Differentialschutz für Zusatztransformator mit an beiden Enden offener
primärer Durchlaufwicklung und elektrisch getrennter sekundärer verketteter Wicklung,
einschließlich zugehörigem Regeltransformator Es ist vorgeschlagen, beim Betrieb
von Netzen mitunter einen Zusatztransformator mit offener Durchlaufwicklung zu verwenden,
um aus einer gegebenen Spannung von z. B. 2:2o li:V auf einer Sammelschiene und
den davon abzweigenden Leitungen eine noch höhere Spannung, z. B. 300 kV,
herzustellen. Eine solche Maßnahme kann notwendig sein, wenn diese Leitungen entsprechend
dem angewachsenen Bedarf für den Leistungstransport nicht mehr ausreichen würden.
Eine Anordnung dieser Art ist in Fig. i schematisch dargestellt. Von den Sammelschienen
i mit Abgängen wird über einen Regler 2 und einen Transformato#r 3 die Sammelschient
4, die ebenfalls mit Abgängen versehen ist, gespeist. Zwecks Einsparung einer weiteren
Transformierun,g auf höhere Spannung wird von der Sammelschiene i über einen Regler
5 ein Zusatztransformator 6 gespeist, dessen Eigenart darin besteht,
daß nur auf einer Spannungsseite eine Verkettung der drei Wicklungen in einem Sternpunkt
stattfindet, während die andere Spannungsseite an beiden Phasenenden offen ist.
Auf diese Weise ist es möglich, die Spannung der Sammelschiene 4 auf eine höhere
Spannung der Sammelschiene 13 zu bringen.Differential protection for additional transformer with open primary loop-through winding at both ends and electrically separated secondary chained winding, including associated regulating transformer. B. 2: 2o li: V on a busbar and the lines branching off an even higher voltage, z. B. 300 kV to produce. Such a measure may be necessary if these lines would no longer be sufficient for the transport of power in accordance with the increased demand. An arrangement of this type is shown schematically in FIG. From the busbars i with outputs, the busbar 4, which is also provided with outputs, is fed via a controller 2 and a transformer 3. In order to save a further transformation to a higher voltage, an additional transformer 6 is fed from the busbar i via a regulator 5 , the peculiarity of which is that the three windings are linked in a star point only on one voltage side, while the other voltage side on both Phase ends is open. In this way it is possible to bring the voltage of the busbar 4 to a higher voltage of the busbar 13.
Es entsteht nun die Frage des Schutzes dieser Anlage. Bekanntlich
hat der Differentialschutz weitgehend Verbreitung gefunden und dient bei
Gene#ratoreii,
Transformatoren und Leitungen zur Erfassung von zwei- und dreipoligen Kurzschlübsen
in Netzen mit ErdschlußkompenGation, und isoliertem Sternpunkt und, von einpoligen
4rdkurzschlüssen. in Netzen, mit starrer Sternpunktserdung. Der Schutzbereich wird
durch Stromwandlergruppen abgegrenzt, von denen der Generator zwischen Sternpunkt
und Lieferseite, der Transformator zwischen Ober- und Unterspannungsseite. und,die
Leitung zwischen Anfang und Ende eingeschlossen ist. Von dieser Anordnungsregel
soll bei Durchbildung eines Schutzes für eine Transformatorkombination nach Fig.
i Gebrauch gemacht werden.The question of protecting this system now arises. As is well known
differential protection has found widespread use and is used for
Gene # ratoreii,
Transformers and cables for the detection of two- and three-pole short circuits
in networks with earth fault compensation, and isolated star point and, of single-pole
4rd short circuits. in networks with rigid neutral point earthing. The protection area is
delimited by current transformer groups, of which the generator is between the star point
and delivery side, the transformer between the high and low voltage side. and the
Line is included between the beginning and the end. From this arrangement rule
is to be implemented in the formation of a protection for a transformer combination according to Fig.
i make use of it.
Es ist naheliegend, den Regler 2 und den Transformator 3 in
bekannter Weise mit einem Differentialschutz, wie oben erwähnt, zu versehen, gegebenenfalls
in Verbindung mit einem Hilfswandler zum Ausgleich der sekundären Ströme und zur
Erzielting eines AW-Gleichgewichts auf beiden Seiten des Schutzes, wobei der durch
die StromwandergruPPen 7 und 8 eingegrenzte Schiltzbereich den Transformator
3 einschließhöli des zugeordneten-. Reglers 2, umfaßt.It is obvious to provide the regulator 2 and the transformer 3 in a known manner with a differential protection, as mentioned above, if necessary in connection with an auxiliary converter to balance the secondary currents and to achieve an AW equilibrium on both sides of the protection, whereby the Schiltzbereich delimited by the StromwandergruPPen 7 and 8, the transformer 3 including the associated-. Controller 2 includes.
Ferner könnte man den Regler 5 und den Zusatztraneformator
6 in den Differentialschutz ein, beziehen und dessen Bereich durch die StromwandlergrUPPen,
7, 1 o und i i begrenzen, wenn von der Sammelscfiiene 4 reicht weitere Abnehmer
versorgt werden. Es ergibt sich dann ein sogenannter Dreiwegedifferentialschutz.
Weist die Sammelschiene 4 noch zusätzliche Abgänge auf, so könnte eine weitere Abgrenzung
des Schutzbereiches durch Einbau einer Wandlergruppfe 14 im Zuge der Sammelschiene
vorgesehen werdel% und daraus würde sich dann ein Vierwegedifferentialschutz ergeben.
Nachteilig bei dieser Schutzausfü.hrung ist allerdings der sich sehr weit erstreckende
Schutzbereich, der bewirkt, daß bei irgendeinem Fehler innerhalb desselben stets
beide Sammelschienen 4 und 13 ausfaHere, während bei einem Fehler innerhalb des
Reglers 5 und des Zusatztransformators 6 der Regler 2,-, der Transformator
3 und damit die Sammelschiene 4 in Betrieb bleiben könnten. Be-i einem parallelen
Aggregat zum Regler:2 mit Transformator 3 könnte bei deren, Ausfall die Anordnung
des Reglers 5 und des Zusatztransformators 6
weiter betrieben werden.
Es ist also zweckmäßig, den, Regler 5 einschließlich Zusatztransformator
6
für sich allein zu schützen Die Eigenart der Schaltung des, Zusatztransformators
6 erfordert allerdings für -die Anordnung des Differentialschutzes besondere
MaßnahmeiL, Wesentlich ist, daß die Verwendung eines- bereits erwähnten Dreiwegedifferentialschutzes
der üblichen Ausführung, d. h. eine- Schutzbereichbegrenzung zwischen den
beiden Wegen auf der Oberspannungsseite des Zusatztransformators und dem dritten
Weg nach der Unterspannungsseite hin auf Schwierigkeiten stößt.Furthermore, the controller 5 and the additional transformer 6 could be included in the differential protection and its range could be limited by the current transformer groups 7, 10 and ii, if further consumers are supplied from the collecting circuit 4. So-called three-way differential protection then results. If the busbar 4 also has additional outlets, a further delimitation of the protection area could be provided by installing a converter group 14 in the course of the busbar, and this would then result in a four-way differential protection. However, the disadvantage of this protective design is the very extensive protection area, which means that in the event of any fault within it, both busbars 4 and 13 will always fail, while in the event of a fault within the controller 5 and the additional transformer 6, the controller 2, -, the transformer 3 and thus the busbar 4 could remain in operation. With a parallel unit to the controller: 2 with transformer 3 , if they fail, the arrangement of the controller 5 and the additional transformer 6 could continue to operate. It is convenient to the, controller 5 including additional transformer 6 for to protect itself alone, the nature of the circuit of, additional transformer 6, however, requires for -the arrangement of differential protection special MaßnahmeiL It is essential that the use a- three-way differential protection of normal execution already mentioned , d. H. a protection area limitation between the two paths on the high-voltage side of the additional transformer and the third path after the low-voltage side encounters difficulties.
Die Erfindung betrifft einen Differentialschuttz für Zusatztransformatoren
mit'an beiden Enden offener primärer Durchlaufwicklung und elektrisch getrennter,
verketteter Sekundärwicklung sowie den. zugehörigen Regeltransformator. Erfindungsgemäß
werden zwei getrennte, voneinander unabhängige Schutzwege mit Hilfe- je--eines Differentialschutzes
gebildet. Zur Erzielung der beiden Differentialschutzanordnungen wird
je ein Stromwandlersatz -am Anfang und Ende eines jeden Schutzbereiches vorgesehen.
Der eine Schutzweg wird durch die Differentialschutzschaltung der Wanidler am An-fang
und Ende der Durchlaufwicklung, der andere durch die- Differentialsähaltung der
Wandler am Ausgang des Regeltransformators und am Sternpunkt der zweiten Wicklung
des Zusatztransformators erreicht. Bei der Anordnung gemäß Fig. i sind zu die#sem
Zwe#cl<- besondere Stromwandlergruppen 7 und 8 bzw. g,'io und ii
vorgesehen. An und für sich könnte man daran denken, die Stromwandlergruppen
9, io und ii der drei Speiserichtungen der TransformatorkombinatiOn
5 und 6 sekundür über einienHilfswandler zu verbinden und auszugleichen.
Bei Fehlern außerhalb des Schutzbereiches ist z war eine Gewähr gegen unerwünschte
Auslösung dies Reglers 5 und des Zusatztransformators 6 vorhanden.
Dagegen ist das Kriterium bei Fehlern innerhalb des Schutzbereiches im Fall der
Verwendung eines Dreiwegedifferentialschutzes nicht korrekt. Zum Beispiel, wird
bei einem Kurzschluß auf der verketteten Wicklung des Zusatztransformators
6 oder im Regler 5 auf der Oberspannungsseite des, Zusatztransformators
auf Grund der Erhaltung des AW-Gleichgewichts ein Stromdurchgang eintreten und hierdurch
eine Lage der Kurzschlußstelle außerhalb des #Schutzbereiches vorgetäuscht. Im Hilfswand-ler
kann sich dann als Summenstrom - Null ergeben-, so daß eine Auslösung nicht
stattfindet.The invention relates to a differential protection for additional transformers with a primary loop winding open at both ends and an electrically separated, chained secondary winding as well as the. associated regulating transformer. According to the invention, two separate, mutually independent protection paths are formed with the aid of - each - a differential protection. To achieve the two differential protection orders a CT set -at the beginning and end of each protected area provided for each. A protection path is determined by the differential protection circuit of Wanidler on arrival f HS and end of the run winding, the other achieved by DIE Differentialsähaltung the converter at the output of the regulating transformer and the star point of the second winding of the auxiliary transformer. In the arrangement according to FIG. I, special current transformer groups 7 and 8 or g, io and ii are provided for this purpose. In and of itself, one could think of connecting and balancing the current transformer groups 9, io and ii of the three feed directions of the transformer combination 5 and 6 via an auxiliary transformer. In the event of errors outside the protected area, there was a guarantee against undesired triggering of the controller 5 and the additional transformer 6 . On the other hand, the criterion for errors within the protection area is incorrect when using three-way differential protection. For example, in the event of a short circuit on the linked winding of the additional transformer 6 or in the controller 5 on the high-voltage side of the additional transformer, due to the maintenance of the AW equilibrium, a current will pass through and this will simulate a location of the short-circuit point outside the #protected area. In the auxiliary wall-ler then can be used as total current - zero ergeben- so that triggering does not take place.
Bei Fehlern in der Durchgangswicklung des Zusatztransformators
6 wird sich zwar die Wirkung der Wandlergruppen 9 und i o in. jedem
Fall a-ddieren, und, das Auslösekriterium begünstigen, doch ist die Wandlergruppe
5 je nach Lage des Fehlers positiv oder negativ beteiligt. Im letzten Fall
ist eine einwandfreie Auslösung wiederum in Frage gestellt. Es, wird daher vorgeschlagen,
für die Unter- und Oberspannungswicklung des Zusatztransformators 6 je einen
getrennten Differentialschutz vorzusehen und unterspannungsseitig in diesen noch
den Regler 5 einzubeziehen. Dann werden oberspannungsseitig die Stromwandlergruppen.9
und io mit. dem dazwischengeschalteten Differen,tialrelaisi 15, unterspannungsseitig
die Gruppen ii und 12 mit dem dazwischengeschalteten Differentialrelais 16 benötigt.
Der Stromvergleich erfolgt jeweils Über Stromwand-lergruppen gleicher übersetzung.
Es kann somit ein Stromwandler entbehrt werden. Bei Fehlern außerhalb des Schutzbereiches
beider Differentialschutzanordnungen findet einAnsprechen desselben nicht statt,
während bei Fehlern innerhalb des Schutzbereichs je nach Lage entweder das
eine oder das andere Relais eine Auslösung bewirkt, die in jedem Fall den. Regler
5
zusammen mit dem Zusatztransformator 6 abschaltet.
Da
die Stromwandlergruppen io und 1:2 stets gleichzeitig und gleic#hsinnig vom Kurzschlußstrom
durchflossen werden und, die Unterschiede in ihrer Nennstromstärke nur durch die
übersetzung des Zusatztransformators 6 gegeben sind, genügt insgesamt nur
eine Wandlergruppe, z. B. io. Stehen seitens dieser Wandlergruppe zwei getrennte
Kerne zur Verfügung, dann ist eineAbgrenzung des Differentialschutzes desZusatztransformators6
zwischen den beiden Enden oberspannungsseitig einerseits und des Zusatztransformators
6 oberspannungsseitig nach der Unterspannungsseite hin einschließli-ch des
Reglers 5 andererseits durchführbar. Der letzte Differentialschutz könnte
dann evtl. zur Herstellung des AW-Gleichgewichts auf der Sekundärseite der Wandler
noch über einen Hilfswandler arbeiten.In the event of faults in the through winding of the additional transformer 6 , the effect of the converter groups 9 and io will in any case be a-ddieren and favor the triggering criterion, but the converter group 5 is involved positively or negatively depending on the location of the error. In the latter case, proper release is again called into question. It is therefore proposed to provide separate differential protection for each of the low-voltage and high-voltage windings of the additional transformer 6 and to include the regulator 5 in this on the low-voltage side. Then the current transformer groups.9 and io with. the interposed differential, tialrelaisi 15, on the low voltage side the groups ii and 12 with the interposed differential relay 16 are required. The current comparison is carried out via current transformer groups with the same ratio. A current transformer can therefore be dispensed with. In the event of faults outside the protection area of both differential protection arrangements, the same does not respond, while in the event of errors within the protection area, depending on the location, either one or the other relay triggers, which in any case Controller 5 switches off together with the additional transformer 6. Since the current transformer groups io and 1: 2 are always flowed through simultaneously and in the same way by the short-circuit current and the differences in their rated current are only given by the translation of the additional transformer 6 , a total of only one transformer group is sufficient, e.g. B. io. If two separate cores are available on the part of this converter group, then the differential protection of the additional transformer 6 between the two ends on the high-voltage side on the one hand and the additional transformer 6 on the high-voltage side to the low-voltage side including the regulator 5 on the other hand can be carried out. The last differential protection could then possibly still work via an auxiliary converter to establish the AW equilibrium on the secondary side of the converter.
Statt der beiden Kerne der Wandlergruppe io kann man auch mit einem
Kern auskommen und ,eine Schaltung gemäß Fig. 2 verwenden. Die Schaltung der Gleichspannungsanlage
ist einpolig dargestellt und entspricht im übrigen der Anordnung gemäß Fig. i. Soweit
Übereinstimmende Teile verwendet wurden, sind die gleichen Bezugszeichen vorgesehen.
Die Wandler 9, io und ii sind jedoch abweichend von dem ersten Ausführungsbeispiel
anders geschaltet. Die drei Sekundärwicklungen der Stromwandlergruppen sind so in
Reihe geschaltet und durch die Differentialrelais 2o, 2.1 überbrückt, daß im Normalbetrieb
keine Auslösung oder An# zeige stattfindet, daß dagegen, bei Störungen innerhalb
des geschützten, Bfereichs durch eine einzelne bzw. kombinierte Anzeige der beiden
Differentialrelais eindeutig die Lage des Fehlers bezeichnet wird. Nimmt man an,
daß die in den Wandlern auftretenden Ströme Jai Jb und 1, im Normalbetrieb
gleichgerichtet sind, dann ergibt sich bei einem Fehler an der Stelle a, daß der
Wandlerstrom J" seine Richtung umkehrt, während die beiden anderen Wandlerströme
unverändert bleiben. Dies hat zur Folge-, daß das Differentialrelais:2o anspricht,
während das Relais 21 in Ruhe bleibt. Bei einem Fehler an der Stelle ß kehren
die Wandlerströme 1" und J, ihre Richtung um, und nur der Wandlerstrom Jb
bleibt unverändert. Daraus folgt, daß das Relais 2o in, Ruhe bleibt, währenddas
Relais:2 i anspricht. Tritt schließlich ein Fehler an der Stelle "
auf, so
bleibt nur die Richtung des Stromes 1, unverändert, während die Wandlerströme
J, und Jb ihreRichtung ändern. In diesem Fall sprechen beide Relais 2o und
2,1 an. Aus der Beobachtung des An# sprechens der einzelnen Relais kann daher eindeutig
ein Schluß auf die Lage der Fehlerstelle gezogen werden.Instead of the two cores of the converter group io, one core can also be used and a circuit according to FIG. 2 can be used. The circuit of the DC voltage system is shown single-pole and otherwise corresponds to the arrangement according to FIG. As far as matching parts have been used, the same reference symbols are provided. The transducers 9, io and ii are, however, switched differently from the first exemplary embodiment. The three secondary windings of the current transformer groups are connected in series and bridged by the differential relays 2o, 2.1 that no triggering or display takes place during normal operation, but that, in the event of faults within the protected area, by a single or combined display of the two differential relays the location of the fault is clearly identified. If one assumes that the currents Jai, Jb and 1, occurring in the converters are rectified during normal operation, then in the event of an error at point a, the converter current J "reverses its direction, while the other two converter currents remain unchanged As a result, the differential relay: 2o responds while the relay 21 remains idle. In the event of an error at point β , the converter currents 1 ″ and J reverse their direction, and only the converter current Jb remains unchanged. It follows from this that the relay 2o remains in, idle, while the relay: 2 i responds. If an error finally occurs at the point " , only the direction of current 1 remains unchanged, while the transformer currents J and Jb change their direction. In this case, both relays 2o and 2,1 respond. From the observation of the An # Speaking of the individual relays, a clear conclusion can therefore be drawn about the location of the fault location.