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Schutzanordnung für elektrische Netze Zum Cberwachen voll Streckenteilen
elektrischer Netze ist es bekannt, an den beiden Enden von dem Auftreten eines Fehlersymptoines
abhängige Anregerelais sowie Zeitrelais anzuordnen, welche die Auslösung steuern.
Als Anregerelais werden im allemeinen Überstrom- oder Unterspannungs-oder Unterimpedanzrelais
vorgesehen, die beim Auftreten eines Fehlers das Zeitrelais in Gan g setzen,
wenn gleichzeitig ein in den Anlageteil hineingerichteter Energiefluß vorhanden
ist. Die Zeitrelais können überstrom-oder widerstandsabhängig sein.
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Verwendet man nun bei einer derartiken Einrichtung eine Ruhestromschaltung,
dann ist es möglich, das Vorhandensein des Ruhestrornes und damit den Zustand der
Schutzeinrichtung zu überwachen. Es besteht dann allerdings die Gefahr, daß beim
Ausbleiben des Ruhestromes infolge eines Fehlers in der Schutzeinrichtung selbst
beim späteren Auftreten eines Kur zschlusses außerhalb der zu überwachenden Leitungsstrecke
eine Fehlauslösung herbei 'geführt wird. Um dies zu vermeiden, wird nach der Erfindung
der Auslöseirnpuls zwar von dein Ausbleiben eines Rtiliestromes abhängig gemacht;
sein Ausbleiben wird jedoch nach einer zur Betätigung der Schutzeinrichtung erforderlichen
Zeit wirkungslos gemacht.
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Es ist zwar eine auf dem Vergleich der Energierichtungen beruhende
Schutzeinrichtung mit Hochfrequenzübertragung bekannt, die mit Ruhestrom arbeitet
und bei der ein sog. Zeitspalt eingefügt wird, d. h. bei der eine Auslösung
einige Zeit nach Beginn des Auslösebefehls, der im Ausbleiben des Ruhestromes besteht,
gesperrt wird. Hierbei muß der Zeitspalt für die ganze voraussichtliche Auslösezeit
einschließlich der Schaltereigenzeit bemessen werden, andererseits ist ein Reserveschutz
nicht vorhanden. Beim fälschlichen Ansprechen wird die Strecke zweiseitig stromlos
gemacht, als ob ein wirklicher Netzfehler vorläge. Diese Nachteile sind beim Erfindungsgegenstand
dadurch vermieden, daß der Auslöseimpuls beim Betätigen der Zeitrelais mit Grundzeit
gegeben wird und auch nur für eine solche Zeit bestehen zu bleiben braucht, wenn
die Grundzeit von der normalen Relaiszeit abweicht, da dann das Relais selbständig
im Fehlerfall eine Auslösung herbeiführen würde. Die Zeit, in der ein fehlerhaftes
Ansprechen eintreten könnte, ist also wesentlich geringer, außerdem ist ein Reserveschutz
vorhanden. In dein an sich
schon selteneren Fall, daß eine Fehlabschaltung
durch den Schutz herbeigeführt wird, wird die betroffene Strecke auch nur einseitig,
getrennt, so daß sie unter Urnständen ül)ig.r das andere Streckenende noch weiter
gespei,5twerden kann.
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In der Abbildung ist die Ausbildung der Schutzeinrichtung an einem
Streckenende zur Darstellung gebracht. Das andere Streckenende ist natürlich mit
einer gleich ausgebildeten Einrichtung ausgerüstet. Mit an und q sind die Kontakte
von Überstrom-, Anrege-und Richtungsrelais bezeichnet, die in Serie zu der BetätigungsspuleZ
eines Zeitrelais an der Ortsbatterie liegen. Parallel zu Z sind die AuslösespuleAb
sowie die drei Kontakte des Zeitrelais Z angeordnet. Die Kontakte --, und
z, liegen dabei in Serie zu den Kontakten v, und v. von Impedanzstufenrelais.
Die Kontaktev, werden bei einem Fehler in der ersten Zone, d. li. ungefähr
in 8o"/, des zu überwachenden Leitungsteiles geschlossen; die Kontaktev. bei einem
Fehler in der zweiten Zone.
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Wenn nun in einer Station ein Fehler in der Grundzeit ausgelöst wird,
d. h. durch die geschlossenen Kontakte--, und v" dann soll gleichzeitig ein
Impuls an die andere Station gegeben werden, damit auch in dieser der Schalter mit
der Grundzeit betätigt werden kann. Um dies zu erreichen, ist parallel zu der Auslösespule
Ab ein Relais T geschaltet, dessen Kontakt t entsprechend dem Stromkreis
II in Serie mit einem von Hand zu betätigenden Kontakt Tb und dem normalerweise
geschlossenen Kontakt si 11 eines Sicherheitsrelais S, (vgl. Stromkreis
TV) und in Serie zu dein entsprechenden Relais S liegt. Dieses Relais betätigt
einen Kontakt sV (Stromkreis V), der das Gitter einer entsprechenden Röhre
G überbrückt und damit den aus einem Kupplungstransformator K und einem Kondensator
C bestehenden Teil eines Senders außer Betrieb nimmt.
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Das Relais S kann ferner durch einen voll Hand betätigten Kontakt
T" willkürlich an Spannung gelegt werden.
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Das Relais Si, das den in Serie zur Spule S
liegenden
Kontakt si 11 betätigt, liegt entsprechend dem Stromkreis TV in Serie zu
einem Kontakt a,IV sowie einem Umschaltkontakt a. TV, so daß das Relais von
einem Ruhestrom durchflossen wird. DerUmschalter a, IV legt in seiner zweiten Stellung
das Relais Si an einen aus einem Widerstand W und einem Serienkondensator
C TV bestehenden Entladungskreis, der den Strom an dem Relais Si während
einer Zeit aufrechterhält, die länger ist als die zur Betätigung der Schutzeinrichtung
erforderliche Zeit. Um diese Zeit noch zu verlängern, liegt auch während des Entladungsvorganges
das RelaisSi über einem Widerstand R an Spannung, dessen Ohmwert Jedoch so hoch
ist, daß der über ihn gehende Erregerstrom das Relais Si nicht züm Fest-#.-.Ii.#lten
seiner K-ontakte zu veranlassen vermag.
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#- Die Kontaktea,IV werden von einem Alarmrelais gesteuert, das bei
einem inneren Fehler in der Schutzeinrichtung, und zwar an ihrem Einbauort, anspricht,
also bei einem Fehler im Sender oder Empfänger, in den Röhren desselben o. dgl.
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Zur Betätigung des Relais a. TV dient ein Relais A" das vorn
Empfänger E (Stromkreis VI) gesteuert wird, also dann anspricht, wenn der
l-#Cmpfänger unter dem Einfluß einer von dem Sender der Nachbarstation ausgehenden
Hochfrequenz in Tätigkeit sich befindet. Parallel zu dem Relais A,
ist ein kleiner Kondensator geschaltet, der den Zweck hat, den Übergang des Empfängers
auf -"#otstroiiibetrieb zu gestatten, ohne daß hierdurch das Relais entregt wird.
Diese Umschaltung kann dann erforderlich werden, wenn als normale Speisung ein an
das Netz angeschlossener Spannungswandler mit Gleichrichter dient und nur zur Notversorgung
eine Batterie eingebaut sein soll. Beim Umschalten von dein einen Betrieb auf den
anderen darf dann das Relais A, nicht zum Abfallen kommen. Das Relais
A, steuert weiterhin einen Kontakt a, 1
(Stromkreis I), der
in Serie zu dein normalerweise geschlossenen Kontakt si 1 parallel zu den
Kontakten des Zeitrelais und der widerstandsabhängigen Relais liegt.
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Außer einem nicht dargestellten Alarinzeichen, das beim Ansprechen
des nicht gezeichneten Alarmrelais Al, das die Röhrenschaltung o. dgl. überwacht,
gegeben wird, ist eine Signallampe L (Stromkreis III) vorgesehen, die über normalerweise
geschlossene Kontakte a, III des Alarmrelais und über normalerweise geöffnete Kontakte
si III des Sicherheitsrelais Si an Spannung liegt.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Bei einem Fehler im
Schutzbereich werden die Kontakte an und (1 geschlossen, Z -wird erregt und schließt
mit Grundzeit seinen ersten Kontakt --,. Da auch der Kontakt v, geschlossen
ist, wird die Auslösespule Ab erregt, und der Schalter der Station
wird ausgelöst.
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Gleichzeitig wird aber auch das Relais T erregt, das seinen Kontakt
t 11 öffnet und dadurch das entsprechende Relais S entregt. Infolgedessen
wird der Kontaktsv geschlossen, die Aussendung von Hochfrequenz unterbleibt.
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In der Nachbarstation wird infolgedessen der Empfänger E außer
Wirkung gesetzt und das Relais A, entregt. Dadurch werden in der
Schutzeinrichtung
dieser Station die Kontakte a3 I geschlossen und, da auch hier die Kontakte an und
q geschlossen sind, die Auslösespule Ab erregt. Durch das Ansprechen
des Relais A., d. h. durch Verschwinden seiner Erregung, wird der
Umschalter a, IV umgelegt und das Relais Si entregt. Die Entregun ' - erfolg
t jedoch über den Stromkreis 11 , C IV in einer solch langen Zeit,
daß die Kontakte si 1 so lange geschlossen bleiben, daß die Auslösespule
Ab inzwischen betätigt werden konnte.
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Bei einem Fehler außerhalb des Schutzbereiches werden ebenfalls in
der einen Station die, Kontakte an, und q geschlossen. Die Kontakte
v, bleiben jedocb geöffnet, so daß die Kontakte v., und
--. nur dann geschlossen werden können, wenn nicht inzwischen eine
andere Station abgeschaltet hat und dadurch die Schutzeinrichtung der betrachteten
Station wieder in ihre Ausgangslage zurückIgekehrt ist. Es spielt hierbei
keine Rolle, ob es sich um zweiseitige oder einseitige Speisung handelt.
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Bei einem Defekt in der eigenen Station, also beim Verschwinden der
Anoden- oder Gitterspannung, des Heizstromes oder der kelaisspannung, der durch
irgendwelche inneren Fehler verursacht werden kann, spricht das Alarnirelais an
und öffnet seine Kontaktea, IV. Das Sicherheitsrelais Si wird sofort entregt. Dadurch
wird der Kontakt si 1 geöffnet, so daL die Schutzeinrichtung nicht
zum Ansprechen kommen kann. Gleichzeitig werden die Kontakte a, III geöffnet. Die
Lampe L bleibt infolgedessen dunkel trotz des Schließens der Kontakte si
111. Das Tönen der Alarmeinrichtung ohne Aufleuchten der Lampe L läßt
darauf schließen, daß der Fehler in der eigenen Station sich befindet.
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Ferner werden aber auch die Kontakte si II e,e , öffnet und
dadurch das Relais S entregt. 1)ic Kontakte sv werden geschlossen, so daß
eine Sendung ausbleibt. In der Nachbarstation wird daher das Relais A, entregt
und schließt die Kontakte a, 1. Dies bleibt jedoch ohne Bedeutung, da die
Kontäkte an und q offen sind. Ferner werden die Kontakte a, IV unigelegt und dadurch
das Relais Si mit entsprechender Verzögerung entregt. Die Kontaktesi I in der Nachbarstation
werden infolgedessen geöffnet und dieKontal##tesilII geschlossen. Das Öffnen der
Kontakte si I hat zur Folge, daß, wenn nunmehr ein Fehler außerhalb des Schutzbereiches
auftritt, trotz Schließens der Kontakteanundq keine Auslösun g erf ol 'gt,
es sei denn über die Kontakte V. und z.. Bei einem später auftretenden
Fehler innerhalb des Schutzbereiches erfolgt zwar in der einen Station die Auslösung
über die Kontakte v, und z,; ein Signal an die andere Station zur Auslösung kann
jedoch nicht mehr gegeben werden, (la die betreffende Frequenz ohnehin durch den
Abfall des RelaisS nicht mehr ausgesandt wird. Andererseits kann das Fehlen dieser
Frequenz in der Gegenstation auch bei Ansprechen der Anregeglieder nicht fälschlicherweise
als Auslösekriterium gewertet werden, da auch in dieser Station der Kontaktsi
1 geöffnet ist. Eine Auslösung kann daher nur über die Kontakte
v. und z, d. li. wie beim normalen Distanzschutz ohne Hochfrequenzübertragung,
stattfinden. Diese kann daher nur über ihre Kontakte v. und ihren
Schalter zum Auslösen bringen.
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Das Schließen der Kontakte si Ill hat zur Folge, daß die Lampe L aufleuchtet.
Dies zeigt an, daß es sieh um einen Fehler der Schutzeinrichtung selbst handelt,
der außerhalb der Station liegt.
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Bei einem Defekt im Übertragungskanal wird in beiden Stationen das
Relais A, entregt. Die Vorgänge sind in beiden Stationen die gleichen
wie die zuvor betrachteten, welche in der einen Station auftreten bei einem Fehler
in der Nachbarstation.
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Es ist*also zu sehen, daß bei einem Fehler in der überwachten Leitung
die Schutzeinrichtung in einer Station immer mit Grundzeit betätigt wird. Ein Defekt
in dem übertragungssystern hat lediglich zur Folge, daß diese Grundzeitauslösung
in derjenigen Station unterbleibt, in der die Entfernung de's Fehlerortes vorn Einbauort
entsprechend groß ist. Irgendeine Fehlauslösung wird nicht herbeigeführt.
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Nur wenn gleichzeitig beim Auftreten eines Defektes ein Fehler im
Netz vorhanden ist, also die Kontakte an, q und a, 1 geschlossen sind,
dann kann eine Fehlauslösung eintreten, da die Kontakte si 1 nicht schnell
genug öffnen. Mit der Wahrscheinlichkeit eines derartigen Falles, mit dem gleichzeitigen
Auftreten eines inneren Defektes der Schutzeinrichtung und eines Fehlers im überwachten
Netz braucht jedoch nicht gerechnet zu werden, so daß die Anordnung hinsichtlich
der Vermeidung von Fehlauslösungen allen Anforderungen genügt. z# z#I Die Kontakte
Tb dienen dazu, willkürlich die Aussendung von Hochfrequenz zu unterbrechen und
damit die Nachbarstation zum Auslösen zu bringen. Die, Kontakte T" gestatten, die
Schutzeinrichtung wieder in Betrieb zu nehmen. Durch die Erregung des Relais
S werden nämlich die Kontakte sv ge-Öffnet und die Sendung von Ruhestrorn
veranlaßt. Das Relais A, der Nachbarstation spricht infolgedessen
an und öffnet seine Kontakte a31. Gleichzeiti 'g wird a,IV umgelegt, das
Sicherheitsrelais Si erregt und damit die Kontakte sil geschlossen. Die Kontakte
a,31
und s1I werden also in einer solchen Reihenfolge betätigt,
daß sie niemals gleichzeitig geschlossen sind, so daß also bei der Inbetriebnahme
keine Fehlabschaltung herbeigeführt wird.
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Außerdem werden die Kontaktesil11 geöffnet und die Kontakte si
11 geschlossen. Das letztere hat zur Folge, daß das Senderelais der Nachbarstation
erregt wird und seine Kontakte sv öffnet. Dadurch gelangen in der einen Station
die Kontakte aj und sil in die richtige Lage, wie zuvor beschrieben ist.