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Selektivschutzschaltung mit Anrege- und Richtungsrelais Beim hochfrequenten
Streckenschutz von Doppelleitungen ist es nicht empfehlenswert, für die Meldung
der Energierichtung von einem Streckenende zum anderen je eine hochfrequente Trägerwelle
zu verwenden, da bei dieser Ausführung der hochfrequente Strekkenschutz einer Doppelleitung
vier hochfrequente Trägerwellen verlangen würde. Mit Rücksicht auf die Notwendigkeit,
mit den hochfrequenten Trägerwellen im Hinblick auf die vielseitigen Anforderungen
an den Fernmeldedienst der Elektrizitätswerke zu sparen, ist es vielmehr notwendig,
mit einem einzigen Wellenpaar zur Meldung der Energierichtung für beide Leitungen
auszukommen. Die Unterscheidung der Leitungen kann hierbei durch Modulation jeder
dieser beiden Trägerwellen mit zwei Tonfrequenzen erfolgen, von denen die eine Tonfrequenz
dem einen und die andere Tonfrequenz dem anderen Hochspannungssystem zugeteilt ist.
Eine weitere Ersparnis. an hochfrequenten Trägerwellen kann dadurch erzielt werden,
daß man die Trägerwellen der HF-Telephonieanlagen benutzt, um sie mit den die Energierichtung
meldenden Tonfrequenzen zu modulieren.- Da die Tonfrequenzen zweckmäßig im Sprachbereich
liegen, können sie nicht während der Dauer eines Gespräches ausgesendet werden.
Sie können vielmehr erst in Wirksamkeit treten, wenn die hochspannungsseitige Anregung,
beispielsweise in Form eines Überstromes, über das Anregeglied die Abschaltung des
Mikrophon- und Telephonkreises und die Rufschaltung der Tonfrequenzen auf die hochfrequenten
Trägerwellen bewirkt.
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Um trotzdem den vollständigen Ruhestrombetrieb und damit die erhöhte
Sicherheit des hochfrequenten Streckenschutzes zu gewährleisten, kann außer der
ständigen Überwachung der HF-Sender und -Empfänger durch die hochfrequenten Trägerwellen,
die ohne Unterbrechung über die Leitung gesendet werden, eine örtliche Überwachung
der Tonfrequenzsender und -empfänger stattfinden. Hierzu ist erforderlich, daß man
die den zwei hochfrequenten Trägerwellen aufmodulierten Tonfrequenzen in beiden
Richtungen gleich wählt. Es sind dann in jeder Endstation zwei Tonfrequenzsender,
von denen jeder einer Leitung zugeordnet ist, für die Meldung der Energierichtung
beider Hochspannungssysteme auf der einen hochfrequenten Trägerwelle vorhanden,
während die für die Energierichtungsmeldung in der Gegenstation der zweiten hochfrequenten
Trägerwelle aufmodulierten Tonfrequenzen zwei Empfängern zugeleitet werden, die
auf
die gleichen Tonfrequenzen abzustimmen sind wie die Tonfrequenzsender
am gleichen Ort. Zur Sicherstellung der einwandfreien Wirkungsweise von Sender und
Empfänger für den Fall, daß der hochfrequente Schutz diese benötigt, kann somit
eine Überwachung des Tonfrequenzempfängers der einen Hochfrequenzträgerwelle durch
den am gleichen Ort befindlichen, auf dieselbe Tonfrequenz ab.. gestimmten Tonfrequenzsender
der anderen hochfrequenten Trägerwelle stattfinden.
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Während das Anregeglied die Wegschaltung des Mikrophon- und Telephonkreises
und die Aufschaltung der Tonfrequenzen auf die hochfrequenten Trägerwellen bewirkt,
kann die Öffnung des Kontrollstromkreises vom Anregeglied oder besser vom Energierichtungsrelais
vorgenommen werden.
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Hierbei stellt sich nun folgender Nachteil ein: Erfolgt die Öffnung
des Überwachungskreises zwischen dem örtlichen Tonfrequenzsender und -empfänger
schneller, als auf der Gegenstation in Abhängigkeit vom dortigen Anregerelais der
Tonfrequenzsender der hochfrequenten Gegenträgerwelle aufmoduliert wird, so fällt
das im Ausgangskreis des Tonfrequenzempfängers auf der ersten Station liegende Empfangsrelais
nach Fortschaltung des Tonfrequenzüberwachungsstromes vom örtlichen Tonfrequenzsender
ab, weil es über die Gegenhochfrequenzwelle noch keinen Tonfrequenzstrom von der
Gegenstation erhalten hat.
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Wenn das Energierichtungsrelais auf der Station, wo das Anregerelais
die Öffnung des Überwachungskreises bewirkt hat, nach innen zeigt, d. h. die Energie
nach der Gegenstation gerichtet ist, so würden die zur Öffnung des Leitungsschalters
dieser Station notwendigen drei Funktionen erfüllt sein, nämlich i. das Anregerelais
hat seinen Kontakt geschlossen, das Energierichtungsrelais zeigt nach innen, und
3. das Empfangsrelais im Tonfrequenzempfänger ist mangels tonfrequenter Haltung
abgefallen und hat seinen Kontakt geschlossen.
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Damit würde es zu einer Fehlauslösung kommen, wenn sich nachher herausstellte,
daß das Energierichtungsrelais der Gegenstation, in der das Anregeglied später angesprochen
hat, nicht nach innen, sondern nach außen zeigt.
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LTin diesen schwerwiegenden Nachteil zu vermeiden, wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, bei Selektivschutzschaltungen mit Anrege-und Richtungsrelais beim
Ansprechen des Anregerelais einer Station ein Signal nach der Gegenseite zu übermitteln,
das in der Gegenstation unmittelbar die Rückmeldung der Energierichtung selbsttätig
veranlaßt. Werden über die zu schützende Starkstromleitung in an sich: bekannter
Weise ständig Trägerströme gesandt, die, solange keine Störung in der Starkstromenergieübertragung
vorliegt, zur Nachrichtenübermittlung dienen, so wird gleichzeitig mit der Unterbrechung
des Überprüfungsstromkreises der örtlichen Tonfrequenzgeneratoren und deren Aufschaltung
auf den Trägerkanal erfindungsgemäß die Trägerwelle dazu benutzt, auf der Gegenstation
unabhängig von dem Ansprechen des dortigen Anregegliedes ebenfalls die Auf-Schaltung
der örtlichen Tonfrequenzen auf die dort erzeugte hochfrequente Trägerwelle vorzunehmen
und den örtlichen tonfrequenten Überwachungskreis zu öffnen. Dese Maßnahmen auf
der Gegenstation werden beispielsweise dadurch eingeleitet, daß auf der Station,
auf der das Anregeglied angesprochen hat, dieses eine kurzzeitige Unterbrechung
der hochfrequenten Trägerwelle bewirkt. Hierdurch fällt in der Gegenstation ein
durch diesen hochfrequenten Träger gehaltenes Relais ab, in Abhängigkeit von dem
die Rufschaltung der dortigen Tonfrequenzen und die Öffnung des örtlichen tonfrequenten
überwachungskreises erfolgt. Durch diese Maßnahmen wird sichergestellt, daß, wenn
der örtliche tonfrequente Überwachungskreis auf der Station, auf der das Anregeglied
gekommen ist, geöffnet wird, das Tonfrequenz_-einpfangsrelais über diehochfrequente
Trägerwelle, die die Gegenstation aussendet, bereits einen tonfrequenten Strom erhält.
Eine Schließung der Kontakte dieses Tonfrequenzempfangsrelais erfolgt nur dann,
wenn die Tonfrequenz der Gegenstation durch das dortige Energierichtungsrelais unterbrochen
wird. Diese Unterbrechung findet nur statt, wenn das Energierichtungsrelais der
Gegenstation ebenfalls nach innen zeigt: damit ist aber dann eindeutig festgestellt,
daß der Fehler auf dem zu schützenden Abschnitt liegt, wobei eine Abschaltung aufgabegemäß
stattfinden soll.
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Ein weiterer Vorteil entsteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
dadurch, daß die Zeiten verkürzt werden, insofern, als auf der Gegenstation die
Abschaltung des Fernsprechkreises und die Rufschaltung der Tonfrequenzkreise bereits
vor der hochspannungsseitigen Anregung erfolgt sind und daher nicht erst in Abhängigkeit
von der verspäteten _'\nregung vorgenommen werden müssen.
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Zur Veranschaulichung diene folgendes Ausführungsbeispiel: i und a
stellen je eine Phase der beiden zu überwachenden Drehstromnetze I und 1I dar. 1i,
und 1i. sind die Kondensatoren der zwischenl)hasig an die beiden Enden der
Hochspannungsleitung
angekoppelten Hochfrequenztelephoniesender und -empfänger H.S, HE. Dl und
D2 sind Hochfrequenzsperrdrosseln. Zur Trennung der Frequenzen sind die Hoclifrequenzbandfilter
HF an den Sendern und Empfängern vorgesehen. Im Sender der Hochfrequenzstation
HS wird die Frequenz f1, im Sender der Gegenstation HS' die Frequenz f2 erzeugt.
Der Empfänger HE empfängt die Frequenz f2, während -der Empfänger
HE' die Frequenz fx empfängt. T ist eine Fernsprechteilnehmerstation,
deren Sprechstrom. den Sdnder HS moduliert und die die in dem Empfänger HE demodulierten
Fernsprechströme aufnimmt. Zur besseren Übersicht ist die Leitungsführung im Niederfrequenzteil
der Hochfrequenzsende- und -empfangseinrichtung nur einpolig dargestellt.
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,jeder Station sind zwei Tonfrequenzsender S1, S2 und zwei Tonfrequenzempfänger
El, F_2, die voneinander durch Filter F getrennt sind, zugeordnet. Befindet sich
der Schalter cal in der in der Abbildung dargestellten Ruhestellung, so werden die
Empfänger El, E2 von den Sendern S1, S2 in Betrieb gehalten, da der Empfänger El
auf die Frequenz des Senders S1 und der Empfänger E2 auf die Frequenz des Senders
S2 abgestimmt sind. Spricht in Station A ein Anregerelais A
an, so
wird der Kontakt a2 kurzzeitig geöffnet und dadurch der Trägerstrom, der dauernd
über die Starkstromleitung gesandt und in Station B dauernd empfangen wird, kurzzeitig
unterbrochen. Infolgedessen wird in der Station B des im Ausgang des Hochfrequenzempfängers
HE' liegende Relais B'
erregt und legt die Schalter a2 und a4 so um,
daß die Hochfrequenzeinrichtungen mit den Tonfrequenzsendern und -empfängern
S,', S2 ; Ei und E2 verbunden werden und der Fern-Sprechteilnehmer
T' abgeschaltet wird. Gleichzeitig mit as und a4 wird auf Station B der Schalter
ai geöffnet, so daß nunmehr der vorher über den Kontakt ai bestehende Prüfstromkreis
der Tonfrequenzeinrichtungen unterbrochen ist.
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In der Station A wurden gleichzeitig mit der Öffnung von a2 die Schalter
a2 und a4 auf die zu den Tonfrequenzsendern und -empfängern führenden Leitungen
umgeschaltet. Mit einer Verzögerung, deren Dauer etwas größer bemessen ist als die
Zeit vom Ansprechen des Anregerelais A bis zum Eintreffen -der Tonfrequenzimpuls,e
,der Station B in Station A,
wird numnehr selbsttätig der Schalter
a, geöffnet. Die Empfänger El und E2 empfangen nunmehr das Kennzeichen der Energierichtung
der Station B.
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Wie in der Abbildung ferner dargestellt ist, findet die Erregung des
Relais G und somit die Öffnung der Schalter g1 bzw. g2 nur dann statt, -,venn einerseits
das Anregerelais A angesprochen und den Schalter a,, geschlossen hat und andererseits
auch der Schalter r geschlossen ist. Der Schalter r wird jedoch nur
dann geschlossen, wenn durch die oben dargestellte Anordnung auf der Station
A von der Station B mittels des Tonfrequenzsenders Si bzw. S2 gemeldet
ist, daß die Energierichtungen auf den Starkstromleitungen in den Stationen A und
B nicht übereinstimmen. Eine Fehlschaltung wird also durch die erfindungsgemäße
Schaltung mit -Sicherheit verhindert.