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Einrichtung zur Verhinderung von Fehlauslösungen schnell arbeitender
Differentialschutzrelais Es ist bekannt, daß beim Schalten von Umspannern oder anderen
induktiven Anlageteilen die im Netz vorgesehenen Differentialschutzrelais fälschlich
auslösen: können. Um dies zu verhindern, hat man die Erkenntnis, daß .ein Einschaltstromstoß
am Anfang sehr stark einseitig von der Nullinie verlagert ist, benutzt, um das Differentialschutzrelais
in .geeigneter Weise zu beeinflussen. Nach einem älteren Vorschlag wird ein von;
dem Fehlerstrom abgeleiteter Strom gleichgerichtet und die positiven und negativen
Halbwellen im getrennten. Relais oder in getrennte Wicklungen ein und desselben
Relais zur Wirkung gebracht. Dieser Einrichtung haftet der Mangel an, daß infolge
des bekannten Überschwingens des auf der Sekundärseite des Stromwandlers wirksamen
Fehlerstroms in den Bereich negativer Amplituden. dennoch eine Auslösung fälschlich
herbeigeführt werden kann.. Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß diese
Verlagerung im Sekundärwandlerstrom sich erst nach einigen Perioden in nennenswerter
Weise bemerkbar macht und schlägt zwecks Beseitigung der vorerwähnten Schwierigkeit
vor, für die Auslösung des Differentialschutzes nur einen bestimmten Zeitspalt vorzugeben.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand der in der Zeichnung
in einphasiger Darstellung veranschaulichtenAusführungsbeispiele beschrieben.
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Fig. i zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem Schnelldifferentialschutz
gemäß einem älteren Vorschlag. In dieser Figur bedeuten i den zu schützenden Umspanner,
z einen zum Ausgleich der Stromwandlerübersetzungen dienenden Zwischenwandler und
3 ein die Abschaltung des. Umspanners im Fehlerfalle bewirkendes Ouotie:ntendifferentialrelais.
Im Stromkreis der Auslös-°wicklung 4 des
Schutzrelais 3 liegt ein
vorzugsweise- gesättigter Stromwandler 5, dessen Sekundärkreis zwei parallel geschaltete
Hilfsrelais 6 und 7 mit Abfallverzögerung über je einen Gleichrichter 8 bzw. 9 speist.
Das eine Hilfsrelais wird somit lediglich von der positiven und das andere Hilfsrelais
lediglich von der negativen Halbwelle des gleichgerichteten Wandlerdifferenzstroms
erregt. Die beiden Hilfsrelais betätigen je einen Arbeitskontakt io und i i, die
im Stromkreis des Auslöseschützes 13, und zwar untereinander und mit dem Auslösekontakt
12 des Schutzrelais 3 in Reihe liegen.
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Erfindungsgemäß ist in dem Auslösestromkreis in Reihenschaltung mit
den vorhandenen Kontakten der Hilfsrelais ein Ruhekontakt 14 vorgesehen, der von
,einem Sperrelais 15 mit Ansprechverzögerung betätigt wird. Dieses Sperrelais wird
durch zwei parallel geschaltete, von den Hilfsrelais 6 und 7 betätigte Kontakte
16 bzw. 17 gesteuert. Die Ansprechverzögerung des Sperrelais 15 wird vorteilhaft
so gewählt, daß dieses erst nach Verlauf von mehreren. Halbperioden zum Ansprechen
kommt.
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Die Wirkungsweise der vorbes.ehriebenen Anordnung nach Fig. i ist
kurz folgende: Im Fall eines Kurzschlusses im Umspanner werden praktisch vom Auftreten.
des Fehlers an die Höchst-bzw. Mittelwerte sowohl der positiven als auch der negativen
Halbwellen des gleichgerichteten Wandlerdifferenzstroms derart groß sein, daß sowohl
das auf die positiven Halbwellen als auch auf das die negativen: Halbwellen ansprechende
Hilfsrelais in Kürze seine Kontakte betätigt; der Stromkreis der Auslösespule 13
wird somit geschlossen. Damit die Auslösung des Schutzes in diesem Fehlerfall durch
das Sperrelais 15 nicht nachträglich behindert werden kann, ist seine Ansprechverzögerung
erfindungsgemäß so groß gewählt, daß es erst dann seinen Ruhekontakt 14 öffnet,
wenn das Auslöseschütz 13 mit Sicherheit angesprochen und seinen Selbsthaltekontakt
18 geschlossen hat.
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Bei einem Einschaltvorgang wird dagegen die negative Halbwelle, wie
oben dargelegt, erst mach einer längeren Zeit als im Kurzschlußfall einen solchen
Wert erreichen, daß das auf diese Halbwelle ansprechende Hilfsrelais seinen Arbeitskontakt
schließt. Innerhalb dieses Zeitintervalles hat jedoch das Sperrelais 15, das infolge
des sofortigen Ansprechens der von der positiven Halbwelle beeinflußten Hilfsrelais
ebenfalls sofort erregt worden ist, seinen Ruhekontakt 14 geöffnet und damit die
Auslösung des Differentialschutzes gesperrt. Eine Fehlauslösung kann. somit in:
diesem Fall nicht erfolgen.
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Fig. 2 zeigt die Verwirklichung des. Erfindungsgedankens bei einer
Modifikation der vorstehend beschriebenen Schnelldifferentialschutzeinrichtung.
Zur Vereinfachung der Zeichnung sind lediglich der Sekundärkreis des Stromwandlers
5 und der Gleichstromkreis der Schutzeinrichtung dargestellt. An Stelle von zwei
Hilfsrelais ist im vorliegenden Fall nur ein einziges, als Differenzrelais wirkendes
Hilfsrelais i9 mit einer Doppelwicklung vorgesehen, von denen die eine Wicklung
von den positiven und die andere Wicklung von den negativen Halbwellen des gleichgerichteten
Wandlerdifferen.zstroms erregt wird und bei Überwiegen der positiven oder ider negativen
Halbwellen zum Ansprechen kommt. Das Hilfsrelais betätigt einen Umschaltkontakt
2o, der in seiner Ruhestellung das Schließen des Stromkreises -des Auslöseschützes
13 vorbereitet, in seiner Ansprechstellung dagegen den Stromkreis .eines Sperrelais
23 einschaltet. Zur Selbsthaltung des Sperrelais ist ein Kontakt 22 und zur Unterbrechung
des Erregerstromkreises des Sperrelais ein von dem nicht gezeichneten Differentialschutzrelais
gesteuerter Kontakt 21 vorgesehen.
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Im Kürzschlußfall kommt das Differenzrelais i9 nicht zum Ansprechen,
führt somit keine Sperrung der Auslösung des Schutzes herbei. Bei einem Einschaltvorgang
spricht dagegen das Differenzrelais i9 an und legt seinen Muhekontakt 2o um, wodurch
die Auslösung des Schutzes gesperrt und gleichzeitig das Schließen des Stromkreises
des Sperrrelais 23 vorbereitet wird. Inzwischen hat auch das Differentialrelais
angesprochen und sein- Kontakte 12 und 21 geschlossen. Das Schließen des Kontakts
12 ist für den Auslösestromkreis ohne Bedeutung, während durch das Schließen des
Kontakts 21 der Stromkreis des Sperrelais 23 geschlossen wird, welches nunmehr seinen
Kontakt 14 öffnet und gleichzeitig seinen Selbsthaltekontakt 22 schließt.
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Nehmen nun z. B. die negativen Amplituden des Wandlersekundärstroms
solche Werte an, daß das Differenzrelais ig zum Abfall kommt, so geht sein Kontakt
2o wieder in die Ruhelage zurück. Da jedoch das Sperrelais seinen Kontakt 14 noch
offen hält, kann ein nachträgliches fälschliches Auslösen des Schutzes nicht erfolgen.
Nach. völligem Abklingen des Einschaltstromstoßes kommt dann auch das Differentialschutzrelais
zum Abfallen und bewirkt durch Öffnen seines Kontakts 21 die Erstregung des Sperrelais
23.
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Erhält dgas Sperrelais 23 erfindungsgemäß eine Abfallverzögerung,
so können der Selbsthaltekontakt 2,2 und der Kontakt 21 des Differentialschutzrelais
eingespart werden. Diese Abfallverzögerung muß dabei so gewählt sein, daß ein Wiederschließen
.des Kontakts 14 mit Sicherheit erst dann erfolgt, wenn. der Einschaltstromstoß
so weit abgeklungen ist, daß auch das Differentialschutzrelais in seine Ausgangsstellung
zurückgehen konnte.
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Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer anderen bereits
vorgeschlagenen Abwandlung des eingangs beschriebenen Differentialschutzes. Das
Hilfsrelais 24 besteht im vorliegenden Fall aus einem U-förmigen Magnetsystem, das
in Abhängigkeit von der Differenz der Halbwellenströme und entweder von der Summe
dieser Ströme oder einer Fremdspannung erregt wird und einen im Stromkreis des Auslöseschutzes
13 liegenden Kontakt 25 steuert. Dieses Hilfsrelais spricht nur bei. Kurzschlüssen,
nicht aber bei Einschaltstromstößen an.
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Im Fall eines Kurzschlusses in dem zu überwachenden Anlageteil werden
der Kontakt 12 des
Differentialschutzrelais und der Kontakt 25 des
Hilfsrelais 24. und damit der Erregerstromkreis des Auslöseschützes 13 geschlossen:,
wobei der Selbsthaltekontakt 18 dieses Schützes betätigt wird;. Das durch das kurzzeitig
verzögerte Ansprechen, des Sperrelais 15 herbeigeführte Öffnen des Kontakts 14 bleibt
daher ohne Wirkung.
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Bei einem Einschaltvorgang wird zwar auch der Kontakt 12 geschlossen,
jedoch bleibt der Kontakt 25 zunächst geöffnet. Kurze Zeit darauf spricht auch das
Sperrelais 15 an, und bewirkt das Öffnen des Kontakts 14.. Schließt sich nun infolge
der eingangs beschriebenen Erscheinung auch. der Kontakt 25 des Hilfsrelais 24,
so kann. ein nachträgliches fälschliches Auslösen des Differentialschutzes nicht
erfolge , da der Erregerstromkreis des AuslöseschÜtzes 13 durch den geöffneten Kontakt
14. unterbrochen, ist.
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Die Erfindung ist natürlich nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern, lcan!n bei allen. Differentialschutzein:richtun.gen Anwendung
finden, die abhängig von tlen positiven und negativen Halbwellen eines von dem Leitungsstrom
abgeleiteten gleichgerichtetenStroms gesteuert werden.