DE60221205T2

DE60221205T2 - Schutzrelaiseinrichtung

Info

Publication number: DE60221205T2
Application number: DE60221205T
Authority: DE
Inventors: Takahiro c/o Intellectual Property D Kase; Hidenari c/o Intellectual Property D Amo; Yasutaka c/o Intellectual Property D Sonobe
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: US6873508B2; US20030039086A1; EP1703612A2; EP1703612B1; EP1708330A3; CN100483881C; EP1289093A2; KR100468797B1; TW589651B; CN1402399A; EP1708330A2; EP1708330B1; EP1708329B1; EP1708329A2; EP1289093B1; JP2003070151A; EP1708329A3; CN101355248A; DE60221205D1; CN101355248B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzrelaissystem, das in der Lage ist ein Energiesystem zu schützen, indem zuverlässig ein Fehlerpunkt beseitigt wird, wenn ein Fehler auftritt während das Energiesystem oszilliert.
Ein bekanntes Schutzrelaissystem wird jetzt unter Bezugnahme auf 17 beschrieben.
17 zeigt ein Diagramm, das eine Beziehung zeigt zwischen einer existierenden Region (eine Lastregion) einer Abstandsmessimpedanz, die verursacht wird durch ein Energiefluss unter Schalllastbedingungen eines Energiesystems und einen Fehlerrichtungsdetektionselement Leitwert (mho-Charakteristiken und Ohm-Charakteristiken). Bei den Schalllastbedingungen ist eine Existenzregion der Distanzmessimpedanz Z von dem Betriebsbereich des Fehlerrichtungsdetektionselements entfernt angeordnet. Folglich arbeitet weder ein mho Relais noch ein Blinder-Relais, um einen Fehler unnötig zu detektieren.
Wenn jedoch der Energiefluss in dem Energiesystem zunimmt nähert sich die Abstandsmessimpedanz dem Betriebsbereich des Fehlerrichtungsdetektionselements. Es ist folglich wahrscheinlich, dass, wenn das Energiesystem oszilliert, die Abstandsmessimpedanz in den Betriebsbereich des Fehlerrichtungsdetektionselements fällt, und die Relais unnötigerweise arbeiten, um einen Schaltungsunterbrecher auszulösen, obwohl kein Fehler aufgetreten ist.
Obwohl das Energiesystem oszilliert, detektiert das Relaissystem normalerweise die Oszillation und verriegelt ein Betriebssignal, dass von einem Abstandsrelais ausgegeben wird, das das Fehlerrichtungsdetektionselement enthält.
Ein Verfahren zum Detektieren einer Systemoszillation ist beschrieben in Electric Technology Research, Ausgabe 37, Nummer 1, Seite 65. Gemäß dieser Studie wird die Oszillation detektiert, indem eine Änderung in dem Ort der Impedanz berücksichtigt wird, als eine Differenz der Betriebszeit zwischen einem mho Relais und einem offset-mho Relais als Richtungsdetektionselement, die unterschiedliche Betriebszonen haben, oder Differenz der Betriebszeit zwischen zwei Blinder-Relais.
18 zeigt Impedanzcharakteristiken, die auftreten, wenn eine Systemoszillation detektiert wird durch eine Betriebszeitdifferenz zwischen einem mho Relais 11-2 und einem offset-mho Relais 11-1. Wenn der Ort der Impedanz Z durch die Systemoszillation bewegt wird, wie durch den Pfeil 2 angegeben, arbeitet das offset-mho Relais 11-1 zum Zeitpunkt t1, und das mho Relais 11-2 arbeitet zum Zeitpunkt t2. Wenn eine Zeitdifferenz (t2-t1) nicht kleiner als ein gesetzter Wert ist, bestimmt ein Systemoszillationsdetektionsrelais (PSB) 11, dass eine Systemoszillation einschließlich eines Verlusts der Synchronisation auftritt und verriegelt den Betrieb des Distanzrelais. Die Verriegelung wird freigegeben nach einer festen Zeitperiode nachdem der Ort der Impedanz Z aus dem Betriebsbereich des offset-mho Relais 11-1 herausgefallen ist, um eine Fehlauslösung zu vermeiden. 19 verdeutlicht ein Beispiel des Systemoszillationsdetektionsrelais (PSB) 11.
Wie in 19 gezeigt, enthält das Relais 11 ein offset-mho Relais 11-1, ein mho Relais 11-2, eine NICHT-Schaltung 11-3 und eine UND-Schaltung 11-4. Die UND-Schaltung 11-4 hat eine Betriebsbedingung, die erfüllt ist, wenn das offset-mho Relais 11-1 arbeitet und das mho Relais 11-2 nicht arbeitet. Das Relais enthält auch einen Ansprechverzögerungszeitgeber (TDE) 11-5 der ein Signal „1" ausgibt, wenn das Signal „1" der UND-Schaltung 11-4 weiterhin für nicht kürzer als die Zeit T20 ausgegeben wird.
In anderen Worten, wenn die Zeit (t2-t1), die erforderlich ist von dem Zeitpunkt an, wenn die Impedanz Z in dem Betriebsbereich des offset-mho Relais 11-1 fällt, bis sie in den Betriebsbereich des mho Relais 11-2 fällt, größer ist als eine Einstellzeit T20 des Verzögerungszeitgebers (TDE) 11-5, bestimmt das Systemoszillationsdetektionsrelais (PSB) 11, dass das Energiesystem oszilliert, und der Verzögerungszeitgeber 11-5 gibt ein Systemoszillationsdetektionssignal „1" aus.
Wenn der Ansprechverzögerungszeitgeber 11-5 diese Systemoszillation detektiert, gibt ein Abschaltverzugsschaltgeber 11-6 weiterhin das Systemoszillationsdetektionssignal „1" für eine Zeitperiode T21 aus.
In 19 ist ein PSB Ausgangssignal ein Systemoszillationsdetektionssignal.
Das Systemoszillationsdetektionsrelais 11 ist grundsätzlich derart konfiguriert, dass das Relais 11 eine Betriebssignalausgabe von dem Abstandsrelais verriegelt, sobald es eine Systemoszillation detektiert, und dann die Verriegelung aufrecht hält (den vorangegangenen Wert hält), selbst wenn ein Fehler auftritt in einem Schutzbereich für eine Energieübertragungsleitung. Dies be deutet, dass das bekannte Schutzrelaissystem nicht fehlerhaft arbeitet, wenn ein Fehler in dem Schutzbereich auftritt während der Systemoszillation.
Die Systemoszillation ist ein Phänomen, das in dem Dreiphasengleichgewicht auftritt. Wenn ein Fehler während der Systemoszillation auftritt, wird die Verriegelung eines Betriebssignalausgangs von dem Schutzrelaissystem freigegeben gemäß dem Pegel eines Nullphasensequenzstroms, eines Negativphasensequenzstroms oder dergleichen. Dieses Verfahren berücksichtigt jedoch nicht die Selektivität einer Fehlerrichtung (Electric Technology Research, Ausgabe 37, Nummer 1, Seite 66).
Es ist folglich wahrscheinlich, dass das Schutzrelaissystem unnötigerweise arbeitet aufgrund von Nullphasensequenz- und Negativphasensequenzströmen, die verursacht werden durch einen Fehler, der außerhalb des Schutzbereichs auftritt, und durch unsymmetrische Komponenten in einem offenen Phasenzustand eines Einzelphasenwiederschließrelais.
Ein Richtungsbestimmungselement eines Richtungsvergleichsabstandsrelais, das eine doppelte Polaritätsspannung verwendet unter Verwendung einer Elektrizitätsmenge einer Fehlerphase und der Elektrizität, die gegenüber Änderungen in der Phase vor und nach einem Fehler als ein Referenzwert unempfindlich ist, wird in der Praxis verwendet (offenbart in JP KOKOKU 64-6608 ).
Andererseits hat ein Benutzer kürzlich gewünscht einen Fehler schnell zu beseitigen, der in einem Schutzbereich während der Oszillation eines Systems aufgetreten ist. Es besteht jedoch ein Problem dahingehend, dass ein Fehler schwierig zu bestimmen ist durch ein Richtungsbestimmungselement unter Verwendung der obigen Polaritätsgröße während der Oszillation. Der Grund ist folgender. Die Oszillation ändert eine Systemspannung, eine Stromgröße und eine Phase, und eine Polaritätsgröße, die zur Bestimmung einer Fehlerrichtung notwendig ist, ist nicht fixiert, mit dem Ergebnis, dass die Fehlerrichtung nicht korrekt bestimmt werden kann.
Als bemerkenswerteste Beispiele einer Systemoszillation zeigen die 20A bis 20C Vektoren einer Spannung und eines Stroms während eines Verlusts der Synchronisation. Die Diagramme der Vektoren sind gezeigt unter Verwendung einer Spannung der Phase A als eine Referenzspannung. Man sieht aus den 20A bis 20C, dass die Vektoren des Stroms sich von Bewegung zu Bewegung ändern. In 20A ist die Beziehung zwischen der Spannung und dem Strom fast nahe dem Zustand eines Empfangsenergieflusses. In 20B ist die Beziehung nahe dem Zustand, bei dem ein Fehler auftritt. In 20C ist die Beziehung nahe dem Zustand eines Sendeenergieflusses. Eine derartige Elektrizitätsgröße, die einhergeht mit Änderungen in der Phase ist geeignet für eine Polaritätsgröße.
Die japanische Patentzusammenfassung Ausgabe 2000, Nummer 19, 5. Juni 2001 & JP 2001 054233 (THOSHIBA CORPORATION), 23. Februar 2001 offenbart ein System gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Schutzrelaissystems, das in der Lage ist zuverlässig einen Fehlerpunkt zu beseitigen und ein Energiesystem zu schützen.
Dies wird erreicht durch die vorliegende Erfindung, wie in dem unabhängigen Patentanspruch 1 definiert. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung kann durch die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden. Es zeigen:
1 ein konzeptionelles Diagramm eines Schutzrelaissystems;
2 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ein Blockdiagramm, das drei Phasen des Schutzrelaissystems gemäß 2 zeigt;
4 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
9 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
11 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem dritten Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
12 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem vierten Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem fünften Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
14 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
16 ein Blockdiagramm eines Schutzrelaissystems gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
17 ein Diagramm, das eine Impedanzregion einer Last zeigt, um ein bekanntes Schutzrelaissystem zu erklären;
18 ein Diagramm, das eine Existenzregion einer Kurzschlussimpedanz in einer Ein-Leitungs-Masse zeigt, um das bekannte Schutzrelaissystem zu erklären;
19 ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Oszillationsdetektionsrelais zeigt;
20A bis 20C Diagramme, die jeweils eine Vektorphasenbeziehung zwischen einer Spannung und einem Strom zum Zeitpunkt einer Systemoszillation zeigen;
21 ein Blockdiagramm des Schutzrelaissystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das keine Fehlerphasenauswahl erfordert; und
22 ein Blockdiagramm des Schutzrelaissystems gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel, das keine Fehlerphasenauswahl erfordert.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden jetzt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
(Erstes Ausührungsbeispiel)
Ein Schutzrelaissystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.
In 1 gibt TL eine Energieübertragungsleitung an zum Verbinden der Anschlüsse A und B eines Energiesystems, das zu schützen ist. Die Schutzrelaissystem Ry-A und Ry-B zum Schützen der Übertragungsleitung bei Empfang eines Stroms I und einer Spannung V von einem Stromtransformator CT und einem Spannungstransformator PT sind an den Anschlüssen A bzw. B bereitgestellt.
Die Schutzrelaissystem Ry-A und Ry-B haben den gleichen Aufbau. Der interne Aufbau des Schutzrelaissystems Ry-A wird als repräsentatives Beispiel beschrieben.
2 zeigt ein Blockdiagramm, das das Schutzrelaissystem Ry-A gemäß 1 im Detail zeigt.
In 2 kennzeichnet das Bezugszeichen 1 ein Abstandsrelais, das als ein Hauptschutzrelaissystem dient. Das Abstandsrelais 1 führt eine Abstandsmessoperation durch basierend auf der Spannung und dem Strom, die von dem Anschluss A empfangen werden, und arbeitet wenn die erhaltene Abstandsmessimpedanz nicht größer als ein gesetzter Wert ist, und es wird in der Energieübertragungsleitung TL angewendet.
Das Bezugszeichen 2 gibt eine Auslöserverriegelungsschaltung an, die einen Auslöser eines Schaltungsunterbrechers verriegelt, verursacht durch das Abstandsrelais 1. Die Schaltung 2 enthält eine NICHT-Schaltung 2-2, die ein Betriebssignal eines Oszillationsdetektionsrelais 11 (später beschrieben) invertiert und das invertierte Signal ausgibt, und eine UND-Schaltung 2-1, die ein Ausgangssignal der NICHT-Schaltung und ein Betriebssignal des Abstandsrelais 1 empfangt.
Das Oszillationsdetektionsrelais 11 entspricht dem in 19 gezeigten. Das Relais 11 ist abgekürzte als PSB (Power Swing Block) in 2 und gibt ein Signal „1" aus, wenn es eine Systemoszillation detektiert.
Das Bezugszeichen 12 gibt ein Stromänderungsdetektionsrelais DI an. Es gibt verschiedene Verfahren zum Bestimmen eines Betriebs des Stromänderungsdetektionsrelais 12. Wenn ein augenblicklicher Wert des Stroms an einem bestimmten Punkt gleich Im ist, und der des Stroms, der zwei Zyklen vorher erhalten wurde, gleich Im-2 ist, wird ein tatsächlicher Wert einer Differenz zwischen diesen gewonnen als eine Strömänderung Δ Im (= Im-Im-2). Das Relais 12 arbeitet, wenn die Strömänderung Δ Im nicht kleiner als ein gesetzter Empfindlichkeitswert ist.
Die Art und Weise zum Bestimmen eines Empfindlichkeitseinstellungswerts des Stromänderungsdetektionsrelais 12 wird beschrieben. Im Allgemeinen ist die Stromänderung Δ Im, die während Systemfehlern verursacht wird, größer als die, die durch einen Frequenzdrift des Systems während einer Systemoszillation verursacht wird. Es ist folglich wünschenswert, dass der Empfindlichkeitseinstellungswert größer als die Stromänderung Δ Im ist, die verursacht wird, während einer Systemoszillation, und nicht größer als die Stromänderung Δ Im, die verursacht wird während Systemfehlern.
Wenn der Empfindlichkeitseinstellungswert wie oben beschreiben eingestellt wird, arbeitet das Stromänderungsdetektionsrelais 12 nicht unnötig während einer Systemoszillation, sondern arbeitet nur während Systemfehlern.
Das Relais 12 kann verwendet werden zum Auswählen einer Fehlerphase, da es normalerweise nur in der Fehlerphase arbeitet. Die Auswahl der Fehlerphase wird unter Bezugnahme auf die in 3 gezeigte Schaltung beschrieben.
In 2 kennzeichnet das Bezugszeichen 13 eine Negativ-Phasen-Sequenz(Vorwärts)-Richtungselement (einfach bezeichnet als Negativphasensequenzrelais 13). Das Relais 13 bestimmt, ob ein Fehler in einer Schutz-(Vorwärts-)Richtung auftritt, indem eine Negativphasenkomponente verwendet wird. Da das Relais 13 eines ist, das einen Vorwärtsfehler detektiert, ist es abgekürzt als II2–D(F) in 2. Das Negativphasensequenzrelais 13 ist beschrieben in beispielsweise Electric Technology Research, Ausgabe 37, Nummer 1, Seite 54. Dessen detaillierte Beschreibungen sind entsprechend weggelassen.
Das Bezugszeichen 14 kennzeichnet eine UND-Schaltung &. Die UND-Schaltung 14 empfängt Signale von den Relais 11, 12 und 13. Die UND Bedingungen der UND-Schaltung 14 sind nur erfüllt, wenn das Relais 13 bestimmt (12-D(F) Betrieb), dass ein Systemfehler aufgetreten ist (DI Betrieb) während einer Systemoszillation (PSB Betrieb) und vor seinen eigenen Anschlüssen.
Wenn die UND Bedingungen der UND-Schaltung 14 erfüllt sind, sendet ein Sender 15 ein Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignal 15-S an den anderen Anschluss B. Ein Empfänger 14 empfängt ein Schaltungsunterbrechungsauslösezulassungssignal 16-R und gibt ein Signal „1" aus. Der Sender 15 und der Empfänger 16 bilden ein Telekommunikationsmittel.
Das Bezugszeichen 17 zeigt eine UND-Schaltung &. Die UND-Schaltung 17 gibt einen Auslöserbefehl 18 an den Schaltungsunterbrecher CB-A unter den Bedingungen, dass der Empfänger 16 und die UND-Schaltung 14 jeweils ein Signal „1" ausgeben, oder der Empfänger 16 das Schaltungsunterbrechungsauslösezulassungssignal 16-R von dem anderen Anschluss B empfängt und das Negativphasensequenzrelais 13 bestimmt, dass ein Systemfehler vor seinem eigenen Anschluss A aufgetreten ist.
Das Bezugszeichen 3 gibt eine ODER-Schaltung an zum Detektieren einer ODER Bedingung zwischen einem Ausgangssignal der Auslöserblockierschaltung 2 und dem der UND-Schaltung 17. Die ODER-Schaltung 3 gibt ein Signal „1" aus bei Empfang von einem der Signale. In anderen Worten, wenn die UND-Schaltung 17 ein Signal ausgibt, obwohl ein Ausgang des Distanzrelais 1 verriegelt ist, kann es einen Auslöserbefehl 18 ausgeben. Das Schutzrelaissystem Ry-B mit dem anderen Anschluss B führt den gleichen Betrieb durch, wie das Schutzrelaissystem Ry-A. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird eine Kombination von Logikschaltungen (UND-Schaltung, ODER-Schaltung, NICHT-Schaltung, etc.) zum Empfang von Signalen von den Relais 1, 11, 12 und 13 als eine Sequenzschaltung 4 bezeichnet.
Die vorangegangenen Beschreibungen erfolgen für die repräsentative Phase des Schutzrelaissystems, 3 zeigt drei Phasen A, B und C des Schutzrelaissystems. Die Bezugszeichen, wie in 3 gezeigt, sind grundsätzlich die gleichen wie diejenigen, die in 2 gezeigt sind. Um die drei Phasen voneinander zu unterscheiden, werden die Indizes A-, B- und C- neben ihr entsprechendes Bezugszeichen geschrieben. Da das Oszillationsdetektionsrelais 11, das Negativphasensequenzrelais 13, die Übertragung des Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignals 15-S oder der Empfang des Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignals 16-R nicht von irgendeiner Phase abhängen, sind sie gemeinsam für die drei Phasen. Das Abstandsrelais 1 und die Auslöserblockierungsschaltung 2 sind jeweils gezeigt für eine Phase, um die Zeichnungen einfach zu halten.
In 3 repräsentiert das Bezugszeichen 19 eine ODER-Schaltung ≥ zum Detektieren einer ODER Bedingung zwischen Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignalen 15-S, die zu dem anderen Anschluss B von den UND-Schaltungen 14-A bis 14-D der jeweiligen Phasen geliefert werden. Wenn eine der UND-Schaltungen nur ein Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignalen 15-S auszugeben hat, sendet die ODER-Schaltung 19 dieses an den anderen Anschluss B. Wenn das Oszillationsdetektionsrelais 11 und das Negativphasensequenzrelais 13 arbeiten, während der Empfänger 16 ein Schaltungsunterbecherauslösezulassungssignal 16-R von dem anderen Anschluss B empfangt, liefert der Empfänger 16 Schaltungsunterbecherauslöserbefehle 18-A, 18-B und 18-C, die ihren jeweiligen Operationsphasen der Stromänderungsdetektionsrelais 12-A, 12-B und 12-C entsprechen, über UND-Schaltungen 17-A, 17-B und 17-C und ODER-Schaltungen 3-A, 3-B und 3-C.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das im Vorangegangenen beschrieben wurde, wenn das Abstandsrelais 1, das als Hauptschutzrelais dient, arbeitet während ein Energiesystem oszilliert (das PSB gibt ein Signal „1" aus), blockiert die Auslöserblockierschaltung 2 einen Auslöser von dem Hauptschutzrelais. Andererseits geben die UND-Schaltungen 17-A, 17-B und 17-C einen Schaltungsunterbrecherauslösebefehl 18 aus bei Bedingungen, dass die Schaltungsunterbecherauslöserzulassungssignale 15-S und 16-R zwischen beiden Anschlüssen A und B gesendet und empfangen werden. Wenn folglich ein Fehler während der Systemoszillation auftritt, kann eine Fehlerpunkt zuverlässig beseitig werden in der Schutzrichtung, obwohl das Abstandsrelais 1 einen Schaltungsunterbrecherauslöser blockiert.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Stromänderungsdetektionsrelais 12 nicht erforderlich, wenn irgendeine Fehlerphase nicht ausgewählt werden muss. In diesem Fall kann das Negativphasensequenzrelais 13 einen Fehler in der Schutzrichtung (Vorwärtsrichtung) bestimmen, wie in 21 gezeigt.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein Schutzrelaissystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Die gleichen Elemente (Relais- und Logikschaltungen), wie diejenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
Das zweite Ausführungsbeispiel, wie in 4 gezeigt, unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in 2 gezeigt, dadurch, dass eine Fehlerdetektionsschaltung 20, die durch die gestrichelte Linie angegeben ist, verwendet wird anstelle des Stromänderungsdetektionsrelais 12, wie in 2 gezeigt. Da die anderen Elemente oben beschrieben wurden, wird nur die Schaltung 20 hier beschrieben.
In 4 kennzeichnet das Bezugszeichen 21 ein Unterspannungsrelais UV. Das Relais 21 arbeitet, wenn eine Systemspannung nicht größer als ein Einstellungswert wird, aufgrund eines geschlossenen Ende-Fehlers (Close-End Fehler). Nur ein Unterspannungsrelais ist in der 4 gezeigt. Tatsächlich ist es wünschenswert, eine Phasenspannung UV zum Detektieren eines Massefehlers und eine Leitungs-zu-Leitungs-Spannung UV zum Detektieren eines Kurzschlussfehlers anzuordnen.
Das Bezugszeichen 22 repräsentiert ein Nullphasensequenzüberstromrelais EF: Das Relais 22 arbeitet, wenn ein Nullphasensequenzstrom, dessen Größe nicht kleiner als ein Einstellungswert ist, fließt, wenn ein Massefehler auftritt. Überflüssig zu sagen, dass das Relais 22 den jeweiligen Phasen gemeinsam ist (allen drei Phasen).
Das Bezugszeichen 23 zeigt ein Negativphasensequenzüberstromrelais OCN. Das Relais 23 arbeitet, wenn der Negativphasensequenzstrom (I2) dessen Wert nicht kleiner als ein Einstellungswert ist, fließt, wenn ein unsymmetrischer Fehler auftritt. Das Relais 23 ist auch den jeweiligen Phasen gemeinsam (allen drei Phasen).
Das Bezugszeichen 24 kennzeichnet eine ODER-Schaltung. Die Schaltung 24 gibt ein Signal „1" aus, wenn eines der obigen Relais 21, 22 und 23 arbeitet. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 24 ist eine von Eingangsbedingungen der UND-Schaltung 14. Während der Detektion von Oszillation und der Bestimmung eines Vorwärtssystemfehlers gibt die UND-Schaltung 14 ein Schaltungsunterbrecherauslöserzulassungssignal 15-S aus, wenn die Ausgabe der ODER-Schaltung 24 gleich „1" ist. Die andere Verarbeitung ist identisch mit der in 2 gezeigten; folglich werden die Beschreibungen weggelassen.
Gemäß dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel, trotz eines Systemfehlers, der durch das Stromänderungsdetektionsrelais 12 nicht detektiert werden kann, kann ein Schaltungsunterbrecherauslösebefehl 18 ausgegeben werden, indem der Nullphasensequenzstrom (IO), der Negativphasensequenzstrom (I2) und ein Spannungsabfall detektiert werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Ein Schutzrelaissystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Die gleichen Elemente (Relais und Logik schaltungen) wie diejenigen gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, haben die gleichen Bezugszeichen und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
Das Schutzrelaissystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist konfiguriert durch eine Kombination von Relais, wie in den 2 und 4 gezeigt. Das Schutzrelaissystem detektiert ein Systemfehler, wenn irgendeines der vier Relais des Nullphasensequenzüberstromrelais 22, Negativphasensequenzüberstromrelais 23, Stromänderungsdetektionsrelais 12 und Unterspannungsrelais 21 arbeiten. Der Systemfehler kann folglich mit höherer Genauigkeit detektiert werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Ein Schutzrelaissystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
In dem vierten Ausführungsbeispiel ist das Stromänderungsdetektionsrelais 12, wie in 2 gezeigt, durch einen Anschluss ersetzt zum Empfangen eines Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignals 16-R. Das System gibt einen Schaltungsunterbrecherauslösebefehl 18 aus, wenn es ein Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignal 16-R von dem anderen Anschluss empfängt, während der Detektion einer Systemoszillation, und bestimmt, dass ein Systemfehler ein Vorwärtsfehler ist.
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, wenn ein Fehler an einem Anschluss des Systems nicht detektiert werden kann, da er nahe an dem Anschluss des anderen Systems auftritt, kann eine Schaltungsunterbrecher ausgelöst werden, wenn der Fehler nur an dem Anschluss des anderen Systems zu detektieren ist.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Ein Schutzrelaissystem gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Die gleichen Elemente (Relais und Logikschaltungen) wie die in den obigen Ausführungsbeispielen, haben die gleichen Bezugszeichen, und ihre Beschreibungen werden weggelassen. Das fünfte Ausführungsbeispiel ist gekennzeichnet durch eine Kombination von Funktionen der in den 5 und 6 gezeigten Systeme.
In dem fünften Ausführungsbeispiel detektiert das System einen Fehler, wenn irgendeines der vier Relais von Nullphasensequenzüberstromrelais 22, Negativphasensequenzüberstromrelais 23, Stromänderungsdetektionsrelais 12 und Unterspannungsrelais 21, die an seinem eigenen Anschluss bereitgestellt sind, arbeitet, oder wenn es ein Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignal 16-R von einem Anschluss des anderen Systems empfängt.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
In dem obigen fünften Ausführungsbeispiel, wie in 7 gezeigt, wenn ein Fehler durch das Nullphasensequenzüberstromrelais 22, die Negativphasensequenz 23 oder den Empfang des Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignals 16-R detektiert wird, kann die Phase des Fehlers nicht bestimmt werden.
Das Unterspannungsrelais 21 kann eine Fehlerphase auswählen. Es gibt jedoch einen Fall, bei dem eine Schallphasenspannung während der Systemoszillation abfällt, so dass die Phasenauswahlfähigkeit des Unterspannungsrelais 21 keiner als das Stromänderungsdetektionsrelais 112 ist. Die Fehlerphasenauswahlfähigkeit des Stromänderungsdetektionsrelais 12 ist groß; es gibt jedoch einen Fall, bei dem das Relais 12 keinen Detektionsbetrieb durchführen kann, da eine Differenz bezüglich der Stromabweichung aufgrund eines Fehlers kleiner ist bei einer Zeitgebung, wenn der Wert des Stroms durch die Systemoszillation zunimmt.
Unter Berücksichtigung des Vorangegangenen wird ein Schutzrelaissystem gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. In dem sechsten Ausführungsbeispiel dient das Stromanderungsdetektionsrelais 12 als ein Hauptfehlerdetektionsrelais, und die anderen Relais (Unterspannungsrelais 21, Nullphasensequenzüberstromrelais 22 und Negativphasensequenzüberstromrelais 23) dienen als Backup-Relais.
Da die Relais 21, 22 und 23 als Backups verwendet werden, wird ein Ansprechverzögerungszeitgeber 30, der als Bestätigungszeitgeber dient, zu jedem Relais 21, 22 und 23 hinzugefügt, und zu einer Schaltung, die ein empfangenes Auslösezulassungssignal 16-R verarbeitet hat. Der Ansprechverzögerungszeitgeber (30) erlaubt einem Fehlerphasenschaltungsunterbrecher ausgelöst zu werden, wenn das Stromänderungsdetektionsrelais 12 arbeitet. Wenn das Relais 12 nicht arbeitet, kann der Schaltungsunterbrecher durch die Backup-Relais 21, 22 und 23 in kurzer Zeit ausgelöst werden. Der Einstellungswert des Ansprechverzögerungszeitgebers 30 ist vorzugsweise ungefähr 100 ms bis 1 s, da er größer ist als eine normale Zeitperiode der Schaltungsunterbrecherauslösezeit als eine Führung.
(Erstes Vergleichsbeispiel)
Ein Schutzrelaissystem gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel wird jetzt unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
Das erste Vergleichsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Nullphasensequenzrelais 40 verwendet wird anstelle des Negativphasensequenzrelais 13 des ersten Ausführungsbeispiels, wie in 2 gezeigt. In 9 ist das Nullphasensequenzrelais 40 abgekürzt als I0-D(F) als eines zum Detektieren eines Vorwärtsfehlers.
Da das Nullphasensequenzrelais 40 beispielsweise beschrieben ist in Electric Technology Research, Ausgabe 3, Nummer 7, Seite 54, werden dessen detaillierte Beschreibungen weggelassen.
Wenn ein Massefehler auftritt bestimmt das Nullphasensequenzrelais 40 grundsätzlich die Richtung des Fehlers durch den Strom I0, der fließt, und die Spannung V0, die nur zu dem Zeitpunkt des Fehlers erzeugt wird. Das Relais 40 kann korrekt die Richtung bestimmen, selbst während einer Systemoszillation.
Gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel kann die Richtung eines Fehlers, der während der Systemoszillation auftritt, korrekt bestimmt werden, und der Schaltungsunterbrecher kann gegen einen internen Fehler ausgelöst werden.
In dem ersten Vergleichsbeispiel ist das Stromänderungsdetektionsrelais 12 nicht erforderlich, wenn eine Fehlerphase nicht ausgewählt werden muss. In diesem Fall kann das Nullphasensequenzrelais 40 einen Fehler in einer Schutzrichtung (Vorwärtsrichtung) bestimmen, wie in 22 gezeigt.
Zweites Vergleichsbeispiel
In dem ersten Vergleichsbeispiel, wie in 9 gezeigt, kann die Richtung des Kurzschlussfehlers, der nicht mit einem Massefehler einhergeht, nicht bestimmt werden. Um Maßnahmen dagegen zu treffen, werden das Negativphasensequenzrelais 13 und das Nullphasensequenzrelais 40 in dem zweiten Vergleichsbeispiel bei ODER Bedingungen verwendet, wie in 10 gezeigt. Das zweite Vergleichsbeispiel kann folglich angewendet werden auf unsymmetrische Fehler von beiden, einem Massefehler und einem Kurzschlussfehler.
In 10 gibt das Bezugszeichen 41 eine ODER-Schaltung an, um eine ODER Bedingung zwischen einem Ausgangssignal des Nullphasensequenzrelais 40 und des Negativphasensequenzrelais 13 zu detektieren. Gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel kann folglich der Schaltungsunterbrecher ausgelöst werden, wenn eines der Relais 40 und 13 arbeitet.
Da die Konzepte des ersten und zweiten Vergleichsbeispiels, wie in den 9 und 10 gezeigt, gleich sind wie bei den Ausführungsbeispielen, wie in der 3 bis 8 gezeigt, werden ihre Beschreibungen weggelassen.
Ein Schutzrelaissystem gemäß einem dritten Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahem auf 11 beschrieben.
In dem dritten Vergleichsbeispiel wird ein Positivphasensequenzrelais 50, das eine Größe einer doppelten Polaritätselektrizität verwendet, verwendet anstelle des Negativphasensequenzrelais 13, wie in 2 gezeigt, und eine unsymmetrische Fehlerdetektionsschaltung 60 wird neu hinzugegeben. Die UND-Schaltung 14 detektiert UND Bedingungen zwischen dem Positivphasensequenzrelais 50, der unsymmetrischen Fehlerdetektionsschaltung 60, dem Oszillationsdetektionsrelais (PSB) 11 und dem Stromänderungsdetektionsrelais 12.
Das Positivphasensequenzrelais 50 dient als ein Richtungsabstandsrelais für einen Erdungsfehler (GI) und ein Richtungsabstandsrelais für einen Phasenfehler (SI) durch ein mho Relais.
Die unsymmetrische Fehlerdetektionsschaltung 60 enthält ein Negativphasensequenzüberstromrelais (OCN) 61, eine Negativphasensequenzüberspannungsrelais (OVN) 62, eine ODER-Schaltung 63 und eine NICHT-Schaltung 64. Das OCN 61 detektiert, dass ein Negativphasensequenzstrom (12) fließt, nicht kleiner als ein Einstellungswert. Das OVN 62 detektiert, dass eine Negativphasensequenzspannung (V2) erzeugt wird, nicht kleiner als ein Einstellungswert. Die ODER-Schaltung 63 detektiert eine ODER Bedingung von Ausgangssignalen der Relais 61 und 62. Die NICHT-Schaltung 64 invertiert ein Ausgangssignal der ODER-Schaltung 63.
Eine Negativphasensequenzkomponente wird erzeugt, wenn ein unsymmetrischer Fehler im System auftritt. In dem dritten Vergleichsbeispiel, wie in 11 gezeigt, detektieren das OCN 61 oder OVN 62 die Negativphasensequenzkomponente und die ODER-Schaltung 63 gibt ein Signal „1" aus. Die NICHT-Schaltung 64 invertiert ein Ausgangssignal der ODER-Schaltung 63 in ein Signal „0" und liefert es an die UND-Schaltung 14.
Folglich gibt die unsymmetrische Fehlerdetektionsschaltung 60 ein Signal „0" aus, wenn eine unsymmetrische Komponente in dem System erzeugt wird, gibt ein Signal „1" aus, wenn keine unsymmetrische Komponente darin erzeugt wird.
In anderen Worten, das Stromänderungsdetektionsrelais 12 kann einen Fehler detektieren, der während einer Systemoszillation auftritt. Der Fehler ist ein symmetrischer und folglich wird jedoch keine Negativphasensequenzkomponente erzeugt, mit dem Ergebnis, dass weder das Negativphasensequenzrelais 13 noch das Nullphasensequenzrelais 14 die Richtung des Fehlers detektieren können. In dem dritten Vergleichsbeispiel wird der Schaltungsunterbrecher ausgelöst durch irgendein Richtungsdetektionselement (Positivphasensequenzrelais 65). Die anderen Relais und Logikschaltungen sind beschrieben worden und ihre Beschreibungen werden hier weggelassen.
Gemäß dem dritten Vergleichsbeispiel kann der Schaltungsunterbrecher ausgelöst werden gegen einen symmetrischen Fehler, dessen Richtung durch das Relais 13 und 40 nicht detektiert werden kann.
Viertes Vergleichsbeispiel
Ein Schutzrelaissystem gemäß dem vierten Vergleichsbeispiel wird jetzt unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
In dem vierten Vergleichsbeispiel wird eine „Close-End" Fehlerrichtungsdetektionsschaltung 70 bereitgestellt anstelle des Richtungsmasserelais GI und des Richtungskurzschlussrelais SI des Positivphasensequenzrelais 50, wie in der 11 gezeigt. Die Schaltung 70 kann einen ge schlossen-Ende-Dreiphasenfehler, der von hier aus vorne auftritt, detektieren. Die Schaltung 70 enthält ein Phaseüberstromrelais (OC) 71, das ein Signal „1" ausgibt, wenn ein Strom fließt, der größer als ein Einstellungswert ist, ein Unterspannungsrelais (UV Drei-Phase) 72, das einen Spannungsabfall der drei Phasen detektiert, und eine UND-Schaltung 73. Wenn ein Systemfehler auftritt, um die Spannungen aller drei Phasen abfallen zu lassen, und ein Strom verursacht wird, der fließt, und größer als ein fester Wert ist, arbeitet die Close-End Fehlerrichtungsdetektionsschaltung 70, um ein Signal „1" auszugeben.
Gemäß dem vierten Vergleichsbeispiel, selbst in dem Fall, bei dem die Richtung eines Dreiphasenfehlers, der sehr nahe an einem Relais aufgetreten ist, nicht bestimmt werden kann, da dort kaum eine Spannung ist, kann das Überstromrelais 71 korrekt bestimmen, dass der Dreiphasenfehler ein interner ist, und ein Schaltungsunterbrecher kann entsprechend ausgelöst werden.
Es ist effektiver, die Close-End Fehlerrichtungsdetektionsschaltung 70, wie in 12 gezeigt und das Positivphasensequenzrelais 50 enthaltend die Relais GI und SI zu kombinieren, sowie die unsymmetrische Fehlerdetektionsschaltung 60, wie in 11 gezeigt. Diese Kombination ist in 13 gezeigt als fünftes Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
(Fünftes Vergleichsbeispiel)
Das fünfte Vergleichsbeispiel ist gerichtet auf ein Schutzrelaissystem, bei dem die Betriebssignale, die von dem Richtungsmasserelais GI und dem Richtungskurzschlussrelais SI des Positivphasensequenzrelais 50 ausgegeben werden und das Betriebssignal, das von der Close-End Fehlerrichtungsdetektionsschaltung 70 ausgegeben wird, an eine ODER-Schaltung 80 geliefert werden, und die Signalausgabe von der ODER-Schaltung 80 an die UND-Schaltung 14 geliefert wird.
Gemäß dem fünften Vergleichsbeispiel, wenn eine Spannung verbleibt, wenn ein symmetrischer Fehler in einem Schutzbereich auftritt, kann ein Schaltungsunterbrecher ausgelöst werden durch die Relais GI und SI. Wenn eine Spannung verloren geht, wenn ein Close-End-(geschlossenen-Ende)-Fehler auftritt, kann ein Schaltungsunterbrecher ausgelöst werden durch die Close-End Fehlerrichtungsdetektionsschaltung 70. Folglich kann der Schaltungsunterbrecher ausgelöst werden in beiden Fällen des Vorhandenseins der Spannung bei einem symmetrischen Fehler und dem Fehlen der Spannung bei einem Close-End-Fehler.
(Siebentes Ausführungsbeispiele)
Ein Schutzrelaissystem gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf 14 beschrieben.
Das Schutzrelaissystem gemäß 14 enthält eine Detektionsschaltung 90 zum Detektieren einer Schaltungsunterbrecherauslöseverzögerungsbedingung und Verzögerungsschaltungen 94 bis 98 zusätzlich zu den Elementen des Schutzrelaissystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in 2 gezeigt. Die Verzögerungsschaltung 94 bis 98 verzögert eine Auslösung des Schaltungsunterbrechers bis zum Empfang der Ausgabe der Detektionsschaltung 90.
Zuerst wird die Detektionsschaltung 90 beschrieben. Die Schaltung 90 enthält eine NICHT-Schaltung 91, die ein Ausgangssignal des Oszillationsdetektionsrelais 11 invertiert und das invertierte Signal ausgibt. Die NICHT-Schaltung 91 gibt ein Signal „0" aus, wenn das Relais 11 arbeitet, und gibt ein Signal „1" aus, wenn es nicht arbeitet (wenn das Relais 11 keine Oszillation detektiert). Die Schaltung 90 enthält auch eine UND-Schaltung 92, die ein Signal „1" ausgibt, wenn das Oszillationsdetektionsrelais 11 nicht arbeitet (die Ausgabe der NICHT-Schaltung 91 ist „1") und das Stromänderungsdetektionsrelais 12 arbeitet (Ausgabe „1"). Die Schaltung 90 enthält auch einen Abschaltverzögerungszeitgeber 93, der die UND-Schaltung 92 veranlasst kontinuierlich das Signal „1" für eine gegebene Zeitperiode auszugeben.
Die Auslöseverzögerungsschaltungen 94 bis 98 enthalten eine UND-Schaltung 94, einen Ansprechverzögerungszeitgeber 95, der ein Signal „1" ausgibt, wenn die UND-Schaltung 94 weiter ein Signal ausgibt für länger als eine gegebene Zeitperiode, eine NICHT-Schaltung 96, eine UND-Schaltung 97 und eine ODER-Schaltung 98.
Wenn das Oszillationsdetektionsrelais 11 nicht arbeitet, wenn das Stromänderungsdetektionsrelais 12 arbeitet, sind die Bedingungen der UND-Schaltung 92 erfüllt, und die Detektionsschaltung 90 liefert ein Signal „1" an die UND-Schaltung 94 durch den Abschaltverzögerungszeitgeber 93 für eine eingestellte Zeitperiode. Die UND-Schaltung 94 detektiert eine UND Bedingung zwischen dem Signal „1", das von der Detektionsschaltung 90 ausgegeben wird, und dem Signal, das ausgegeben wird von dem Negativphasensequenzrelais 13.
Wenn die Detektionsschaltung 90 ein Signal „1" ausgibt, gibt die NICHT-Schaltung 96 ein Signal „0" aus. Dann detektiert die UND-Schaltung 97 keine UND Bedingung zwischen dem Signal „0" und dem Ausgangssignal des Relais 13.
Gemäß dem siebenten Ausführungsbeispiel, wenn das Stromänderungsdetektionsrelais 12 arbeitet und das Oszillationsdetektionsrelais 11 nicht arbeitet, wenn das Negativphasenstromrelais 13 einen Vorwärtsfehler detektiert, ist die Eingangsbedingung der UND-Schaltung 94 erfüllt. Das Ausgangssignal „1" der UND-Schaltung 94 wird verzögert um eine feste Zeitperiode durch den Ansprechverzögerungszeitgeber 95 und das verzögerte Signal wird an eine ODER-Schaltung 98 auf der nachfolgenden Stufe geliefert.
Andererseits, wenn die Detektionsschaltung 90 kein Signal „1" ausgibt, wenn das Negativphasensequenzrelais 13 einen Vorwärtsfehler detektiert (die Ausgabe des Abschaltverzögerungszeitgebers 93 ist „0") gibt die NICHT-Schaltung 96 ein Signal „1" aus. Dann ist die Eingangsbedingung der UND-Schaltung 97 erfüllt, und das Signal „1" wird an die UND-Schaltung 14 über die ODER-Schaltung 98 geliefert.
Folglich, wenn keine Systemoszillation detektiert wird, wenn ein Vorwärtsfehler detektiert wird, ist die Betriebsbedingung der Detektionsschaltung 90 erfüllt, und das Signal „1" wird verzögert durch eine Einstellungszeitperiode durch den Ansprechverzögerungsgeber 95 und das verzögerte Signal wird an die ODER-Schaltung 98 geliefert.
Gemäß dem siebenten Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben, eine Systemoszillation fälschlicherweise detektiert worden ist aufgrund eines Backward-Fehlers oder dergleichen und ein Fehlerstrom umgekehrt wird durch Eliminieren des Backward-Fehlers, gibt die ODER-Schaltung 98 kein Signal „1" aus, obwohl das Negativphasensequenzrelais 13 für kurze Zeit arbeitet. Es ist folglich möglich eine Fehlauslösung des Schaltungsunterbrechers zu verhindern.
In dem siebenten Ausführungsbeispiel kann die Detektionsschaltung 90 eine Schaltungsanordnung haben, die von der in 14 gezeigten verschieden ist.
(Achtes Ausführungsbeispiel)
Ein Schutzrelaissystem gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
Das Schutzrelaissystem gemäß 15 enthält ein Shaltungsunterbracherauslöseverzögerungsbedingungs-Detektionsschaltung 100, die der Detektionsschaltung 90 gemäß 14 entspricht.
Die Detektionsschaltung 100 wird beschrieben. Die Detektionsschaltung 100 enthält eine NICHT-Schaltung 101, einen UND-Schaltung 102, einen One-Shot-Zeitgeber, einer Flip-Flop-Schaltung 104, einen ODER-Schaltung 105 und eine NICHT-Schaltung 106.
Die Detektionsbedingung der UND-Schaltung 102 ist derart, dass das Stromänderungsdetektionsrelais 12 eine Änderung des Stroms detektiert (Ausgabe „1") und das Oszillationsrelais 11 keine Oszillation detektiert (Ausgabe „0"). Der Grund, warum der One-Shot-Zeitgeber 103 zu der Schaltung 100 hinzugeführt ist, liegt in der Begrenzung der Detektionsszeitgebung des Relais 12, da die Betriebszeit des Relais 12 nicht konstant ist. Der One-Shot-Zeitgeber 103 kann zu der Schaltung 90 gemäß 14 hinzugeführt werden.
Die Einstellungsbedingung (S) der Flip-Flop-Schaltung 104 ist erfüllt, wenn die UND Bedingung der UND-Schaltung 102 gemacht ist. Die Zurücksetzbedingung (R) davon ist erfüllt, wenn die Ausgabe des Stromänderungsdetektionsrelais 12 oder des Negativphasensequenzrelais 13 auf „0" zurückehrt, und die Ausgabe der NICHT-Schaltung 106 gleich „1" wird. Wenn das Oszillationsdetektionsrelais 11 keine Oszillation detektiert hat, ist das Ausgangssignal der UND-Schaltung 94 immer eingegeben in den Ansprechverzögerungszeitgeber 95, bis der Betrieb des Stromänderungsdetektionsrelais 12 endet.
Die Detektionsschaltung 100 ist etwas komplizierter als die Detektionsschaltung 90. Sie benötigt jedoch keinerlei Abschaltverzögerungszeitgeber 13 und kann folglich stabil arbeiten.
(Neuntes Ausführungsbeispiel)
Das Schutzrelaissystem gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben unter Bezugnahme auf 16.
Das neunte Ausführungsbeispiel kann angewendet werden auf Fehlerrichtungsdetektionen, die durchgeführt werden von dem Negativphasensequenzrelais 13 und dem Nullphasensequenzrelais 40 während einer Systemoszillation (siehe 9). Die Anwendung des neunten Ausführungsbeispiels auf das Schutzrelaissystem gemäß 2 wird im Folgenden beschrieben.
Das Schutzrelaissystem gemäß 16 enthält eine Schaltung 110 als eine Eingangsbedingung der UND-Schaltung 14, wie in 2 gezeigt. Im Folgenden wird die Schaltung 110 beschrieben. Die Schaltung 110 enthält ein Backward-Fehlerbestimmungselement 12-D(R) 111 des Negativphasensequenzrelais. Die Schaltung 110 enthält auch eine NICHT-Schaltung 112 und eine UND-Schaltung 113. Die Bedingungen der UND-Schaltung 113 können erfüllt sein, wenn die Negativphasensequenzrelais 13 und 111 einen Backward-Fehler (R) detektieren und keinen Vorwärts-Fehler (F) detektieren.
Die Schaltung 110 enthält auch einen Ansprechverzögerungsgeber 114 zum Bestätigen, dass die Bedingungen der UND-Schaltung 113 erfüllt sind und einen Abschaltverzögerungszeitgeber 115 zum Erweitern einer Bestätigungsausgabe des Ansprechverzögerungszeitgebers 114. Wenn folglich die UND Bedingungen (113) der Backward-Operation („1” von 111) und die Vorwärst-Nichtoperation („0” von 13) der Negativphasensequenzrelais 13 und 111 weiter fortgeführt werden für eine Zeitperiode einer Einstellungszeit T9 des Ansprechverzögerungsgebers 114, wird dessen Zustand erweitert auf die Einstellungszeit T10 des Abschaltverzögerungsschaltgebers 115.
Die Schaltung 110 enthält eine ODER-Schaltung 116, die ein Erweiterungssignal von dem Abschaltverzögerungszeitgeber 115 empfängt und ein Bedingungserfüllungssignal von der UND-Schaltung 113. Die ODER-Schaltung 116 gibt ein Signal „1" aus, während das Negativphasensequenzrelais 111 arbeitet oder der Abschaltverzögerungszeitgeber 115 erweitert eine Ausgabe des Ansprechverzögerungszeitgebers 114. Die Schaltung 110 enthält eine NICHT-Schaltung 117.
Der Ansprechverzögerungszeitgeber 114 ist ein Zeitgeber zum Bestätigen einer Detektion eines Backward-Fehlers und hat eine Einstellungszeitperiode T2 von 20 ms bis 40 ms als praktikabler entsprechender Wert. Der Abschaltverzögerungszeitgerber 115 ist ein Zeitgeber zum Verriegeln einer Detektion eines Vorwärts-Fehlers, wenn die Detektion des Backward-Fehlers bestätigt ist. Folglich reicht die Einstellungszeit T10 des Abschaltverzögerungszeitgebers 115 von 50 ms bis 100 ms unter Berücksichtigung von Zeitabweichungen des Betriebs des Schaltungsunterbrechers.
Gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel gibt die Schaltung 110 ein Signal „0" aus, wenn ein Backward-Fehler auftritt während der Detektion einer Systemoszillation, und ein Fehlerstrom wird umgekehrt durch Eliminieren des Fehlers, um das Negativphasensequenzrelais 13 für kurze Zeit zu betreiben. Eine Fehlauslösung des Schaltungsunterbrechers aufgrund des Backward-Fehlers kann folglich verhindert werden.
Die Schaltungsnordung zum Verhindern einer Schaltungsunterbrecherfehlauslösung aufgrund des Backward-Fehlers (I2-D(R)) wie in dem neunten Ausführungsbeispiel kann verwendet werden zum Detektieren einer Richtung eines Fehlers durch das Negativphasensequenzrelais I2-D(F) und das Nullphasensequenzrelais I0-D(F) während einer Systemoszillation (PSB). Beide, das Schutzrelaissystem gemäß dem achten Ausführungsbeispiel und dem neunten Ausführungsbeispiel können gleichzeitig verwendet werden.

Claims

Schutzrelaissystem enthaltend ein Oszillationsdetektionsmittel (11) zum Detektieren einer Oszillation eines Energiesystems zum Durchführen eines Relaisbetriebs, basierend auf einer Elektrizitätsgröße des Energiesystems, gekennzeichnet durch ferner enthaltend ein Negativ-Phasen-Sequenz Vorwärtsfehlerbestimmungsmittel (13) zum Durchführen eines Relaisbetriebs während Systemfehlern zwischen gegenüberliegenden zu schützenden Anschlüssen, basierend auf einer Beziehung in der Phase zwischen der Negativ-Phasen-Sequenz Spannung und einem Negativ-Phasen-Sequenz Strom, die extrahiert werden aus einer Spannung und einem Strom des Energiesystems, ein Telekommunikationsmittel (15, 16) zum Senden/Empfangen eines Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignals zwischen den gegenüberliegenden Anschlüssen, die zu schützen sind, und ein Schaltungsmittel (14, 17) zum Senden eines Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignals (15-S) von einem Anschluss der gegenüberliegenden Enden an seinen anderen Anschluss über das Telekommunikationsmittel (15, 16), wenn das Oszillationsdetektionsmittel (11) und das Negativ-Phasen-Sequenz Vorwärtsfehlerbestimmungsmittel (13) einen Relaisbetrieb durchführen, und zum Geben eines Auslösebefehls (18) an den Schaltungsunterbrecher an dem einen Anschluss, wenn der eine Anschluss ein Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignal (16-R) von dem anderen Anschluss empfängt.
Schutzrelaissystem nach Anspruch 1, ferner enthaltend ein Stromänderungsdetektionsrelais (12), das einen Relaisbetrieb durchführt, wenn eine Abweichung in dem Strom des Energiesystems nicht kleiner als ein Empfindlichkeitssetzwert ist, wobei das Schaltungsmittel (14, 17) ein Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignal (15-S) von einem Anschluss der gegenüberliegenden Anschlüsse zu seinem anderen Anschluss über das Telekommunikationsmittel (15, 16) sendet, wenn das Oszillationsdetektionsmittel (11), das Stromänderungsdetektionsrelais (12) und das Negativ-Phasen-Sequenz Vorwärtsfehlerbestimmungsmittel (13) einen Relaisbetrieb durchführen, und einen Auslösebefehl (18) an einen Schaltungsunterbrecher an dem einen Anschluss gibt, wenn der eine Anschluss ein Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignal (16-R) von dem anderen Anschluss empfängt.
Schutzrelaissystem nach Anspruch 1, ferner enthaltend ein Fehlerdetektionsmittel (20) zum Durchführen eines Relaisbetriebs, wenn die Elektrizitätsgröße des Energiesystems eine gewünschte Beziehung mit einem Empfindlichkeitssetzwert bildet, wobei das Schaltungsmittel (14, 17) ein Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignal (15-S) von einem Anschluss der gegenüberliegenden Anschlüsse an seinen anderen Anschluss über das Telekommunikationsmittel (15, 16) sendet, wenn das Oszillationsdetektionsmittel (11), das Negativ-Phasen-Sequenz Vorwärtsfehlerbestimmungsmittel (13) und das Fehlerdetektionsmittel (20) einen Relaisbetrieb durchführen, und einen Auslösebefehl (18) an eine Unterbrecherschaltung an dem einen Anschluss gibt, wenn der eine Anschluss ein Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignal (16-R) von dem anderen Anschluss empfängt.
Schutzrelaissystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlerdetektionsmittel (20) ein Null-Phasen-Sequenz Überstromrelais (22) ist, das einen Relaisbetrieb durchführt, wenn ein Null-Phasen-Sequenz Strom des Energiesystems nicht kleiner als der Empfindlichkeitssetzwert ist.
Schutzrelaissystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlerdektionsmittel (20) ein Negativ-Phasen-Sequenz Überstromrelais (23) ist, das einen Relaisbetrieb durchführt, wenn ein Negativ-Phasen-Sequenz Strom des Energiesystems nicht kleiner als der Empfindlichkeitssetzwert ist.
Schutzrelaissystem nach Anspruch 1, ferner enthaltend ein Stromänderungsdetektionsrelais (12), das einen Relaisbetrieb durchführt, wenn eine Abweichung in dem Strom des Energiesystems nicht kleiner ein Empfindlichkeitssetzwert ist; ein Unterspannungsrelais (21), das einen Relaisbetrieb durchführt, wenn die Spannung des Energiesystems nicht größer als ein Empfindlichkeitssetzwert ist; einen ersten Verzögerungszeitgeber (30), der ein Betriebssignal des Unterspannungsrelais (21) um eine Einstellungszeitperiode verzögert und ein verzögertes Signal ausgibt; ein Null-Phasen-Sequenz Überstromrelais (22), das einen Relaisbetrieb durchführt, wenn ein Null-Phasen-Sequenz Strom des Energiesystems nicht kleiner als ein Empfindlichkeitssetzwert ist; einen zweiten Verzögerungszeitgeber (30), der ein Betriebssignal des Null-Phasen-Sequenz Überstromrelais (22) um eine Einstellungszeitperiode verzögert und ein verzögertes Signal ausgibt; ein Negativ-Phasen-Sequenz Überstromrelais (23), das einen Relaisbetrieb durchführt, wenn ein Negativ-Phasen-Sequenz Strom des Energiesystems nicht kleiner als ein Empfindlichkeitssetzwert ist; einen dritten Verzögerungszeitgeber (30), der ein Betriebssignal des Negativ-Phasen-Sequenz Überstromrelais (23) um eine Einstellungszeitperiode verzögert und ein verzögertes Signal ausgibt; einen vierten Verzögerungszeitgeber (30), der ein Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignal (16-R), das an einen Anschluss der gegenüberliegenden Anschlüsse von dem anderen Anschluss über das Telekommunikationsmittel (15, 16) gesendet wird, um eine Einstellungszeitperiode, verzögert und ein verzögertes Signal ausgibt, und wobei das Schaltungsmittel (24, 14, 17) ein Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignal (15-S) von einem Anschluss der gegenüberliegenden Anschlüsse an seinen anderen Anschluss über das Telekommunikationsmittel (15, 16) sendet, wenn das Oszillationsdetektionsmittel (11) und das Negativ-Phasen-Sequenz Vorwärtsfehlerbestimmungsmittel (13) einen Relaisbetrieb durchführen, und wenn das Stromänderungsdetektionsrelais (12) einen Relaisbetrieb durchführt oder einer der ersten bis vierten Verzögerungszeitgeber (30) ein verzögertes Signal ausgibt, und einen Auslösebefehl (18) an einen Schaltungsunterbrecher an dem einen Anschluss gibt, wenn der eine Anschluss ein Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignal (16-R) von dem anderen Anschluss empfangt.
Schutzrelaissystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, ferner gekennzeichnet durch enthaltend ein Verzögerungsschaltungsmittel (90–97) zum Verzögern eines Ausgangssignals des Negativ-Phasen-Sequenz Vorwärtsfehlerbestimmungsmittels (13) um eine Einstellungszeitperiode und zum Ausgeben eines verzögerten Signals, wenn die Betriebszeitgebung des Stromänderungsdetektionsrelais (12) früher ist als die des Oszillationsdetektionsmittels (11).
Schutzrelaissystem nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 und 6, gekennzeichnet durch ferner enthaltend: ein Negativ-Phasen-Sequenz Rückwärtsfehlerbestimmungsmittel (111) zum Durchführen eines Relaisbetriebs während Systemfehlern hinter einem der gegenüberliegenden Anschlüsse, die zu schützen sind, basierend auf einer Beziehung in der Phase zwischen einer Negativ- Phasen-Sequenz Spannung und einem Negativ-Phasen-Sequenz Strom, die extrahiert werden von der Elektrizitätsgröße des Energiesystems; und ein Verzögerungsschaltungsmittel (112–117) zum Verzögern einer Übertragung des Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignals (15-S) und einer Ausgabe des Schaltungsunterbrecherauslösebefehls (18) bei Empfang des Schaltungsunterbrecherauslösezulassungssignals (16-R), wenn das Negativ-Phasen-Sequenz Vorwärtsfehlerbestimmungsmittel (13) keinen Relaisbetrieb durchführt für nicht kürzer als eine Einstellungszeitperiode während des Relaisbetriebs des Negativ-Phasen-Sequenz Rückwärtsfehlerbestimmungsmittels (111).
Schutzrelaissystem nach Anspruch 1, ferner enthaltend ein Abstandsrelais (1), das einen Relaisbetrieb durchführt, wenn eine Abstandsmessimpedanz, die auf einer Spannung und einem Strom eines Energiesystems basiert, in einen gewünschten Betriebscharakteristikbereich fällt, und einen Auslösebefehl (18) an einen Schaltungsunterbrecher an einem Anschluss der gegenüberliegenden zu schützenden Anschlüsse gibt; und ein Schaltungsunterbrecherauslöseblockiermittel (2) zum Blockieren des Schaltungsunterbrecherauslösebefehls (18), das von dem Abstandsrelais (1) gegeben wird, wenn das Oszillationsdetektionsmittel (11) den Relaisbetrieb durchführt.