DE692966C - Hochfrequenz-Selektivschutzanordnung - Google Patents

Description

Es sind bereits Hochfrequenz-Selektivschutzanordnungen bekannt, bei denen, die Auslösung· der Schutzeinrichtungen von der Übertragung einer Hochfrequenz abhängig gemacht ist. Dabei wird im Ruhezustand die Hochfrequenz -ständig ausgesandt, und der Wegfall der Hochfrequenz wird als Auslösekriterium- gewertet, oder die Hochfrequenz wircTnur nach dem Ansprechen von Leitungsschutzrelais eingeschaltet und dient bei ihrem Empfang dazu, die Auslösung der überwachten Schalter zu sperren. Bei diesen bekannten Anordnungen kann also mit einer Hochfrequenz immer nur ein Kriterium übertragen werden, so daß zur Übertragung verschiedener Kriterien eine .entsprechende Anzahl von Hochfrequenzen notwendig sind.

Dieser Nachteil der bekannten Hochfrequenz-Selektivschutzanordnungen wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, .daß eine Hochfrequenz zur Übertragung von zwei verschiedenen Kriterien herangezogen wird, von denen das eine durch Tastung der Hochfrequenz übertragen wird, während als zweites Kriterium die Verstimmung der Hochfrequenz um einen bestimmten Wert dient, die im Empfänger als Schwebung mit der unveränderten Hochfrequenz aufgenommen wird. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, zwei verschiedene Selektivschutzsignale zu übertragen, von denen z. B. das eine als Sperrkriterium und das andere als Auslöeekriterium dient. Dabei kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß die gleiche Hochfrequenz auch zur Übertragung der zwei Kriterienin beiden Richtungen ausgenutzt wird. Schließlich kann auch dadurch noch eine weitere Ausnutzung der Hochfrequenz erzielt

werden, daß diese außer zur Selektivschutzübertragung auch zur Übertragung weiterer Nachrichten, wie Telefonie, Fernsteuerung· oder Fernmessung, herangezogen wird. Hier-S bei wird zweckmäßig dem Selektivschutz*' kriterium der Vorrang gegeben, so daß während dieser Zeit eine bestehende Übertragung anderer Nachrichten unterbrochen ist. Da der Schwebungsempfänger gegen Störung weniger ίο empfindlich ist als der normale Hochfrequenzempfänger, wird man zweckmäßig das wichtigere Signal, z. B. das Auslösekriterium, diesem Schwebungsempfänger zuleiten, und das Sperrkriterium in einem normalen Hoch-•5 frequenzempfanger aufnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei ist eine Anlage beschrieben, bei der die Übertragung eines Sperrkriteriums allein zur vollständigen ²⁰. Überwachung des Leitungsabschnittes nicht, ausreicht. Da die Schalter auf der Niederspannungsseite der Transformatoren ,angeordnet sind, kann es vorkommen, daß bei einem Fehler in einem der Transformatoren die ²5. Selektivschutzrelais der Gegenstation nicht zum Ansprechen kommen, so daß der fehlerhafte Transformator nicht rechtzeitig abgeschaltet wird. In diesem Fall wird bei dem Ausführungsbeispiel ein besonderes Auslösekriterium übertragen, um auch in der Gegenstation die Schalter auf der Niederspannungsseite abzuschalten. In der Zeichnung ist die überwachte Leitung mit ι und ι.bezeichnet. Dabei ist zur einfacheren Darstellung nur ein Einphasensystem angegeben. Diese Leitung verbindet die beiden Sammelschienen 3 und 4, die mit der Leitung über zwei Transformatoren 5 und 6 verbunden sind. Die Abschaltung erfolgt durch die Schalter 7 und 8 auf der Niederspannungsseite der beiden Transformatoren. Jeder Schalter hat eine Auslösespule 9 und einen Hilfskontakt 10, der im eingeschalteten Zustand geschlossen und im geöffnetein Zustand des Schalters ebenfalls. geöffnet ist In der Zeichnung ist nur die Anordnung in der Station 3 ausführlich dargestellt, während die Anordnung der Station 4, die ebenso ausgeführt ist, nur schematisch angedeutet wunde.

Die Selektivschutzanordnung· enthalt ein Anregerelais 11, ein Energierichtungsrelais 12 und ein Sperrelais 13, einen Hochfrequenzsender 14 und einen Hochfrequenzempfänger 15. Das Anregerelaiß 11 kann entweder stromabhängig oder spannungsabhängig oder auch strom- und spannungsabhängig ausgeführt sein. Der Einfachheit halber.ist es als Überstromrelais dargestellt, das-über den Stromwandler 16 zwischen .die Sammelschiene 3 und den Stromwandler 7 eingeschaltet ist. Das Energierichtungsrelais 12 hat eine Stromwicklung 17, die ebenfalls an den Stromwandler 16 angeschlossen ist, und eine Spannungswicklung 18, die über einen Spannungswandler ./,19 an der. Sammelschiene 3 Hegt. Das Energlerichtungsrelais schließt seinen Kontakt 20, wenn die Richtung der fehlerhaften Energie von der Sammelschiene 3 in die Übertragungsleitung geht. Das Sperrelais 13 betätigt einen Kontakt 21, der normalerweise offen ist und im Stromkreis der Auslösespule 9 liegt. Der Stromkreis dieses Relais ist normalerweise über' den Kontakt 22 des Anregerelais geschlossen und kann außerdem über die Röhre 28 des Hochfrequenzempfängers führen.

Der Sender 14 und der Empfänger 15 sind . mit der Leitung 1 über den Kondensator 24 und die Spule 23 gekoppelt. Um ein Abfließen der Hochfrequenz in die Sammelschienen zu verhindern, sind Sperren 2 5 vorgesehen, .die durch die Kondensatoren 2ö abgestimmt sind. Der Einfachheit halber ist der Sender nur als Generator mit der Röhre 27 dargestellt, welche die Hochfrequenz erzeugt. In der praktischen Ausführung -kornilen noch entsprechende Verstärkerstufen vorgesehen werden.. Ebenso ist der Empfänger 15 nur durch die Gleichrichterröhre 28 dargestellt, deren Gitterkreis auf die Hochfrequenz abgestimmt ist.

Zum Schutz der Transformatoren gegen Fehler ist ein Schutzrelais vorgesehen, das beispielsweise als Differentialrelais 29 ausgeführt sein kann. Dieses enthalt· 'eine Wicklung 30, die von der Differenz der Ströme in den beiden Transformatorwicklungen durchflossen wird, und die Wicklung 31, durch welche 'die Summe beider Ströme fließt. Das Differentialrelais" wird über die beiden Stromwandler 32 und 33 gespeist. Sein Kon- '°° takt 34 betätigt nicht direkt die Auslösespule des Schalters, sondern ein Zwischenrelais 3 5, das seinerseits, über den Kontakt 36 den Stromkreis der Spule 9 schließt.

Während durch die Selektivschutzrelais bei einer bestimmten Energierichtung Hochfrequenz ausgesandt wird, bewirkt das Relais 35 ebenfalls die Aussendung der. Hochfrequenz, wobei jedoch die Frequenz um einen geringen Wert verstimmt wird. Dieses zweite Kriterium dient dazu, in der Gegenstation den Schalter 8 auszulösen. Zu diesem Zweck schaltet das Relais 35 durch seinen Kontakt 37 das Relais 38 ein, welches an den Kontakt 39 den Kondensator 40 parallel zu dem vorhandenen Abstimmkondensator -legt und damit die Hochfrequenz verstimmt. Ferner öffnet es den Kontakt 41 und unterbricht damit die negative Gitterspannung der Röhre 27, die im Ruhezustand den Sender sperrt., Da dieser Kontakt direkt an der Hochfrequenzspule 42 des Gitterkreises' liegt,

hat infolgedessen -dieses Kriterium auf alle Fälle den Vorrang vor dem ,anderen Kriterium, das durch Öffnung des Kontaktes 43 übertragen wird, und vor der Telefonieühertragung, bei' welcher der Kontakt 68 geöffnet wird. _ ■_" . . *

Die Übertragung mit verstimmter Hochfrequenz wird im Überlagerungsempfänger aufgenommen, der ständig eine bestimmte

to Frequenz erzeugt. Diese mag die gleiche sein, die auch, zur normalen Hochfrequenzübertragung verwendet wird. Der Überlagerungsempfänger spricht daher auf die verstimmte Hochfrequenz an und erzeugt eine Schwebungsfrequenz zwischen der normalen Hochfrequenz und der verstimmten Frequenz. Der Empfänger enthält einen Schwingungserzeuger, der die gleiche Frequenz erzeugt wie der Hoehfrequenzsender im normalen

20' Betrieb. Diese Schwingung wird mit den ankommenden Hochfrequenzschwingungen gemischt, und wenn dadurch eine bestimmte Sehwebungsfrequenz erzeugt wird, so dient diese als Zeichen, daß in der Gegenstation der Transformator defekt ist.

Die Erzeugung der Schwebung kann durch getrennte Röhren erfolgen oder durch eine

-' Mehrgitterröhre 44. 'Diese ■ enthält - einen Schwingungskreis 45, der auf die gleiche Frequenz abgestimmt ist wie normalerweise der Sender 14. Um Ftfequenzverschiehungen durch Spannungs- oder Temperaturschwankungen zu vermeiden, wird ein Mitnahmekreis 46 vorgesehen, der die Mischröhre 44 mit dem Sender koppelt und bewirkt, daß im Oszillatorkreis 45 die gleiche Frequenz erzeugt, wird. Die Stärke der Mitnahme wird durch die Kopplung des Kreises 46 ,eingestellt. Diese Kopplung ist jedoch naturgemäß nicht so

♦0 stark, daß bei einer Verstimmung des Senders durch Einschalten des Kondensators 40 auch, die Mischröhre mitverstimmt ist. Die verstimmte Frequenz wird der Mischröhre 44 zugeführt, die zu dem Mischgitter 48 der Röhre 44 führt.

Im Anodenkreis der Mischrohr« entsteht die Differenzfrequenz zwischen den beiden zugeführten Frequenzen, die über ein Hochpaßfilter 50 der Gleichrichterröhre 49 zugeführt wird. Im Anodenkreis dieser Röhre liegt das Relais 52, das mit seinem normalerweise geschlossenen Kontakt die Röhre 51 und das Relais 54 steuert, die eine Zeitverzögerung aufweisen. Die Verzögerung in der Röhre 51 entsteht durch die Zeitkonstante der Kondensatorwiderstandsanordnung 53. Erst, wenn der Kondensator entladen ist, fließt genügend Anodenstrom in'der Röhre 51, um das Relais 54 zum Ansprechen zu bringen. Diese Verzögerung ist notwendig, damit das Relais 54-nicht durch kurzzeitige Störungen, wie sie auf Hochspannungsleitungen oft auftreten, fälschlich eingeschaltet wird. Das Relais 54 schließt bei seinem Ansprechen den Kontakt 55 und schaltet damit das Hilf srelais 3 5 ein, das am Kontakt 36 die Auslösung des Schalters herbeiführt. Um ein sicheres Arbeiten des Relais 54 zu erhalten, ist es mit einer Kurzschlußwicklung versehen, die eine !deine. Anzugs- und Abfallverzögerung bewirkt, so daß das Relais 3 5 sicher zum Ansprechen gebracht wird.

Da zwischen den Sendern an dein beiden Leitungsenden keine Synchronisierung besteht, treten durch Spannungs- und Tempe- raturschwankungen gewisse · Frequenzunterschiede auf, die jedoch nicht zum Ansprechen der Röhre 49 führen dürfen. ' Aus diesem Grunde liegt vor dieser Röhre das Hochpaßfilter 50, das so· abgestimmt ist, daß nur eine Differenzfrequenz von bestimmter Höhe die Auslösung des Schalters herbeiführt. Neben der Übertragung der Selektivschutzkriterien ist es häufig zweckmäßig, noch weitere Nachrichten über die Leitung zu übertragen. Da die Selektivschutzkriterien nur sehr selten zu übertragen sind, werden zur Erzielung einer größeren' Wirtschaftlichkeit auch für die weiteren Nachrichten die gleichen Hochfrequenzsender und -empfänger benutzt.. Als weitere Nachrichtenübertragung ist eine TeIefonieübertragung dargestellt. Der Telefonieteil 5 6 enthält eine Modulatorröhre 57, die in bekannter Weise über die Leitung 58 und die Spule 60 mit der Senderöhre 27 gekoppelt ist. Ferner ist ein Mikrofon 61 und ein Hörer 62 vorgesehen. Der Hörer ist mit der Gleichrichterröhre 28 des Empfängers 15 über die Leitung 63, den Transformator 64 und den Kondensator 64' gekoppelt: Der Telefonapparat enthält ferner einen Schalter 65, der den Hoehfrequenzsender und das Mikrofon nur einschaltet, wenn .der Teilnehmer sprechen will. Während des Sprechens wird ferner der Hörer 62 abgeschaltet. _i Hierzu dient das Hilf srelais 66 mit den beiden Kontakten 67 und 68. Im Ruhezustand ist der Kontakt 68 geschlossen, so daß an dem Gitter der Senderöhre 27 eine so hohe negative Vorspannung liegt, daß sie gesperrt ist. Sobald jedoch das Energierichtungsrelais 12 bei Vorliegen eines Leitungswählers seinen Kontakt 20 schließt, wird der Sender auf alle Fälle gesperrt, so daß nicht fälschlich ein Blockierungssignal zur Gegenstation gesandt wird, das dort die Auslösung des Schalters 8 verhindern würde·.·

Solange jedoch keine Selektivschutzübertragung stattfindet, kann ein Teilnehmer in der Station 3, der mit einem Teilnehmer der Station 4 zu sprechen wünscht, dies -tun, indem er den Schalter 65 betätigt. Damit wird

- das Relais 66 und der Sender 27 eingeschaltet,.. während der Hörer 62 abgetrennt ist. Der. Teilnehmer kann sich, nunmehr in bekannter Weise mit der Gegenstation in. Verbindimg setzen und kann sprechen, solange die Taste 65 gedruckt ist, und kann nach Loslassen dieser Taste das Gespräch von der Gegenstation empfangen.

Für den Fall, daß ein Kurzschluß zwischen den Leitungen 1 und 2 auftritt, sprechen die beiden Überstromrelais 11 in den beiden Stationen an und unterbrechein an den Kontakten 43 _ die Zuführung der negativen Gitterspannung zum Sender und an den Kontakten 22 den Haltestromkreis des Sperrelais 13. Da jedoch die Energierichtung von den Sammelschienen in die Leitung 1,2 verläuft, schließen die Energierichtungsrelais 12 ihre Kontakte 20 und legen dadurch, wieder die negative Sperrspannung an das Gitter der beiden Sender. Infolgedessen wird die Aussendung der Hochfrequenz verhindert, so daß die Relais 13 abfallen und an den Kontakten 21 die Auslösung der beiden Schalter herheiführen.

Falls jedoch der Fehler außerhalb des überwachten Leitungsabschnittes, z. B. außerhalb der Sammelschiene 4, liegt, spricht das Energierichtungsrelais dieser Station in der anderen Richtung an.und hält dadurch den Kontakt. 20 geöffnet. Infolgedessen sendet die Station 4 Hochfrequenz aus, die in den Empfängern beider -Stationen aufgenommen wird. Infolgedessen bleibt in beiden Stationen das Sperrelais 13 durch den Anodenstrom der Röhre 28 angezogen, so daß eine Auslösung der Schalter verhindert wird.

Wenn schließlich ein Fehler in einem der Transformatoren, z.B. im Transformator 5 der Station 3, auftritt, so schließt das Transformatorschutzrelais 29 seinen Kontakt 34 und" betätigt damit das Hilfsrelais 35. Dieses löst den Schalter 7 der eigenen Station aus und bewirkt über den Kontakt 37 und das Relais 38 die Aussendung der verstimmten Hochfrequenz. Um eine genügend lange Aussendung zu erhalten, erhält das Relais 35 eine •entsprechende Abfallverzögerung, oder es kann sich so· lange halten, bis es von Hand wieder abgeschaltet wird.

Als notwendige Verstimmung hat sich eine Änderung der Frequenz um 1500 Hz als zweckmäßig erwiesen. Diese erzeugt im Überlagerungsempfänger eine genügend große Differenzfrequenzj um sie von anderen Frequenzschwankungen sicher unterscheiden zu können. Die Differenzfrequenz wird im Überlagerungsempfänger über das Hochpaßfilter 50 der Gleichrichterröhre 49 und dem Relais 52 zugeführt. Dieses Relais betätigt in der Station 4 das Relais 54, das nach einer genügenden Dauer des Impulses über den Kontakt 55 das Relais 35 einschaltet und damit auch den Schalter 8 auslöst. Dadurch wird erreicht, daß der Transformator S auch dann abgeschaltet wird, wenn die Leitungsschutzreläis in der Station 4 durch den Fehler selbst nicht zum Ansprechen kommen.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   ι . Hochfrequenz-Selektivschutzanordnung, bei der die Auslösung der Schutzeinrichtungen von der Übertragung einer Hochfrequenz abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Hoch- ^7S frequenz zur Übertragung von zwei ver* schiedenen Kriterien dient, von denen als erstes Kriterium die Tastung der Hochfrequenz dient, während als zweites Kriterium die Verstimmung der Hochfrequenz um einen bestimmten Wert dient, die im Empfänger als Schwebung mit der unveränderten Hochfrequenz aufgenommen wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß .die gleiche Hochfrequenz zur Übertragung von zwei Kriterien in beiden Richtungen dient.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kriterium als Sperrkriterium und das andere als Auslösekriterium dient.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz außer zur Selektivschutzübertragung auch zur Übertragung weiterer Nachrichten, wie Telefonie, Fernsteuerung oder Fernmessung, dient.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Über- '°° tragung · eines Selektivschutzkriteriums eine bestehende Übertragung anderer Nachrichten unterbrochen wird.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1 bis .5, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger die verstimmte Hochfrequenz zusammen mit der am Empfangsort erzeugten unveränderten Hochfrequenz einer Mischschaltung zugeführt wird, in der die Sehwebungsfrequenz erzeugt und ausgesiebt wird.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsrelais verzögert sind, so· daß sie nur bei einer bestimmten Dauer der Kriterien zum Ansprechen kommen.
8. 8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kriterium durch 'die Leitungsschutzrelais zur Aussendung gelangt, wenn festgestellt wurde, daß der Fehler außerhalb des überwachten Leitungsabschnittes liegt und

   am anderen Ende des Leitungsabschnittes die durch die Schutzrelais vorbereitete Auslösung sperrt. .
9. 9. Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kriterium durch das Ansprechen der Überwachungsrelais eines Transformators an einem Leitungsende zur Aussendung gelangt und am anderen Leitungseinde zur Auslösung der Schalter führt.
10. 10. Anordnung nach Anspruch r bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösekriterium durch den Schwebungsempfänger aufgenommen wird.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen