DE69606136T2 - Spannungsschwelle mit adaptiver Zeitkonstante - Google Patents

Description

Technisches Gebiet
• Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Schutzrelaisvorrichtung für Hochspannungsfreileitungen, die eine Polarisationsspeicherspannung als eine Referenzspannung verwendet, und insbesondere auf die Zeitkonstante, die zum Erzeugen und Aktualisieren der Polarisationsspeicherspannung verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft die Zeitkonstante, die durch einen Speicherfilterabschnitt einer Polarisationsspeicherspannungsschaltung verwendet wird. Eine Polarisationsspeicherspannung wird als eine Referenzspannung durch ein Schutzrelais für Hochspannungsfreileitungen verwendet, vor allem durch ein Distanzrelais für den Vergleich mit einem Spannungswert, der für die Spannung auf der Freileitung repräsentativ ist, um einen möglichen Fehler auf der Leitung zu bestimmen.
• Das US-Patent Nr. 5.140.492, das auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung lautet, ist auf eine Schutzrelaisvorrichtung für die Erzeugung und die Verwendung einer Polarisationsspeicherspannung gerichtet; dessen Inhalte sind hiermit durch Literaturhinweis eingefügt. Wie in dem '492-Patent gelehrt wird, wird eine positive Folgespannung verwendet, um eine positive Folgepolarisationsspeicherspannung zu entwickeln. Die positive Folgespannung bezieht sich auf die kombinierten Zeigerleitungsspannungen VA, VB und VC, die sich alle in einer positiven Folge drehen. Die Bestimmung der positiven Folgespannung ist wohlbekannt. Die Spannungen für die drei verschiedenen Phasen VA, VB und VC auf der Freileitung werden abgetastet und dann durch ein positives Folgefilter gefiltert, um eine positive Folgespannung VA1 zu erzeugen. Dieses ist in dem '492-Patent ausführlicher dargelegt.
• Der Ausgang des positiven Folgefilters wird dann an ein Speicherfilter angelegt, um die gewünschte Polarisationsspeicherspannung zu erzeugen, die alternativ als VA1M oder VAP bezeichnet wird. In der spezifischen Speicherfilteranordnung, die in dem '492-Patent bekanntgemacht ist, besitzt der Ausgang des Speicherfilters eine Zeitkonstante von ungefähr vier Zyklen, wobei die positive Folgepolarisationsspeicherspannung eine Dauer von ungefähr 20 Zyklen besitzt. Der Ausgang des Speicherfilters mit dem VA1-Eingang wird direkt als eine Polarisationsspeicherspannung für die Spannungselemente der A-Phase verwendet. Ähnliche Anordnungen werden verwendet, um die Polarisationsspeicherspannungen VB1M (VBP) und VC1M (VCP) für die Spannungselemente der Phase B und der Phase C zu erzeugen. Der Betrieb des Speicherfilters führt zu einer Verzögerung zwischen dessen Eingang und dessen Ausgang, was dem Ausgang erlaubt, langsam den Wert der Eingangsspannung zu erreichen und dann langsam abzunehmen, wenn das Eingangssignal nicht länger vorliegt.
• Wenn ein von null verschiedenes Eingangssignal an ein vorher stationäres Speicherfilter mit Eingangssignal null angelegt wird, wird als ein Beispiel der Ausgang (der die Grundlage für die Polarisationsspeicherspannung ist), innerhalb der Zeitkonstante des Filters auf 63% des Eingangssignals ansteigen, während er auf die Abnahme des Eingangssignals von dem Maximum auf null folgend innerhalb der Filterzeitkonstante auf 37% des maximalen Eingangssignals abnehmen wird. Je länger die Zeitkonstante ist, desto länger, daß die positive Folgepolarisationsspeicherspannung besteht. Wie oben kurz angegeben ist und wie in dem '492-Patent erörtert ist, wird dann die resultierende positive Folgepolarisationsspeicherspannung durch die Distanzelemente in dem Relais verwendet, um das Vorhandensein einer Unterimpedanzbedingung (Fehler) auf der Hochspannungsfreileitung zu bestimmen.
• Typischerweise ist die bestehenden Speicherfiltern zugeordnete Zeitkonstante verhältnismäßig kurz, wobei sie sich über einen Bereich von 1,5 bis vier Zyklen des Hochspannungssignals erstreckt. Obwohl dies in den meisten Situationen vorteilhaft ist, einschließlich insbesondere für den Nicht-Nennfrequenzgang der Distanzelemente des Relais über bestimmte Spannungsbereiche, der der Polarisationsspeicherspannung für die Distanzelemente erlaubt, den tatsächlichen Bedingungen des Hochspannungsleitungssystems genauer zu folgen, besitzt eine längere Zeitkonstante gegenüber den herkömmlicheren kurzen Zeitkonstanten in bestimmten Situationen Vorteile.
• Eine längere Zeitkonstante ist zum Beispiel wünschenswert, wenn es einen nahegelegenen (0-Spannung), entgegengesetzten Dreiphasenfehler ausgedehnter Dauer gibt. Falls dieser Fehler länger als die Dauer der Polarisationsspeicherspannung besteht, fällt das rückwärtsreichende Phasendistanzelement ab, wenn die Größe der Polarisationsspannung unter eine Spannungsschwelle abnimmt.
• Ein weitere Situation, in der eine lange Zeitkonstante wünschenswert ist, betrifft die vorwärtsreichenden Distanzelemente an elektrisch kurzen Hochspannungsleitungen. Für diese besondere Situation kann die Dreiphasenspannung für entfernte Fehler sehr niedrig sein, wenn sie durch das Schutzrelais gemessen wird, was wiederum zum Erlöschen der Polarisationsspeicherspannung führen kann, bevor ein zeitverzögerter Distanzelementzeitgeber abläuft. Ganz besonders bei Dreiphasenfehlern werden die Größen aller drei Phasenspannungen sehr klein, wobei die Spannungen an dem positiven Folgespeicherfilter beinahe null sind. Die Polarisationsspeicherspannung muß für die ganze Dauer der zum Auslösen des Relais erforderlichen Zeit stabil, zuverlässig und verfügbar sein. Sobald die Spannungen an dem positiven Folgespeicherfilter so niedrig sind, daß die Größe der Polarisationsspeicherspannung sich auf ein Volt verringert, werden die Distanzelemente typischerweise gesperrt, weil die Polarisationsspeicherspannung nicht länger als Referenz zuverlässig ist.
• In einem weiteren Beispiel, wo eine lange Zeitkonstante wünschenswert ist, wird die Relaissicherheit vergrößert, falls die Größe der jüngsten positiven Folgespannungsbestimmung größer als das 1,05fache der Größe der Polarisationsspeicherspannung ist. Diese besondere Größenbeziehung ist in reihenkompensierten Hochspannungsleitungsanwendungen wichtig, wo Spannungsumkehrungen möglich sind. Spannungsumkehr bezeichnet eine Bedingung, wo die fehlerhafte(n) Phasenspannung(en) 90º oder mehr mit der Quellspannung phasenverschoben ist(sind). Während eine positive Folgespeicherspannung dem Relais erlaubt, anfangs eine genaue Richtungsbestimmung eines Fehlers in einem derartigen Fall bezüglich des Relais auszuführen, wird die Spannungsumkehr schließlich die Polarisationsspeicherspannung einholen, wobei eine falsche Richtungsentscheidung getroffen werden könnte. Je länger die Zeitkonstante für die Polarisationsspeicherspannung ist, desto länger kann die Polarisationsspeicherspannung verwendet werden, um genaue Richtungsinformationen bereitzustellen.
• Obwohl es, wie ersichtlich ist, verschiedene spezifische Situationen gibt, in denen eine lange Zeitkonstante wün schenswert ist, werden die allgemeineren Vorteile einer kurzen Zeitkonstante geopfert, wenn eine längere Zeitkonstante verwendet wird.
• Folglich würde es wünschenswert sein, eine Polarisationsspeicherspannung zu besitzen, die die Vorteile einer herkömmlicheren kurzen Zeitkonstanten besitzt, aber außerdem unter denjenigen Umständen gute Ergebnisse liefern kann, wo eine lange Zeitkonstante wünschenswert sein würde.
Offenbarung der Erfindung
• Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung eine Relaisvorrichtung, die mehrere Relaiselemente enthält, die eine Polarisationsspeicherspannung als eine Referenzspannung verwenden, um ausgewählte Fehlerbedingungen in einer Hochspannungsfreileitung zu bestimmen, mit einer Einrichtung in einer Polarisationsspeicherspannung-Erzeugungseinrichtung, die wahlweise zwischen wenigstens zwei verschiedenen Zeitkonstanten, die für die Polarisationsspeicherspannung verwendet werden, wechselt.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
• Die Figur ist ein Stromlaufplan, der das Speicherfilter und die zugeordnete Logikschaltungsanordnung für die Polarisationsspeicherschaltung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung, die in der Figur gezeigt ist, ist eine Schaltung, die eine veränderliche Zeitkonstante (wenigstens zwei verschiedene Zeitkonstanten) bei der Erzeugung einer positiven Folgepolarisationsspeicherspannung (Phasen A, B und C) verwendet, wobei die Länge der Zeitkonstante von den relativen Prozentsätzen des Polarisationsspeicherspannungswertes und dem augenblicklichen Wert der positiven Folgespannung, die zum Erzeugen eines aktualisierten Wertes der Speicherspannung verwendet wird, abhängt. In der vorliegenden Erfindung gibt es zwei spezifische Zeitkonstanten, eine Zeitkonstante ist verhältnismäßig kurz, die diejenige ist, die verwendet wird, falls nicht eine von verschiedenen spezifischen vorher festgesetzten Bedingungen erfüllt ist, wobei an diesem Punkt die Zeitkonstante in eine verhältnismäßig lange Zeitkonstante geändert wird. In dem vorliegenden Fall beträgt die kurze Zeitkonstante 1,75 Zyklen, während die lange Zeitkonstante 15,75 Zyklen des Hochspannungssignals auf der Freileitung beträgt. Mit der kürzeren Zeitkonstanten besitzen die meisten augenblicklichen Werte der positiven Folgespannung eine größere Wirkung auf den neuen Speicherspannungswert. Mit einer längeren Zeitkonstanten wird ein Wechsel in der positiven Folgespannung länger brauchen, um den Speicherspannungswert völlig zusammenzudrücken. In der gezeigten Ausführung wird die positive Folgepolarisationsspeicherspannung mit jedem neuen Abtastwert der positiven Folgespannung achtmal pro Zyklus des Hochspannungssignals berechnet. Dieses könnte außerdem variiert werden. Es sollte selbstverständlich sein, daß die verschiedenen Zeitkonstanten abhängig von der besonderen Anwendung verwendet werden können, und ferner, daß mehr als zwei, d. h. mehrfache, Zeitkonstanten abhängig von den besonderen Umständen und der besonderen Entwicklung der Schaltung verwendet werden können.
• Die Verwendung von zwei oder mehr verschiedenen Zeitkonstanten führt zu einer Relaisvorrichtung, die insgesamt zuverlässiger, vielseitiger und sicherer bezüglich der Bestimmung von Fehlern auf der Hochspannungsfreileitung wird, die das Relais schützt. Im besonderen erlaubt die Verfügbarkeit einer verhältnismäßig langen Zeitkonstanten dem Relais, in einer Anzahl besonderer Umstände gut arbeiten, wo eine kurze Zeitkonstante weniger zuverlässige Ergebnisse liefern könnte.
• In der Figur, die die Gesamtschaltung zum Erzeugen der Polarisationsspeichersspannungen zeigt, die durch die Distanzelemente in einem Schutzrelais verwendet werden, ist ein Speicherfilter 12 gezeigt, der auf nachfolgende positive Folgespannungsabtastwerte VA1k antwortet, um eine Speicherspannung VAPk zu erzeugen. Die positiven Folgespannungsabtastwerte werden durch eine andere Schaltungsanordnung erhalten, wie oben erklärt ist, wie z. B. durch einen positiven Folgefilter. Der Index "k" bezieht sich auf den augenblicklichen (jüngsten) abgetasteten und/oder bestimmten Wert.
• Der jüngste positive Folgespannungsabtastwert VA1k wird an einen zweipoligen Schalter 13 in dem Speicherfilter 12 angelegt, der Schalter 13 befindet sich normalerweise in der Position A. In der Position A wird ein viertel der neuen, d. h. der jüngsten, positiven Folgespannung an die Summationsschaltung 14 angelegt. Dreiviertel des 1/2 Zyklus (4 Abtastwerte) in der Zeit zurückliegenden Wertes der Polarisationsspeicherspannung, der in einem sequentiellen Register 16 gespeichert worden ist, wird ebenfalls an die Summationsschaltung 14 angelegt, um den neuen Speicherspannungswert VAPk zu erzeugen.
• Wie oben erklärt ist, werden in der gezeigten Ausführung die Abtastwerte der positiven Folgespannung VA1 8mal pro Zyklus des Hochspannungssignals gewonnen, und folglich wird die Bestimmung der positiven Folgepolarisationsspeicherspannung VAP ebenfalls 8mal pro Zyklus ausgeführt. Jeder Wert von VAP wird an das Register 16 angelegt, das vorübergehend 4 aufeinanderfolgende Werte von VAP speichert, die durch den Summierer 14 bestimmt werden. Wäh rend der Zeit, in der ein früher bestimmter Wert von VAP verfügbar ist, um in der Summationsschaltung verwendet zu werden, sind 4 Abtastperioden (1/2 Zyklus) vergangen. Die VAP-Werte, die in dem Register 16 gespeichert sind, erstrecken sich folglich über einen halben Zyklus der Spannung auf der geschützten Hochspannungsfreileitung.
• Der Ausgang des Summierers 14, VAPk, d. h. der jüngste Wert von VAP, ist, wenn sich der Schalter 12 in der A-Position befindet, das Ergebnis einer verhältnismäßig kurzen Zeitkonstanten, d. h. 1,75 Zyklen. Diese "kurze" Zeitkonstante tritt auf, wenn die jeweiligen Beiträge zu dem neuen Wert der Polarisationsspeicherspannung ein viertel von dem jüngsten Wert der positiven Folgespannung VA1k und dreiviertel von dem Wert der Polarisationsspeicherspannung VAP zu einem Zeitpunkt 1/2 Zyklus (4 Abtastwerte) zurück (vorher) sind.
• Der Ausgang des Summierers 14 wird durch den Schalter 17 als ein Eingang an die drei Phasendrehschaltungen 18, 20 und 22 angelegt. Die Phasendrehschaltung 18, die als 1 bezeichnet ist, führt auf seiner Ausgangsleitung 24 zu keiner Phasendrehung des Eingangssignals. Das an die Phasendrehvorrichtung 20 angelegte Signal, die als a² bezeichnet ist, besitzt auf der Ausgangsleitung 26 eine 240º-Phasendrehung. Die Phasendrehvorrichtung 22, die als a bezeichnet ist, erzeugt auf ihrer Ausgangsleitung 28 eine 120º-Phasendrehung des Eingangssignals.
• Die Werte auf den Ausgangsleitungen 24, 26 und 28 werden dann gleichzeitig an eine Viertelzyklus-Verzögerungsschaltung 30 und an eine Untersetzungsvorrichtung 32 angelegt. Der Untersetzer 32 vermindert die an ihn angelegten Werte um einen im voraus gewählten Betrag.
• Der Ausgang des Untersetzers 32 ist ein Spannungspaar für jede Phase, wobei eine Spannung eine maßstäbliche Polarisationsspeicherspannung ist, zum Beispiel VA1memp für die A-Phase, während die andere ein Quadratursignal ist, das 90º verzögert ist, zum Beispiel VA1memq. Die VB1-Werte sind 240º phasengedreht, während die VC1-Werte 120º phasengedreht sind. Die Spannungspaare von dem Untersetzer 32 werden dann an eine Subtrahiereinheit 34 angelegt, in der die Polarisationsspeicherspannung VB1 von VA1 abgezogen wird. Ähnlich wird VC1 von VB1 abgezogen, während VA1 von VC1 abgezogen wird. Das Ausgangssignal der Subtrahiereinheit 34 ist folglich VABmemp, VBCmemp, VCAmemp und ihre Quadraturwerte. Diese Polarisationsspeicherspannungen werden dann an die Distanzelemente in dem Relais zum verketteten Vergleich mit den abgetasteten Spannungen der drei Phasen des Hochspannungssignals auf der Hochspannungsfreileitung angelegt, wie in dem '492-Patent dargelegt ist.
• Die folgende Erläuterung betrifft die verschiedenen spezifischen Bedingungen in der gezeigten Ausführung, unter denen das Speicherfilter 12 eine lange Zeitkonstante von 15,75 Zyklen verwenden wird. Wenn das auftritt, wird sich der Schalter 13 von der Position A zu der Position B bewegen, worin der jüngste Abtastwert der positiven Folgespannung VA1k 1/32 zu der neuen Polarisationsspeicherspannung beiträgt, während die 1/2 Zyklus vorausgehende Polarisationsspeicherspannung 31/32 des neuen Wertes beiträgt. Falls sich der Schalter 13, wie oben angegeben ist, nicht in der Position der langen Zeitkonstanten (Position B) befindet, wie es durch das Auftreten von spezifischen Bedingungen bestimmt ist, bleibt der Schalter 13 in der Position A, was dazu führt, daß die kurze Zeitkonstante verwendet wird, d. h. in Ermangelung der angegebenen Bedingungen begibt er sich gemäß Voreinstellung in Wirklichkeit in Position A.
• Einige der Bedingungen für das Verwenden einer langen Zeitkonstanten erfordern, daß es bekannt ist, ob die Polarisationsspeicherspannung groß genug ist, um gültig zu sein oder nicht. Deshalb wird der Ausgang VAPk des Speicherfilters 12 (für die Phase A) an eine Absolutgrößenbestimmungsschaltung 38 angelegt, die einen Quadraturwert von VAPk verwendet, um den Absolutgrößenwert zu bestimmen. Dieser Absolutwert der Polarisationsspeicherspannung wird dann durch die Vergleichsvorrichtung 36 gegenüber einer Schwelle von einem Volt verglichen. Falls der Absolutwert größer als ein Volt ist, wird die Polarisationsspeicherspannung für gültig gehalten, wobei auf der Ausgangsleitung 37 der Vergleichsvorrichtung 36 ein Bit gesetzt wird. Falls jedoch die Polarisationsspeicherspannung kleiner als ein Volt ist, was als unzureichend betrachtet wird, werden viele der Distanzelemente in dem Relais gesperrt.
• Der jüngste bestimmte Wert der positiven Folgespannung wird, außer daß er durch den Schalter 12 an das Speicherfilter 13 angelegt wird, außerdem an eine Absolutgrößenbestimmungsschaltung 40 angelegt, die ein Quadratursignal verwendet, um den Absolutgrößenwert zu bestimmen. Dieser Wert wird mit einem Wert von 1,05 · VAPk verglichen, der, wie oben angegeben ist, der jüngste Wert der Polarisationsspeicherspannung ist, d. h. das jüngste Ausgangssignal der Summationsschaltung 14. Ein Ausgangssignal von "wahr" oder "hoch" der Vergleichsvorrichtung 42 zeigt eine Spannungsumkehr an, die eine Bedingung ist, in der eine längere Zeitkonstante hilfreich ist. Der Ausgang der Vergleichsvorrichtung 42 wird als ein Eingang an das UND- Gatter 44 angelegt, wobei er außerdem an einen Dreizyklen-Zeitgeber 46 angelegt wird. Wenn der Ausgang der Vergleichsvorrichtung 42 wahr (hoch) ist, bleibt der Ausgang des Zeitgebers 46 für eine Zeit tief (0), die gleich drei Zyklen des Hochspannungssignals ist. Ein tiefer Aus gang von dem Zeitgeber 46 wird ein hoch an dem NICHT-Eingang 45 in das UND-Gatter 44 erzeugen. Deshalb werden für drei Zyklen, die einem hohen Ausgang von der Vergleichsvorrichtung 42 folgen, von der Vergleichsvorrichtung 42 und dem Zeitgeber 46 "hoch"-Eingangssignale in das UND- Gatter 44 existieren. Falls weder eine Asynchron-Blockierungsbedingung (OSB-Bedingung) noch eine OSTI-Bedingung (Asynchron-Auslöse-Bedingung) (seit 1/8 Zyklus rückwärts in der Zeit) erkannt worden sind (OSB und OSTI sind übliche, wohlbekannte Signalbestimmungen, die in Schutzrelais ausgeführt werden und die für einen Fachmann völlig selbstverständlich sind), wird der Ausgang von dem ODER- Gatter 48 tief sein, was wiederum ein hoch an dem NICHT- Eingang 47 in das UND-Gatter 44 produzieren wird.
• Alle Eingangssignale in das UND-Gatter 44 werden folglich für die obenbeschriebenen Bedingungen (für eine Gesamtdauer von 3 Zyklen) hoch sein, so daß für diese Zeitperiode der Ausgang des UND-Gatters 44 zu dem ODER-Gatter 50 hoch sein wird, das zu einem "hoch" an dessen Ausgang 51 führt. Das "hoch" oder die "eins" des logischen Ausgangs von dem ODER-Gatter 50 wird dann an den Schalter 13 in dem Speicherfilter angelegt, ändert ihn in die B-Position, was zu der Erzeugung von Speicherspannungswerten unter Verwendung der langen Zeitkonstanten von 15,75 Zyklen führt.
• Wenn der Dreizyklen-Zeitgeber 46 (24-Abtastwerte-Zeitgeber) abläuft, wird der Ausgang des UND-Gatters 44 abermals tief (0) gehen, wobei der Ausgang des ODER-Gatters ebenfalls tief (0) gehen wird, der Ausgang des ODER-Gatters 50 wird ebenfalls tief gehen, und der Schalter 13 wird dann zurück zur Position A wechseln, wobei die kurze Zeitkonstante von 1,75 Zyklen abermals verwendet wird. Drei Zyklen sind im allgemeinen ausreichend, um die Wirkung einer Spannungsumkehr zu beseitigen. Es sollte je doch erkannt werden, daß eine Anzeige einer Asynchron- Blockierungsbedingung oder einer Asynchron-Auslöse-Bedingung den Ausgang des UND-Gatter 44 daran hindern wird, hoch zu gehen, wobei der Spannungsvergleich, der durch die Vergleichsvorrichtung 42 ausgeführt wird, keine Wirkung haben wird (die Zeitkonstante wird kurz sein).
• Eine weitere Bedingung, unter der das ODER-Gatter 50 einen hohen Ausgang erzeugen wird, um zu veranlassen, daß das Speicherfilter zu einer langen Zeitkonstanten geht, umfaßt den Vergleich des jüngsten positiven Folgespannungswertes (dessen Absolutwert) mit 5 Volt. Falls die positive Folgespannung kleiner als 5 Volt ist, ist der Ausgang der Vergleichsvorrichtung 52 tief, was zu einem hoch an dem NICHT-Eingang in das ODER-Gatter 50 führt, was wiederum zu einem hohen Ausgang des ODER-Gatters und einem resultierenden Wechsel im Schalter 13 zu der Position B (lange Zeitkonstante) führt.
• Der Ausgang der Vergleichsvorrichtung 52 wird außerdem als ein Eingang an das UND-Gatter 54 angelegt. An dem anderen Eingang, der ein NICHT ist, befindet sich der Ausgang von der Vergleichsvorrichtung 36, eine gültige Polarisationsspeicherspannungsanzeige (VPOLV). Falls die Polarisationsspeicherspannung gültig ist, wird ein Bitausgang gesetzt, der NICHT-Eingang in das UND-Gatter 54 wird tief sein, wobei der Ausgang des Gatters 54 folglich tief sein wird. Falls jedoch kürzlich (1/8 Zyklus zurück) bestimmt wurde, daß die Polarisationsspeicherspannung ungültig ist (d. h. sich unter einem Volt befindet), dann ist während dieser Zeit (der Zeit, in der die Speicherspannung ungültig ist) der NICHT-Eingang in das UND-Gatter 54 hoch.
• Falls sich die jüngste positive Folgespannung über 5 Volt befindet, wird der Ausgang des UND-Gatters 54 gleichzei tig hoch gehen, wobei die Anstiegsflanke von diesem den 1,25-Zyklen-Zeitgeber 56 starten wird, damit der Ausgang hoch geht. Der Ausgang des Zeitgebers 56 wird für die nächsten 1,25 Zyklen hoch sein, die Zeitdauer für 10 aufeinanderfolgende Abtastwerte in der gezeigten Ausführung. Der hohe Ausgang des Zeitgebers 56 wird den Schalter 17 zu der Position B¹ ändern, der in Wirklichkeit das Filter 12 ausschaltet. Die jüngste positive Folgespannung VA1k wird direkt an die Phasendrehvorrichtungen und außerdem an das Register 16 angelegt, durch das sie Abtastwert für Abtastwert periodisch durchlaufen wird. Diese Anordnung führt in Wirklichkeit eine "Schnelladung" des Speicherfilters 12 und des Registers 16 für die Gesamtdauer von 1,25 Zyklen aus. Am Ende der 1,25 Zyklen wird der Ausgang des Zeitgebers 56 zurück auf tief (0) wechseln, der Schalter 17 wird auf die Position A¹ zurückkehren und das Speicherfilter 12 wird abermals arbeiten, wie oben beschrieben ist.
• Wie aus dem obigen entnommen werden kann, enthält die Schaltung nach Fig. 1 ein Speicherfilter, das typischerweise eine verhältnismäßig kurze Zeitkonstante für die Polarisationsspeicherspannung verwendet, die aus einer positiven Folgespannung entwickelt wird. Für eine Anzahl spezialisierter Systembedingungen, die durch verschiedene andere Abschnitte der Schaltung erkannt werden, wird jedoch eine verhältnismäßig lange Zeitkonstante verwendet. Ferner treten unter anderen Bedingungen bestimmte andere Bedingungen, wie z. B. Minimalwerte der Speicherspannung, für die Zuverlässigkeit und die Schnelladung des Speicherfilters auf. Wie oben angegeben ist, führt das Vorhandensein von mehr als einer Polarisationsspeicherspannung zu einem Schutzrelais, das sicherer und vielseitiger ist und das einige der inhärenten Nachteile vorheriger Relais überwindet, die eine einzige Zeitkonstante verwenden.

Claims (15)

1. Relaisvorrichtung, die mehrere Relaiselemente enthält, die eine Polarisationsspeicherspannung als eine Referenzspannung verwenden, um ausgewählte Fehlerbedingungen in einer Hochspannungsfreileitung zu bestimmen, mit:

einer Einrichtung (13) in einer Polarisationsspeicherspannung-Erzeugungseinrichtung (10), die wahlweise zwischen wenigstens zwei verschiedenen Zeitkonstanten, die für die Polarisationsspeicherspannung verwendet werden, wechselt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Einrichtung (16) zum automatischen Wechseln der Zeitkonstante in Übereinstimmung anhand von im voraus gewählten Kriterien.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Zeitkonstante verhältnismäßig kurz ist und die andere Zeitkonstante erheblich länger ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die eine Zeitkonstante ungefähr 1,75 Zyklen beträgt und die andere Zeitkonstante ungefähr 15,75 Zyklen beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Einrichtung (36), die feststellt, ob die Polarisationsspeicherspannung wenigstens eine im voraus gewählte minimale Größe besitzt, und einer Einrichtung, die bestimmte der Relaiselemente sperrt, falls die Polarisationsspeicherspannung nicht die minimale Größe besitzt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine positive Folgespannung verwendet wird, um die Polarisationsspeicherspannung zu erzeugen, und wobei dann, wenn die positive Folgespannung kleiner als ungefähr 5 Volt ist, die längere Zeitkonstante verwendet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei dann, wenn der jüngste positive Folgespannungswert größer als die 1,05fache direkt vorhergehende Polarisationsspeicherspannung ist, die längere Zeitkonstante gewählt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die längere Zeitkonstante nur für ungefähr drei Zyklen verwendet wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei dann, wenn der letzte vorhergehende Abtastwert der Polarisationsspeicherspannung ungültig ist, das Auftreten eines jüngsten positiven Folgespannungswerts, der größer als 5 Volt ist, den positiven Folgespannungswert zur Folge hat und nachfolgende Werte hiervon für eine ausgewählte Zeitperiode ausschließlich für die Erzeugung neuer Polarisationsspeicherspannungswerte verwendet werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Polarisationsspeicherspannung-Erzeugungseinrichtung ein Speicherfilter (12) enthält, das eine Speicherspannung aus der jüngsten positiven Folgespannung und aus früheren Werten der Polarisationsspeicherspannung erzeugt, und wobei die Automatikeinrichtung eine Einrichtung zum Wechseln zwischen verschiedenen Verhältnissen der positiven Folgespannung und früherer Werte der Polarisationsspeicherspannung für die Erzeugung unterschiedlicher Zeitkonstanten enthält.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die im voraus gewählten Kriterien von der Größe der positiven Folgespannung und von der Größe der Polarisationsspeicherspannung abhängen.

12. Relaisvorrichtung zum Schutz von Hochspannungsfreileitungen, mit:

einer Einrichtung (12) zum Erzeugen einer Polarisationsspeicherspannung aus einer positiven Folgespannung, wobei die Polarisationsspeicherspannung von Relaiselementen als Referenzspannung verwendet wird, um ausgewählte Fehlerbedingungen in einer Hochspannungsfreileitung zu bestimmen, wobei die Erzeugungseinrichtung ein Speicherfilter enthält, das eine Zeitkonstante für die Polarisationsspeicherspannung verwendet; und

einer Einrichtung (13) zum wahlweisen Wechseln zwischen wenigstens zwei unterschiedlichen Zeitkonstanten im Speicherfilter.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, mit einer Einrichtung (16) zum automatischen Wechseln der Zeitkonstante in Übereinstimmung mit im voraus gewählten Kriterien.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei eine Zeitkonstante verhältnismäßig kurz ist und die andere Zeitkonstante erheblich länger ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die eine Zeitkonstante ungefähr 1,75 Zyklen beträgt und die andere Zeitkonstante ungefähr 15,75 Zyklen beträgt.