DE611638C - Auf dem Vergleich der Energierichtungen an den Enden einer Leitungsstrecke beruhendeSchutzschaltung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 4. APRIL 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE 6850

21 c S118.30

beruhende Schutzschaltung

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. März 1930 ab

Es ist bekannt, zum selektiven Abschalten von Leitungsstrecken bei Auftreten eines Fehlers die Leitungsenden jeder Strecke mit einem Energierichtungsrelais auszurüsten und die Abschaltung der Strecke davon abhängig zu machen, daß die Energierichtungsrelais an den Enden der Strecke beide in die Strecke hineinweisen. Da nur dem Abschnitt, in dem der Fehler entstanden ist, Energie von beiden Seiten zufließt, wird durch diese Anordnung . ein selektives Abschalten der kranken Strecke erreicht. Außer dem Energierichtungsrelais werden auch Überstromrelais vorgesehen, welche als Anregung iür die Schutzeinrichtung dienen.

Gemäß der Erfindung werden, wenn mehrere aufeinanderfolgende Strecken durch Energierichtungsrelais geschützt werden, die Auslösevorrichtungen an den einzelnen Strek-

ao kenenden alle auf eine gleiche zweckmäßig kurz bemessene Zeit eingestellt, und nur an einzelnen Relaisorten werden Auslösevorrichtungen vorgesehen, welche zwei Auslösezeiten besitzen, eine kürzere unabhängige Auslösezeit, welche in Abhängigkeit von der Energierichtung an beiden Streckenenden zur Wirkung kommt und welche die gleiche Größe wie die Auslösezeiten an den übrigen Relaisorten besitzt, sowie ferner eine größere Auslösezeit, die sogenannte Reservezeit. Diese Zeit ist im Gegensatz zu der kurzen Auslösezeit der Streckenschutzeinrichtung nicht von den Energierichtungen am Anfang und Ende einer Leitungsstrecke abhängig, sondern nur von der Energierichtung am Relaisort sowie von der Voraussetzung, daß das Anregerelais (Überstrom-, Spannungsabfall-, Widerstandsrelais) das Vorhandensein eines Fehlers durch sein Ansprechen anzeigt. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß man einerseits bei dem Streckenschutz durch Energierichtungsrelais die gleiche Sicherheit für die "Abschaltung eines Fehlers erzielt wie beispielsweise bei der Anordnung mit Fehlerortzeitrelais, anderseits aber mit einer erheblich kürzeren Gesamtzeit für den Schutz des Netzes auskommt. Bei den Fehlerortzeitrelais kann nämlich die Abschaltung eines Fehlers nicht nur durch das der Fehlerstelle am nächsten liegende Relais erfolgen, sondern, falls dieses Relais versagt, nach einer gewissen Verzögerungszeit auch durch ein entfernter liegendes Relais. Dabei wird zwar auch eine benachbarte Strecke mitabgeschaltet; man hat aber die Sicherheit, daß die Abschaltung des Fehlers auf jeden Fall erfolgt. In der gleichen Weise wird bei der Anordnung gemäß der Erfindung bei ordnungsmäßigem Abschalten der

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

Dipl.-Ing. Hermann Neugebauer in Berlin-Spandau.

Relais nur die fehlerhafte Strecke selbst abgeschaltet. Wenn aber eine Ausschaltvorrichtung versagen sollte, so erfolgt nach Ablauf der Reservezeit die Auslösung an einer entfernteren Relaisstelle, wo eine Auslösevorrichtung mit zwei Relaiszeiten vorgesehen ist. Die gleiche Sicherheit läßt sich zwar auch dadurch erreichen, daß an jedem Relaisort eine Auslösevorrichtung mit zwei verschiedenen Auslösezeiten vorgesehen wird. Um ein selektives Abschalten zu erhalten, müssen, dann die Reservezeiten der einzelnen Auslösevorrichtungen gestaffelt werden. Wenn zahlreiche Relaisstellen hinteneinanderliegien, ergeben sich dabei für die der Sp:eisestelle am nächsten liegenden Relais unzweckmäßig große Verzögerungszeiten. Die Durchführung eines wirksamen Selektivschutzes der angrenzenden Speiseleitung mittels Impedanz- oder Reaktanzschutzes oder Zeitstufenschutzes wird dadurch außerordentlich er-, schwert oder gar unmöglich gemacht, weil dabei die Schutzeinrichtungen der Speiseleitungen auf außerordentlich hohe Grundzeiten eingestellt sein müssen. Bei einem Kurzschluß auf der Speiseleitung können infolgedessen in den Maschinen bereits erhebliche Zerstörungen durch den Kurzschlußstrom hervorgerufen sein, ehe die Abschaltung erfolgt. Dadurch, daß erfindungsgemäß von den Auslöseeinrichtungen des durcfrEnergierichtungsrelais geschützten Anlagenteiles nur einzelne mit zwei Auslösezeiten ^ausgerüstet sind, wird die Gesamtzeit, welche" man zur selektiven Abschaltung dieses Anlagenteiles benötigt, außerordentlich herabgedrückt. Ein Anwendungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abbildung.

In der Abbildung ist ein Ringnetz mit den Relaisstellen A, B, C, D, E, F, G und H dargestellt.. Das Ringnetz wird von einer Zentrale mit zwei'Generatoren 1 und 2 über eine Doppelleitung 3 und 4 gespeist. Die Doppelleitung 3 und 4 ist an ihrem Anfang durch ein Widerstandszeitrelais 5 in Verbindung -noKt einet¹ Achterschaltung 6 geschützt, Am Ende jeder Doppelleitung sind Energierichtungsrelais 7 bzw. 8. vorgesehen, welche nur bei Energierichtung vom jRingnetz zum Anfang der Doppelleitung hin abschalten.

An allen Relaisorten A bis H sind Überstromund Energierichtungsrelais vorgesehen. Die Energierichtungsrelais. je zweier Relaisstellen A-B, B-C usw. beeinflussen beispielsweise über Hilf sleitungen. oder durch Hochfreqtienzzeichen gegenseitig die Auslösevorrichtungen, so daß sie einen zwischen ihnen liegenden Fehler miteinerVerzögerung von. beispielsweise o,5 Sekunden abschalten. Dies ist in der Abbildung durch die kurzen Pfeile dargestellt. Am Relaisort B weist beispielsweise ein kurzer Pfeil zum Relaisort C hin, beim Relaisort C umgekehrt ein kurzer Pfeil in Richtung auf B. Durch die Pfeilrichtung ist die Energierichtung bezeichnet, bei welcher Abschaltung erfolgt. Die bei allen Relaisorten vorkommenden gleich kurzen Pfeile sollen andeuten, daß die Abschaltung bei allen Relaisorten auf die gleiche kurze Zeit von o,s Sekunden eingestellt ist.

Zu beiden Seiten der Einmündungsstellen der Doppelleitungen in die Ringleitung, d.h. bei A und H und bei D und E, sind außer den kurzen Pfeilen noch lange Pfeile eingezeichnet. Diese langen Pfeile bedeuten, daß die Auslösung auch mit einer größeren Zeitverzögerung erfolgen kann, beispielsweise in einer Sekunde. Die Pfeilrichtung deutet an, bei welcher Energierichtung diese größere Auslösezeit wirksam werden kann.

Wie aus der Abbildung hervorgeht, wird ein Fehler zwischen den Relaisorten A und B mit der Auslösezeit von 0,5 Sekunden abgeschaltet. Das gleiche gilt für Fehler auf den Strecken B-C, C-D, E-F, F-G, G-H. Versagt aber die Abschaltung innerhalb der kürzesten Zeit an einem Relaisort, so treten die Relaisstellen mit zwei Auslösezeiten in Wirkung. Wenn beispielsweise ein Fehler in der Strecke B-C zwar vom Relais C rechtzeitig, go vom Relais B dagegen nicht abgeschaltet wird, so tritt nach Ablauf einer weiteren Verzögerungszeit das Relais A in Tätigkeit und schaltet die Abschnitte A-B und B-C nach Ablauf seiner Reservezeit ab. Die Abschaltung des Fehlers ist dann nicht innerhalb .0,5 Sekunden, sondern beispielsweise, innerhalb einer Sekunde erfolgt. Relais mit Reservezeit sind nun nicht an jedem Relaisort vorgesehen, sondern erfindungsgemäß nur an einzelnen Stellen. In der Abbildung sind dies, die Einmündungsstellen der Doppelleitungen. Es können aber auch noch andere Stellen dafür gewählt werden, namentlich dann, wenn sehr viele Leitungsstrecken zu schützen sind. Wenn mehrere Relais mit zwei Auslösezeiten aufeinanderfglgen, so müssen die Reservezeiten abgestuft werden, um die unnötige Abschaltung gesunder Strecken möglichst ■ einzuschränken. Durch die Anordnung nur einzelner weniger Relaisstellen mit. zwei Abschaltzeiten wird.die Gesamtzeit für die. selektive Abschaltung erheblich herabgesetzt. Wenn man beispielsweise annimmt, daß sich die Relaiszeiten bei einer Zeitstaffelung um »5 je 0,5 Sekunden voneinander unterscheiden sollen, so wäre beispielsweise das Relais am Relaisort A auf eine größte Abschaltzeit von Sekunden einzustellen, wenn Relais B eine Zeit von 1,5 und P-elais C eine größte Abschaltzeit von 1,0 Sekunden für Ströme in der Richtung A-B-C-D hätte. So aber, wie

die Anordnung in der Abbildung gemäß der Erfindung gewählt ist, ist die größte Abschaltzeit des Relais bei A nicht 2 Sekunden, sondern nur 1 Sekunde. Auch die Relais bei D, E und H sind so eingestellt, daß sie eine kürzeste Abschaltzeit von 0,5 Sekunden und eine größte Abschaltzeit von 1,0 Sekunden haben.

Die Ansprechzeit des Impedanzrelais S muß in dem Fall, daß ein Fehler nicht auf der Doppelleitung 3, 4, sondern in der Ringleitung entstanden ist, größer als die größte Abschaltzeit sein, welche für den selektiven Schutz der Ringleitung benötigt ist. In dem gezeichneten Beispiel muß die Abschaltverzögerung des Impedanzrelais 5 bei einem Fehler in der Ringleitung größer als 1 Sekunde sein. Bei einem Fehler auf der Doppelleitung 3, 4 stehen die Energierichtungsrelais der Ringleitung an den

Relaisorten A bis H derart, daß keine Ab-. Schaltung in der Ringleitung eintreten kann. Infolgedessen können die Energierichtungsrelais 7 und 8 am Ende der Speiseleitung ohne Rücksicht auf den Zeitbedarf der Selektiv-Schutzeinrichtungen der Ringleitung auf kürzeste Zeit, beispielsweise wiederum auf 0,5 Sekunden, eingestellt werden.

Die Laufzeit des Impedanzrelais S ist, wenn ein Fehler auf einer der Doppelleitungen 3 und 4 entstanden ist, zunächst ziemlich groß, weil in dem Stromsystem des Impedanzrelais die Differenz der gleichgerichteten Ströme am Anfang der beiden Doppelleitungen wirksam wird. Sobald aber das Energierichtungsrelais die kranke Leitung von der Ringleitung getrennt hat, tritt im Impedanzrelais nicht mehr die Differenz der Ströme, sondern der volle Betrag des Fehlerstromes, der von der Energiequelle zur Fehlerstelle fließt, in Wirkung

und führt infolgedessen die Abschaltung des Anfangs der Doppelleitung in kürzester Zeit, beispielsweise in insgesamt etwas mehr als ι Sekunde herbei. Zum Gesamtschutz der Ringleitung und Doppelleitung wird infolgedessen eine Zeit benötigt, die außerordentlich klein ist und für einen wirksamen Schutz der angrenzenden Teile der Erzeugungsanlage reichlich Zeit läßt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Auf dem Vergleich der Energierichtungen an den Enden einer Leitungsstrecke beruhende Schutzschaltung für Leitungsanlagen mit mehreren aufeinanderfolgenden Leitungsstrecken, welche an jedem Streckenende mit je einem Leitungsschalter ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, daß nicht alle, sondern nur einzelne Leitungsschalter Auslösevorrichtungen mit mehreren Verzögerungszeiten besitzen, wobei die kürzere Aus-. lösezeit in Abhängigkeit von den Stromrichtungen an beiden Streckenenden, die längere Auslösezeit dagegen in Abhängigkeit von der Energierichtung an nur dem zugehörigen Streckenende zur Wirkung kommt.
2. 2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsschalter mit zwei verschiedenen Auslöse- zeiten entweder durch die Streckenschutzschaltung nach Ablauf einer unabhängigen und möglichst kurzen Zeit oder durch eine Zeitselektivschutzeinrichtung nach Ablauf einer größeren Zeitverzögerung geöffnet werden.
3. 3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 zum Schutz einer durch eine Doppelleitung gespeisten Ringleitung, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringleitung zu beiden Seiten der Einmündung der Doppelleitung (3, 4) in die Ringleitung Auslösevorrichtungen mit größter Auslösezeit (A₁H₁D₁E) vorgesehen sind und daß die Doppelleitung (3, 4) an ihrem Ende durch Energierichtungsrelais (7, 8) mit kürzester Auslösezeit und an ihrem Anfang durch ein Impedanzzeitrelais (s) geschützt ist, welches durch, die Differenz der Ströme in der Doppelleitung (3, 4) erregt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen