DE639936C - Anregerelais und Richtungsrelais enthaltende Streckenschutzschaltung - Google Patents

Description

Es ist bekannt, die Abschaltung einer Strecke mittels Auslösebefehls davon abhängig zu machen, daß Energie von beiden Seiten in die Strecke hineinfließt und außerdem mindestens ein Überstromrelais anspricht. Damit die Abschaltung auch dann möglich ist, wenn die Strecke nur einseitig gespeist wird, besitzen bei den bekannten Anordnungen die Überstromrelais Ruhekontakte, und der die Ausschaltung bewirkende Strom verläuft von dem einen Streckenende über Hüfsleitungen und den Ruhekontakt des Überstromrelais an demjenigen Streckenende, an dem keine Energie in die Leitung hineinfließen kann. Bei einer Unterbrechung der Hilfsleitung versagt infolgedessen die Abschaltvorrichtung. Es ist auch bereits eine Anordnung bekanntgeworden, bei welcher durch die Richtungsrelais ein Sperrbefehl zur Auslösevorrichtung des anderen Streckenendes gegeben wird. Bei dieser Anordnung wird bei außenliegendem Fehler der Sperrbefehl nur von einem Streckenende aus gegeben, weil nur an einem Streckenende die Energie aus der Strecke herausfließen kann.

Damit dann aber bei innerem Fehler auf der Strecke, wenn noch eine geringe Leistung trotz des Fehlers die Leitungsstrecke am Ende verläßt, die Abschaltung der Strecke nicht fehlerhafterweise durch das Richtungsrelais am Streckenende unmöglich gemacht wird, muß man bei solchen Anordnungen gleichzeitig dem Richtungsrelais auch noch die Eigenschaft geben, daß es nur bei Überstrom in Tätigkeit tritt. Dadurch wird man gezwungen, das Energierichtungsrelais sehr unempfindlich zu machen, obwohl man zur Verkleinerung der toten Zone eine möglichst hohe Relaisempfindlichkeit anstrebt.

Erfindungsgemäß wird bei einer Streckenschutzschaltung, welche Anregerelais und Riehtungsrelais enthält, so daß die Abschaltung der Strecke auf dem Vergleich der Energierichtungen am Anfang und Ende des Schutzbereiches beruht, die Auslösung des Schalters am anderen Streckenende beim Ansprechen eines Anregerelais unabhängig von der Energierichtung stets durch einen Sperrstrom gesperrt und diese Sperrung nachträglich wieder aufgehoben, wenn am Ort des Anregerelais die Energie in die zu schützende Strecke hineinfließt.

Zur Durchführung des Erfindungsgedankens wird die Anordnung beispielsweise so getroffen, daß das Anregerelais, etwa ein Überstromrelais oder Spannungsabfalrrelais oder eine Kombination dieser beiden, am einen Streckenende die Abschaltspule des anderen Streckenendes unwirksam macht, daß aber das Energierichtungsrelais an jenem anderen Streckenende nach Ablauf einer gewissen Zeit das Sperrkommando unwirksam machen und dann die Auslösespule einschalten kann.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient die in der Abbildung beispielsweise dargestellte Anordnung. Es sind in dieser Abbildung die Relais an den beiden Streckenenden und die Verbindungsleitungen dargestellt. Jedes

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

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

Streckenende besitzt Überstromrelais U, von denen in der Abbildung nur je eins gezeichnet ist, die aber auch in größerer Anzahl vorhanden sein können und parallel geschaltete Kontakte besitzen. Wenn das Überstromrelais U seinen Kontakt "u schließt, wird einerseits ein Zeit-. relais Z eingeschaltet und andererseits ein Stromkreis über den Ruhekontakt eines Hilfsrelais H₁ geschlossen. Das Zeitrelais Z besitzt ίο einen Vorkontakt Z₁ und einen Hauptkontakt Z₂. Sobald der Kontakt Z₁ geschlossen wird, erhält der Klappmagnet K des Richtungsrelais R Strom. Bei entsprechendem Ausschlag des Ankers T₁ des Richtungsrelais wird dann ein Stromkreis geschlossen, der einerseits den Ruhekontakt des| Hilfsrelais H₁ öffnet und andererseits über den Ruhekontakt eines Hilfsrelais H_% die Auslösespule A an Spannung legt. Über den Kontakt Z₂ des Zeitrelais kann die Auslösespule A etwas später ebenfalls an Spannung gelegt werden. Diese zweite Einschaltmöglichkeit ist unabhängig von der Stellung des Ruhekontaktes des Hilfsrelais H₂, aber abhängig vom Kontakt des Richtungsrelais R. Am anderen Streckenende sind ebenfalls Überstromrelais U, ein Zeitrelais Z und eine Auslösespule A vorgesehen. Außerdem sind dort zwei Hilfsrelais H₃ und H]₁ mit Ruhekontakten angeordnet, welche den Relais H₁ und H₂ am anderen Streckenende entsprechen. Die Anordnungen an den beiden Streckenenden entsprechen sich also in allen Teilen.

Beim Ansprechen des Überstromrelais am linken Streckenende wird über den Ruhekontakt des dortigen Hilfsrelais H₁ das Hilfsrelais H_i am rechten Streckenende erregt. Dadurch wird der Ruhekontakt dieses Hilfsrelais geöffnet und hierdurch zugleich auch der Erregerstromkreis für die Auslösespule am rechten Streckenende unterbrochen. Dem Sperrbefehl, der vom linken Streckenende zum Hilfsrelais .S₄ am rechten Streckenende gegeben wird, entspricht ein vom rechten Streckenende über den Ruhekontakt des Hilfsrelais H₃ verlaufender Sperrbefehl, durch den das Hilfsrelais H₂ am linken Streckenende erregt wird. Die Erregung des Relais H₂ hat die Wirkung, daß die Auslösespule am linken Streckenende abgeschaltet wird. Die Sperrbefehle von rechts nach links und von links nach rechts" werden in dem Augenblick gegeben, in dem die Überstromrelais ansprechen. Wenn nur ein Überstromrelais am linken Streckenende anspricht, erfolgt nur eine Sperrung der Auslösung am rechten Ende. Umgekehrt wird beim Ansprechen nur des Überstromrelais am rechten Streckenende auch nur die Abschaltung am unken Streckenende gesperrt.

Nach Ablauf der Zeit, bis die Zeitrelais Z die Vorkontakte Z₁ bzw. ^₃ schließen, wird bei in der Strecke liegendem Fehler der Kontakt der Richtungsrelais an jedem Streckenende geschlossen. Das Sperrkommando für die Auslösung im rechten Schalter wird durch öffnung •'.des Ruhekontaktes des Hilfsrelais H₁ am linken ; Sfifeckenende beendet, dementsprechend das /S^errkommando für die Auslösung am linken «Streckenende durch öffnung des Ruhekontaktes des Hilfsrelais H₃ am rechten Streckenende. Dadurch schließen sich die mit den Auslösespulen in Reihe liegenden Ruhekontakte der Hilfsrelais H₂ und H₄, so daß die Auslösespulen an beiden Streckenenden Strom erhalten und die Leitung abschalten.

Wenn Speisung nur von links her möglich ist, kann nur am linken Streckenende ein Überstromrelais ansprechen, während am rechten Streckenende alles in Ruhe bleibt. Infolgedessen wird die Auslösung des Schalters ani rechten Streckenende durch ein vom linken Streckenende her gegebenes Sperrkommando gesperrt. Die Auslösung des Schalters am linken Streckenende dagegen wird nicht verriegelt. Infolgedessen erfolgt die Abschaltung, sobald der Kontakt Z₁ des Zeitrelais Z sich schließt.'

Liegt der Fehler außerhalb der Strecke, so fließt die Energie durch die zu schützende Strecke hindurch, beispielsweise von links nach rechts. Die Überstromrelais an beiden Streckenenden sprechen an, und die Auslösevorrichtungen an beiden Streckenenden werden infolgedessen gesperrt. Das Energierichtungsrelais am linken Streckenende stellt sich auf Abschaltung ein. Das Energierichtungsrelais am rechten Streckenende verbietet dagegen die Abschaltung. Sobald dann das Zeitrelais Z am linken Streckenende seinen Vorkontakt Z₁ schließt, wird das Hilfsrelais H₁ über den Kontakt des Richtungsrelais erregt, und der Sperrbefehl für die Ausschaltvorrichtung am rechten Streckenende wird aufgehoben. Da das Energierichtungsrelais am rechten Streckenende aber keine Ausschaltung zuläßt, hat die Aufhebung des Sperrbefehls für das rechte Streckenende keine Wirkung. Am linken Streckenende ist die Erregung der Auslösespule A nicht erfolgt, weil der Ruhekontakt des Hilfsrelais H₂ infolge des Ansprechens des Überstromrelais am rechten Streckenende geöffnet wurde und in der Offenstellung verblieben ist, weil der Sperrbefehl aufrechterhalten wurde. Infolgedessen ist die Auslösung also weder am linken noch am rechten Streckenende erfolgt.

Nach Ablauf einer weiteren Verzögerungszeit, der sogenannten Reservezeit, aber schließt das > Zeitrelais Z am linken Streckenende und entsprechend auch das Zeitrelais Z am rechten Streckenende den Hauptkontakt z_z bzw. ^r₄. Durch diese Hauptkontakte werden die Ruhekontakte der Hilfsrelais H₂ und H_t überbrückt. Die Auslösung ist infolgedessen mit der größeren

Verzögerung auch dann möglich, wenn der Sperrbefehl den Ruhekontakt des Relais H₂ oder H₁ offen hält. Die Auslösung bleibt aber abhängig von dem Ausschlagsinn des Energierichtungsrelais. Infolgedessen kann der Schalter am rechten Streckenende nicht ausgelöst werden, der am linken Streckenende dagegen wohl. Bei einer Leitung mit mehreren hintereinanderliegenden Strecken läßt sich mit den Hauptkontakten der Zeitrelais ein Selektivschutz mit fester oder abhängiger Zeitstaffelung durchführen. Das Zeitrelais kann beispielsweise auch ein Überstromzeitrelais oder ein Widerstandszeitrelais sein. In den meisten Fehlerfällen wird dann die Reservezeit wesentlich kürzer ausfallen, als dies bei fester Zeitstaffelüng durchführbar ist. Es ist dabei zweckmäßig, die Zeit bis zur Schließung der Vorkontakte fest einzustellen, gegebenenfalls bei allen Relais gleich.

Die Auslösung der Schalter an den Streckenenden erfolgt bei der neuen Anordnung durch einen Lokalstromkreis im Gegensatz zu bekannten Anordnungen, wo der Auslösestrom über die Hilfsleitung und beide Relaisorte geführt ist. Während bei der bekannten Anordnung jede Abschaltung unmöglich ist, wenn die Hilfsleitung unterbrochen ist, hat eine Unterbrechung der Hilfsleitung bei der neuen Anordnung nur die Wirkung, daß die gegenseitige Beeinflussung der Relais an den Streckenenden ausfällt. Infolgedessen lösen bei einem Reißen der Verbindungsleitungen die Energierichtungsrelais und Überstromrelais an jedem Streckenende als" selbständige Schutzeinrichtungen ihren Schalter aus, wenn das Zeitrelais Z seinen Vorkontakt Z₁ bzw. Z₃ schließt und der Ausschlagsinn des Energierichtungsrelais die Ausschaltung zuläßt. Man kann, um auch in einem solchen Falle selektive Abschaltung zu erzielen, auch den Zeitablauf der Vorkontakte der aufeinanderfolgenden Zeitrelais staffein.

Die beiden Verbindungsleitungen zwischen den Stationen befinden sich im Normalzustand

*5 auf gleichem Potential; denn sie verbinden die meistens geerdeten Minuspole der Ortsbatterie am linken Streckenende und am rechten Streckenende miteinander. Erst beim Ansprechen der Anregerelais wird das Ende der einen Hilfsleitung mit dem Pluspol der linken Ortsbatterie und das eine Ende der anderen Verbindung der Hilfsleitung mit dem Pluspol der anderen Ortsbatterie verbunden. Eine Verbindung zwischen den beiden Hilfsleitungen kann allerdings die Wirkung" haben, daß ein Sperrbefehl, der von einem Streckenende zum anderen gegeben wird, dort keine Wirksamkeit mehr besitzt. Beispielsweise könnte ein Kurzschluß zwischen den beiden Hilfsleitungen die Folge haben, daß bei einem Ansprechen des Überstromrelais am linkenStreckenende ein Strom vom Pluspol der dortigen Ortsbatterie über den Ruhekontakt des Hilfsrelais H₁ und im wesentlichen über die Spule des Hilfsrelais H₂ verläuft. Dadurch wird dann der Sperrbefehl nicht am entfernten ~. Streckenende, sondern am gleichen Streckenende wirksam. Eine derartige Betriebsstörung reicht aber nicht aus, um die Abschaltung am linken Ende zu verhindern, weil diese über den Kontakt z₂ des dortigen Zeitrelais Z und das zugehörige Richtungsrelais unabhängig von Relais H₂ erfolgen kann und ist auch nur dann denkbar, wenn die Kurzschlußstelle selbst genügend widerstandslos ist und außerdem in der Nähe eines Streckenendes erfolgt, so daß tatsächlich der zum anderen Streckenende fließende Teilstrom zu klein ist, um die Sperrung der Auslösung an jenem Ende zu bewirken. Der über die Hilfsleitung und den Ruhekontakt des So Relais H₁ oder R₃ fließende Strom ist in diesem Falle aber wesentlich stärker, als er beinormalem Arbeiten der Vorrichtung werden kann. Man kann sich infolgedessen gegen die unerwünschte-Sperrung der Auslösung am gleichen Strecken- 8g ende durch Einbau einer Sicherung S₁ bzw. S₂ in die Hilfsleitung schützen.

In dem ausgeführten Beispiel werden die Hilfsleitungen beim Ansprechen der Überstromrelais an die Lokalstromkreise der Streckenenden angeschlossen. Wenn die Entfernungen groß sind, wird man nach Möglichkeit Telephonleitungen für den Leitimgsschutz heranziehen, d.h.man wird den Sperrbefehl von einem Streckenende zum anderen über Telephonleitungen senden. Za dem Zweck empfiehlt es sich dann, von den Lokalstromkreisen unabhängige Stromquellen für die Hilfsleitungen zu verwenden. In erster Linie kommt dabei Wechselstrom in Frage, weil Wechselstromsignale über Telephonleitungen auch dann übertragen werden können, wenn in die Telephonleitungen Transformatoren eingebaut sind. Die Relaiseinrichtungen werden beispielsweise an jedem Streckenende durch je ein weiteres; Hilfsrelais ergänzt, das eingeschaltet wird, wenn ein Überstromrelais anspricht und das dann die für die Übertragungsleitung vorgesehene Stromquelle über den Ruhekontakt des Hilf srelais H₁ bzw. des Hilfsrelais H₃ anno die Verbindiingsleitungen, die Telephonleitungen oder auch Telegraphenleitungen anschließt.

Auf die Hilfsleitungen kann vollkommen verzichtet werden, wenn Hochfrequenzsende-, und -empfangseinrichtungen für jedes Leitungsende vorgesehen werden, welche beispielsweise, solange die Starkstromleitung in Takt ist, ständig die Auslöseeinrifihtungen gegenseitig sperren. Bei Auftreten eines Fehlers kann durch ein Zeitrelais der Sperrbefehl aufgehoben ι ζ·> werden, wenn das Energierichtungsrelais in die Strecke hineinweist.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   ι. Anregerelais und Richtungsrelais enthaltende Streckenschutzschaltung, welche auf dem Vergleich der Energierichtungen am Anfang und Ende des Schutzbereiches beruht, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ansprechen eines Anregerelais die Auslösung des Schalters am anderen Streckenende unabhängig von der Energierichtung stets durch einen Sperrstrom gesperrt wird und daß diese Sperrung nachträglich wieder aufgehoben wird, wenn am Ort des Anregerelais die Energie in die zu schützende Strecke hineinfließt.
2. 2. Schutzschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anregerelais (U), welches anspricht, am anderen Streckenende einen mit der Auslösespule in Reihe liegenden Kontakt eines Relais (H₂, U₄) öffnet.
3. 3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung der Auslösung am anderen Streckenende durch das dem Anregerelais (U) zugeordnete Richtungsrelais (R) aufgehoben wird.
4. 4. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder ι und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung der Auslösevorrichtung durch ein Anregerelais (U) des anderen Streckenendes nur für eine begrenzte Zeit wirksam ist und daß die Auslösung des Leitungsschalters nach Ablauf dieser Zeit nur von d.em Richtungsrelais am anderen Streckenende abhängig ist.
5. 5. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder ι und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüfsleitungen selbsttätig unterbrochen werden, wenn der Strom in ihnen einen bestimmten Grenzwert übersteigt.
6. 6. Schutzschaltung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung der Auslösevorrichtung (A) durch das Richtungsrelais (R) des anderen Streckenendes nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit aufgehoben werden kann, daß aber die Abschaltung nach einer weiteren veränderlichen oder von der Nähe oder Schwere des entstandenen Fehlers abhängigen Zeit auf jeden Fall an demjenigen Leitungsende erfolgt, an dem das Energierichtungsrelais (R) in die Strecke hineinfließende Leistung anzeigt.
7. 7. Schutzschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsleitungen von einer anderen Stromquelle gespeist werden als die Lokalstromkreise an den Streckenenden.
8. 8. Schutzschaltung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüfsleitungen mit Wechselstrom gespeist werden.
9. 9. Schutzschaltung nach Anspruch 1 und 7 oder 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß Telephonleitungen als Hilfsleitungen dienen.
10. 10. Schutzschaltung nach Anspruch 1 und 7 oder 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaiseinrichtungen an den Streckenenden einander durch Hochfrequenzwellen beeinflussen.

    Hierzu ι Blatt Zeichnungen