DE643959C - Anordnung zur Verkuerzung der Verzoegerungszeit der Abschaltung einer kranken Leitung, welche durch Zeitselektivrelais mit gegenlaeufiger Staffelung geschuetzt ist - Google Patents

Description

Die Verkürzung- der Verzögerungszeit bis zur völligen Abschaltung einer kranken Strecke ist um so wichtiger, je näher eine Kurzschlußstelle dem Kraftwerk liegt, weil die Gefahr des Außertrittf aliens der Generatoren um so größer ist, je stärker die Spannung in der Zentrale absinkt.

Bei Ringleitungen oder zweiseitig gespeisten Leitungen, bei denen die bekannte gegenläufige Staffelung angewendet wird, wird erfindungsgemäß eine erhebliche Verkürzung der Auslösezeiten dadurch erzielt, daß die Auslösevorrichtungen der Schalter, welche am Anfang und Ende einer Leitungsstrecke liegen, miteinander derart gekuppelt werden, daß sie von. beiden Zeitselektivrelais (z. B.. Überstrom- und Zeitrelais) abhängig sind, und beide in Tätigkeit treten, sobald auch nur das Relais des einen Leitungsendes abgelaufen ist.

Gerade dann, wenn ein Fehler in der Nähe einer Station entsteht, wirkt sich der durch die Erfindung erzielte Gewinn besonders stark aus. Bei der gegenläufigen Staffelung sind bekanntlich die Verzögerungszeiten der Schalter derjenigen Leitungsstrecken, welche dicht an der Station liegen, besonders stark voneinander verschieden. Der eine Schalter wird nämlich mit der kürzesten der insgesamt vorhandenen Verzögerungszeit, der zweite Schalter dagegen mit der längsten überhaupt vorkommenden Verzögerungszeit abgeschaltet. Durch die Verbindung der Auslösevorrichtungen beider Schalter wird nun erreicht, daß auch der Schalter, der auf die größte Verzögerungszeit eingestellt ist, mit der kürzesten vorhandenen Verzögerung'szeit geöffnet wird. Beispielsweise ist bei einer Ringleitung mit acht Schaltstationen, wenn die Differenz zwischen den Auslösezeiten aufeinanderfolgender und auf gleiche Energierichtung eingestellter Relais einrichtungen 1 Sekunde beträgt, der eine Schalter der an die Station angrenzenden Strecke auf 1 Sekunde und der andere auf 8 Sekunden Zeit-Verzögerung eingestellt. Bei Anwendung der Erfindung wird auch der auf 8 Sekunden eingestellte Schalter bereits nach der ersten Sekunde geöffnet. Der Zeitgewinn beträgt also bei diesem Schalter 7 Sekunden, das ist der gesamte Zeitunterschied zwischen dem Schalter mit der kürzesten und dem Schalter mit der größten Auslösezeit. Es wird also gemäß der Erfindung die Auslösung der Schalter an beiden Streckenenden allein von dem Relais des einen Leitungsendes gesteuert. Da-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Robert Schimpf in Berlin-Siemensstadt und Dipl.-Ing. Hermann Neugebauer in Berlin-Spandau

zu ist Voravissetzung, daß das Ansprechen dieses einen Relais für die Selektivität ausreicht, daß also eine Verständigung mit dem anderen Streckenende nicht notwendig ist, Bei dem Zeitstaffelschutz ist diese Voraussetzung dadurch erfüllt, daß als erstes das der Fehlerstelle am nächsten liegende Relais abgelaufen ist.

In einer Figur ist die Schaltung für eine ίο Schutzeinrichtung mit gegenläufiger Zeitstaffelung schematisch gezeichnet.

Dabei ist von der geschützten Ringleitung nur ein Teil dargestellt, welcher an seinem linken Ende von dem Generator G gespeist wird. Das nicht gezeichnete rechte Ende der Ringleitung kann man sich ebenfalls von einem Generator gespeist denken, so daß also die Ringleitung dann durch eine nicht geschlossene, sondern von beiden Seiten gespeiste Leitung ersetzt ist. Es sind in der Leitung drei Stationen A, B und C angedeutet, und zu beiden Seiten jeder Station liegen Leitungsschalter. Die Leitungsschalter sind mit 1, 8, 2, J₁ 3 und 6 bezeichnet. Diese Zahlen bedeuten gleichzeitig in Sekunden die Zeitverzögerungen, auf welche diese Schalter eingestellt sind. Es ist also angenommen, daß der Zeitabstand der gegenläufigen Zeitstaffelung je 1 Sekunde zwischen den in bestimmter Richtung an den Streckenanfängen liegenden Schaltern beträgt. Die Zeitrelais und Überstromrelais sind in der Figur nicht wiedergegeben, da die Anordnung insoweit als bekannt vorausgesetzt werden kann. Es sind statt dessen bei den beiden Kontakten der Richtungsrelais R_u, R_b und R_c, die in den Stationen A, B, C angeordnet sind, die Zeitverzögerungen 1", 8", 2", y"_} 3", 6" angeschrieben, um zum Ausdruck zu bringen, daß, wenn z. B. der Kontakt des Relais R_b nach links ausschlägt, der Leitungsschalter 2 mit 2 Sekunden Verzögerung ausgelöst wird, daß aber, wenn das Richtungsrelais R_h nach rechts ausschlägt, der Schalter 7 mit 7 Sekunden Verzögerung ausgeschaltet wird.

Durch Verbindungsleitungen ab, bc, cd sind die Auslösespulen der Schalter paarweise . miteinander gekuppelt. Dadurch wird beispielsweise die \^rerzögerungszeit des Schalters 8 von 8 Sekunden auf 2 Sekunden herabgesetzt, wenn das Richtungsrelais R_b den Kontakt 2" schließt. Die Zeitverzögerung von 2 Sekunden kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß mit dem Kontakt 2" dieses Richtungsrelais der Kontakt eines auf 2 Sekunden eingestellten Zeitrelais derart in Reihe geschaltet ist, daß die Verbindungsleitung ο b erst nach Ablauf von 2 Sekunden So Strom erhält. Der Ausschlag des Richtungsrelais Rf, nach links setzt also beispielsweise ein nicht gezeichnetes Zeitrelais in Gang, das dann seinerseits nach Ablauf von 2 Sekunden, beispielsweise über zwei getrennte Kontakte, sowohl die Auslösespule des Schalters 2 als auch die des Schalters 8 an Spannung legt. Die Kupplung der beiden Auslösevorrichtungen der Schalter einer Strecke kommt dann also erst bei Ablauf des Schutzrelais mit der kleineren Verzögerungszeit zustände. Die Auslösespulen der Schalter können dann willkürlich auch einzeln eingeschaltet werden. Es kann aber auch bei Anwendung eines Richtungsrelais mit einer Hilfskraft für die Kontaktschließung diese Hilfskraft durch ein Zeitrelais 2 Sekunden nach Entstehung des Überstromes vorübergehend eingeschaltet werden und nach 7 Sekunden nochmals, wenn noch immer Überstrom fließt.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist nun, wenn man beispielsweise einen Fehler in der Strecke F annimmt, folgende:

Von links nach rechts fließt die Energie in den Stationen A und B. Von rechts nach links dagegen fließt sie in der Station C und allen rechts davon liegenden Stationen. Das Richtungsrelais der Station C schlägt infolgedessen nach links aus und schließt den Kontakt 3". Die Richtungsrelais R₀ und R_b schlagen nach rechts aus. Dadurch wird vom Richtungsrelais R_a der Kontakt 8" geschlossen und vom Richtungsrelais R_b 7". Denkt man sich die Leitung bc fort, so fällt der Schalter 3 nach 3 Sekunden und der Schalter 7 nach 7 Sekunden. Über die Verbindungsleitung bc dagegen ist die Auslösespule des Schalters 7 zur Auslösespule des Schalters 3 parallel geschaltet, so daß die Speisung des Fehlers nach 3 Sekunden nicht nur einseitig, sondern beiderseitig *°° unterbunden wird, indem auch der Schalter 7 nach 3 Sekunden fällt. Die Zeitverkürzung beträgt hierbei also 4 Sekunden. Noch stärker wirkt sich dies aus, wenn der Fehler zwischen den Stationen A und B liegt. Dann wird nämlich durch das Relais R_b bereits nach 2 Sekunden die Auslösung der Schalter 2 und 8 gleichzeitig bewirkt. Der Zeitgewinn beträgt hierbei für den Schalter 8 bereits 6 Sekunden, wobei vor allem zu beachten ist, daß die Zeit für die Abschaltung einer kranken Strecke im Gegensatz zu dem Verhalten der bekannten Zeitselektivschutzeinrichtungen um so kleiner wird, je näher die Fehlerstelle bei dem Kraftwerk liegt. Bei Anwendung der Erfindung wird also dicht bei dem Kraftwerk die kürzeste Abschaltzeit erreicht. Wenn die Leitung α & nicht vorhanden wäre, so würde zwar der Schalter 2 nach 2 Sekunden fallen, der Schalter 8 dagegen, über welchen iao zweifellos der bei weitem größte Teil des Fehlerstromes fließen wird, würde mit der

größten vorhandenen Verzögarungszeit geöffnet. Es bedarf keiner Erörterung, daß dabei das Außertrittfallen der Generatoren in der Zentrale fast unvermeidlich wird.
Der Zeitgewinn ergibt sich bei der Anordnung mit der gegenläufigen Zeitstaffelung daraus, daß die Schaltzeiten für die beiden Schalter einer Leitungsstrecke voneinander verschieden sind, weil nämlich stets die kürzeste Verzögerungszeit für die beiderseitige Abschaltung der Strecke maßgebend wird. In der Mitte der Ringleitung oder der zweiseitig gespeisten Leitung ist der Zeitunterschied zwischen den beiden Schaltern einer Strecke ziemlich gering oder gar nicht vorhanden, so daß man also die Anwendung der Erfindung unter Umständen auf diejenigen Leitungsstrecken beschränkt, die näher bei der Station liegen und bai denen infolgedessen die Zeitunterschiede der gegenläufigen Staffelung erheblich sind.

Für die Anwendung der Erfindung ist es unerheblich, ob die gegenläufige Staffelung mit unabhängigen Zeitrelais, also beispielsweise mit getrennten Überstromirelais und Zeitrelais, ©der mit abhängigen Zeitrelais durchgeführt ist. Im letzteren Fall würde die Schnelligkeit der Fehlerabschaltung auch noch durch die Schwere des Fehlers beeinflußt. Man kann auch das Maß der Zeitverzögerung von dar Verminderung der Spannung, der Störung der Symmetrie oder anderen Meßgrößen abhängig machen, damit solche Fehlerfälle, bei denen die Gefahr des Außertrittfallens der Generatoren besonders groß ist, mit größerer Schnelligkeit abgeschaltet werden. Bei Anwendung von Überstromzeitrelais mit fester Grundzeiteinstellung kann die Relaislaufzeit innerhalb gewisser Grenzen auch abhängig sein, beispielsweise derartig, daß eine Abhängigkeit von der Stromstärke oder von der Netzspannung nur bei weniger schweren Fehlerfällen oder nur bei von der Fehlerstelle weiter entfernt liegenden Relais besteht. Man würde dann in beiden Fällen die Zeitstufe der festen Zeiteinstellung kleiner wählen können, weil die weiter von der Fehlerstelle entfernt liegenden Relais durch die zusätzliche abhängige Verzögerungszeit ohnehin einen genügenden Zeitunterschied gegenüber dem der Fehlerstelle näher liegenden Relais erhalten.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Verkürzung dar Verzögerungszeit der Abschaltung einer kranken Leitung, welche durch Zeitselektivrelais mit gegenläufiger Staffelung geschützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeimrichtungen der beiden Schalter (2, 8) einer Leitung von den beiden Zeitselektivrelaiis (R_a, R_b) an den Leitungsenden derart abhängig sind, daß sie beide in Tätigkeit treten, sobald auch nur eines von diesen Zeitselektivrelais abgelaufen ist.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung der Auslösevorrichtungen der Schalter einer Leitungsstrecke nur bei solchen Leitungsstrecken angewendet wird, bei denen die Auslösezeiten der gegenläufigen Staffelung erhebliche Zeitunterschiede für die Schalter derselben Leitungsstrecke ergeben.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander gekuppelten Schalterauslösevorrichtungen von Relais mit abhängiger Verzögerungszeit gesteuert werden.

4. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß solche Auslösevorrichtungen der Leitungsschalter miteinander gekuppelt werden, deren Zeitverzögerung nur teilweise abhängig ist oder deren Zeitverzögerung durch das

. Zusammenwirken von unverzögert ansprechenden Relais mit Zeitrelais mit fester Zeiteinstellung entsteht.

5. Schutzschaltung nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtungen dar Schalter einer Strecke nur bei Ansprechen eines Schutzrelais miteinander gekuppelt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen