DE2550670A1

DE2550670A1 - Schutzanordnung fuer anlageteile elektrischer starkstromnetze

Info

Publication number: DE2550670A1
Application number: DE19752550670
Authority: DE
Inventors: Gunnar Dipl Ing Nimmersjoe
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1974-11-21
Filing date: 1975-11-12
Publication date: 1976-08-12
Also published as: DE2550670C3; CH590575A5; GB1523126A; IT1055697B; FR2292361B2; DE2550670B2; FR2292361A2; CA1054701A; US4053816A; SE7414614L; SE387019B

Description

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget Väst eras/Schwe den

Schutzanordnung für Anlageteile elektrischer Starkstromnetze Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 24 38 354.8)

Die Erfindung betrifft eine Schutzanordnung für Anlageteile elektrischer Starkstromnetze nach dem Hauptpatent ... (Patentanmeldung P 24 38 354.8).

In dem Hauptpatent wird eine Anordnung zur Niveau- und Sequenzanzeige in einem gerichteten Wellendetektor beschrieben (Fig. 2 und 3 des Hauptpatents). Die Lösung nach dem Hauptpatent schließt es nicht aus, daß in gewissen Fällen eine nicht selektive Auslösung stattfinden kann. Nimmt man an, daß ein Starkstromnetz drei hintereinanderliegende Stationen A, B und C verbindet, so hat man zwei Leitungsabschnitte A-B und B-C (Fig. 1). Jede Station hat zwei Schutzanordnungen, von denen jede auftretende Fehler erfaßt, jedoch nur dann ein Auslösesignal an ihren Schalter gibt, wenn der Fehler als davorliegend registriert wird. Die Station B, die zwischen den Stationen A und C liegt, hat dabei eine Schutzanordnung B1, die den Leitungsabschnitt B-A überwacht, und eine Schutzanordnung B2, die den Leitungsabschnitt B-C überwacht. Ein Fehler im Punkte a auf dem Abschnitt A-3 wird daher

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von der Schutzanordnung B1 als ein davorliegender Fehler angezeigt werden, während derselbe Fehler von der Schutzanordnung B2 als dahinterliegender Fehler erfaßt wird. In der Station C wird die Schutzanordnung C1, die den leitungsabschnitt C-B überwacht, den Fehler als davorliegenden Fehler anzeigen, da der Fehler zwar außerhalb des Schutzbereiches der Schutzanordnung, jedoch innerhalb ihrer Überwachungsrichtung liegt. Die Schutzanordnungen in der Station B geben außerdem bei einem dahinterliegenden Fehler ein Blockierungssignal an die gegenüberliegenden Schutzanordnungen A2 bzw. C1, damit diese kein Auslösesignal an die Schalter geben. In dem oben beschriebenen Fall soll also die Schutzanordnung B2 ein Blockierungssignal an die Schutzanordnung C1 geben, damit diese kein Signal zum Abschalten der Strecke C-B gibt, (Dies ist im letzten Absatz auf Seite 4 der Hauptanmeldung beschrieben.)

Der Niveaudetektor (Fig. 2 des Hauptpatents)hat die Aufgabe, die Blockierungssignale zu sperren, die unterhalb eines bestimmten Niveaus liegen. Aufgrund der Reflexion, welche die von der Fehlerstelle a ausgehende Spannungswanderwelle in der Station C erleidet, kann rein theoretisch eine so große Spannungsänderung in der Station C auftreten, daß das Niveau des Ausgangs signals vom Wellendetektor C1 in der Station C, das in auslösender Richtung liegt, größer als das Blockierungsniveau des Wellendetektors B2 in der Station B wird. Theoretisch ist es daher möglich, daß das Niveau zur Auslösung in der Station C überschritten wird, ohne daß in der Station B das Niveau zur Blockierung erreicht wurde, was zur Folge hat, daß der leitungsabschnitt B-C bei einem Fehler auf dem leitungsabschnitt A-B versehentlich ,

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- 3 abgeschaltet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schutzanordnung nach dem Hauptpatent derart weiterzuentwickeln, daß die eben beschriebene Fehlauslösung nicht auftreten kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Schutzanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung dieser Erfindung ist im Anspruch 2 genannt.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Starkstromnetz mit 3 Stationen, Fig. 2 einen Niveaudetektor gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen zum Anschluß an die Ausgänge des Niveaudetektors dienenden Sequenzdetektor.

Fig. 1 zeigt ein Starkstromnetz L mit drei Stationen A, B und C. In jeder Station befinden sich zwei richtungsempfindliche Schutzanordnungen A1, A2j B1, B2 bzw. C1, 02. Somit wird beispielsweise der Leitungsabschnitt zwischen den Stationen A und B von den Schutzanordnungen A2 und B1 überwacht, was durch einen Pfeil an den betreffenden Schutzanordnungen angedeutet ist. Jeder Schutz-

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anordnung beurteilt also einen Fehler in Richtung ihres Pfeils als einen davorliegenden Fehler, auf den sie anzusprechen, d.h. eine Abschaltung vorzunehmen, bereit ist. Ein Fehler im Punkte a des Streckenabschnitts A-B wird von den Schutzanordnungen A2, B1 und C1 als davorliegender Fehler aufgefaßt, während die Schutzanordnungen A1, B2 und C2 den Fehler als dahinterliegend bewerten.

Die Schutzanordnung nach der Erfindung hat einen Niveaudetektor, der in Fig. 2 gezeigt ist. Der Niveaudetektor soll verhindern, daß der Schutz auf kleinere Störungen anspricht, die normalerweise auf der leitung auftreten können, ohne daß es sich um wirkliche Fehler oder ernsthafte Störungen handelt.

Im Niveaudetektor N nach dem Hauptpatent sprechen die verschiedenen Teildetektoren bei gleichem Niveau an. Unter dieser Voraussetzung kann es vorkommen, daß der Schutz anspricht, wenn an der Stelle a in Fig. 1 ein Fehler auftritt, dessen Ausgleichschwingung Anlaß zu einem Signal in den Schutz anordnungen A1 und B1 geben, das über dem eingestellten Niveau liegt.

Die von der Störung erzeugte Wanderwelle geht jedoch zu einem gewissen Teil an der Station B vorbei zu Station C₁ wo sie reflektiert wird, wobei ihre Spannungsamplitude steigt. Diese kann so groß werden, daß das auslösende Signal höher als das in C1 eingestellte Niveau ist, so daß die Schutzanordnung C1 die Störung in a als einen davorliegenden Fehler auffaßt und anspricht, wenn die Schutzanordnung C1 nicht von der Schutzanordnung B2 gesperrt

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wurde, weil das Blockierungssignal dort etwas unter dem eingestellten Niveau lag. Um ein solches unerwünschtes Ansprechen zu verhindern, wird der Niveaudetektor N in der Schutzanordnung mit einem zusätzlichen Teildetektor NU versehen, dem das Auslösesigßal U1 vom Wellendetektor (WD in Pig. 1 der Hauptpatentanmeldung) zugeführt wird. Ferner erhalten sowohl NU als auch NB ein niedrigeres Niveau als die drei übrigen Teildetektoren NR, NS, NT. Ihr Niveau liegt vorzugsweise im Bereich von 60 - 90 $ des Niveaus der übrigen Teildetektoren NR, NS, NT.

Die Ausgänge NU2 und NB2 werden jeweils an ihren betreffenden Teildetektor im Sequenzdetektor S der Pig. 3 über den Eingang SU1 bzw. SB1 angeschlossen. Die beiden Teildetektoren bestehen aus je einem Negationsglied 20, einem UND-Glied 21 und dem Verzögerungsglied 17 mit verzögertem Rückgang. Die Verzögerungszeit C 2 für den oberen, den Auslöseteildetektor, ist kleiner als die Verzögerungszeit 63 für den unteren, den Blockierungsteildetektor.

Unter Berücksichtigung des bereits beschriebenen Falles mit einem Fehler im Punkte a, wo das Signal das höhere Niveau der Schutzanordnung B2 nicht ganz erreicht, sieht man ein, daß die Schutzanordnung B2 die Störung nun als einen dahinterliegenden Fehler auffaßt, für den die Schutzanordnung blockiert werden soll. Aufgrund des niedrigeren Niveaus des Teildetektors NB im Niveaudetektor der Schutzanordnung wird die Störungswelle nun hoch genug sein, um ein Signal am Ausgang NB2 zu erzeugen, welches dem

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Blockierungsteildetektor im Sequenzdetektor S zugeführt wird. Dieser erzeugt ein Blockierungssignal an seinem Ausgang SB2, das die eigene Schutzanordnung mittels des Auslöseteildetektors blockiert, indem dieser ein sicheres Signal mit der Wertigkeit "Nail" an seinem Ausgang erzeugt und dadurch die UND-Glieder 21 der drei oberen Teildetektoren sperrt. Das Blockierungssignal am Ausgang SB2 wird auch der Schutzanordnung C1 als Blockierungssignal zugeführt, so daß auch diese Schutzanordnung blockiert wird. Der Schutz C1 wird also auch dann blockiert, wenn das Niveau des eintreffenden Störungssignals nach der Reflexion in C höher wird als das Niveau der Teildetektoren NR,- NS oder NT.

Allgemein kann gesagt werden, daß die Niveaus in den Teildetektoren N[J und NB im Niveaudetektor N so niedrig gewählt werden, daß eine unter diesem Niveau liegende Störung unter keinen Umständen eine Auslösung in einer anderen Schutzanordnung nach der Reflexion in der Station hervorrufen kann.

Das niedrigere Niveau des Teildetektors NU hat keine Bedeutung bei davorliegenden Fehlern, für welche die Amplitude des eintreffenden Auslösesignals auf R1, S1 und T1 des Niveaudetektors zwischen dem Niveauwert der zwei unteren und -dem der drei oberen Teildetektoren des Niveaudetektors N liegt. Zwar wird der Auslöseteildetektor ein Signal an die unteren Eingänge der UND-Glieder 21 in den drei einphasigen Teildetektoren liefern, da jedoch.an den oberen Eingängen dieser UND-Glieder kein Signal "

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vorhanden ist, kommt es zu keinem Ansprechen. Das niedrigere Niveau wird somit richtungsbestimmend, während das höhere Niveau weiterhin ein Kriterium für das Ansprechsignal zur Auslösung des Schalters ist.

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Claims

Patentansprüche t

1.J Schutzanordnung für Anlageteile elektrischer Starkstromnetze nach Patent .·. (Patentanmeldung P 24 38 354.8), z.B. Leitungen, Sammelschienen, Transformatoren usw., mit je einem gerichteten Wellendetektor zum Anschluß an das zu schützende Anlageteil, wobei jeder Wellendetektor zwei Eingänge pro Phase zum Abtasten von im Anlageteil auftretenden fehlerbedingten Strom- und Spannungstransienten und drei einphasige und einen dreiphasigen Ausiöseausgang sowie einen dreiphasigen Blockierungsausgang hat, welche Wellendetektoren über je einen Niveaudetektor mit Teildetektoren für jeden der einphasigen Auslöseausgänge und den dreiphasigen Blockierungsausgang an eine zum Schutz des Anlageteils gehörende Schaltlogik angeschlossen sind, welche die Ausgangssignale von den zum Anlageteil gehörenden gerichteten Wellendetektoren·vergleicht und eine Ausschaltung des Anlageteils aufgrund eines Auslösesignals von einem der genannten gerichteten Wellendetektoren nur dann zuläßt, wenn keiner dieser Wellendetektoren ein Blockierungssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Niveaudetektor (N) einen weiteren Teildetektor (NU) hat, der an den dreiphasigen Auslöseausgang (UI) des Wellendetektors angeschlossen ist, und daß die beiden Teildetektoren (NB, NU), die an die dreiphasigen Ausgänge (U1, U2) des Wellendetektors angeschlossen sind, ein niedrigeres Ansprechniveau haben als die übrigen Teildetektoren (NR, NS, NT) des Niveaudetektors, die an die einphasigen Auslöseausgänge (R1, S1, T1) des Wellendetektors angeschlossen sind.

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2. Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansprechniveau der "beiden Teildetektoren (MU, NB) im Niveaudetektor (N), die an die dreiphasigen Ausgänge (U1, U2) des Wellendetektors (WD) angeschlossen sind, so niedrig ist, daß eine Störung am Starkstromnetz, die unter diesem Niveau liegende Signale erzeugt, unter keinen umständen eine Auslösung in einer anderen Schutzanordnung im Netz nach der Reflexion an der Stelle, an der die genannte Schutzanordnung liegt, hervorrufen kann.

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