DE525327C - Anordnung von zwei Distanzrelais zum Schutze einer dreiphasigen Leitung - Google Patents

Description

Die Selektivschutzeinrichtungen für Dreiphasenanlagen wurden bisher für jede zu schützende Leitung einer Station mit je einem Relais pro Phase ausgeführt, um zu erreichen, S daß in allen vorkommenden Störungsfällen in jedem Fehlerstrom führenden Abzweig mindestens ein Relais zum Arbeiten kommt. Insbesondere gilt dies für den Fall des Doppelerdschlusses, in welchem bei Ausrüstung von nur zwei Phasen mit Selektivrelais die Möglichkeit besteht, daß eine Phase Fehlerstrom führt und gerade diese kein Relais aufweist. Zur Erfassung solcher Fehlerfälle sind vor allem für Distanzrelais besondere Schaltungen erforderlich, welche es ermöglichen, alle vorkommenden Störungen — zweipoliger, dreipoliger Kurzschluß und Doppelerdschluß — mit gleichen, nur von der Entfernung der Fehlerstelle abhängigen Zei-

ao ten zu erfassen. Es bereitet hierbei Schwierigkeiten, die für die Auslösezeit maßgebende Impedanz oder Impedanzkomponente in allen Fällen richtig zur Wirkung zu bringen. Beispielsweise empfiehlt es sich, bei zwei- oder dreipoligem Kurzschluß Phasenspannung und Phasenstrom oder verkettete Spannung und verketteten Strom zu kombinieren, um den Winkel zwischen Strom und Spannung stets auf einfache Weise richtig nachzubilden.

Ebenso ist es von Wichtigkeit, bei Doppelerdschluß an die Stelle der verketteten oder Phasenspannung die Spannung Leiter—Erde treten zu lassen, wobei der veränderten Impedanz der Stromschleife Rechnung zu tragen ist. Endlich ist es erwünscht, daß bei Doppelerdschluß nur eine der beiden Fehlerstellen abgeschaltet wird, während die Fehlerstelle der andern Phase als Einfacherdschluß bestehen bleibt, so daß dort also keine Abschaltung erfolgt.

Es sind bereits Anordnungen vorgeschlagen worden, welche die eine oder andere der vorstehenden Forderungen unter Verwendung dreiphasiger Relaisanordnungen erfüllen. Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung, durch welche die Gesamtheit dieser Bedingungen erfaßt wird und die hierfür nur zwei Relais benötigt. Dies wird dadurch erreicht, daß diesen zwei Relais, und zwar kommen hierfür nur Distanzrelais in Frage, in an sich bekannter Weise die zugehörigen Phasenströme zugeführt werden, während ihre Spannungsspulen mit einer Drosselspule gleicher Impedanz zu einem Stern zusammengeschlossen werden. Ferner wird im Falle des Doppelerdschlusses mittels besonderer Umschaltrelais jeweils eins der Distanzrelais auf die Spannung zwischen Leiter und Erde umgeschaltet. Da die Impedanz der hinter dem Relais liegenden Schleife, Leitung-Erdschlußstelle-Erdrückschluß, bekanntlich ungefähr dieselbe ist wie die Schleifenimpedanz

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Rolf Wideröe in Berlin-Karlshorst.

bei einem nicht über Erde gehenden zweipoligen Kurzschluß, muß das bei Doppelerdschluß in Funktion tretende Relais unter denselben Bedingungen arbeiten wie ein Relais, welches einen direkten zweipoligen Kurzschluß abschalten soll. Aus diesem Grunde werden die Spannungsspulen des bei Doppelerdschluß eingeschalteten Relais ebenfalls in Reihe mit der bereits erwähnten Drosselspule ίο geschaltet. Das in Tätigkeit tretende Relais wird alsdann genau so wie bei einem zweipoligen Kurzschluß mit der halben Spannung der Kurzschlußschleife arbeiten.

Die Abbildungen zeigen ein Prinzipschema der neuen Anordnung, und zwar Abb. 1 ein Schaltungsschema der Spannungsspulen und Abb. 2 ein solches der Stromspulen. Es bedeuten U, V, W die drei Phasen einer zu schützenden Leitung. U₁, W₁ sind die den entao sprechenden Phasen zugehörenden Spannungsspulen und M₂, W₂ die entsprechenden Stromspulen, welche an den Stromwandler j angeschlossen sind. Die Spannungsspulen U₁ und W₁ sind mit der Hilf sdrassel d unter as Zwischenschaltung der Umschalter U₁, a„, a_a zu einem Sternpunkt zusammengeschlossen, solange die beiden Umschaltrelais b und c noch nicht angesprochen haben. Die drei Einschal tkontakte e_v e₂, e_s der drei nicht eingezeichneten Ansprechrelais trennen die in Stern geschalteten Spannungsspulen von den drei Phasenleitungen. Es empfiehlt sich, die Betätigung dieser Einschaltkontakte von gleichartigen Elementen vornehmen zu lassen, also beispielsweise jede Phase mit einem Anregeelement bekannter Bauart auszurüsten.

Im folgenden sollen die vorkommenden Störungsfälle im einzelnen durchgesprochen und dabei die Wirkungsweise der Relaisanordnung an Hand der Abbildungen erläutert werden.

Bei zweipoligem Kurzschluß werden, je nach den vom Kurzschluß getroffenen Phasen, Spannungsspule U₁ und Drossel d (Kurzschluß auf den Phasen U und V), Spannungsspule W₁ und Drossel d (Kurzschluß auf den Phasen V und W) oder Spannungsspule U₁ und W₁ (Kurzschluß auf den Phasen U und W) an die Kurzschlußspannung der von den getroffenen Phasen gebildeten Schleife gelegt. Es wird also die Spannungsspule jedes Distanzrelais an der halben Schleifenimpedanz liegen, welche für die betreffende Phase maßgebend ist. Der durch die- Kurzschlußimpedanz gegebene Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung wird dabei in der Relaisanordnung nicht gefälscht. Bei dreiphasigem Kurzschluß wird der 6q Sternpunkt über die Spannungsspulen bzw. Drossel an die drei Leiterspannungen angelegt. Die Relais messen wie beim zweiphasigen Kurzschluß den auf ihre Phase entfallenden Anteil der Schleifenimpedanz, der sich vom zweipoligen Fall nicht unterscheidet. 6i Strom und Spannung sind im Relaiskreis ebenfalls nach Größe und Phase einander genau so zugeordnet wie im äußeren Stromkreis.

Bei den bis jetzt behandelten Fällen hatten die Umschaltrelais b und c nicht angesprochen. Das Relais b wird von der Asymmetriespannung oder vom Asymmetriestrom gesteuert, während das Relais c auf die Unterspannung zwischen den Phasen V und W anspricht. Das Unterspännungsrelais c wird von dem Relais b mechanisch durch eine Klinke/ oder auch elektrisch gesperrt, solange dieses nicht angesprochen hat. Dies ist der Fall bei einem Kurzschluß ohne Erd- 8< berührung. Es gelten alsdann die bisher für zwei oder dreiphasigen Kurzschluß angestellten Überlegungen. Bei einem Doppelerdschluß spricht nun das Asymmetrierelais b an, gibt die Sperrklinke / und damit das Unter- 8; Spannungsrelais c frei. Dieses spricht aber anderseits bei einem Doppelerdschluß auf Phase U und V bzw. U und W nicht an. Bei allen Doppelerdschlüssen schaltet also der Kontakt a„ die Drosselspule d zur Erde. Der Kontakt a₃ schaltet die Spannungsspule W₁ ab, während der Kontakt a_x bei Doppelerdschluß U-V und V-W weiter nicht betätigt wird, so daß die Spannungsspule U₁ mit der Leitungsspannung der Phase U in Verbin- 9, dung bleibt. Die Spannungsspule U₁ liegt also, wie verlangt, an der halben Spannung der Schleife, Leitung U - Erdschlußstelle Erdrückschluß. Die Spannungsspule W₁ erhält keine Spannung, daher muß das zügehörige Relais in nicht dargestellter Weise gesperrt wenden. Falls der Doppelerdschluß auf den Phasen V und W liegt, wird das Unterspannungsrelais c ansprechen und den Kontakt a₁ umlegen. In diesem Falle wird die ic Spannungsspule W₁ die richtige Spannung erhalten (die Hälfte der Spannung Leitung W-Erde), während die Spannungsspule U₁ keine Spannung erhält. Eine Sperrung des Relais u ist aber nicht erforderlich, da das zugehörige Ansprechelement in diesem Falle ohnehin nicht anlaufen wird. In allen Fällen wird also erreicht, daß bei einem Doppelerdschluß nur die Relais einer Station zum Auslösen kommen, so daß der Doppelerdschluß selektiv abgeschaltet wird.

Es ist unter Umständen erwünscht, die Stromkreise der Wandler aller drei Phasen gleichmäßig zu belasten, um beispielsweise beim Zusammenfassen in Summenschaltung ein zutreffendes Abbild der primären Verhältnisse zu erhalten. Es ist dann zweckmäßig,

wie in Abb. 2 dargestellt, eine dem Strompfad der Distanzrelais äquivalente Hilfsimpedanz 2 anzuordnen, so daß der Stromkreis des Wandlers s auch in der dritten Phase die gleiche Belastung erhält.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Anordnung von zwei Distanzrelais zum Schütze einer dreiphasigen Leitung, bei denen den Stromspulen die zugehörigen Phasenströme zugeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspulen der beiden Relais mit einer Hilfsimpedanz von derselben Größe wie die Spannungsspulen in Stern geschaltet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Stromspulen der beiden Relais mit einer Hilfsimpedanz symmetrisch zusammengeschlossen sind, welche der nicht mit einem Distanzrelais ausgerüsteten Phase zugeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei Doppelerdschluß erregtes Hilfsrelais (b) die Spannungsspule des einen Distanzrelais in Serie mit der Hilfsimpedanz an die Spannung Leiter-Erde legt und gleichzeitig das andere Distanzrelais an der Betätigung seiner Kontakte verhindert.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei Doppelerdschluß vom Asymmetriestrom oder der Asymmetriespannung erregtes Hilfsrelais (b) einen Umschaltkontakt (a₂) betätigt, der die Spannungsspule (M₁) des einen Relais in Serie mit der Hilfsiimpedanz (d) an Erde legt und gleichzeitig den Stromkreis der Spannungsspule (W₁) des zweiten Distanzrelais durch öffnen eines Kontaktes (a₃) unterbricht.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Doppelerdsohluß zwischen den Phasen, in die vom Relais (b) überwachte Kontakte (a„ und (X₃) eingebaut sind, ein Relais (c) betätigt wird, das die Spannungsspule (Ji₁) des Relais der dritten Phase abschaltet und gleichzeitig die Spannungs spule (W₁) des anderen Relais über die Hilf simpedanz (d) an Erde legt.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Rückgang der Spannung zwischen den beiden Phasen (V und W) ansprechende Relais (c) einen Umschalter betätigt, der den Stromkreis der Spannungsspule (M₁) unterbricht und die Spannungs spule (W₁) in Reihe mit der Hilfsimpedanz (d) an Erde legt.

7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, . dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungsrückgangrelais (c) durch das Asymmetrierelais (b) mechanisch oder elektrisch gesperrt ist und daß diese Sperrung erst beim Ansprechen des Asymmetrierelais aufgehoben wird.

S. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspulen und die Hilfsimpedanz der Relais im Störungsfalle durch drei gleichartige Anregeelemente angeschlossen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen