DE3642649C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Feststellung der Entfernung von Fehlern in einem Energieverteilungsnetz mit mindestens einem Fehlerorter, der Ausgänge für digitale Signale aufweist, die an­ geben, ob und in welcher Entfernung vom Fehlerorter in einem überwachten Leitungsabschnitt des Energieverteilungsnetzes ein Fehler aufgetreten ist.

Kurzschlußartige Fehler in Energieverteilungsnetzen werden von selektiven Netzschutzeinrichtungen, z. B. Distanzschutzeinrichtungen, erkannt und durch Abschalten der fehlerbehafteten Leitung herausgetrennt. Bekannt ist z. B. eine Überstrom-Schutzeinrichtung zum Unterbrechen des durch eine Netzleitung fließenden Überstroms. Diese Schutzeinrichtung enthält einen Mikroprozessor als Steuereinrichtung, einen Strom-Spannungs-Umsetzer zum Umsetzen des durch die Netzleitung fließenden Stroms in eine Spannung, einen Digital-Analog-Umsetzer zum Umsetzen des digitalen Ausgangs des Mikroprozessors in eine Spannung und Komparatoren, die den Ausgang des Strom-Spannungs-Umsetzers mit dem Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers vergleichen (DE-PS 29 17 174 C2). Darüber hinaus ist das jeweilige Energieversorgungsunternehmen, welches das Netz betreibt, daran interessiert, im Störungsfall einigermaßen genau den Fehlerort zu erkennen. Wenn der Fehlerort bekannt ist, kann das Energieversorgungsunternehmen einen Reparaturtrupp gezielt zur Schadenstelle entsenden oder - im Falle von regionalen Verteilernetzen - den fehlerbehafteten Leitungsabschnitt durch geeignete Schalthandlungen gezielt heraustrennen.

Für die Ermittlung der Fehlerentfernung werden sogenannte Fehlerorter verwendet. Dabei handelt es sich um in Schaltanlagen installierte Geräte, die an einem bestimmten Leitungsabgang die anliegende Spannung und den in die Leitung fließenden Strom messen. Daraus wird automatisch die Leitungs­ impedanz ermittelt, die im Kurzschlußfall ein Maß für die Entfernung zwischen dem Meßort und dem Ort des Leitungskurzschlusses ist. Die Fehlerentfernung wird am Gerät angezeigt. Bekannt ist z. B. ein Fehlerortungsgerät, das die Fehlerentfernung auf einem Zeiger und Skala enthaltenden Meßgerät oder auf einem digitalen Meßgerät anzeigt. Das digitale Meßgerät muß einen Analog- Digital-Umsetzer enthalten oder eingangsseitig an einen solchen angeschlossen sein (DE 19 04 403 B2).

Fehlerorter der bekannten angegebenen Art sind verhältnismäßig teure Geräte, die nur in besonders betriebswichtigen Schaltanlagen des Versorgungsnetzes eingesetzt werden. Es ist möglich, die Kontaktstellungen einer Fernwirkeinrichtung mitzuteilen, die diese über einen Kanal zu einer übergeordneten Leitstelle überträgt. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Fehlerentfernungsdaten aus dem gesamten fernüberwachten Energieverteilungsnetz in der Leitstelle zusammenfließen und von dieser zentralen Stelle aus im Störungsfall die erforderlichen Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können. Bei Anschluß des bekannten Fehlerorters an die Fernwirkeinrichtung muß in Kauf genommen werden, daß die Fernübertragung der Fehlerentfernung je Fehlerorter mehrere Binäreingänge einer Fernwirkunterstation in der Schaltanlage erfordert, die nicht mehr für andere Übertragungsaufgaben zur Verfügung stehen.

Bei einer bekannten Vorrichtung zur Messung der Fehlerentfernung werden die Meßwerte von Strom und Spannung einem Analog-Digital-Umsetzer zugeführt, dem digitale Speicher nachgeschaltet sind, in denen die der Kurzschlußspannung auf der überwachten Leitung proportionale Meßspannung und die dem Kurzschlußstrom in der Leitung proportionale Meßspannung gespeichert werden, bevor sie über ein Datenübertragungssystem zu einer Auswerteschaltung übertragen werden, der eine Rechenanlage nachgeschaltet ist (DE 21 12 136 B2). Wenn an mehreren oder gar an allen Leitungsabgängen einer Schaltanlage Fehlerorter installiert werden, deren Fehlerentfernungsdaten alle fernübertragen werden sollen, muß die Fernwirkübertragungseinrichtung viele Binäreingänge aufweisen. Zwar wäre es möglich, die binär codierten Leitungen der Fehlerorter zeitlich nacheinander in der Schaltanlage abzufragen, jedoch müßte dafür der Fernwirkunterstation eine spezielle Abfrageeinrichtung hinzugefügt und der Abfragevorgang von der Leitstelle aus entsprechend gesteuert werden, wozu zusätzlicher Aufwand getrieben werden müßte.

Derartige Überlegungen zum Einsatz von Fehlerortern im größeren Umfang werden im Zusammenhang mit dem derzeit stattfindenden Übergang von analog­ elektronischer zu digitaler Netzschutztechnik akut. Dadurch eröffnet sich nämlich die Möglichkeit, die Funktion des Fehlerorters in eine digitale Schutzeinrichtung, vorzugsweise in eine digitale Distanzschutzeinrichtung, mit vergleichsweise geringem Zusatzaufwand kostengünstig zu integrieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwickeln, daß die digitalen Fehlerentfernungsdaten mit geringem Aufwand zu einer Leitstelle übertragen werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst. Mit Hilfe der im Anspruch 1 erläuterten Anordnung können digitale Daten über die Fehlerentfernung und Fehlerrichtung von zahl­ reichen Fehlerortern über herkömmliche Fernwirkanlagen zusammen mit den anderen von den Fernwirkanlagen aufgenommenen Daten übertragen werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in einer Schaltanlage nur der Netzschutz, nicht aber der übrige Teil der Schaltanlage erneuert wird. Die Erfindung sieht vor, daß Fehlerentfernungsdaten von modernen digitalen Netzschutzeinrichtungen in analoger Form an herkömmliche Fernwirkanlagen übergeben und von diesen fernübertragen werden können.

Vorzugsweise enthält die Steuerschaltung einen an die Ausgänge des Fehler­ orters angeschlossenen Prozessor, der einen Zwischenspeicher aufweist, mit dem ein Digital-Analog-Wandler verbunden ist, der über einen Verstärker an einen Eingang der Fernwirkeinrichtung angeschlossen ist. Der Prozessor steuert die Umsetzung der digitalen Daten über die Fehlerentfernung in einen analogen Wert, der an der nachgeschalteten Fernwirkeinrichtung an­ steht. Bei dieser Fernwirkeinrichtung handelt es sich im allgemeinen um eine Unterstation.

Es ist vorteilhaft, den Fehlerorter und die Steuerschaltung in einem Magazin anzuordnen. Die Steuerschaltung hat einen einfachen Aufbau und be­ ansprucht wenig Raum. Sie kann daher bedarfweise ohne Schwierigkeiten mit der digitalen Netzschutzeinrichtung kombiniert werden.

Es kann zweckmäßig sein, mehrere Fehlerorter mit ihren Ausgängen an eine Steuerschaltung anzuschließen. Hierfür kann ein Multiplexer zwischen den Ausgängen der Fehlerorter und dem Eingang der Steuerschaltung vorgesehen werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Bus zwischen der Steuerschaltung und den Ausgängen mehrerer Fehlerorter anzuordnen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in einer Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Eine Distanzschutzeinrichtung 1 stellt an Ausgängen 2 digitale Daten darüber zur Verfügung, ob in dem jeweils überwachten Teil eines Netzes ein Fehler vorhanden ist sowie Daten, die die Fehlerentfernung angeben. Die Ausgänge 2, von denen in der Zeichnung der Übersichtlichkeit wegen nur einer dargestellt ist, sind mit Eingängen 3 einer Steuerschaltung 4 ver­ bunden. In der Steuerschaltung 4 befindet sich ein an die Eingänge 3 ange­ schlossener Prozessor 5, an den ein Zwischenspeicher 6 angeschlossen ist. Der Zwischenspeicher 6 speist über Leitungen 7 die Eingänge eines Digital- Analog-Umsetzers 8, dessen Analogausgang ein Verstärker 9 nachgeschaltet ist. Der Ausgang des Verstärkers 9 ist über eine Leitung 10 mit einem Eingang 12 und einer Fernwirkeinrichtung 11 verbunden.

Bei der Fernwirkeinrichtung 11 handelt es sich vorzugsweise um eine Unter­ station eines Fernwirksystems für die Datenerfassung, Fernwirk- und Leit­ technik. Derartige Fernwirksysteme sind an sich bekannt. Sie enthalten besondere Bausteine für die analoge und digitale Eingabe und Ausgabe von Signalen. Die Fernwirkeinrichtung 11 enthält z. B. weitere Eingänge 13, 14, 15 usw. für die Eingabe von Analogsignalen.

Der Prozessor 5 der Steuerschaltung 4 stellt fest, ob Fehlerentfernungs­ daten von der Distanzschutzeinrichtung 1 ausgegeben werden, übernimmt diese Fehlerentfernungsdaten und wandelt sie in ein Format um, durch das der Ansteuerbereich des Digital-Analog-Umsetzers 11 optimal ausgenutzt wird. Die entsprechend umgewandelten Daten gelangen in den Zwischen­ speicher 6, der sie parallel auf den Leitungen 7 bereitstellt und so lange gespeichert hält, bis durch ein Rückstellsignal der Speicherinhalt ge­ löscht wird. Die parallel anstehenden binären Daten werden vom Digital-Ana­ log-Wandler 8 in einen analogen Spannungs- oder Stromwert umformt, der an einer Leitung 16 bereitsteht. Der Verstärker 9 setzt das Analogsignal auf der Leitung 16 in ein für die Übergabe an die Fernwirkeinrichtung 11 ge­ eignetes Analogsignal (Spannung oder Strom) um und stellt es auf der Leitung 10 potentialfrei bereit.

Weitere Schutz- und Zusatzeinrichtungen können über die analogen Ein­ gänge 13, 14 usw. an die Fernwirkeinrichtung 1 angeschlossen werden.

Die oben beschriebene Anordnung hat den Vorteil, kostengünstig und sehr flexibel anwendbar zu sein. Insbesondere können vorhandene Fernwirkein­ richtungen bei Umrüstung auf neue digitale Schutzeinrichtungen mit Fehler­ ortung weiterhin verwendet werden.

Es ist lediglich eine Steuerschaltung mit einfachem Aufbau erforderlich, während Fernwirkeinrichtungen der oben beschriebenen Art in Schaltanlagen zur Prozeßüberwachung und Prozeßlenkung ohnedies vorhanden sind. Es müssen nur Analogeingänge der jeweiligen Fernwirkunterstation verfügbar sein. Da aber bekannte Fernwirkunterstationen ohne Schwierigkeiten auf eine relativ große Zahl von Analogeingaben erweiterbar sind, können zahlreiche Fehler­ orter an eine Fernwirkunterstation angeschlossen werden. Es gibt z. B. Baugruppen für die Analogeingabe mit bis zu 255 Analogeingängen. Der Fehlerorter kann Bestandteil der digitalen Distanzschutzeinrichtung 1 sein.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung zur Feststellung der Entfernung von Fehlern in einem Energieverteilungsnetz mit mindestens einem Fehlerorter, der Ausgänge für digitale Signale aufweist, die angeben, ob und in welcher Entfernung vom Fehlerorter im überwachten Leitungsab­ schnitt des Energieverteilungsnetzes ein Fehler aufgetreten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (2) des Fehlerorters an eine, einen Digital-Analog- Umsetzer (8) aufweisende Steuerschaltung (4) angeschlossen sind, der eine analoge Signale zumindest an einem Eingang (12) aufnehmende Fernwirkeinrichtung (11) nachgeschaltet ist, die über einen Über­ tragungskanal mit einer Übergeordneten Leitstelle verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (4) einen an die Ausgänge (2) des Fehler­ orters angeschlossenen Prozessor (5) aufweist, an den ein Zwischen­ speicher (6) angeschlossen ist, mit dem der Digital-Analog-Um­ setzer (8) verbunden ist, der über einen Verstärker (9) an einen Eingang (12) der Fernwirkeinrichtung (11) angeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerorter und die Steuerschaltung (4) in einem Magazin angeordnet sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fehlerorter mit ihren Ausgängen an die Steuerschaltung angeschlossen sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerorter Bestandteil einer digitalen Distanzschutzein­ richtung ist.