DE3401267A1 - Verfahren und vorrichtung zum erreichen automatischer blockierung von einer fehlerstelle am naechsten liegenden lasttrennschaltern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Blockieren von einer Fehlerstelle am nächsten liegenden Lasttrennschaltern, vorzugsweise bei einer Station mit zwei Einspeisungspfaden, wobei jeder Einspeisungspfad mit einer Schaltvorrichtung versehen ist, vorzugsweise mit einem Lasttrennschalter, der bei eine vorgegebene Zeit überschreitendem Steuerspannungsausfall geöffnet und bei wiederkehrender Steuerspannung, die über eine vorgegebene Zeit hinaus bestehen bleibt, wieder geschlossen wird.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens.

Bei Störung einer Leitungsschleife oder in einem offenen Zweig mit einer Reihe hintereinander angeordneten Netzstationen, wird sukzessiv jede Netzstation für sich dadurch geprüft, daß in Speisungsrichtung gesehen die letzte Schaltvorrichtung geöffnet wird, während eine davor liegende schließt, wonach der Schalter zwischen Speiseleitung und Netzstation schließt. Wenn dann alles funktioniert, geht man zur nächsten Netzstation und wiederholt diese Prozedur dort. Wenn man die hinter dem Fehler liegende Netzstation erreicht und den fehlerhaften Leitungsabschnitt einschaltet, unterbricht der Schalter an der Speisungsstelle unmittelbar den Strom für den gesamten Schleifenabschnitt, also auch für die als fehlerfrei befundenen Netzstationen. Hierbei ist der Lasttrennschalter zum fehlerhaften Leitungsabschnitt hin zu öffnen und zu verriegeln, wobei der Schalter an der Speiseleitung erneut eingeschaltet werden und die Netzstationen im überprüften fehlerfreien Leitungsabschnitt speisen kann. Dreht es sich um einen offenen Zweig, müssen der Leitungsabschnitt hinter der Fehlerstelle und die daran angeschlossenen Netzstationen stromlos bleiben, bis der Fehler beseitigt wurde. Wenn es sich dagegen um eine Schleife dreht, kann ein stufenweises Einschalten und

Prüfen auf die gleiche Waise vom entgegengesetzten Ende der Schleife her erfolgen, wobei man allmählich aus der entgegengesetzten Richtung zum fehlerhaften Leitungsabschnitt gelangt, was bedeutet, daß die Netzstationen im zweiten Teil der Schleife mit Spannung versehen werden können. Diese bekannte Art und Weise, die Wiedereinschaltung durchzuführen, ist zeitraubend und aufwendig, da das Prüfen und Einschalten an der jeweiligen Netzstation erfolgt und diese in Abständen von mehreren Kilometern voneinander liegen können. Auch wird die Zeit lang, während der die Stromverbraucher gezwungen werden, ohne Strom zu sein.

Der Zweck dieser Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung hervorzubringen, die ein völlig automatisches Wiedereinschalten aller Netzstationen ermöglicht, und jener, die an den fehlerhaften Leitungsabschnitt angrenzen, sowie eine Abschaltung dieses Abschnittes zu erreichen.

Das wesentliche Kennzeichen für das erfindungsgemäße Verfahren wird darin gesehen, daß diejenige der Schaltvorrichtungen, die nach einem SteuerSpannungsausfall als erste wieder Steuerspannung erhält, so ausgeführt wird, daß sie nach automatischem Schließen in Einschaltstellung gesperrt wird, wogegen die zweite Schaltvorrichtung, die nach erneutem SteuerSpannungsausfall innerhalb einer vorgegebenen Zeit nach einem solchen Schließen wieder geöffnet und in der Offenstellung gegen weitere automatische Beaufschlagung blockiert wird.

Das wesentliche Kennzeichen der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß bei einer Station mit zwei alternativen Einspeisungspfaden mit jeweils einer steuerspannungsbetätigten Schaltvorrichtung, die bei Steuer Spannungsausfall· öffnet, die Schaltvorrichtungen mit einer Blockiervorrichtung versehen sind, die zunächst

die Schaltvorrichtung, die zuerst wieder mit Steuerspannung beausschlagt wird, gegen öffnen blockiert, und bei erneutem Steuerspannungsausfall die zweite Schaltvorrichtung in Offenstellung blockiert. 5

Die Erfindung sei nachstehend näher unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnung beschrieben, in welcher Fig. 1 schematisch die Grundfunktion der Lastschalterautomatik illustriert, Fig. 2 schematisch und vereinfacht die Grundfunktion des Lastschalters oder Lasttrennschalters zeigt, Fig. 3 ein Schaltschema darstellt, welches den Aufbau eines zur Verwendung bei der Erfindung vorgesehenen Steuersystems zeigt^ Fig. 4 dasselbe in vereinfachter Wiedergabe darstellt und Fig. 5 schematisch ein Ver-Wendungsbeispiel der Ausnutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht.

In der die Grundfunktion in schematischer Form wiedergebenden Fig. 1 sind oben die Anschlüsse 11 und 1 2 f ür die Steuerspannung angedeutet. Ein Ladewiderstand ist mit R bezeichnet und dient der Aufladung des Kondensators C. T1 und T3 sind abfallverzögerte Zeitrelais und T2 bezeichnet ein Zeitrelais mit verzögerter Einschaltung. R1, R2 und R3 sind Relais, wobei das Kipprelais R2 ein Blockierrelais und R3 ein Kipprelais darstellt, das automatisch eine Freigabe sperrt, wenn die Blockierung automatisch über das Zeitorgan T3 erfolgte. Die von Strichpunkt-Linien umschlossenen Teile, d.h. Schaltvorrichtungen, finden sich auch in Fig. 3.

Fig. 2 illustriert vereinfacht die Grundfunktion des Lastschalters oder Lasttrennschalters. Der Spannungstransformator der Steuerspannungsquelle ist mit UT und der Lasttrennschalter mit LF bezeichnet. Die Steuerspannung kann die Grundfunktion wie folgt beeinflussen:

a) Verschwindet die Steuerspannung, ohne innerhalb

vorgegebener Zeit wiederzukehren, vergleiche Zeitrelais T1 in Fig. 1, öffnet der Lastschalter LF.

b) Bei wiederkehrender und über eine vorgegebene Zeit hinaus anstehender Steuerspannung, vergleiche Zeitrelais T2 in Fig. 1, schließt der Lastschalter LF.

c) Verschwindet die Steuerspannung erneut innerhalb einer vorgegebenen Zeit nach Schließen des Lastschalters LF gemäß b), vergleiche Zeitrelais T3 in Fig. 1, öffnet der Lastschalter und wird gegen weitere automatische Betätigung desselben blockiert. Unabhängig von Änderungen in der Steuerspannung wird somit der Lastschalter dann in Offenstellung stehen.

In Fig. 3 ist in Form eines Schaltplanes eine Schaltvorrichtung wiedergegeben, die betätigbar und somit abhängig von der Steuerspannung zweier verschiedener Einspeisungspfad zu ein und derselben Station ist. Jeder Einspeisungspfad ist mit einer Schaltvorrichtung versehen, beispielsweise einem Lasttrennschalter. Die Steuerspannungsquelle ist immer gemeinsam für die beiden Schaltvorrichtungen und wird automatisch von demjenigen der beiden Einspeisungspfade baaufschlagt, der spannungsführend ist, oder - falls beide Einspeisungspfade spannungsführend sind - von demjenigen der Einspeisungspfade, der zu erst unter Spannung gesetzt wird. Die Steuerspannungsquelle bewirkt ein Schließen der Schaltvorrichtung, die offen ist und ein Sperren des Auslösekreises für das öffnen der Schaltvorrichtung im Einspeisungspfad der aktuellen Steuerspannungsquelle. Verschwindet die Steuerspannung, wird somit nur eine der beiden Schaltvorrichtungen geöffnet. Wenn dann nach erneutem Schließen der Schaltvorrichtung, d.h. wiedergekehrter Steuerspannung, die Steuerspannung innerhalb einer vorgegebenen Zeit erneut verschwindet, wird die eine, d.h. die nicht gesperrte "hintere" Schaltvorrichtung erneut geöffnet und erfindungsgemäß in Offenstellung so blockiert, daß sie nicht weiter automatisch beaufschlagbar ist.

Sind dagegen beide Einspeisungspfade spannungsführend und ist die eine der Schaltvorrichtungen offen sowie gegen automatische Betätigung blockiert und verschwindet die Spannung des einen Speisungspfades ohne innerhalb einer vorgegebenen Zeit wiederzukehren, wird die Blockierung der offenen Schaltvorrichtung aufgehoben und letztere automatisch in Schließstellung überführt. Dies, d.h. das Aufheben der Blockierung, kann nur als Folge einer manuellen, nicht automatischen Ausschaltbetätigung erfolgen.

Aus Fig. 3 ist außerdem zu ersehen, daß die Steuerspannungsquelle, d.h. der Spannungstransformator, Antriebsenergie zum Schließen der SchaItvorrichtungen abgibt, wobei gleichzeitig ein Kondensatorgerät mit einer zum Auslösen des Öffnungsvorganges im Falle eines Ausfalles der Steuerspannung ausreichenden Kapazität aufgeladen wird. Es sind somit keine Batterien oder andere von der Steuerspannung unabhängige Hilfsenergiequellen erforderlich.

Fig. 4 zeigt vereinfacht die Vorrichtung nach Fig. 3. UT1 und UT2 sind die Spannungstransformatoren der Steuerspannungsquellen, und M1 resp M2 bezeichnen die in Fig. 3 mit Strich-Punkt-Linien eingerahmten sogenannten Motorgeräte mit Schützen,

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Verwendungsbeispiel sind in einer Schleife hintereinander angeordnete Netzstationen mit A, B, C, D und E bezeichnet. Die Schleife ist über die Schalter S1 und S2 an eine Speiseleitung angeschlossen. Eine angenommene Fehlerstelle zwischen den Netzstationen B und C ist mit X bezeichnet.

Wenn der Fehler entsteht, erfolgt ein Ausschalten der Schalter S1 und S2, wobei die ganze Schleife S1-A-B-C-D-E-S2 spannungslos wird. Nach einer gewissen, einstell-

baren Zeit von Spannungs^osigkeit wird jeweils einer der Lasttrenner A1-A2, B1-B2, C1-C2, D1-D2, E1-E2 in jeder an die Schleife angeschlossenen Station geöffnet, während die anderen in Schließstellung verbleiben.

Wenn dann S1 nach vorgegebener Zeit entweder automatisch oder manuell wieder eingeschaltet wird, wird der eine, AUT1, der Spannungstransformatoren der Station spannungsführend. Während des kommenden Schaltvorganges werden beide Lasttrennschalter A1 und A2 durch diese Spannungsquelle gesteuert, da der Spannungstransformator AUT2 noch nicht unter Spannung steht. Nach vorgegebener Zeit folgt dann, daß derjenige der Lasttrennschalter A1 oder A2, der auf Grund der eingetroffenen Spannungslosigkeit öffnete, in Schließstellung überführt wird und daß gleichzeitig der Steuerkreis für automatisches öffnen des Lasttrennschalters A1, durch Einwirkung des Blockierrelais R2, Fig. 1, gesperrt wird. Damit wird die Leitungssektion A-B eingeschaltet, und gleichzeitig die Steuerspannungstransformatoren AUT2 und BUT1 mit Spannung beaufschlagt. Dies beeinflußt aber nicht die Wahl der Steuerspannungsquelle in Station A, da der Spannungstransformator AUT1 ja bereits vor AUT2 unter Spannung gesetzt wurde, und wie in Anschluß an Fig. 3 erwähnt, derjenige der Einspeisungspfade ist, der zuerst unter Spannung gesetzt wurde.

In Station B wiederholt sich der gleiche Vorgang wie in Station A, und dies führt dann dazu, daß die Leitungs-Sektion B-C einschließlich Fehlerstelle X angeschaltet wird. Dadurch fällt der Schalter S1 automatisch ab, so daß die ganze Sektion Sl-X spannungslos wird. Die Spannungslosigkeit führt zum öffnen der Lasttrennschalter A1 undB1 sowie dazu, daß die Steuerautomatik des letzteren gegen weitere automatische Beaufschlagung, wie im Beschreibungsabschnitt bezüglich Fig. 1 unter c) angegeben, blockiert wird.

Wird nun der Schalter S1 zum zweiten Mal eingeschaltet, werden die spannungsgesteuerten Schaltvorgänge in Station A veranlaßt, wobei der Lasttrennschalter A2 geschlossen wird und die Leitungssektion A-B andauernde Spannung erhält. In Station B hat, als die Spannung zum zweiten Mal ausfiel, der Lasttrennschalter B1 seine Einschaltstellung behalten, während B2, wie genannt, geöffnet und blockiert wurde.

Der restliche Teil der Schleife S1-A-B-C-D-E-S2 wird aus der entgegengesetzten Richtung, also von S2 her, eingeschaltet. Der gleiche Steuervorgang wie zuvor beschrieben erfolgt in den Stationen E, D und C. Durch sukzessive automatische Einschaltversuche gelangt man so allmählich bis zu der den Fehler X enthaltenden Leitungssektion C-B aus entgegengesetzter Richtung. Wenn der Lasttrennschalter C1 in offener Stellung blockiert ist, erhalten sämtliche Stationen wieder Spannung und die fehlerhafte Leitungssektion B-C ist abgeschaltet.

Von Interesse ist natürlich die erforderliche Zeit für das automatische Abschalten der fehlerhaften Leitungssektion und die Erstellung von Spannung in den übrigen Sektionen. Die Lage der Fehlerstelle gegenüber den Einspeisungspunkten und die Zahl der zwischen diesen eingeschalteten Stationen ist natürlich von Bedeutung, wie auch die Funktionszeiten, die für die automatischen Vorrichtungen gewählt wurden. Wenn man voraussetzt, daß die Schalter S1 und S2 so ausgeführt sind, daß sie automatisch Wiedereinschaltversuche nach 10 Sekunden machen und daß die Schonzeit, d.h„ die Zeit, die nach einem automatischen Einschalten des Schalters verstreisen muß, damit das darauffolgende Ausschalten definitiv wird, 15 Sekunden beträgt, sowie daß die Schließzeit der Lasttrennschalter, d.h. die Laufzeit der Schaltgeräte 15 Sekunden beträgt, erhält man bei der im beschriebenen Beispiel angegebenen, ungünstigsten Lage der Fehlerstel-

le die Zeit: 10+5x15+10+4x15 =155 s. Der automatische Vorgang dauert somit nur 2-3 Minuten.

Als Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung sind hervorzuheben, daß die zur Ausstattung gehörenden Bauteile für Steuerung, Motorschaltgeräte und Nebenschlußtrennmagnete/Blockierrelais verhältnismäßig einfach und damit wenig wartungsbedürftig sind. Weiterhin sind keine besonderen- Meß- oder Steuerleitunc en zwischen den Stationen oder zu einer gemeinsamen Steuerzentrale, einer Schaltwarte o. dgl. erforderlich. Bs sind auch keine getrennten Hilfskraftquellen für die automatischen Funktionen erforderlich, da hierfür stattdessen die gewöhnlichen Spannungswandler verwendet werden.

Die Erfindung ist nicht darauf begrenzt, was beschrieben und in der Zeichnung dargestellt wurde, sondern kann auf verschiedene Art und Weise im Rahmen der nachstehenden Patentansprüche abgewandelt werden.

- JZ'

- Leerseite -

Claims (4)

1. Verfahren und Vorrichtung zum Erreichen automatischer. Blockierung von einer Fehlerstelle am nächsten liegenden Lasttrennschaltern.

   Patentansprüche:

   f 1. J Verfahren zum automatischen Blockieren von am nächsten an einer Fehlerstelle liegenden Lasttrennschaltern, vorzugsweise bei Stationen mit zwei Einspeisungspfaden, wobei jeder Einspeisungspfad jeweils mit einer Schaltvorrichtung (A1-A2, B1-B2, C1-C2, D1-D2, E1-E2), zum Beispiel einem Lasttrennschalter versehen ist, die bei eine vorgegebene Zeit überschreitendem Steuerspannungsausfall öffnet und bei über eine vorgegebene Zeit hinaus wiederkehrender Steuerspannung schließt, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige der Schaltvorrichtungen (A1-A2, B1-B2, C1-C2, D1-D2, E1-E2), die nach Steuerspannungsausfall als erste wieder Steuerspannung erhält, so ausgeführt wird, daß sie nach automatischem Schließen in Schließstellung verriegelt wird, während die zweite Schaltvorrichtung, die nach erneutem Steuerspannungsausfall innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nach dem genannten Schließen wieder geöffnet und

   in Offenstellung gegen weitere automatische Beaifschlagung blockiert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß bei jeder Station mit zwei Einspeisungspfaden mit jeweils einem Lasttrennschalter und gemeinsamer Steuerspannunsquelle derjenige der beiden Einspeisungspfade, der unter Spannung steht, bzw. falls beide spannungsführend sind derjenige, der nach Spannungsausfall und wiederkehrender Steuerspannung zuerst spannungsführend wird, dazu verwendet wird, ein Schließen des zugehörigen Lasttrennschalters sowie ein Blockieren eines Auslösungskreises zum Öffnen des genannten Lasttrennschalters im aktuellen Einspeisungspfad zu erreichen, wobei nur der zweite Lasttrennschalter derselben Station automatisch geöffnet werden kann und, falls die Steuerspannung innerhalb einer gewissen Zeit nach dem Schließen ausfällt, der dann offene Lasttrennschalter in Offenstellung blockiert wird.
3. 3. Vorrichtung zum automatischen Blockieren eines einer Fehlerstelle am nächsten liegenden Lasttrennschalters, vorzugsweise in einer Station mit zwei Einspeisungspfaden, wobei jeder der Einspeisungspfade mit einem Trennschalter (A1-A2, B1-B2, C1-C2, D1-D2, E1-E2), beispielsweise einem Lasttrennschalter (LF), versehen ist, der bei eine vorgegebene Zeit überschreitendem Steuerspannungsausfall öffnet und bei über einen vorgegebenen Zeitraum hinaus vorliegender wiederkehrender Steuerspannung schließt, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Station mit zwei alternativen Einspeisungspfaden mit jeweils einem steuerspannungsbetätigtem Lasttrennschalter, welcher bei Steuerspannungsausfall öffnet, die Lasttrennschalter (A1-A2, B1-B2, C1-C2, D1-D2, E1-E2) mit einer Blockiervorrichtung ausgestattet sind, die den Lasttrennschalter mit zuerst wiederkehrender Steuerspannung gegen öffnen blockiert und bei erneutem Steuerspan-

   nungsausfall den anderen Lasttrennschalter in Offenstellung blockiert.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die SteuerSpannungsquelle (UT) ein Kondensator (C) angeschlossen ist, der durch die Steuerspannung mit einer Kapazität aufladbar ist, die dazu ausreicht, bei Steuerspannungsausfall eine Betätigung der Lasttrennschalter durchzuführen.