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Distanzschutzeinrichtung mit Doppelerdschlußerfassung für parallel
geschaltete Leitungen Es ist bekannt, zur impedanzgetreuen Erfassung von Doppelerdschlüssen
auf Doppelleitungen. außer dem Phasenstrom des bevorzugten Phasenleiters auch noch
den Gesamtunsymmetriestrom der Doppelleitung in die Distanzmessung einzuführen.
Diese Maßnahme kann aber dazu führen, daß auch die gesunde Nachbarleitung fälschlich
mitabgeschaltet wird.
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Dies kann verhindert werden, wenn an Stelle des Gesamtunsymmetriestromes
der Doppelleitung der Unsymmetriestrom derjenigen Einfachleitung verwendet wird,
der das betreffende Distanzrelais zugeordnet ist.
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Tritt jedoch der Fall ein, daß die kranke Leitung einer Doppelleitung
zunächst nur in der einen Station abgeschaltet wird, so wird das Distanzrelais der
gesunden Nachbarleitung in der anderen Station stets infolge sperrender Energierichtung
verriegelt, während das Distanzrelais der gesunden Leitung in der ersten Station
infolge seiner Impedanzmessung staffeln muß. Dies kann nun zu Schwierigkeiten führen,
da das letztgenannte Distanzrelais meistens die zweite Zone mißt und daher etwa
gleichzeitig mit dem der krankenLeitung zugeordnetenDistanzrelais in der anderen
Station auslösen kann. Dieses Relais mißt nach dem Fallen des der kranken Leitung
zugeordneten Schalters der ersten Station zwar nur zwei Drittel der tatsächlichen
Leitungsimpedanz, jedoch wird dies bei den üblichen und an'sich natürlich erwünschten
kleinen Staffelzeiten zwischen der Schnellstufe und der zweiten Zone das Mitauslösen
des der gesunden Leitung zugeordneten
Distanzrelais derselben Station
nicht immer verhindern können.
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Um diese Schwierigkeiten zu beheben, schlägt die vorliegende Erfindung
vor, sofort nach dem Auslösen des Distanzrelais einer Station den Strompfad des
in derselben Station angeordneten Distanzrelais der Nachbarleitung zumindest kurzzeitig
von einem kleineren Strom, vorzugsweise lediglich von einer dem Strom der bevorzugten
Leitungsphase entsprechenden Meßgröße zu beaufschlagen.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand der in der Zeichnung
veranschaulichten Ausführungsbeispiele für ein Einphasenleitungssystem erläutert.
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Fig. z zeigt eine von beiden Seiten eingespeiste Einphasendoppelleitung
L1, L2, die von an jedem Leitungsende angeordneten Distanzrelais a, b bzw. c, d
überwacht wird. -Fig. 2 zeigt das Stromwandlersystem und den Strompfad des Widerstarndsmeßgliedes
des eine der beiden Einfachleitungen L1 und L2 überwachenden Distanzrelais. In der
der bevorzugten Leitungsphase R entsprechenden Leitung sowie in der Nullpunktleitung
des Stromwandlersystems ist je ein Ohmscher Widerstand WR bzw. W,1 angeordnet. Bei
dem gewählten Ausführungsbeispiel wird dem Strompfad des Widerstandsmeßgliedes mittels
eines von einem Umschaltrelais N1 betätigten Umschaltkontaktes n1 entweder der Spannungsabfall
an den untereinander in Reihe liegenden Widerständen WR und W,1 oder lediglich der
Spannungsabfall an dem Widerstand WR zugeführt. Als Umschaltrelais findet ein möglichst
schnell ansprechendes, jedoch verzögert abfallendes Hilfsrelais Anwendung, das vorzugsweise
als Kondensatorrelais ausgebildet ist. Das Umschaltrelais N1 wird zweckmäßig durch
einen von der Welle des in derselben Station angeordneten Leistungsschalters der
Nachbarleitung betätigten Wischkontakt s gesteuert.
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Die Wirkungsweise -einer derartigen Anordnung ist nun kurz folgende:
Beim Auftreten eines Doppelerdschlusses, an dem die Phase R der Leitung L1 beteiligt
ist, wird dem Stromsystem des Meßgliedes der Distanzrelais a, c zunächst die Summe
der Spannungsabfälle an den Widerständen WR und W,1 zugeführt. Es wird somit das
Stromsystem dieser Distanzrelais abhängig von der Summe aus dem Strom der bevorzugten
Leitungsphase und dem Unsymmetriestrom der betreffenden Einfachleitung beaufschlagt.
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Fällt nun der von dem Distanzrelais a gesteuerte Schalter heraus,
so wird der Wischkontakt s dieses Schalters das dem benachbarten Distanzrelais c
zugeordnete Umschaltrelais N1 kurzzeitig erregen und damit das Umlegen des Kontaktes
n1 und die Herausnehme des Unsymmetriestromes aus der Messung des Distanzrelais
c herbeiführen. Infolgedessen wird das Distanzrelais c der gesunden Leitung L2 nunmehr
lediglich von dem Strom .der bevorzugten Phase R dieser Leitung beeinflußt.
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Nach einer kurzen vorbestimmten, gegebenenfalls einstellbaren Zeit
fällt das Umschaltrelais N1 in seine Ruhelage zurück, so daß auch während des verbleibenden
Einfachleitungsbetriebes eine selektive Doppelerdschlußerfassung gewährleistet ist.
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Während -der kurzen Zeitspanne, innerhalb der das Umschaltrelais Ni
seinen Kontakt n1 umgelegt hält, kann dann das am anderen Ende der kranken Leitung
angeordnete Diistanzrelais b die endgültige Abschaltung selektiv herbeiführen.
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Wird eine derartige vorübergehende Umschaltung durchgeführt, so kann
es für die schnellmöglichste Abschaltung der kranken Leitung von Vorteil sein, das
Meßglied mit einem höheren Meßwert zu beaufschlagen, vorzugsweise entsprechend der
Summe aus dem Phasenstrom und dem doppelten Unsymmetriestrom der eigenen Leitung.
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Es würde dann bei einem Doppellhtungsbetrieb das Stromsystem des Meßgliedes
abhängig von dem Wert IR -I- 2 c - I, beaufschlagt werden, so daß in den weitaus
meisten Fällen beide Enden der kranken Leitung mit Schnellzeit abgeschaltet werden.
Der Faktor c berücksichtigt hierbei das Verhältnis von kilometrischer Leitungsimpedanz
zur Erdimpedanz.
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Eine derartige Anordnung ist in Füg. 3 dargestellt: In diesem Falle
ist jedem Distanzrelais ein schnell ansprechendes abfallverzögertes Umschaltrelais
N2 sowie ein Umschaltrelais N3 zugeordnet, das seinerseits mittels seines Kontaktes
n3 den Stromkreis des Relais N2 steuert. Jedes dieser Relais wird von einem Hilfskontakt
s' des in derselben Station angeordneten Leistungsschalters der Nachbarleitung gesteuert.
Dieser Hilfskontakt ist bei geschlossenem Leistungsschalter geöffnet. Die Relais
N2 und IV" betätigen je einen Umschaltkontakt n2 bzw. n3, die ihrerseits den Strompfad
des nicht dargestellten Meßgliedes des Distanzrelais steuern. Der in der Nullpunktleitung
des Stromwandlersystems liegende Widerstand Wog hat im vorliegenden Falle den doppelten
Widerstandswert wie der entsprechende Widerstand Wo, der Anordnung nach Fig. 2.
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Die mit einer derartigen Relaisanordnung ausgerüstete Distanzschutzeinrichtung
arbeitet folgendermaßen: Im Doppelleitungsbetrieb sind die Hilfskontaktes' aller
Schalter der Doppelleitung geöffnet. Da sich somit die Umschaltkontakten, und 41
in der gezeichneten Ruhelage befinden, würde den Meßgliedern beim Auftreten eines
Doppelerdschlusses, an dem die Leitung L1 beteiligt ist, zunächst außer .den von
dem Strom IR des bevorzugten Phasenleiters R an dem Widerstand WR hervorgerufenen
Spannungsabfall auch noch der von dem Unsymmetriestrom 10 der zugeordneten Leitung
hervorgerufene Spannungsabfall an dem gesamten Widerstand Wog, also eine dem Wert
IR -I- 2 c - I. proportionale Meßgröße zugeführt werden. Dadurch wird in den weitaus
meisten Fällen eine beiderseitige Abschaltung der kranken Leitung L1 mit Schnellzeit
erfolgen.
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Fällt nun aber doch ein Schalter, z. B. der von dem Distanzrelais
gesteuerte Schalter, früher, so wird eine gegebenenfalls fälschliche Auslösung des
Distanzrelais c dadurch verhindert; daß der vorgenannte Schalter beim Herausfallen
den Unsymmetriestrom
aus der Messung des Distanzrelais c kurzzeitig
herausnimmt. Zweckmäßig gibt man hierzu dem Hilfskontakt auf dem Leitungsschalter
eine geringe Voreilung, um auf alle Fälle eine rechtzeitige Wegnahme des Unsymmetriestromes
zu erreichen.
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Beim Fallen des von dem Distanzrelais a gesteuerten Schalters infolge
Auslösung dieses Relais schließt dieser Schalter seinen Hilfskontakt s, wodurch
die Hilfsrelais N2 und N3 erregt werden und ansprechen. Obwohl durch das Ansprechen
des Relais N3 dessen Ruhekontakt n3 geöffnet wird, ist infolge der impulsverlängernden
Wirkung des zu der Spule des Relais N2 parallel geschalteten Kondensators trotzdem
ein Ansprechen dieses Relais gewährleistet.
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Beim Ansprechen der Relais N2 und N3 schalten diese ihre Kontakte
n2 bzw. n3 um. Dies hat zur Folge, daß nunmehr das der gesunden Nachbarleitung zugeordneteDistanzrelais
lediglich abhängig von dem Strom ,dir bevorzu6-°ten Phase R, nicht aber auch abhängig
von dem Unsymmetriestrom erregt wird. Damit hat d @as Distanzrelais b Gelegenheit,
,die kranke Leitung endgültig selektiv abzuschalten.
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Auf Grund der abfallverzögernden Wirkung des Parallelkondensators
fällt das Hilfsrelais N2 nach einiger Zeit, z. B. nach etwa i Sekunde, in die Ruhelage
zurück, während das Hilfsrelais N3 erregt bleibt, wie der in derselben Station angeordnete,
von dem Distanzrelais a gesteuerte Schalter ausgeschaltet ist, also ein Einfachleitungsbetrieb
vorliegt.
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Bei einem Doppelerdschluß wird nun außer dem Spannungsabfall des Stromes
der bevorzugten Leitungsphase an dem Widerstand WR nur noch der halbe Spannungsabfall
des Unsymmetriestromes i. an dem Widerstand Wog zur Messung herangezogen, so d'aß
j etzt ,das Meßglied stromseitig abhängig von dem Wert IR -I- c - I, beaufschlagt
wird. Damit ist dann ein weitgehendst distanzgetreues Arbeiten des Distanzrelais
c im Einfachleitungsbetrieb gewährleistet.
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Erst dann, wenn der Nachbarschalter wieder eingelegt wird und s' sich
wieder öffnet, fällt auch N3 ab, und die Impeldanzmessung wird wieder abhängig von
dem Wert IR -i- 2 c - I, durchgeführt.
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Zur Herabsetzung des Ehergieverbrauches des Hilfsrelais N3 bei einem
Einfachleitungsbetrieb kann an Stelle des einfachen Relais N3 beispielsweise auch
ein an sich bekanntes verklinktes Kipprelais vorgesehen werden, das dann einen zusätzlichen
Ruhekontakt an der Schalterwelle bedingt. Die Ausführung der Erfindung nach Fig.
3 hat gegenüber derjenigen nach Fi:g. z den Vorteil, daß die kranke Leitung der
Doppelleitung im Doppelerdschlußfall fast stets an beiden, Enden mit Schnellzeit
abgeschaltet wird.