DE599026C

DE599026C - Protection circuit for electrical power distribution networks

Info

Publication number: DE599026C
Application number: DES98662D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Reinhold Rue Dr-Ing; Dr-Ing Erich Friedlaender
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-05-16
Filing date: 1931-05-16
Publication date: 1934-06-23

Description

Bei Schutzsystemen, bei welchen die Selektivität dadurch erreicht ist, daß die der Fehlerstelle am nächsten liegenden Schalter schneller ausgeschaltet werden als die weiter entfernt liegenden Schälter, muß die Zeitstaffelung, sei es eine abhängige oder eine unabhängige Zeitstaffelung, so bemessen werden, daß zwischen der Ablauf zeit je zweier Relais mindestens so viel Zeit vergeht, als die Verzugszeit der ölschalter beträgt. Es besteht sonst die Gefahr, daß ein der Fehlerstelle entfernter liegender Schalter seine Auslösebewegung bereits begonnen hat, bevor der zwischen ihm und der Fehlerstelle liegende Schalter seine Auslösebewegung vollendet hat. Die Folge wäre eine unnötig weitgehende Abschaltung, wodurch auch eine gesunde Leitungsstrecke mit abgeschaltet würde. Bei umfangreichen Netzen können aus diesem Grunde die Verzögerungszeiten der Relais außerordentlich große Werte annehmen.In protection systems in which the selectivity is achieved in that the The fault location at the switch closest to it can be switched off faster than the one further remote switch, the time graduation must be it a dependent or an independent time graduation, are measured so that At least as much time elapses between the expiry time of two relays as the delay time the oil switch is. Otherwise there is a risk that one of the fault location will be removed lying switch has already started its release movement before the one between it and the switch located at the point of failure has completed its tripping movement. The consequence would be an unnecessarily extensive shutdown, which would also result in a healthy line route would be switched off with. In the case of extensive networks, the delay times the relays assume extremely high values.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit sind erfindungsgemäß an den Relaisorten Vorrichtungen zur Verriegelung der Leitungsschalter vorgesehen, die durch Ströme netzfremder Frequenz, welche auf diese Frequenz abgestimmte Relais zum Ansprechen bringen, in Tätigkeit gebracht werden, sobald die Auslöseeinrichtung eines Leitungsschalters den Auslöseimpuls erhält. Bei einer einseitig gespeisten Strecke können unter der Einwirkung eines eintretenden Kurzschlusses die Schalter zwischen der Fehlerstelle und der speisenden Station ausgelöst werden. Am ehesten wird derjenige Schalter, welcher der Fehlerstelle am nächsten liegt, seinen Auslöseimpuls erhalten. Sofort werden dann sämtliche übrigen Schalter durch das Ansprechen der Relais, die auf die netzfremde Frequenz abgestimmt sind, verriegelt. Diese netzfremde Frequenz kann den Verriegelungsrelais über besondere Leitungen, auf drahtlosem Wege oder, was wohl die einfachste Einrichtung ergibt, über die Starkstromleitung zugeführt werden, wobei sich dann die Ströme zur Betätigung der Verriegelungseinrichtung dem Arbeitsstrom überlagern. Je nach der Art der Sende- und Empfangseinrichtungen kommt in erster Linie Hochfrequenz oder Tonfrequenz in Frage.According to the invention, devices are provided at the relay locations to overcome this difficulty provided for locking the line switch, which is triggered by currents of a non-network frequency, which is tuned to this frequency Bring the relay to respond, be brought into action as soon as the tripping device of a line switch receives the trigger pulse. In the case of a line fed from one side, the effect of a short circuit can occur the switches between the fault location and the feeding station are triggered. The switch is most likely to be which is closest to the fault location receives its trigger pulse. Be immediate then all other switches through the response of the relays to the non-network Frequency are matched, locked. This non-network frequency can control the interlocking relay via special lines, wirelessly or, which is probably the simplest device, via the power line are supplied, in which case the currents for actuating the locking device superimpose on the working current. Depending on the type of sending and receiving equipment high frequency or audio frequency is primarily used.

Die Anordnung kann so· getroffen sein, daß an jedem Relaisort eine Sendeeinrichtung und eine Empfängereinrichtung für diese Hilfsströme vorhanden ist; in dem Augenblick, in dem der Auslösestromkreis geschlossen wird, wird dann die Sendeeinrichtung betätigt, welche bei allen Leitungsschaltern das entsprechende Empfangsrelais erregt, wodurch der Auslösestromkreis bei diesem Schalter geöffnet wird. Damit die SendeeinrichtungThe arrangement can be such that at each relay location a transmitter and a receiving device is provided for these auxiliary streams; at the moment in which the trigger circuit is closed, the transmitter is then actuated, which excites the corresponding receiving relay at all line switches, whereby the tripping circuit is opened at this switch. So that the sending facility

*) Von dem Patentsucher sind als die Er linder angegeben worden:*) The patent seeker indicated as the relief:

Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Gruneiuald und Dr.~Ing. Erich Friedländer in Berlin-Ruhleben.Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. H. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Gruneiuald and Dr. ~ Ing. Erich Friedländer in Berlin-Ruhleben.

eines Relaisortes nicht in der Lage ist, auch das Empfangsrelais der eigenen Station zum Ansprechen zu bringen und dadurch den Auslösestromkreis vorzeitig zu unterbrechen, kann die Anordnung beispielsweise so getroffen werden, daß zugleich mit der Einschaltung der Sendeeinrichtung die Empfangseinrichtung der gleichen Station abgeschaltet wird. Bei zweiseitig gespeisten Netzen müssen ίο zur Abschaltung des Fehlers zwei Leitungsschalter geöffnet werden. In einem solchen Falle wird erfindungsgemäß jeder Relaisort mit zwei auf verschiedene Frequenzen abgestimmten Sendeeinrichtungen und dementsprechend auch mit zwei Empfangseinrichtungen ausgerüstet. In derjenigen Schaltstation, in welcher die Auslösevorrichtung des Schalters den Auslöseimpuls zuerst erhält, wird die Sendeeinrichtung für die erste ao Frequenz in Tätigkeit gesetzt. Dadurch werden in allen übrigen Stationen die für diese Frequenz abgestimmten Empfangsrelais erregt, welche überall die Sendeeinrichtung für die erste Frequenz abschalten und dafür die Sendeeinrichtung für die zweite Frequenz in Bereitschaft bringen. Sobald dann der zweite Schalter seinen Auslöseimpuls erhält, sendet die zugehörige Sendeeinrichtung die zweite Frequenz, die bei allen übrigen Schaltern von den entsprechenden Empfangsrelais aufgenommen wird und welche die Auslösestromkreise dieser Schalter öffnen oder auf andere Weise die Auslösebewegung der dortigen Schalter verhüten. ■of a relay location is not able to use the receiving relay of its own station Bringing a response and thereby interrupting the tripping circuit prematurely can the arrangement can be made, for example, at the same time as switching on of the transmitting device, the receiving device of the same station is switched off. In the case of networks fed from both ends, ίο two line switches must be opened to switch off the fault. In such a According to the invention, each relay location is trap with two tuned to different frequencies Transmitting devices and accordingly also equipped with two receiving devices. In that switching station in which the triggering device of the switch receives the triggering pulse first, the transmitting device for the first ao frequency is put into action. This will be In all other stations, the receiving relays matched for this frequency are excited, which everywhere switch off the transmitter for the first frequency and instead the Bring the transmitter for the second frequency to readiness. As soon as then the second Switch receives its trigger pulse, the associated transmitting device sends the second Frequency that is picked up by the corresponding receiving relay for all other switches and which open the tripping circuits of these switches or in some other way the tripping movement of those there Prevent switches. ■

Vorteilhafterweise wird man die Sicherheitsstaffelzeiten in ähnlicher Weise, jedoch mit geringeren Staffelzeiten wählen, wie es heute bei zeitgestaffelten Netzschutzsystemen üblich ist. Die Anordnung nach der Erfindung wirkt dann in Netzen, die mit Relais für eine Schnellauslösung versehen sind, derart, daß, wenn diese Schnellauslösung versagt, noch ein Selektivschutz der heute gebräuchlichen Art übrigbleibt, der aber, wie es die Erfindung mit sich bringt, keine so große Staffelzeiten notwendig hat, wie dies bei den bisher bekannten Anordnungen der Fall ist.Advantageously, the safety graduation times are similar, however choose with shorter grading times, as is the case today with time-graded network protection systems is common. The arrangement according to the invention then works in networks with relays are provided for a quick release in such a way that, if this quick release fails, there is still a selective protection of the type commonly used today, which, however, as the invention brings with it, is not so has necessary large scale times, as is the case with the previously known arrangements of the Case is.

Zur Erläuterung der Erfindung dient die Figur. In dieser Figur ist eine zu schützende Leitungsstrecke 1 dargestellt und ein Schalter 2 in ^dieser Leitungsstrecke, der beim Ansprechen eines Relais 3 ausgelöst wird. Das Relais 3 ist beispielsweise ein Reaktanzzeitrelais, welches seine Kontakte mit einer von der Leitungsreaktanz abhängigen Zeitverzögerung schließt. Das Schutzrelais 3 schließt, wenn es anspricht, einen Stromkreis für eine Auslösespule 4 des Leitungsschalters 2. Die Einrichtung enthält ferner zwei Empfangsrelais E¹ und E² sowie zwei Senderelais S¹ und S². Die Senderelais S¹ und S^z senden über die Leitung 1 in das Netz einen Hochfrequenzstrom der Frequenz I bzw. II. Die Empfangsrelais E¹ und E² sind auf die Frequenz I bzw. II abgestimmt. Alle Relaisorte des Netzes besitzen auf gleiche Frequenz abgestimmte Empfangsrelais und Sendeeinrichtungen. The figure serves to explain the invention. In this figure, a line section 1 to be protected is shown and a switch 2 in ^ this line section, which is triggered when a relay 3 responds. The relay 3 is, for example, a reactance time relay which closes its contacts with a time delay dependent on the line reactance. The protective relay 3, when it responds, closes a circuit for a trip coil 4 of the line switch 2. The device also contains two receiving relays E ¹ and E ² and two transmitting relays S ¹ and S ² . The transmission relays S ¹ and S ^z send a high-frequency current of frequency I and II into the network via line 1. The receiving relays E ¹ and E ² are matched to frequency I and II. All relay locations in the network have receiving relays and transmitting devices that are tuned to the same frequency.

Bei Ansprechen des Relais 3 spielen sich folgende Vorgänge ab:When relay 3 responds, the following processes take place:

Das Relais schließt einen Kontakt 31 und einen Kontakt 32 und öffnet einen Kontakt 33. Durch den Kontakt 31 wird ein Stromkreis für den Sender S¹ geschlossen; der Stromkreis verläuft über den Kontakt 31, eine Ortsbatterie 34, den Sender S¹ und den in der Ruhelage liegenden Kontakt des Empfangsrelais E¹. Der Sender S¹ beginnt sofort Ströme der Frequenz I auszusenden. Bei allen anderen Relaisorten, bei denen also das Schutzrelais 3 nicht angesprochen hat, bewirkt der Hochfrequenzstrom der Frequenz I, daß das Empfangsrelais E¹ anspricht. An dem dargestellten Relaisort ist dies nicht möglich, weil Relais 3 seinen Kontakt 33 geöffnet hat. Dadurch sind die Empfangsrelais E¹ und E² an diesem Relaisort abgeschaltet. An den Stationen, in denen das Relais E¹ anspricht, legt es seinen Kontakt aus der gezeichneten Ruhelage in die Arbeitsstellung. Damit ist bei allen Relaisorten der Sender S¹ abgeschaltet und der Sender S² in Bereitschaft gebracht. The relay closes a contact 31 and a contact 32 and opens a contact 33. A circuit for the transmitter S ^{1 is} closed by the contact 31; the circuit runs via the contact 31, a local battery 34, the transmitter S ¹ and the contact of the receiving relay E ¹ which is in the rest position. The transmitter S ¹ immediately begins to send out currents of the frequency I. In all other relay locations where the protective relay 3 has not responded, the high-frequency current of frequency I causes the receiving relay E ^{1 to} respond. This is not possible at the relay location shown because relay 3 has opened its contact 33. As a result, the receiving relays E ¹ and E ^{2 are} switched off at this relay location. At the stations in which the relay E ¹ responds, it moves its contact from the drawn rest position to the working position. This means that the transmitter S ^{1 is} switched off at all relay locations and the transmitter S ^{2 is made} ready.

Wenn nun der zweite Leitungsschalter, der zur Abschaltung des Fehlers in einer doppelseitig gespeisten Leitung geöffnet werden muß, seinen Auslöseimpuls dadurch erhält, daß das zu ihm gehörige Relais 3 anspricht, wird über den Kontakt 31 jetzt nicht der Sender S¹, sondern der Sender S² eingeschaltet. Über das Netz verbreitet sich dann die Hochfrequenzwelle II.If the second line switch, which has to be opened to switch off the fault in a double-fed line, receives its trigger pulse from the fact that the relay 3 that belongs to it responds, it is now not the transmitter S ¹ , but the transmitter S that is switched via the contact 31 ² switched on. The high-frequency wave II then spreads over the network.

An den Relaisorten, an denen das Schutzrelais 3 nicht angesprochen hat, sind, wie bereits gesagt, die Empfangsrelais E¹ und E-nicht abgeschaltet; infolgedessen spricht dort überall das Relais E² an und öffnet seinen Kontakt im Auslösestromkreis des zugehörigen Leitungsschalters. Nachdem also der an zweiter Stelle ansprechende Leitungsschalter seinen Auslöseimpuls erhalten hat, sind alle übrigen Schutzeinrichtungen unwirksam gemacht. Es ist infolgedessen nicht mehr möglich, daß während der Laufzeit der dem Fehlerort am nächsten liegenden Schalter ein in größerer Entfernung liegender Schalter noch nachträglich einen Auslöseimpuls erhält. As already mentioned, the receiving relays E ¹ and E- are not switched off at the relay locations at which the protective relay 3 has not responded; As a result, the relay E ² responds there everywhere and opens its contact in the tripping circuit of the associated line switch. After the circuit breaker that responds in the second position has received its trigger pulse, all other protective devices are rendered ineffective. As a result, it is no longer possible for a switch located at a greater distance to receive a triggering pulse during the runtime of the switch closest to the fault location.

Anstatt jedem Relaisort eine oder zwei Sendeeinrichtungen zuzuordnen, ist es auch möglich, die Verriegelung der Schalter von einer einzigen, zweckmäßig an zentraler StelleInstead of assigning one or two transmitting devices to each relay location, it is possible to lock the switches from a single, conveniently central location

im Netz gelegenen Sendeeinrichtung aus zu verriegeln; namentlich wenn Hilfsleitungen vorhanden sind, die die einzelnen Stationen untereinander und mit einer Zentralstelle verbinden, läßt sich hier eine Ersparnis an Sendeeinrichtungen erzielen.to lock out the transmission device located in the network; especially if auxiliary lines are available that connect the individual stations with each other and with a central point, a saving in transmission facilities can be achieved here.

In der Figur sind, um anzudeuten, daß die Empfangsrelais und die Senderelais auf gleiche Frequenz abgestimmt sind, in die Zu-In the figure, to indicate that the receiving relay and the transmitting relay are on the same frequency are tuned into the

to leitungen zu den Empfangsrelais bzw. in die Sendeleitungen der Sendeeinrichtungen Resonanzkreise eingezeichnet, welche paarweise mit R¹ und R² bezeichnet sind.to lines to the receiving relay or in the transmission lines of the transmitting devices resonance circles are drawn, which are designated in pairs with R ¹ and R ^2.

Claims

Patent claims:

i. Facility for shortening the graduation times for one on graduation times (dependent or independent) based selective protection device, characterized in that of a relay (3), which is assigned to one of the switches (2) of a diseased route, by means of non-network Frequency, a message is sent to all switches on the remaining lines before the disconnected route has been shut down Stretch is sent out, so that the disconnection of further switches from the

. The moment the message is sent to is prevented.

2. Device according to claim 1, characterized in that the lock the line switch of the network by high-frequency or audio-frequency currents superimposed on the working current is effected.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that each relay location is equipped with a device (S) for sending the locking currents, which is temporarily put into action when the circuit for the tripping coils is closed (4) and in all other relay locations the receiving relay (E) for locking the line switch there is energized. ·

, 4. Device according to Claim 3 for lines fed from two sides or meshed networks, characterized in that each relay location is equipped with devices for transmitting (S ¹ , S ² ) and receiving (E ¹ , E ² ) two different frequencies, of which the first (, S ¹ ) responds when the first triggering device (3) receives power, the second (S ² ) when the next tripping device (3) receives power, and that the interlocking of a line switch only becomes effective when the receiving device (E ² ) has responded for the second frequency.

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that the transmitting devices (S) cannot influence the receiving relays (E) at the same relay location.

6. Device according to claim 5, characterized in that the receiving relays (E) of a relay location are switched off as long as the transmitting devices (S) of this relay location are switched on.

For this purpose ι sheet of drawings