DE744096C

DE744096C - Device to prevent false triggering of protective devices when inductive system parts are switched on

Info

Publication number: DE744096C
Application number: DEL99728D
Authority: DE
Inventors: Heinz Gutmann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1939-12-20
Filing date: 1939-12-20
Publication date: 1944-01-08

Description

Einrichtung zurVerhinderung von Fehlauslösungen von Schutzeinrichtungen beim Einschalten induktiver Anlageteile Es ist bekannt, die Auslosung von Quotientendifferentialschutzeinrichtungen fürT-Tinspanner mittels eines zusätzlichen Zeitrelais kurzzeitig zu verzögern, um Fehlauslösungen zu verhindern, die durch die beim Zuschalten von leer laufenden Umspannern auftretenden Einschaltstromstöße hervorgerufen werden können.Device to prevent false tripping of protective devices When switching on inductive system parts It is known that quotient differential protection devices are triggered for T-Tinspanner to be delayed briefly by means of an additional timing relay in order to To prevent false tripping caused by switching on idle Inrush currents occurring in transformer substations can be caused.

Diese Verzögerungszeit ist dabei so bemessen, daß nach Ablauf derselben der Einschaltstronistoß auf einen solchen Wert ab-eklungen ist, daß ein Fehlansprechen der Difterentialschutzeinrichttin- nicht mehr erfolgen kann. Die in dieser Weise ausgebildeten Schutzeinrichtungen haben jedoch die unerwünschte Eigenschaft, auch heim Auftreten eines echten Fehlers, verzögert auszulösen. Eine schnelle Abschaltung -des Umspanners im Fehlerfall ist also nicht möglich.This delay time is dimensioned so that after the same the switch-on surge has declined to such a level that a false response the differential protection device can no longer take place. That way trained protective devices have the undesirable property, too when a real error occurs, trigger delayed. A quick shutdown - the transformer in the event of a fault is therefore not possible.

Uni diesen Mangel zu beheben, wird erfindungsgemäß ein Sperrelais verwendet, «-elches nur auf geradzahlige Oberwellen, insbesondere die zweite Harmonische, und gegebenenfalls auch auf das Gleichstromglied des Einschaltstromes anspricht. Eine solche Einrichtung ermöglicht es, daß der angestrebte Zweck ohne Verwendung von Zeitrelais oder besonderen, genau abgestimmten Sperr- oder Siebkreisen, die in Starkstromgeräten unerwünscht sind; erreicht wird.Uni to remedy this deficiency is a blocking relay according to the invention used, «-elches only on even harmonics, especially the second harmonic, and, if necessary, also responds to the direct current element of the inrush current. Such a device enables the intended purpose without use of timing relays or special, precisely coordinated blocking or filter circuits that are undesirable in power equipment; is achieved.

Der Gegenstand der Erfindung ist in eler Zeichnung beispielsweise veranschaulicht. Fig. z zeigt ein Ausfiilirtingsbeispiel der Erfindung. Es bedeuten i den zu schützenden Umspanner, a und 3 die Stromwandler, an welche die Schutzeinrichtung angeschlossen ist, und 4. ein wattmetrisches Sperrelais mit den Spulen 5 und 6. In dem gemeinsamen Strompfad der Wandler 2 und 3 ist außerdem ein kleiner Wandler ; vorgesehen, dessen Sekundärwicklung über eine Gleichrichteranordnun- 8 ati die Spule 6 des Relais 4 angeschlossen ist. Der Wandler-,7 hat die .",ufg ,a den Wandlerstroin tut einen für die # be, Gleichrichtung geeigneteren kleineren Wert herabzusetzen. An Stelle dieses Wandlers kann vorteilhaft auch ein Widerstand verwendet werden. dessen Spannungsabfall dann dem Gleichrichter S zugeführt wird. Die.-Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtun- beruht auf der Tatsache, daß die Einschaltströme von induktiven Anlageteilen, durch das Auftreten der zweiten Harmonischen sowie eines Gleichstromgliedes charakterisiert sind. Führt man nun beispielsweise dem einen Spulensvstem eines wattmetrischen Relais den Beamten Wandlerstrom zu, während das andere Spulensystern nur von geradzahligen Harmonischen, gegebenenfalls auch von einem Gleichstromglied, erregt wird, so kann. da in solchen Relais nur diejenigen Harmonischen ein Drehinoinent zustande bringen, die in beiden Spulensysteinen auftreten, eine Drehmoinentbildung nur mit den vorgenannten Komponenten des Wandlerstrornes erfolgen. Da nun geradzahlige Oberwellen nur bei Einschaltströmen vorkommen, spricht das Sperrelais nur bei Einschaltvor-B1ngen an. dagegen nicht bei kurzschlußarti-Ben Fehlern, bei denen der Fehlerstrom im wesentlichen nur ungerade Harmonische enthalten kann.The object of the invention is illustrated in the drawing, for example. Fig. Z shows an embodiment of the invention. I denotes the transformer to be protected, a and 3 the current transformers to which the protective device is connected, and 4. a wattmetrical blocking relay with coils 5 and 6. In the common current path of transformers 2 and 3 there is also a small converter; provided, whose secondary winding is connected via a Gleichrichteranordnun- 8 ati the coil 6 of the relay. 4 The converter, 7 has the ", ufg, a the converter current does reduce a smaller value more suitable for the rectification. Instead of this converter, a resistor can advantageously also be used, the voltage drop of which is then fed to the rectifier S. The The method of operation of the device according to the invention is based on the fact that the inrush currents of inductive system parts are characterized by the occurrence of the second harmonic as well as a direct current element is only excited by even harmonics, possibly also by a direct current element, since in such relays only those harmonics that occur in both coil systems produce a torque, a torque can only be generated with the aforementioned components of the converter current n only occur with inrush currents, the blocking relay only responds with inrush currents. on the other hand not in the case of short-circuit type errors, in which the fault current can essentially only contain odd harmonics.

Da nun bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i in der Spule 6 des erfindungsgemäß verwendeten wattmetrischen Relais 4 vollständig unabhängig von der Kurvenform des Stromes in der Spule 5 nur ein Strom fließt, der geradzahlige Harmonische und ein Gleichstroinglied enthält. kann also ein Drehmoment nur darin zustande kommen, wenn der Wandlersekundärstrom in der Spule 5 des Sperrelais ebettfalls solche harmonische enthalt, cl.li. weite es sich uni einen Ehischaltstromstoß handelt. In diesem Falle würde dann das Sperrelais 4 die Auslösung des Uinspannerschutzes sperren.Since now in the embodiment of Fig. I in the coil 6 of the according to the invention used wattmetric relay 4 completely independent of the Waveform of the current in the coil 5 only one current flows, the even harmonic and contains a DC link. a torque can only come about in if the converter secondary current in the coil 5 of the blocking relay ebettfalls such harmonic contains, cl.li. as long as it is a switching current surge. In this case the blocking relay 4 would then block the release of the Uinspannerschutz.

Das Sperrelais 4. kann beispielsweise einen Ruhekontakt erhalten, der beim Einschalten des Umspanners z. B. den Auslösestroinkreis unmittelbar oder die Zuleitung zum Auslöseschütz des Differentialrelais unterbricht. Das I@iclitiin.-srelais kann hierbei aus seiner Ruhelage sowohl nach rechts als auch nach links ausschlagen.The blocking relay 4. can, for example, receive a normally closed contact, when switching on the transformer z. B. the trigger circuit directly or the supply line to the tripping contactor of the differential relay is interrupted. The I@iclitiin.-srelais can swing out of its rest position both to the right and to the left.

Die zur Erregung des einen Spulensysteins erforderlichen geraclzaliligen Harmonischen gewinnt nian gemäß der Erfindung am einfachsten aus der Grundwelle des Wandlerstroines durch Gleichrichtung desselben. Durch die Gleichrichtung enthält der Spulenstrom nämlich außer dem Gleichstromglied nur geradzahlige Harmonische. während tuifreduenz nicht auftreten. Es ist natürlich nicht notwendig, vor der Gleichrichtung nur die Grundwelle für sich allein aus dem Wandlerstroin lierauszusieben, da alle etwa in ihm enthaltenen Oberwellen einschließlich der ungeradzahligen durch die Gleichrichtung --pur in geradzahlige Harmonische verwandelt `werden.The straight lines required to excite the one coil system According to the invention, nian obtains harmonics most simply from the fundamental wave of the converter current by rectifying it. By rectifying contains the coil current namely, apart from the direct current element, only even harmonics. during tuifreduenz does not occur. It is of course not necessary before rectification only to filter out the fundamental wave for itself from the converter flow, since all of them about harmonics contained in it including the odd ones by the Rectification --pur transformed into even harmonics `.

.Fehlern kann zwar auch bei kurzschlußartigen 'Fehlern in dem Wandlerstrom ein Gleichstromglied auftreten. Diese Gleichstromglieder haben aber wesentlich kleinere Amplituden und klingen außerdem wesentlich schneller ab als diejenigen eines Einschaltstromes, können also im ungünstigsten Falle höchstens eine Auslöseverzögerung von etwa o, i Sek. bewirken. Dies ist aber nur ein Bruchteil der bisher üblichen bzw. notwendigen Verzögerung..Errors can also occur in the case of short-circuit-like errors in the converter current a direct current element occur. However, these direct current elements have much smaller ones Amplitudes and also decay much faster than those of an inrush current, In the worst case, a release delay of about o, effect i sec. However, this is only a fraction of the previously common or necessary ones Delay.

Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Wirkung des Gleichstromgliedes praktisch völlig auszuschalten, z. B. dadurch, daß als wattmetrisches Relais ein Induktionsdynamometer verwendet wird, das bekanntlich nur auf Wechselströme anspricht. -Man kann aber auch ein gewöhnliches Dynamometer verwenden, sofern z. B. der Spule 6 eine Drossel zur Ableitung des Gleichstromgliedes parallel geschaltet oder in anderer bekannter Weise für eine Eliminierung des Gleichstromgliedes gesorgt wird.In principle, however, it is also possible to use the direct current element practically turn off completely, z. B. in that as a wattmetrical relay Induction dynamometer is used, which is known to only respond to alternating currents. -But you can also use an ordinary dynamometer, provided z. B. the coil 6 a choke for deriving the direct current element connected in parallel or in in another known manner for an elimination of the direct current element.

Nach Fig. :2 kann die Spule 5 des wattinetrischen Relais und der 1ÄTandler 7 auch in den Differenzstrompfadeingeschaltet werden. Dies hat den Vorteil, daß die Stroin Wandler im fehlerfreien Betrieb durch die Sperreinrichtung nicht belastet werden.According to Fig.: 2, the coil 5 of the wattinetric relay and the 1A converter 7 can also be switched into the differential current path. This has the advantage that the Stroin converter is not loaded by the blocking device in error-free operation will.

.Man kann zweckmäßig auch die Stromwandler-- und 3 vom dein Leistungsbedarf des Spulensvstems 6 gänzlich entlasten. wenn man den Gleichrichter 8 von der @Tetzspannung speist. In diesem Falle wird auch der Zwischenwandler i entbehrlich. Diese Anordnung hat noch den weiteren Vorteil, daß man die Spulen 6 der Sperrelais für mehrere Umspanner von einem gemeinsamen Gleichrichter aus speisen kann.. You can also use the current transformer - and 3 of your power requirements Completely relieve the load on the coil system 6. if you remove the rectifier 8 from the mains voltage feeds. In this case, the intermediate converter i can also be dispensed with. This arrangement has the further advantage that you have the coils 6 of the locking relay for several Umspanner can feed from a common rectifier.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind der Übersichtlichkeit halber nur einphasig dargestellt. Für den Schutz eines Drehstronispanners kann man an sich drei derartige Sperrsysteme verwenden. Da aber der Einschaltstromstoß stets in mindestens zwei Phasen auftritt, genügen für den gewünschten Zweck auch zwei Sperrelais. Im übrigen können, ähnlich wie bei Distanzschutzeinrichtungen, einsystemige Sparschaltungen mit Vorteil verwendet werden.The exemplary embodiments shown are for the sake of clarity only shown in single phase. For the protection of a rotary drive you can use use three such locking systems. But since the inrush current is always at least two phases occurs, two blocking relays are sufficient for the desired purpose. in the the rest can be single-system economy circuits, similar to distance protection devices can be used to advantage.

Die erfindungsgemäße Sperreinrichtung ist natürlich nicht nur für den Differentialschutz jede andere Schutzart, z. B. auch für den gewöhnlichenÜberstromschtitzoder denDistanzschutz, verwendet werden, bei der die Gefahr von Fehlauslösungen durchEinschaltvorgänge besteht.The locking device according to the invention is of course not only for the differential protection any other type of protection, e.g. B. also for the ordinary overcurrent protection seat or distance protection, where the There is a risk of false tripping due to switch-on processes.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device to prevent false tripping of protective devices when switching on inductive system components using a blocking relay, especially for the rapid differential protection of transformers, characterized in that the blocking relay only responds to even harmonics, in particular on the second harmonic, and possibly also on the direct current element of the Inrush current responds.

2. Device according to claim i, characterized in that that a wattmetric system is used as a blocking relay.

3. Set up after Claim i and 2, characterized. that the one coil system of the wattmetric Locking relay of the converter current or the converter differential current and the second coil system the rectified converter current or converter differential current can be supplied. 4 ..

Device according to Claims i and 3, characterized in that the second coil system the rectified fundamental wave of the converter current or converter differential current is fed:.

Device according to claim 3 or the following, characterized in that that the rectifier arrangement, via which the second coil system is fed, on the input side to a transformer circuit or transformer differential circuit Intermediate converter or resistor is connected.

6. Device according to claim 2 or. The following, characterized in that as a wattmetrical locking relay an ordinary dynamometer is used and that means for deactivating of the direct current element are provided in the locking relay. .

7. Device according to claim 6, characterized in that the second coil system of the wattmetric locking relay a choke is connected in parallel to derive the direct current element. B.

Facility according to claim 2 or the following, characterized in that as wattmetric Relay an induction dynamometer is used.

9. Device according to claim i or the following, characterized in that the second relay coil circuit lying rectifier arrangement is fed on the input side by the mains voltage. ok

Device according to claim i or the following for three-phase systems, characterized by using only two blocking relays, the two different phases assigned. ii.

Device according to claim i or the following for three-phase systems, characterized by the use of a single blocking relay, which is activated when of a trigger criterion to the circuit of the one affected by the error Phase or phases is switched on.

12. The device according to claim i or the following, characterized in that the blocking relay when an inrush current occurs prevents the triggering of the protection by mechanical blocking or by opening a normally closed contact, the z. B. in the trip circuit itself or in the line of the trip contactor of the differential protection device. To distinguish the subject matter of the application from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: USA.-Patent .......... 7r. 643 3S3: French patent specification. . . - -699 766: Electrical Engineering 19.8, p. 262.