen gebildet ist, von denen jede mit Einrichtungen zum Feststellen von Erdschluß oder sonstigen Betriebsfehlern und mindestens einer Einrichtung zum Auftrennen des Stromweges ausgerüstet ist, wobei zumindest in einer Anzahl der Verteiler- und Schaltstationen zusätzlich zu den Auftrenneinrichtungen Schalteinrichtungen zum Wiederaufnehmen des Betriebes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltereinrichtung (110) zum Wiederaufnehmen des Betriebes enthaiten:

a) an sich bekannte, auf das Hindurchfließen eines Fehlerstromes ansprechende Fehlerdetektoren (116,117);

b) einen Impulssender (114), der derart ausgebildet ist, daß er von mindestens einem der Fehlerdetektoren (116, 117) über ein Zeitverzögerungsglied (121) in Gang setzbar ist, wobei die Verzög'"<ungsdauer des Verzögerungsgliedes (121) zur Identifizierung der jeweiligen Verteiler- und Schaltstation f/y vorher festgelegt ist;

c) einen Empfänger (Hj) für die von den Sendern (114) aller — auch der eigenen — Verteiler- und Schaltstationen ^abgegebenen Lageimpulse:

d) ein den jeweiligen Speisestationen (51,52) und den jeweiligen Auftrenneinrichtungen (129. D 1. D2) anpaßbares Paar von Zählwählern (122, w 123, 124), von denen jeder mit einer beweglichen Kontaktgabel (125, 126) mit zwei Armen ausgerüstet ist, die sich zur Bestimmung des defekten, abzutrennenden Stromweg-Abschnittes schrittweise über eine Kontaktplatte zwi- « sehen einer dem der Beschickungsstelle benachbarten Stromwegabschnitt zugeordneten Ausgangsstellung (0-1) über jeweils einem Stromwegabschnitt zugeordnete Stellungen bis zu einer dem letzten Stromwegabschnitt (n) zugeordneten Endstellung (n-»n+ 1«) bewegen, wobei die Verbindungs- und Auftrenneinrichtungen (Tl. 72, 130) in dem Zählwählerpaar (122). bestehend aus den Zählwählern (123, 124). zu einer einzigen Stellung der Kontaktgabei (125, 126) an der Kontaktplatte zugeordnet sind; und

e) daß einerseits an der Speisestation (Sl bzw. 52) am Kopf des Stromweges und andererseits am Auftrennpunkt (129. DX. D2) am Ende des Stromweges auf die vorher abgegebenen Lageimpulse ansprechende Empfänger (330, 430, 542, 543) angeordnet sind, die derart ausgebildet sind, daß sie mit eigener Verzögerung auf Einrichtungen zum Wiedereinschalten entsprechender Trennschalter (340, 440, 541, 544) ansprechbar sind.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Speisestation (Si, 52) am Kopf des Stromweges und bzw. oder der Auftrenneinrichtungen (129, Di, D2) und bzw. oder irgendeine der Verteiler- und Schaltstationen (P) mit einer Signalgeber-Einrichtung ausgestattet ist, die zur Abgabe einer visuellen Anzeige für die durch Auszählen der Lageimpulse zum Ansprechen gebrachten Trenneinrichtungen ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Impulssendern (114) gebildeten Lageimpulse einheitliche Frequenz im Tonfrequenzbereich aufweisen.

4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulssender (114) zwischen zwei Niederspannungsklemmen der Leitungstransformatoren (U) der Verteiler- und Schaltstationen (P)geschaltet sind.

5. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Legeimpulse über den durch Abschalten der Spannung verfügbar gewordenen Stromweg (100) zu den Empfängern

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Verteiler- und Schaltstationen (P) zum Orten des Fehlers empfangenen Lageimpulse auf die Niederspannungsklemmen der Leistungstransformatoren (U) übertragen werden.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß folgend auf eine vorher bestimmte, anfängliche Verzögerung die Lageimpulse mit regulären Intervallen nacheinanderfolgend längs des Stromweges (100) in Richtung des Energietransportes ausgesandt werden.

8. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Zählwählerpaar (122) jeweils einer der beiden Richtungen des Energietransportes des Stromweges ein Zählwähler (123, 124) zugeordnet ist, der Wählpositionen aufweist, die j^der Speisestation (51. 52) zugeordnete, sich über die normalerweise offene Auftrenneinrichtung (129, Dl, D2) zur anderen Speisestation kreuzende Werte zugeordnet sind.

9. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß eigentliche Umstelleinrichtungen (213) vorgesehen sind zum Aktivieren des ersten oder zweiten Zählers (121 bzw. 124) nach Umkehrung der Richtung des Energietransportes.

10. Schalteinrichtung nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß eine manuelle Hilfssteuereinrichtungfürdas Umlegender Zähler (123,124) in der jeweiligen Verteiler- und Schaltstation (P) angeordnet sind.

11. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftrenneinrichtung (129) durch einen Unterbrecher (541, 544) mit Einrichtungen zum Schließen gebildet ist, denen einer der auf die vorher abgegebenen Lageimpulse ansprechenden Empfänger (542, 543) zugeordnet ist, der kapazitiv mit den beiden komplementären Stromwegen (100,300) gekoppelt und zu beiden Seiten des Unterbrechungsschalters angeordnet sind.

12. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrennpunkt (Di, D2) durch einen Trennschalter (340, 440) der

Hochspannungs-Mittelspannungs-Speisestation

(S 1, 52) mit Einrichtungen zum erneuten Schließen gebildet ist, denen ein kapazitiv gekoppelter Empfänger (330,430) und zwei je nach Richtung des Energietransportes umstellbare Wähler (320, 420) zugeordnet sind.

13. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 für eine Schalt- und Verteilerstation, die mit mindestens einer automatisierten Auftrenneinrichtung im Zusammenhang mit einem Fehlerdetektor und Betätigungs: inrichtungen ausgerüstet ist dadurch gekennzeichnet, daß die Auftrenneinrichtung (Tl, T2,130) mit einem sich öffnenden Endkontakt (Feinkontakt oder Steuerkontakt) ausgerüstet ist der ein Funktionssignal liefert wobei der Impulssender (114) und der Empfänger (115) für die Lageimpulse zum Außerbetriebsetzen angeschlossen sind, sowie das betätigte Zählwählerpaar (122) bzw. die betätigten Zähhvähler (123, 124) zur Rückbewegung in seine Ausgangsstellung.

14. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 für eine Verteiler- und Schaltstation mit zwei Auftrenneinrichtungen, einer am Eingang und einer am Ausgang bezüglich der Richtung des Entigietransportes, wobei diese Auftrenneinrichtungen durch Zuordnung eines ersten und zweiten Fehlerdetektors und Betätigungseinrichtungen automatisiert sind, gekennzeichnet durch einen gemeinsamen Impuissender (114), der geeignet ist, aufeinanderfolgend durch den ersten und zweiten Detektor (116, 117) betätigt zu werden, wobei die verzögerten Elemente (120) gleichzeitig in Abhängigkeit von einem nur von einem Detektor (116 bzw. 117) ausgegebenen Signal angesprochen werden.

15. Schalteinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulssender (114) und der Empfänger (115) und das Zählwählerpaar (122) bzw. die Zählwähler (123,124) nur durch das gemeinsame öffnen der beiden Auftrenneinrichtungen (Tl, T2, 130) außer Betrieb gesetzt werden.

16. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die am Kopf komplementärer Stromwege in unmittelbarer Nachbarschaft zu einer Speisestation (S 1, 52) angeordnete Schaltstation (Dl, D2) mit umstellbaren Wählern (320,420) zum Wiedereinschalten aufgrund automatischer Wiederherstellung ausgerüstet ist, die geeignet ist, im Fall dauernden Spannungsausfplles folgend auf einen automatischen Arbeitsablauf anzusprechen.

ίο