DE69728475T2

DE69728475T2 - Verfahren zum Schutz gegen Versagen eines Schutzschalters

Info

Publication number: DE69728475T2
Application number: DE69728475T
Authority: DE
Inventors: Jean Marmonier; Herve Lefort
Original assignee: Areva T&D SAS
Current assignee: Grid Solutions SAS
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2017-07-16
Also published as: ATE264004T1; EP0820081A1; DE69728475D1; ID17839A; EP0820081B1; CA2210361A1; US5828540A; CA2210361C; FR2751483A1; FR2751483B1; CN1171612A; CN1061164C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ausfallschutzverfahren für einen Trennschalter, insbesondere für einen Hochspannungstrennschalter.
Genauer betrifft sie ein Ausfallschutzverfahren für einen Trennschalter, der mit Kontakten versehen ist, die sich aus einer geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung und umgekehrt bewegen können, und mit einer Schutzvorrichtung ausgerüstet ist, die eine Fehlererfassungsvorrichtung enthält, die eine elektromagnetische. Stromkreisöffnungsspule in Betrieb setzt, die auf eine Vorrichtung zur Betätigung der Kontakte des Trennschalters einwirkt, wobei Stellungssignalisierungskontakte einer Steuervorrichtung gekippt werden, sobald sich die Kontakte des Trennschalters bewegen.
Beispiele für die Vorrichtung zur Betätigung der Kontakte eines Trennschalters sind in den Dokumenten des Patents EP-0 221 430 und des Patents EP 538 109 beschrieben. Einer solchen Betätigungsvorrichtung ist eine Steuervorrichtung zugeordnet, von der die Stellung der Kontakte des Trennschalters mit Hilfe von Stellungssignalisierungskontakten überwacht wird.
Die bekannten Trennschalter-Ausfalischutzverfahren bestehen darin, eine Verzögerung bei der Ausgabe eine Befehls zum Öffnen der elektromagnetischen Stromkreisöffnungsspule des Trennschalters, die im Fall der Erfassung eines Fehlers betätigt wird, zu schaffen und zu überprüfen, ob der Strom nach dieser Verzögerungszeit null ist. Wenn das der Fall ist, ist die Trennung problemlos durchgeführt worden; andernfalls wird ein Fehleralarm erzeugt und es werden die Trennschalter betätigt, die dem fehlerhaften Trennschalter benachbart sind. Diese Verzögerungszeit liegt im Allgemeinen in der Größenordnung von 150 ms bis 200 ms und ermöglicht, ein eventuelles Versagen der Spule, der Gesamtheit des Systems zur Einleitung der Betätigung des Trennschalters und der beweglichen Hochspannungskontakte des Trennschalters an sich zu überwachen.
Diese Verzögerungszeit ist mit viel Spielraum eingestellt, um zu vermeiden, dass sie im Fall einer langsamen Funktionsweise des Trennschalters, wie weiter unten genauer dargelegt wird, vor dem Abschalten des Fehlerstroms abläuft.
Dieses Verfahren weist eine hohe Sicherheit auf, erfordert jedoch eine verhältnismäßige lange Verzögerungszeit, bevor im Fall einer Störung der Fehleralarm ausgelöst wird.
Die Erfindung schlägt ein schnelleres Ausfallschutzverfahren vor, das mit diesem bekannten Verfahren verknüpft werden kann.
Dazu wird im Fall der Erfassung eines Fehlers nach dem Kippen der Signalisierungskontakte eine Verzögerung erzeugt, nach deren Ablauf geprüft wird, ob der Fehlerstrom auf null gegangen ist, um andernfalls einen Alarm zu erzeugen. Dieser Alarm ist vorteilhaft ein Trennschalter-Ausfallsignal.
Der Vorteil dieses Ausfallschutzverfahrens ist die starke Verkürzung der Zeit bis zur Beseitigung des Fehlers im Fall des Ausfalls der Trennung durch den Trennschalter, wodurch eine bessere Stabilität des Netzes möglich ist.
Optimal ist die Verzögerung größer oder gleich der Summe aus der Zeit, die zwischen dem Kippen der Stellungssignalisierungskontakte und der Trennung der Kontakte des Trennschalters in die geöffnete Stellung vergeht, und der maximal zulässigen Lichtbogendauer.
Die zulässige Lichtbogendauer ist in Abhängigkeit vom Trennschalter definiert. Wenn der Trennschalter den Strom nicht innerhalb dieser zulässigen Zeit unterbrochen hat, wird der Trennschalter als unfähig, ihn zu einem späteren Zeitpunkt zu unterbrechen, angesehen.
Nachstehend wird die Erfindung ausführlicher anhand von Figuren, die lediglich eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, beschrieben.
Die 1 und 2 sind zwei Graphen, die das Verfahren gemäß der Erfindung veranschaulichen.
In diesen Figuren ist der Strom in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. 1 entspricht einem Zeitraum normaler Funktion des Trennschalters sowie einer nicht erfolgten Unterbrechung des Fehlerstroms. 2 entspricht einem Zeitraum langsamer Funktion des Trennschalters sowie einer korrekten Unterbrechung des Fehlerstroms.
Bei einem Auftreten einer Störung zu einem Zeitpunkt t ist eine Wartedauer 1 erforderlich, bis diese Störung von der Schutzvorrichtung erfasst worden ist. Diese Vorrichtung setzt eine elektromagnetische Stromkreisöffnungsspule des Trennschalters in Betrieb, die eine Zeit 2 benötigt, bis sie in Gang kommt und ihr Elektromagnet auf die Vorrichtung zur Betätigung der Kontakte des Trennschalters einwirkt, die nach einer Verzögerungszeit 3 in Funktion tritt. Die Kontakte des Trennschalters beginnen sich zu bewegen und die Stellungssignalisierungskontakte der Steuervorrichtung werden nach einer Wartezeit 4 gekippt. Die Kontakte des Trennschalters sind dann nach einer Zeit 5 voneinander getrennt in der geöffneten Stellung.
Bei einem herkömmlichen Ausfallschutzverfahren wird bei der Betätigung der Spule eine Verzögerung 6 erzeugt. Diese Verzögerung ist im Allgemeinen in der Größenordnung von 150 bis 200 ms, wobei zum Zeitpunkt b geprüft wird, ob der Strom null ist oder nicht.
Gemäß dem in 1 gezeigten Fall ist dieser Strom nicht null. Da der Fehlerstrom nicht unterbrochen worden ist, wird ein "Trennschalter-Ausfallsignal" erzeugt und es werden Sicherheitsmaßnahmen ergriffen, die im Allgemeinen im Auslösen der benachbarten Trennschalter bestehen.
Gemäß dem in 2 gezeigten Fall ist der Fehlerstrom zum Zeitpunkt b unterbrochen worden. Der Trennschalter hat korrekt funktioniert.
Da die Verzögerung 6 eine mögliche langsame Funktionsweise des Trennschalters berücksichtigt, wie in 2 gezeigt ist, wobei die langsame Funktionsweise durch Verzögerungen beispielsweise auf Grund eines andauernden Fehlens der Betätigung oder auf Grund von Kälte oder einer niedrigen Versorgungsspannung der Spulen die Größenordung des Öffnens und des Bewegens der Kontakte des Trennschalters erreicht, tritt im Fall der normalen Funktion eine verhältnismäßig lange Verzögerung zwischen dem Trennen der Kontakte des Trennschalters und dem Alarmzeitpunkt b auf.
Gemäß der Erfindung ist ein Schutz, der als beschleunigter Schutz bezeichnet werden kann, vorgesehen.
Gemäß diesem Schutzverfahren wird nach dem Kippen der Signalisierungskontakte, d. h. nach Ablauf der Zeit 4, eine Verzögerung 7 erzeugt. Nach Ablauf dieser Verzögerung, zum Zeitpunkt a, wird geprüft, ob der Fehlerstrom auf null gegangen ist. Diese Verzögerung 7 ist größer oder gleich der Summe aus der Zeit 5, die zwischen dem Kippen der Kontakte und der Trennung der Kontakte des Trennschalters in die geöffnete Stellung vergeht, und der maximal zulässigen Lichtbogendauer taM.
Dieses Verfahren ermöglicht, eine Überwachung des Trennvorgangs mit einer Verzögerung auszuführen, die viel kürzer als jene des herkömmlichen Verfahrens ist. Der Alarm wird nach einer Wartezeit von ungefähr 10 ms, statt 50 ms im Fall des Schutzes bei einer herkömmlichen Erfassung, nach dem theoretischen Unterbrechungszeitpunkt tc des Stroms ausgelöst.
Diese Verzögerung nach dem Kippen der Stellungssignalisierungskontakte kann auf einen niedrigen Wert ohne viel Sicherheitsspielraum eingestellt werden, denn die Zeit 5 zwischen diesem Kippen und dem Trennen der Kontakte des Trennschalters in die geöffnete Stellung ist praktisch unveränderlich, da sich die Signalisierungskontakte aktiv bewegen und die Streuung der Trennungsgeschwindigkeiten gering ist, nachdem die Kontakte in Bewegung gesetzt worden sind.
Vorteilhaft wird dieses Schutzverfahren mit einem herkömmlichen Schutzverfahren verknüpft, das den Schutz im Fall einer Funktionsstörung der elektromagnetischen Stromkreisöffnungsspule gewährleistet.

Claims

Ausfallschutzverfahren für Trennschalter, der mit Kontakten, die sich aus einer geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung und umgekehrt bewegen können, versehen und mit einer Schutzvorrichtung ausgerüstet ist, die eine Fehlererfassungsvorrichtung enthält, die eine elektromagnetische Stromkreisöffnungsspule in Betrieb setzt, die ihrerseits eine Vorrichtung zur Betätigung der Kontakte des Trennschalters bewirkt, wobei Stellungssignalisierungskontakte einer Steuervorrichtung gekippt werden, sobald sich die Kontakte des Trennschalters bewegen, und wobei bei Erfassung eines Fehlers nach dem Kippen der Signalisierungskontakte eine Verzögerung (7) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung größer oder gleich der Summe aus einer Zeit (5), die zwischen dem Kippen der Stellungssignalisierungskontakte und der Trennung der Kontakte des Trennschalters in die geöffnete Stellung erwartet wird, und aus einer maximal zulässigen Lichtbogendauer (TaM) ist und dass am Ende der Verzögerung (7) geprüft wird, ob der Fehlerstrom auf null gesetzt worden ist, um andernfalls einen Alarm zu erzeugen.