DE2709760A1

DE2709760A1 - Differentialschutz fuer elektrische energieumformer mit nichtvergleichbaren eingangs- und ausgangsgroessen

Info

Publication number: DE2709760A1
Application number: DE19772709760
Authority: DE
Inventors: Alfons Kalvelage; Jochen Techen; Horst Dr Ing Voelger; Gerhard Weidl
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-03-07
Filing date: 1977-03-07
Publication date: 1978-09-14

Description

Differentialschutz für elektrische Energieumformer mit
nicht vergleichbaren Eingangs- und Ausgangsgrößen Die Erfindung bezieht slch auf einen Differentialschutz für einen elektrischen Energieumformer.
Zu. Schutz von Transformatoren und Leitungen bei inneren Störungen ist es bekannt, einen Differentialschutz einzusetzen, der einen Vergleich zwischen den Stromeingangs und -ausgangsgrößen herbeiführt. Überschreitet die Differenz einen vorgegebenen Betrag, wird entweder ein Warnsignal abgegeben, oder auch zueist gleichzeitig die Anlage abgeschaltet.
Der bekannte Di fferential schutz ist bei elektrischen Energieuaformern jedoch nicht einsetzbar bei denen die Eingangs- und Ausgangsgrößen,insbesondere des elektrischen Stromes, nicht ohne weiteres vorgloichbar sind. Dies ist z.B. bei mit einem Transformator versehenen Stromrichterschaltunuen der Fall, die sekundärseitig eine Saugdrosselschaltung aufweisen. Auch ist der Differentialschutz bei Stelltransformatoranordnungen nur mit einer Zusatzschaltung einsetzbar, die die unterschiedlichen Stellungen des Transformators kompensiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Differentialschutz anzugeben, der auch bei elektrischen Energieumformern einsetzbar ist, bei denen auf der Eingangs- und Ausgangsseite des Umformers nicht ohne weiteres vergleichbare elektrische Größen vorhanden sind.
Diese Aufgabe wird für einen Differentialschutz der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung gelöst durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale. Auf vorteilharte Weise ist damit ein Schutz gegen innere Störungen auch dann bei einer elektrischen Energieumformer möglich, bei dem nicht mehr auf der Eingangs- und auf der Ausgangsseite miteinander vergleichbare Größen erfasst werden können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung soll 2Ur ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung i folgenden beschrieben werden Die Zeichnung zeigt das Prinzipschaltbild eines Differentialschutzes nach der Erfindung, dem z.B. von der Primärseite eines Stromrichtertransformators der Eingangsstrom IE und die Eingangsspannung Ug sowie z.B. von der Ausgangsseite des Stromrichters der Ausgangsstrom 1A und die Ausgangsspannung UA zugeführt sind.
Die Eingangsgrößen 1E und UE werden einem Multiplizierer 1 eingegeben, woraus der Multiplizierer eine wirkleistungsproportionale Größe PE bildet.
In gleicher Weise bildet ein Multiplizierer 2 aus den Eingangsgrößen IA und UA eine wirkleistungsproportionale Größe P A A Die von den beiden Multiplizierern 1 und 2 gebildeten Größen PE und PA werden einem Schwellwertglied 3 zugeführt, das bei einer vorgegebenen Differenz zwischen den beiden Größen ein Signal abgibt. Im gezeigten Fall betätigt dieses Signal eine Warnlampe 4 das Signal kann in gleicher Weise z.B. auch zur Abschaltung des Umformers verwendet werden.
Die Differenz der Ausgänge der beiden Multiplizierer unterscheidet sich bei ordnungsgemäßem Betrieb des Energieumformers durch die im Umformer entstehenden Verluste. Bei einer Störung wird diese Differenz größer. Da sich die Verluste nicht linear mit der Belastung auf der Ausgangsseite verändern, muß bei kleineren Werten eine höhere Differenzleistung auftreten, um eine Signalgabe zu bekommen. Um dies zu vermeiden, sind 2 Korrekturglieder 5 und 6 vorgesehen die eine Kompensation der im Umformer auftretenden Verluste bewirken. Ein erstes Korrekturglied, z.B.
ein Rechenverstärker mit nicht linearer Charakteristik, berücksichtigt die Art der Abhängigkeit der Verluste vom Ausgangsstrom I hier z.B. mit einer quadratischen Kennlinie.
Ein zweites Korrekturglied 6 bewirkt darüberhinaus eine Korrektur in Abhängigkeit der Verluste von der Ausgangsspannung UA des Umformers.
Der Ausgang der beiden Korrekturglieder wird entsprechend bewertet dem Ausgang des Multiplizierers 2 im Summationspunkt 7 addiert. Damit fallen die Verluste des Umformers als Störgröße heraus.
Da die Fehler in der Erfassung der Heßgrößen bei kleineren Werten stark zunehmen, ist ein Schaltglied 8 dem Multiplizierer 1 nachgeschaltet, das beim Unterschreiten eines einstollbaren Virkleistungswertes PE die Signalgabe an das Schwellwertglied 3 verhindert.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Differentialschutz für einen elektrischen Energieumformer, dadurch gekennzeichnet, daß einem ersten Multiplizierer (1) zur Bildung einer wirkleistungsproportionalen Größe (PE) der Eingangsstrom (IE) und die Eingangaspannung (UE) des Umformers sowie einem zweiten Nilltiplizierer (2) zur Bildung einer ebenfalls wirkleistungsproportionalen Größe (PA) der Ausgangsstrom (IA) und die Ausgangsspannung (UA) des Umformers zugeführt werden und daß die Ausgänge der beiden Multiplizierer (1, 2) mit einem Schwellwertglied (3) verbunden sind, das bei einer vorgegebenen Differenz der beiden zugefuhrten Größen (PE, PA) ein ein Schutzglied (4) betätigendes Signal abgibt.
2. Differontialschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Korrekturglioder (5, 6) vorgesehen sind, die eine Kompensation der im Umformer auftretenden Verluste bewirken und deren Ausgangsgröße zu der vom zweiten Multiplizierer (2) abgegebenen Größe (PA) addiert wird.
3. Differentielschutz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Korrekturglied (5) vorgesehen ist, das die Art der Abhängigkeit der Verluste vom Ausgangsstrom (I) des Umformers berücksichtigt und/oder ein weiteres Korrekturglied (6) vorgesehen ist, das die Art der Abhängigkeit der Verluste von der Ausgangsspannung (u ) des Umformers berücksichtigt.
A 4. Di fferential schutz nach Anspruch 1 für einen Energieumformer mit Energiespeicher, dadurch gekennzeichnet, daß ein Korrekturglied vorgesehen ist, das eine Kompensation der vom Energiespeicher aufgenommenen oder abgegebenen Energie bewirkt und dessen Ausgangsgröße zu der vom zweiten Multiplizierer (2) abgegebenen Größe (P) addiert bzw. von ihr subtrahiert wird.
5. Differentialschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltglied (8) nach dem einen oder beiden Multiplizierern (1, 2) vorgesehen ist, das eine Signalabgabe bei Unterschreiten eines einstellbaren Wirkleistungswertes verhindert.