DE638310C

DE638310C - Arrangement for line protection devices

Info

Publication number: DE638310C
Application number: DES110758D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Friedlaender
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1933-08-27
Filing date: 1933-08-27
Publication date: 1936-11-13

Description

Es kommt häufig vor, daß durch irgendwelche Störungen, ■ beispielsweise durch einen Kurzschluß und der dadurch bewirkten Abtrennung von Netzteilen, die Maschinen, welche das Netz speisen, außer Tritt fallen. Die Folge davon ist, daß in den Koppelleitungen zwischen den Kraftwerken hohe Kurzschlußströme auftreten, deren Größe periodisch schwankt. Sind nun die Koppelleitungen mit Schutzeinrichtungen versehen, so kommen leicht Fehlauslösungen zustande, sobald die Kraftwerke außer Tritt gefallen sind. Hat man beispielsweise die Leitungen durch vom Verhältnis von Spannung zu Strom abhängige Relais geschützt (Reaktanzrelais, Impedanzrelais), so können diese Relais beim Durcheinanderlaufen der Maschinen ansprechen, da das Verhältnis von Spannung zu Strom bekanntlich vorübergehend an jeder Stelle der Leitung jeden beliebigen Wert annehmen kann.It often happens that some faults, for example a short circuit and the resulting disconnection of parts of the network, the machines that make up the network dine, fall out of step. The consequence of this is that in the coupling lines between the Power plants high short-circuit currents occur, the size of which fluctuates periodically. Are now If the coupling lines are provided with protective devices, false tripping can easily occur come about as soon as the power plants have fallen out of step. For example, if you have the lines Protected by relays that depend on the ratio of voltage to current (reactance relay, Impedance relays), these relays can respond when the machines run through each other, as the ratio of voltage as is well known, to temporarily assume any value at any point on the line can.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung, die es gestattet, Fehlauslösungen, die bei Außertrittfallen der Maschinen bzw. Kraftwerke oder Netze auftreten können, zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung eine Relaiseinrichtung vorgesehen, welche auf das Vorhandensein von mehr als einer Frequenz anspricht und bei ihrem Ansprechen die Schutzrelais sperrt.The invention relates to an arrangement that allows false tripping that occurs in Avoid falling out of the machines, power plants or networks. For this purpose, a relay device is provided according to the invention, which on the presence of more than responds to a frequency and blocks the protective relay when it responds.

Bei Selektivschutzschaltungen, die innerhalb sehr kurzer Zeit, z. B. 0,2 Sekunden, auslösen, wird man zweckmäßig die Anordnung so treffen, daß erst nach dieser Zeit, z. B. nach 0,3 Sekunden, die Sperrung erfolgt, um ein ordnungsgemäßes Abschalten eines . Kurzschlusses zu gewährleisten.In the case of selective protection circuits that take place within a very short time, e.g. B. 0.2 seconds, trigger, you will expediently make the arrangement so that only after this time, z. B. after 0.3 seconds, the blocking takes place in order to ensure a proper shutdown of a. Short circuit too guarantee.

Im allgemeinen wird man nur die schnell wirkenden Schutzrelais sperren, die langsamer wirkenden dagegen nicht. Man kann auch bei zeitabhängigen Schutzeinrichtungen, z, B. Impedanzrelais, nur die kurze Zeit sperren, die lange Zeit dagegen für die Auslösung bestehen lassen.In general, only the fast-acting protective relays will be blocked, but not the slower-acting ones. Even with time-dependent protective devices, e.g. impedance relays, it is only possible to block the short time, while the long time can be left for tripping.

Um eine Relaiseinrichtung zu schaffen, welche auf das Vorhandensein von mehr als zwei Frequenzen in der Leitung anspricht, können beispielsweise Strom und Spannung in den Koppelleitungen der Kraftwerke dienen. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise zu jeder Phase eines dreiphasigen Spannungswandlers, dessen Primärwicklung in Stern geschaltet ist und der eine kurzgeschlossene Dreieckwicklung besitzt, eine dem Strom in einer Phase proportionale Spannung addieren, und zwar derart, daß zur Phasenspannung der ersten Phase eine Spannung addiert wird,, die dem Strom der ersten Phase proportional ist, während zur Phasenspannung der zweiten bzw. dritten Phase eine Spannung addiert wird, die dem Strom der dritten bzw. zweiten Phase proportional ist. Zur Spannung der Phase R wird also eine dem Strom in dieser Phase proportionale SpannungIn order to create a relay device which responds to the presence of more than two frequencies in the line, current and voltage can be used in the coupling lines of the power plants, for example. For this purpose, for example, a voltage proportional to the current in one phase can be added to each phase of a three-phase voltage converter whose primary winding is star-connected and which has a short-circuited delta winding, in such a way that a voltage is added to the phase voltage of the first phase ,, which is proportional to the current of the first phase, while a voltage is added to the phase voltage of the second or third phase, which is proportional to the current of the third or second phase. A voltage proportional to the current in this phase becomes the voltage of phase R

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Or.-Ing. Brich Friedländer in Berlin-Ruhleben,.Or.-Ing. Brich Friedländer in Berlin-Ruhleben.

addiert, zur Phasenspannung S eine dem Strom in der Phase T proportionale Spannung und zur Phasenspannung T eine d,em Strom in der,,, Phase 5 proportionale Spannung. Diese so e% ^ haltenen Summenspannungen ändern beult) Außertrittfallen der Kraftwerke, die an die.5; Koppelleitung angeschlossen sind, nacheinander·"' ihre Größe, und zwar ist die Reihenfolge der Größenänderungen abhängig vom Unterschied ίο der Frequenzen in den beiden Kraftwerken. Jede dieser sekundären Spannungen kann nun beispielsweise gleichgerichtet werden und eine Feldwicklung eines nach Art eines Drehstrommotors gebauten Relais speisen, das einen Kurzschlußanker und drei um 120° versetzte Feldwicklungen besitzt. Der Kurzschlußanker wird durch Federn in einer Ruhelage gehalten. Er trägt einen Kontakthebel, der zwischen zwei feststehenden Kontakten spielt. Je nach dem Richtungssinn des Frequenzunterschiedes wird das Relais nach der einen Seite oder anderen Seite Kontakt machen, wodurch ein Sperrbefehl für die Schutzeinrichtung gegeben werden kann.added, to the phase voltage S a voltage proportional to the current in the phase T and a voltage proportional to the phase voltage T a d, em current in the ,,, phase 5. These total voltages held in this way change buckled) falling out of the power plants, which are connected to the.5; Coupling line are connected, one after the other · "'their size, namely the order of the size changes depends on the difference ίο the frequencies in the two power plants. Each of these secondary voltages can now, for example, be rectified and feed a field winding of a relay built like a three-phase motor, which has a short-circuit armature and three field windings offset by 120 °. The short-circuit armature is held in a rest position by springs. It carries a contact lever that plays between two fixed contacts. Depending on the direction of the frequency difference, the relay is turned to one side or the other Make contact, whereby a blocking command for the protective device can be given.

An Stelle zu jeder Phasenspannung eine dem Strom in einer Phase proportionale Spannung zu addieren, kann man auch zu jeder Phasenspannung ein und denselben stromabhängigen Vektor hinzufügen und diese so erhaltenen Summenspannungen, wie oben beschrieben, wieder gleichrichten und auf ein Drehstrommotorrelais einwirken lassen. Solange die beiden Kraftwerke miteinander synchron sind, entsteht im Relais kein Drehfeld. Tritt dagegen eine Synchronismusstörung ein, so ändert der stromabhängige Zusatzvektor seine Phasenlage gegenüber den drei Spannungen fortwährend. Die von den Gleichrichtern erzeugten Spannungen ändern daher nacheinander ihre Größe, so daß je nach der Richtung des erzeugten Drehfeldes das Relais nach der einen oder der anderen Seite Kontakt macht.Instead of each phase voltage, a voltage proportional to the current in a phase To add, one can also use one and the same current-dependent voltage for each phase voltage Add vector and add these total voltages as described above, rectify again and allow a three-phase motor relay to act. As long as the two Power plants are synchronized with each other, there is no rotating field in the relay. Kick it a synchronism disturbance, the current-dependent additional vector changes its phase position in relation to the three tensions continually. The voltages generated by the rectifiers therefore change their size one after the other, so that, depending on the direction of the rotating field generated, the relay after one or the other other side makes contact.

Man kann aber auch zur Feststellung des Richtungssinnes des Frequenzunterschiedes Spannungen (Ströme) verwenden, von denen die erste einem Spannungs- oder Stromvektor proportional ist, die zweite sich aus einem Spannungs- und einem Stromvektor zusammensetzt und die dritte einem Stromvektor proportional ist oder sich aus einem Spannungsund einem Stromvektor zusammensetzt.But you can also determine the Sense of direction of frequency difference voltages (currents) use of which the first is proportional to a voltage or current vector, the second is proportional to a Composed of voltage and a current vector and the third proportional to a current vector or is composed of a voltage and a current vector.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für die Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

In Fig. ι ist schematisch eine Impedanzschutzeinrichtung für eine Drehstromleitung R, S, T wiedergegeben. In der Leitung liegt ein Schalter 1, der bei Erregung der Auslösespule 2In Fig. Ι an impedance protection device for a three-phase line R, S, T is shown . In the line there is a switch 1 which, when the release coil 2 is excited

ausgeschaltet wird. 3 ist ein Impedanzrelais, welches unverzögert arbeiten soll, also ein Impedanzkipprelais, 4 ist ein Richtungsrelais.is turned off. 3 is an impedance relay that should work instantaneously, i.e. a Impedance toggle relay, 4 is a direction relay.

Mit 5 sind schematisch das Anrege- oder die Anregerelais, z. B. Überstromrelais, bezeichnet, durch die bei einem Fehler die Spannungsdes Impedanzrelais und des Energie-With 5, the excitation or the excitation relay, z. B. Overcurrent relay, designated, due to the voltage of the impedance relay and the energy

•_t|:||iitungsrelais erregt werden. Im Stromkreis• _t |: || line relays are energized. In the circuit

J_-J₁ Auslösespule 2 liegt der Kontakt 6 des ^.impedanzrelais 3 in Reihe mit dem Kontakt 7 '"•"des Energierichtungsrelais 4, der geschlossen ist, wenn Energie in die zu schützende Leitungsstrecke hineinfließt. Um zu verhindern, daß bei Außertrittfallen der Kraftwerke ein Aussehalten des Leitungsschalters erfolgt, ist eine Relaiseinrichtung 10 vorgesehen, die auf das Vorhandensein von mehr als einer Frequenz im Netz anspricht. Die Relaiseinrichtung besteht aus einem nach Art eines Drehstrommotors gebauten Relais 11, dessen Kurzschlußanker 12 einen beweglichen Kontakt 13 trägt, der zwischen den beiden feststehenden Kontakten 14 und 15 spielt. Durch Federn 16 wird der bewegliche Kontakt in einer Ruhelage gehalten. Das Drehstrommotorrelais besitzt drei um 120 ° versetzte Feldwicklungen 17,18,19. Die Feldwicklungen werden über Gleichrichter 20, 21 und 22 gespeist. 26, 27, 28 sind drei Spannungswandler, deren Primärwicklungen in Stern geschaltet sind. Es können drei einphasige Spannungswandler verwendet werden, oder auch ein dreiphasiger Spannungswandler mit einem oder mehreren zusätzlichen Sehenkehl. Parallel zur Sekundärwicklung des Spannungswandlers 26 liegt die Sekundärwicklung des Stromwandlers. 29. Dadurch wird erreicht, daß sich der Sternpunkt der sekundären Spannungen der Spannungswandler verschiebt, so daß die einzelnen auf die Gleichrichter einwirkenden Spannungen ihre Größe in einer Reihenfolge ändern, die vom Richtungssinn des Frequenzunterschiedes abhängig ist. Im Ausführungsbeispiel speist jede Sekundärwicklung Gleichrichter 20, 21 und 22, die aus je vier Gleichrichtern in Graetzscher Schaltung bestehen. Die gleichgerichteten Spannungen sind über Widerstände 23, 24, 25 in Dreieck geschaltet. Von der Differenz von je zwei Spannungen wird das Relais 11 erregt. Tritt eine Synchronismusstörung auf, so spricht dieses Relais an. Es spricht aber auch bereits an, wenn die Spannungsvektoren der an den Enden der Koppelleitung liegenden Maschinen versuchen, ihre Winkellage gegeneinander zu ändern.J _- J ₁ tripping coil 2, the contact 6 of the impedance relay 3 is in series with the contact 7 '"•" of the energy direction relay 4, which is closed when energy flows into the line to be protected. In order to prevent the line switch from shutting down when the power plants are stepped out, a relay device 10 is provided which responds to the presence of more than one frequency in the network. The relay device consists of a relay 11 constructed in the manner of a three-phase motor, the short-circuit armature 12 of which carries a movable contact 13 which plays between the two stationary contacts 14 and 15. The movable contact is held in a rest position by springs 16. The three-phase motor relay has three field windings 17, 18, 19 offset by 120 °. The field windings are fed via rectifiers 20, 21 and 22. 26, 27, 28 are three voltage converters whose primary windings are star-connected. Three single-phase voltage converters can be used, or a three-phase voltage converter with one or more additional tubes. The secondary winding of the current transformer is parallel to the secondary winding of the voltage transformer 26. 29. This ensures that the neutral point of the secondary voltages of the voltage converters shifts, so that the individual voltages acting on the rectifier change their size in a sequence that depends on the direction of the frequency difference. In the exemplary embodiment, each secondary winding feeds rectifiers 20, 21 and 22, which each consist of four rectifiers in a Graetzian circuit. The rectified voltages are connected in a triangle via resistors 23, 24, 25. The relay 11 is excited by the difference between two voltages. If a synchronicity disturbance occurs, this relay responds. But it also already responds when the voltage vectors of the machines at the ends of the coupling line try to change their angular position with respect to one another.

Um bei einem Außertrittfallen der Kraftwerke die Auslösung zu sperren, liegt gemäß der Erfindung im Stromkreis der Auslösespule der Kontakt 31 eines Zeitrelais 30, dessen Wicklung einerseits an die feststehenden Kontakte und 15, andererseits an den beweglichen Kontakt 13 angeschlossen ist. Im normalen Betrieb ist der Ruhekontakt dieses Zeitrelais geschlossen. Spricht aber das Relais 11 an, so wird nach einer gewissen Zeit dieser Ruhe-In order to block the triggering in the event of the power plants being stepped out, according to the Invention in the circuit of the trip coil of the contact 31 of a timing relay 30, its winding on the one hand to the fixed contacts and 15, on the other hand to the movable ones Contact 13 is connected. In normal operation, the normally closed contact is this time relay closed. But if the relay 11 responds, after a certain time this idle

kontakt geöffnet und damit die Auslösung des Schalters ι gesperrt.contact open and thus the triggering of the switch ι blocked.

Im Ausführungsbeispiel ist nur die Anordnung für das rechte Ende der Leitungsstrecke angegeben. Für das linke Ende der Leitungsstrecke ist die Anordnung entsprechend. In the exemplary embodiment, only the arrangement is for the right end of the line section specified. The arrangement is the same for the left end of the line.

Tritt in dieser zu schützenden Leitungsstrecke ein Kurzschluß auf, so wird das Anregerelais 5 ansprechen und das Energierichtungsrelais und das Impedanzrelais erregen. Das Impedanzrelais schließt seinen Kontakt 5, das Richtungsrelais seinen Kontakt 6, so daß die Auslösespule 2 über die geschlossenen Kontakte 5, 6 und 31 Strom erhält und der Schalter ausgeschaltet wird. In entsprechender Weise wird auch der Schalter am links liegenden Streckenende geöffnet. Liegt aber der Kurzschluß beispielsweise rechts vom Schalter 1, so schlägt das Energierichtungsrelais nach der anderen Seite aus, so daß die Auslösung gesperrt ist. »If a short circuit occurs in this line section to be protected, the starter relay is activated 5 respond and energize the energy direction relay and the impedance relay. The impedance relay closes its contact 5, the Direction relay its contact 6, so that the trip coil 2 via the closed contacts 5, 6 and 31 receives power and the switch is turned off. In a corresponding way the switch at the end of the route on the left is also opened. But if the short circuit lies for example, to the right of switch 1, the energy direction relay beats after the the other side so that the release is blocked. »

Ist nun beispielsweise durch Abschalten irgendeines Kurzschlusses in einer von der Koppelleitung ausgehenden Leitung eine Synchronismusstörung erfolgt, so kann beim Außertrittfallen der Kraftwerke das Impedanzrelais ansprechen, und es kann vorkommen, daß das Energierichtungsrelais auch gleichzeitig seinen Kontakt schließt, also anzeigt, daß der Fehler innerhalb der Strecke zu suchen ist, obwohl ein solcher Fall nur durch das Außertrittfallen der Kraftwerke vorgetäuscht wird. In diesem Fall spricht aber das Relais 11 an und schließt seinen Kontakt, wodurch das Zeitrelais 30 erregt wird und nach beispielsweise 0,3 Sekunden seinen Kontakt 31 öffnet, so daß die Auslösung gesperrt wird.Is now for example by switching off any short circuit in one of the Coupling line outgoing line if a synchronicity disturbance occurs, it can fall when stepping out of the power plants respond to the impedance relay, and it can happen that the Energy direction relay also closes its contact at the same time, indicating that the error is to be looked for within the route, although such a case is only due to the falling out of the Power plants is faked. In this case, however, the relay 11 responds and closes its contact, whereby the timing relay 30 is energized and after, for example, 0.3 seconds its contact 31 opens, so that the release is blocked.

Das Zeitrelais 30 ist aus dem Grunde eingefügt, um das ordnungsgemäße Abschalten eines Kurzschlusses nicht zu verhindern. Bei einem Kurzschluß auf der Leitungsstrecke versuchen nämlich die angeschlossenen Maschinen im ersten Augenblick ihre Spannungen gegeneinander zu verschieben. In diesem Falle würde das Relais 12 ansprechen und gleich eine Sperrung hervorrufen, so daß der Schnellschutz nicht ansprechen kann. Es wird daher ein Zeitrelais eingefügt, so daß die Sperrung erst nach einer Zeit erfolgt, die größer als die Auslösezeit der Schnellschutzeinrichtung ist. Es besteht aber trotz dieses Zeitrelais dabei nicht die Gefahr, daß bei einem Außertrittfallen der Maschine die Schutzrelais die Auslösung bewirken, da infolge der Trägheit der Maschinen gewöhnlich eine Zeit von mehr als 0,5 Sekunden verstreicht, bevor die Spannungsvektoren der an den Enden der Koppelleitung liegenden Maschinen in Phasenopposition kommen und dadurch ein Ansprechen der Schutzrelais hervorrufen. Wenn daher das Zeitrelais bereits bei /),3 Sekunden seinen Kontakt Öffnet, so kann durch die Maschinenpendelungen keine Auslösung erfolgen.The timing relay 30 is inserted for the reason so as not to prevent a short circuit from being properly switched off. at The connected machines try to cause a short circuit on the line to shift their tensions against each other at the first moment. In this case the relay 12 would respond and immediately cause a block, so that the rapid protection can not respond. A timing relay is therefore inserted, so that the blocking only takes place after a time that is greater than the tripping time of the rapid protection device. In spite of this time relay, there is no risk of falling if someone steps out of the way of the machine, the protective relays cause the trip, as a result of the inertia of the machines usually a time of more than 0.5 seconds elapses before the voltage vectors of the machines located at the ends of the coupling line come into phase opposition and thereby triggering the protective relay. Therefore, if the timing relay is already at /), 3 seconds his contact opens, so no triggering can occur due to the machine oscillations.

Um zu erreichen, daß das Netz abgeschaltet wird, wenn innerhalb einer bestimmten Zeit sich die Maschinen nicht wieder gefangen haben, ist noch ein Zeitrelais 32 vorgesehen, das gleichfalls vom Relais 12 aus erregt wird und nach einer längeren Zeit dessen Kontakt 33 schließt, der parallel zum Kontakt 31 liegt.To achieve that the network is switched off, if within a certain time the machines have not caught up again, a timing relay 32 is also provided, the is also excited from the relay 12 and after a longer time its contact 33 closes, which is parallel to contact 31.

Im allgemeinen wird man aber außer den schneE wirkenden Relaiseinrichtungen noch langsamer wirkende Relaiseinrichtungen haben. Es genügt dann im allgemeinen, nur die schnell wirkenden Relais zu sperren, die langsamer wirkenden dagegen arbeiten zu lassen, wenn ihre Verzögerungszeit größer als die größte Schwebungsdauer ist. Bevor diese Zeit zum Ablauf kommt, ist die Anregung wieder abgefallen. In general, however, apart from the snow-working relay devices, one will still be able to do this have slower acting relay devices. It is then generally sufficient, just the quick to block acting relays, to let the slower acting against it work, if their delay time is greater than the largest beat duration. Before that time to Expiry comes, the excitation has dropped out again.

In Fig. 2 ist schematisch die Anordnung der Relais dargestellt. 40 und 41 sind die beiden Kraftwerke, die über die Leitung 42 gekoppelt sind, von der eine Leitung 43 ausgeht. 5°> 5¹« 52 und 53 sind die Schutzrelais, jedem dieser Schutzrelais ist ein Relais 50', 51', 52' und 53' zugeordnet, welches auf Vorhandensein von mehr als einer Frequenz in der Leitung anspricht. 54 ist das Schutzrelais für die Stichleitung 43.In Fig. 2, the arrangement of the relay is shown schematically. 40 and 41 are the two power plants which are coupled via the line 42 from which a line 43 extends. 5 °> 5 ¹ «52 and 53 are the protective relays, each of these protective relays is assigned a relay 50 ', 51', 52 'and 53', which responds to the presence of more than one frequency in the line. 54 is the protective relay for the spur line 43.

In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem an Stelle die Auslösung vollkommen zu sperren, das Schutzrelais auf eine längere Verzögerungszeit umgeschaltet wird. 1 ist wieder der Leitungs- ^9S schalter, 2 die Auslösespule, 4 das Richtungsrelais und 3 das Impedanzrelais. Die Anregerelais sind der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet. Das Impedanzrelais besteht aus einer Ferrarisscheibe 60 mit einer Stromspule 61 und einer Spannungsspule 62. Die Spannungsspule soll beispielsweise erst beim Ansprechen eines Anregerelais erregt werden. Das Impedanzrelais besitzt ferner ein nicht dargestelltes Zeitwerk mit den Kontakten 63 und 64. 65 ist ein mit der Ferrarisscheibe gekoppelter feststehender Kontakt, der in der Ruhe durch einen Anschlag 66 in einer Lage gehalten wird, welche dem Leitungswiderstand bei Kurzschluß in einer bestimmten Entfernung vom Relais entspricht. Wenn kein Fehler innerhalb dieser Entfernung auftritt, bleibt die Scheibe 60 in Ruhe, so daß der Kontakt 64 mit dem Kontakt 67 in Berührung kommen kann, und die Auslösung erfolgt, sobald der Laufkontakt 64 den Kontakt 67 berührt. Liegt aber der Fehler außerhalb dieser Strecke, so bewegt sich die Scheibe nach rechts, und die Auslösung erfolgt erst, sobald der Laufkontakt 63 den Kontakt 65 berührt. Gemäß der Erfindung liegt nun in 12a Reihe mit dem Kontakt 64 der Kontakt 6g des Relais 68,' welches von dem Relais 11In Fig. 3, another embodiment of the invention is shown in which, instead of completely blocking the triggering, the protective relay is switched to a longer delay time. 1 is again the line ^9S switch, 2 is the trip coil, 4 is the direction relay and 3 is the impedance relay. The trigger relays are not shown for the sake of clarity. The impedance relay consists of a Ferraris disk 60 with a current coil 61 and a voltage coil 62. The voltage coil should, for example, only be excited when an excitation relay responds. The impedance relay also has a timer (not shown) with the contacts 63 and 64. 65 is a fixed contact coupled to the Ferraris disk, which is held at rest by a stop 66 in a position which reduces the line resistance in the event of a short circuit at a certain distance from the relay is equivalent to. If no fault occurs within this distance, the disc 60 remains at rest, so that the contact 64 can come into contact with the contact 67, and the trip occurs as soon as the running contact 64 touches the contact 67. If, however, the fault lies outside this distance, the disk moves to the right and the triggering only takes place as soon as the running contact 63 touches the contact 65. According to the invention, the contact 6g of the relay 68, which is of the relay 11, is now in series 12a with the contact 64

gespeist wird. Sobald dieses nach der. einen oder anderen Seite Kontakt, macht, wird der Kontakt 69 geöffnet, so daß. nur die lange Verzögerungszeit für die Auslösung wirksam ist. Im Ausführungsbeispiel wird das Relais 11 in etwas anderer Weise gespeist wie bei der Anordnung nach Fig, 1,is fed. As soon as this after the. a or the other side makes contact, the contact 69 is opened so that. only the long one Delay time for tripping is effective. In the exemplary embodiment, the relay 11 is in fed somewhat differently than in the arrangement according to FIG. 1,

* Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 ist die erste Spannung einem Stromvektor to proportional, die zweite und dritte ist je aus einem Strom- und einem Spannungsvektor zusammengesetzt. Zu diesem Zweck sind Stromwandler 70, 71 und- 72 vorgesehen. Die sekundären Wicklungen sind über Drosselspulen 73, 74 und 75 geschlossen. 76 ist ein Spannungswandler, der zwei Sekundärwicklungen besitzt. Die eine Sekundärwicklung 77 liegt in Reihe mit dem Widerstand 74. Die andere Sekundärwicklung 78 ist in Reihe mit dem Widerstand 75 geschaltet, und zwar sind diese Zusatzspannungen in beiden Stromkreisen um 180 ° gegeneinander versetzt. Der Stromwandler 70 speist eine Gleichrichteranordnung 20, die Summe aus den Spannungen an dem Widerstand 74 und der Sekundärwicklung 77 des Spannungswandlers 76 speist eine Gleichrichteranordnung 21. Die Summe aus der Spannung des Stromwandlers 72 und der Sekundärwicklung 78 speist eine Gleichrichteranordnung 22. Die Gleichrichter sind wieder über Widerstände 23, 24 und 25 in Reihe geschaltet. Von der Differenz je zweier Spannungen wird das Relais 11 erregt. Auch in dieser Schaltung gibt das Relais 11 nach der einen oder anderen Seite Kontakt, wenn eine Synchronismusstörung auftritt.* In the exemplary embodiments according to FIG. 3, the first voltage is a current vector to proportional, the second and third are each composed of a current and a voltage vector. Current transformers 70, 71 and 72 are provided for this purpose. The secondary Windings are closed via choke coils 73, 74 and 75. 76 is a voltage converter, which has two secondary windings. One secondary winding 77 is in series with resistor 74. The other secondary winding 78 is in series with resistor 75 switched, namely these additional voltages in both circuits are 180 ° against each other offset. The current converter 70 feeds a rectifier arrangement 20, the sum the voltages across resistor 74 and secondary winding 77 of the voltage converter 76 feeds a rectifier arrangement 21. The sum of the voltage of the current transformer 72 and the secondary winding 78 feeds a rectifier arrangement 22. The rectifiers are again via resistors 23, 24 and 25 connected in series. The relay 11 is excited by the difference between two voltages. In this circuit too, relay 11 makes contact on one side or the other, when a synchronicity failure occurs.

Im Ausführungsbeispiel ist das Relais 68 alsIn the exemplary embodiment, the relay 68 is as

unverzögert wirkendes Relais angenommen, unter der Voraussetzung, daß es sich nicht· um momentan wirkende Schutzrelaiseinrichtungen handelt.instantaneous relay assumed, provided that it is not · currently active protective relay devices.

Um zu erreichen, daß bei einer kurzzeitigen Kontaktpause desRelaisn keine Unterbrechung der Sperrung erfolgt," bzw. um zu verhindern, daß bei einer Kontaktgabeumkehr des Relais 11 eine Freigabe des Auslösekreises des Schalters vorkommen kann, kann man Speicherschaltungen verwenden.In order to ensure that there is no interruption in the event of a brief contact break in the relay the blocking takes place, "or to prevent a contact reversal of the relay 11 A release of the trip circuit of the switch can occur, one can use memory circuits use.

Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt die Fig. 4. 11 ist das Relais mit den beiden feststehenden Kontakten 14 und 15 und dem beweglichen Kontakt 13. Zwischen dem beweg- liehen Kontakt 13 und der-Batterie 70 liegt die Spule 72 eines Relais 71, welches dem Relais 68 der Fig. 3 entsprechen kann (es erhält dann an Stelle des Arbeitskontaktes 74 einen Ruhekontakt)·, oder ein besonderes Relais ist, welches durch Schließen seines Kontaktes 74 die Zeitrelais 30 und 33 nach der Fig. 1 erregt. Dieses Relais 71 besitzt einen Haltekontakt 73, der in Reihe mit dem Kontakt 76 eines Zeitrelais 75 und der Spule 77 des Zeitrelais zwischen dem beweglichen Kontakt 13 und den feststehenden Kontakten 14 und 15 des Relais n liegt. Schlägt das Relais 11 beispielsweise nach links aus, so wird die Spule 72 erregt. Die Kontakte 73 und 74 werden geschlossen. Öffnet nun das Relais 11 seinen Kontakt, so bleibt der Stromkreis über die Spule 77 des Zeitrelais 75 geschlossen. Der Widerstand dieser Spule 77 des Zeitrelais 75 darf also nicht so groß sein, daß der Strom im Relais 71 unter die Abfallgrenze sinkt, falls sich der Kontakt 14 oder 15 öffnet. Es bleibt dann das Relais 71 vom Augenblick des öffnens des Kontaktes 14 oder 15 für die Laufzeit des Zeitrelais 75 erregt und fällt erst dann ab, wenn einer der beiden Kontakte des Hauptrelais 11 eine längere Zeit geöffnet wurde, als der Laufzeit des Relais 75 entspricht. Ist das Zeitrelais abgelaufen, so wird der Haltestromkreis des Hilfsrelais 71 unterbrochen und damit die Verriegelung aufgehoben. An exemplary embodiment for this is shown in FIG. 4. 11 is the relay with the two fixed contacts 14 and 15 and the movable contact 13. Between the movable contact 13 and the battery 70 is the coil 72 of a relay 71, which is the relay 68 of FIG. 3 (it then receives a normally closed contact instead of the normally open contact 74), or is a special relay which, by closing its contact 74, excites the timing relays 30 and 33 according to FIG. This relay 71 has a holding contact 73 which is in series with the contact 76 of a timing relay 75 and the coil 77 of the timing relay between the movable contact 13 and the fixed contacts 14 and 15 of the relay n. If the relay 11 deflects to the left, for example, the coil 72 is energized. Contacts 73 and 74 are closed. If the relay 11 now opens its contact, the circuit via the coil 77 of the timing relay 75 remains closed. The resistance of this coil 77 of the timing relay 75 must therefore not be so great that the current in the relay 71 falls below the dropout limit if the contact 14 or 15 opens. Relay 71 then remains energized from the moment contact 14 or 15 is opened for the duration of time relay 75 and only drops out when one of the two contacts of main relay 11 has been open for a longer time than the duration of relay 75 corresponds. If the time relay has expired, the holding circuit of the auxiliary relay 71 is interrupted and the locking is thus canceled.

Um zu verhindern, daß bei einem zweipoligen Kurzschluß in der Koppelleitung, wenn gleichzeitig Pendelungen erfolgen, eine Sperrung der Schutzrelais erfolgt, kann man noch ein auf die gegenläufige Komponente ansprechendes Relais vorsehen, welches bei seinem Ansprechen das vom Relais 11 ausgehende Kommando sperrt. Zu diesem Zweck kann beispielsweise bei der Anordnung nach Fig. 3 in Reihe mit der Erregerwicklung des Relais 68 ein Ruhekontakt eines Relais liegen, welches über einen Drehfeldscheider so an das Netz angeschlossen ist, daß auf das Relais nur die gegenläufige Komponente zur Einwirkung gebracht wird. Sobald diese einen bestimmten Wert überschreitet, beispielsweise bei einem zweipoligen Kurzschluß, spricht das Relais an und verhindert eine Sperrung der Auslösung des Schalters i.To prevent a two-pole short circuit in the coupling line when at the same time Oscillations occur, the protective relay is blocked, you can still open provide the opposing component responding relay, which when responding the command issued by relay 11 is blocked. For this purpose, for example in the arrangement according to FIG. 3 in series with the excitation winding of the relay 68 a normally closed contact of a relay, which is connected to the network via a rotary field separator is that only the opposite component is brought into action on the relay. As soon as this exceeds a certain value, for example with a two-pole Short circuit, the relay responds and prevents the triggering of the switch from being blocked i.

Die Relais, welche auf das Vorhandensein von mehr als einer Frequenz im Netz ansprechen, können auch noch in anderer Weise ausgebildet werden.The relays, which respond to the presence of more than one frequency in the network, can also be designed in other ways.

Beispielsweise könnte man mittels eines Phaseiimeßinstrumentes den Winkel zwischen einander zugeordneten Spannungsvektoren, z.B. zweier Phasenspannungen, an verschiedenen Punkten der Koppelleitung messen. Es ist «° dabei nicht erforderlich, daß die Spannungen zum Aufstellungsort des Relais durch besondere Leitungen übertragen werden, sondern man kann eine Art Netznachbildung verwenden; z.B. könnte man die Stromspulen eines Leistungsfaktormessers von der Summe aus einer Phasenspannung und einer dem Strom in derselben Phase proportionalen Spannung erregen, indem man in Reihe mit der Stromspule des Meßgerätes eine sekundäre Phasenwicklung eines dreiphasigen Spannungswandlers, dessen Primärwicklung in Stern geschaltet ist und der eineFor example, you could use a Phaseiimeßinstrumentes the angle between voltage vectors assigned to one another, e.g. two phase voltages, at different Measure the points of the coupling line. It is not necessary that the tensions be transmitted to the place of installation of the relay by special cables, but man can use some kind of network simulation; E.g. one could use the current coils of a power factor meter excite from the sum of a phase voltage and a voltage proportional to the current in the same phase, by placing a secondary phase winding of a three-phase voltage converter, the primary winding of which is connected in star and the one

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kurzgeschlossene Dreieckswicklung besitzt, und einen Widerstand schaltet, der an die Sekundärwicklung eines Stromwandlers angeschlossen ist. Die Spannungssysteme des Gerätes werden von der verketteten Spannung erregt. Der Leistungsfaktormesser mißt somit den Winkel zwischen der Spannung am Aufstellungsort und einer Spannung an einer entfernten Stelle der Koppelleitung, die durch die Größe deshas short-circuited delta winding, and a resistor switches to the secondary winding a current transformer is connected. The voltage systems of the device are from the chained voltage excited. The power factor meter thus measures the angle between the voltage at the installation site and a voltage at a remote location the coupling line, which is determined by the size of the

ίο Widerstandes bestimmt ist. Das bewegliche System des Leistungsfaktormessers kann z. B.ίο resistance is determined. The movable one System of the power factor meter can e.g. B.

-mit einem Ferrarisrelais gekuppelt sein, dessen Bremsmagnet drehbar angeordnet ist. Der Bremsmagnet trägt dann einen Kontaktarm, der durch eine Feder zwischen den beiden feststehenden Kontakten gehalten wird.-be coupled with a Ferraris relay, the brake magnet of which is rotatably arranged. Of the The brake magnet then carries a contact arm that is held between the two by a spring fixed contacts.

Zur Anzeige bzw. zur Erzeugung einer Relaiswirkung beim Außertrittfallen der Kraftwerke kann man auch ein Frequenzfilter verwenden,To display or to generate a relay effect when the power plants are stepped out of the way you can also use a frequency filter,

ao das von der gemeinsamen Maschinen- «nd Netzspannung oder dem gemeinsamen Maschinen- und Netzstrom gespeist wird und das eine Mehrphasenspannung mit der Schlupffrequenz zwischen Netz- und Maschinenspannung liefert, die eine Relaisvorrichtung speist. Zu diesem Zweck könnte man beispielsweise mit dem Generator des Kraftwerkes eine Kollektormaschine (Kommutatorfrequenzwandler) koppeln, dessen Ständer wicklungslos ist. Den Schleifringen wird dann die gemeinsame Netz- und Maschinenspannung zugeführt, während am Kommutator eine mehrphasige schlupf frequente Spannung abgenommen wird. Diese Schlupfspannung wechselt ebenfalls den Richtungssinn ihres Umlaufs, wenn die Kraftmaschinen des Netzes durcheinanderlaufen. Man kann daher die Schlupfspannung zum Antrieb eines Drehfeldrelais verwenden.
Die Anordnung nach der Erfindung ist nicht beschränkt auf Schutzeinrichtungen, welche das Verhältnis von Spannung zu Strom messen, sondern kann auch beispielsweise angewendet werden, wenn Schutzeinrichtungen vorgesehen sind, bei denen die Auslösung des Leitungsschalters nicht nur vom Verhalten der Relais beim Schalter, sondern vom Verhalten der Relaiseinrichtungen an beiden Enden der Strecke abhängig ist. Bei derartigen Schutzeinrichtungen sind z. B. an den Enden jeder Strecke Relais vorgesehen, die über eine Hilfsleitung oder beispielsweise über die Leitungen selbst (Hochfrequenzübertragung) miteinander in Verbindung stehen und in solche Abhängigkeit gebracht sind, daß die Auslösung eines Leitungsschalters nur dann erfolgen kann, wenn ein Signal vom entfernten Streckenende ausbleibt, also wenn dort das Richtungsrelais angesprochen hat und anzeigt, daß der Fehler innerhalb der Strecke liegen kann. Auch bei diesen Anordnungen kann man durch Anwendung der Erfindung verhindern, daß ein falsches Auslösen erfolgt, wenn Pendelungen auftreten. Außer diesen sehr schnell wirkenden Schutzeinrichtungen sind im allgemeinen noch weitere Schutzeinrichtungen, z. B. Impedanzrelais, vorgesehen, wobei ähnlich wie bei Fig. 3 die Schutzeinrichtung an einem Leitungsende unabhängig vom Zustand der Schutzeinrichtung am anderen Leitungsende arbeitet und die beim Versagen der erstgenannten Schutzeinrichtung eine Auslösung bewirken, und zwar sieht man im allgemeinen auch schnell wirkende Schutzeinrichtungen vor, die allerdings eine größere Auslösezeit haben als die erstgenannten Einrichtungen. Auch diese kann man dann sperren, wenn Pendelungen auftreten. Man läßt dann im allgemeinen nur noch die Reserveschutzeinrichtung wirksam sein, die eine sehr große Auslösezeit besitzt.ao that is fed by the common machine and mains voltage or the common machine and mains current and that supplies a multi-phase voltage with the slip frequency between mains and machine voltage, which a relay device feeds. For this purpose, for example, a collector machine (commutator frequency converter) could be coupled to the generator of the power plant, the stator of which is winding. The common mains and machine voltage is then fed to the slip rings, while a polyphase, slip-frequency voltage is taken from the commutator. This slip voltage also changes the direction of its rotation when the power machines of the network run through each other. You can therefore use the slip voltage to drive a rotating field relay.
The arrangement according to the invention is not limited to protective devices that measure the ratio of voltage to current, but can also be used, for example, when protective devices are provided in which the triggering of the line switch is not only dependent on the behavior of the relay at the switch, but also on the behavior the relay devices at both ends of the line is dependent. In such protective devices are z. B. provided at the ends of each route relays, which are connected to each other via an auxiliary line or, for example, via the lines themselves (high frequency transmission) and are brought into such a dependency that the triggering of a line switch can only take place when a signal from the distant end of the line does not occur, i.e. when the direction relay has responded there and indicates that the error may be within the route. With these arrangements, too, the invention can be used to prevent false triggering from occurring when oscillations occur. In addition to these very fast-acting protective devices, other protective devices, e.g. B. Impedance relay, provided, whereby similar to Fig. 3, the protective device at one end of the line works independently of the state of the protective device at the other end of the line and which cause a trip in the event of failure of the first-mentioned protective device, and in general, fast-acting protective devices are also provided, which, however, have a longer release time than the first-mentioned devices. This can also be blocked when oscillations occur. In general, only the backup protection device, which has a very long tripping time, is then left to be effective.

Um ein Wiederfangen der außertrittgefallenen Maschinen und Kraftwerke zu erreichen, wird vorteilhaft in jedem Kraftwerk eine Vorrichtung vorgesehen, die auf den Richtungssinn des Frequenzunterschiedes der beiden Kraftwerke anspricht. Diese Vorrichtung kann genau so gebaut sein wie die Relaiseinrichtungen, wie sie für die Sperrung der Schutzeinrichtung beschrieben sind. Diese Vorrichtungen wirken dann so, daß beim Außertrittfallen der Kraftwerke die normale Regelung (Frequenzregelung, Regelung der Übergabeleistung) unterbrochen wird und die Maschinen bzw. Kraftwerke in Richtung auf eine Frequenz geregelt werden, die zwischen den augenblicklich vorhandenen ungleichen Frequenzen liegt.In order to regain the machines and power plants that have fallen out of step, Advantageously, a device is provided in each power plant, which is based on the direction of the Responds to the difference in frequency between the two power plants. This device can do exactly the same be constructed like the relay devices, as described for the blocking of the protective device are. These devices then act so that when the power plants fall out of step normal regulation (frequency regulation, regulation of the transfer power) is interrupted and the machines or power plants are regulated in the direction of a frequency that is between the currently existing unequal frequencies.

Die Regelung erfolgt also so, daß die Maschinen des Kraftwerkes mit überschüssiger Leistung gedrosselt, während die Maschinen (vorzugsweise alle) des anderen Kraftwerkes in ihrer Leistung gesteigert werden. Dadurch ge- >oo lingt es, bei einem Außertrittfallen der Kraftwerke ein schnelles Wiederfangen zu erreichen, so daß Störungen auf ein Minimum vermindert werden. Man könnte aber auch nur in einem der Kraftwerke die normalen Regler abschalten und die auf den Richtungssinn des Frequenzunterschiedes ansprechende Vorrichtung auf die Maschinen dieses Kraftwerkes einwirken lassen.The regulation is done so that the machines of the power plant with excess Power throttled while the machines (preferably all) of the other power plant in their performance can be increased. As a result,> oo it succeeds if the power plants fall out of step to achieve a quick recovery so that disturbances are reduced to a minimum will. But you could also switch off the normal controllers in just one of the power plants and the device responsive to the sense of direction of the frequency difference let the machines of this power plant take effect.

In den Fällen, in denen sich die Maschinen ti» nicht wiederfangen, bzw. bei denen ein Wiederfangen eine lange Zeit in Anspruch nimmt, kann man auch noch besondere Einrichtungen auf der Leitung vorsehen, die nach einer gewissen Zeit, wenn die Pendelungen nicht beseitigt sind, die Leitung z. B. an den Stromscheiden auftrennt. Man wird dann z. B, durch die Relais gemäß der Erfindung die normalen Schutzeinrichtungen dauernd sperren und nur die letztgenannten Einrichtungen, welche die Leitungen an den Stromscheiden aufreißen, wirksam werden lassen.In those cases in which the machines do not recover, or in which a recapture If it takes a long time to complete, you can also provide special facilities on the line, after a certain amount of time Time when the oscillations are not eliminated, the line z. B. on the current sheaths separates. One will then z. B, through the relay according to the invention the normal Lock protective devices permanently and only the last-mentioned devices, which the Tear open cables at the current sheaths, allow them to take effect.

Claims

Patent claims:

ι. Arrangement for line protection devices. for example where the lines are equipped with relays which respond to the ratio of voltage to current, characterized in that a relay device is provided, which on the presence of more than one Frequency in the network responds and blocks the protective relay when it responds.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that when using fast-acting protective relays the blocking only after a certain time, for example o, 3 seconds, takes place.

5. Arrangement according to claim i, characterized in that the locking according to a is released again for a certain period of time.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that only the fast-acting Protective relays are blocked, but the slower acting ones are not.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the line protection devices to be switched to a large trip time when the presence of more than one frequency responsive device in the network responds, so that only the short tripping time is blocked.

6. Arrangement according to claim 1, characterized in that on the sense of direction the frequency difference responsive relays are provided when they respond influence the power plant machines that have started to oscillate in such a way that they are regulated to a frequency, which lies between the frequencies occurring in this synchronism disturbance.

1 sheet of drawings