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Distanzschutzeinrichtung Zur Erzielung kurzer Abschaltzeiten bei Fehlern
in Hochspannungsnetzen verwendet man Distanzrelais mit stufenförmiger Zeitkennlinie.
Im allgemeinen werden für eine @aus,neichende Staffelung drei Zeitstufen benötigt,
von denen die letzte (Grenzzeitstu:,fe) aus schutztechnischen Gründen verhältnismäßig
hoch eingestellt ist. Um den Ein fluß des veränderlichen Lichtbogennviderstandes
auf .die Widerstandsmesisung praktisch auszuschalten, hat man die Distanzrelais
mit einer zusätzlichen Einrichtung ausgerüstet, welche nach einer Zeit, innerhalb
der die Meßglieder, durch Ansprechen oder Nichtansprechen .die Lage .des Fehlers
und damit ,die Auslösezeit bestimmt haben, den Spannungspfa-d aller Meßglieder unter
gleichzeitiger Festhaltung der richtigen Auslösezeit entsprechend der gemessenen
Fehlerentfernung unterbricht.
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Durch die Verwendung derartiger Disfianzrelaie kann jedoch in besonderen
Fehlerfälden unter Umständen die Betriebssicherheit der Leistungsanlage gefährdet
werden. Tritt z. B. im ersten Drittel eines Stranges einer Doppelleitung ein Lichtbogenkurzschtuß
auf, der nach kurzer Zeit unmittelbar auf ,den zweiten Strang übergeht, :so wird
zwar der erste Strang mit der ersten Zeitstufe (Schnellzeit), .der zweite Strang
dagegen erst mit der .dritten Zeitstufe (Grenzzeit) albgeschaltet, da das Distanzrelais
des zweiten Stranges au# Grund seiner Arbeitsweise
-sein Meßergebnis
festgehalten hat. Durch die verhältnismäßig hohe Aus.lösezeit kann unter Umständen
sogar eine Fehlabschaltung einer vorgelagerten gesunden Speiseleitung herbeigeführt
werden.
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Nach der Erfindung werden nun, diese Schwierigkeiten ,dadurch behoben,
daß kurz vor Ablauf der den einzelnen Kippgliedern zugeordneten. Staffelzeit die
staffelungsmäßi;g nächstfolgenden Kippglieder nacheinander eine erneute Widerstandsmessurig
vornehmen.
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Der Gegenstand -der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise
veranschaulicht. Die Abbildung zeigt eine Distanzschutzeinrichtung nach der Erfindung
in grundsätzlicher Darstellung. Das Distanzrelais enthält ein Ü.beiratroimaniregeigl:ic(d.
A mit Arbeitskontakten ai und a2, ein Richtungsglied Q .mit einem Kontakt q sowie
zwei Überimpedanzkippglie:der G und H mit Kontakten bzw. la, die beim überschreiten
elnies einstellbaren Impedanzwertes ansprechen. Lediglich das Kipprela!is G Tals
sta.ffelungsmäßig erstes Meßglied steuert kontaktseitig ein Hilfsrelais G' mit einem
Selbsthaltekontakt gi' zur FelsthaItunig der Auslöseizeiit entsprechend der gemessenen
Fehlerentfernung. Das IHilfsrelaisi G' sowie ein weiteres dem Kippglied, H zugeordnetes
Hilfsrelais H' betätigen im Stromkreiis. der Au.silösesp.tilc E klagende Kontakte,
92' bzw. h2'. K ist ein Zeitwerk mit unabhängig voneinander einstellbaren
Kontakten ki, k2 und k3, deren Einstellung den bei dem Ausführungsbeispiel vorgesehenen
.drei Zeitstufen derDistanzrelaiskennlirnie entspricht.
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Durch einen weiteren Kontakt k4 wird ein Relais P mit Ruhekontakt
p gesteuert, der im Spannungspfad der Impedanzm:eßglieder G und, H liegt. Dieses
Relais hat die Aufgabe, nach einer bestimmten Zeit, .innerhalb der jedoch die Widerstandsmessung
bereits erfolgt sein muß, den Spannungspfad der Kippglieder zu öffnen und dadurch
im Falle eines Lichtbogenfehlers den Einfluß des sich. mit der Zeit ändernden Lichtbogenwiderstandes
auf die Widerstandsmessung praktisch auszuschalten. Der Stromkreis des Relais.P
wird ferner erfindungsgemäß durch ein zusätzliches Zeitrelais K' mit Ruhekontakt
k' gesteuert.
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Die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung arbeitet ,in folgender Weise:
Tritt .im Bereich der ersten Staffelizone des Distanzrelais ein Kurzschluß auf ,der
zu schützenden Leitung auf, so werden das Anregerelais A und das Richtungsrelais
Q ansprechen und ihre Kontakte ai und a2 bzw. q schließen und damit
den Spannungspfad der Kippglieder G und H sowie die Zeitrelais K und K' an Spannung
liegen. Das Zeitrelais K schließt zunächst seine Arbeitskontakte ki und k4. Da annahmegemäß
der Fehler in der, ersten Zone liegt, haben .die Kippglieder G und H nicht angesprochen,
und dIIei Kontakte h.2 und 92" bleiben geschlossen. Der Auslösestrornkreis wird
daher über die Kontakte ki hergestellt. Die Abschaltung,der fehlerhaften. Leitung
wird somit mit ,der Schnellzeit erfolgen.
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Liegt der Fehler innerhalb -der zweiten Staffelzone, so wird auch
.das ihr zugeordnete Kippglied G ZUM Ansprechen komrnen und unter gleichzeitiger
Festhaltungseines Meßwertes das Öffnendes Ruhekontaktes 92' des Hilfsrelais G' bewirken.
Dies hat zur Folge, daß der Auslösestromkreis erst beim Schließern des Kontaktes
k2 des Zeitrelais K an Spannung gelegt wird und das. Distanzrelais mit der zweiten
Staffelzeit .auslöst.
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Tritt der Fehler außerhalb der, zweiten Zone des Distanzrelais. auf,
so wirdaußer dem Kippglied. G auch das MeßgliedH -ansprechen, :die Auslösung des
Distanzreliais infolgedessen erst durch .das Schließen derKontakteh, eingeleitet,
also mit der sogenannten Bremszeit erfolgen.
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Im Gegensatz zu der bekannten, Einrichtung wird bei :dem Gegenstand
der Erfindung lediglich die Messung der st affelungsmäßigerstenKipprelais, bei dem
gewählten also des Meßgliedes G, festgehalten, um dem oderdenstaffelungsmäßiig nächstfolgenden
Kippgliedern eine erneute Messung zu ermöglichen. Eine durch das Zeitrelais K' vor
Ablauf der -zweiten. Staffelzeit eingeleitete neue Mes=sung durch das nächstfolgende
K ippgliec1 H hat in allen vorgenannten FehlerfällerL grundsätzlich keine Änderung
des -ursprünglichen Meßergebni@sses zurFolge, wenn sich keine weiteren Fehler eingestellt
haben. Leidiglich bei einem Lichtb,ogenlehler innerhalb der zweiten Zone kann durch
die von, dem Kippglied H erneut vorgenommene Messung,die Auslösezeit des Distanzreliaisi
um eine Zeitstufe erhöht werden, sobald infolge der Zunahmei des Lichtboigenwideirstandes
leim Distanzrelais ein Fehler in der dritten Zone vorgetäuscht wird. Da der Lichtboägenwiderstand'
in dito Messung aller Distanzrelais. eingeht, kann ein Staffelungsfehder-nicht eintreten.
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Es sei nun .angenommen, @daß in einem Doppelleitungssystem, bei :dem
jedes System mit Distanzrelais der vorbeschriebenen Art ausgerüstet ist, auf der
einen Leitung, und zwar im Bereich der ersten Zone des Distanzrelais, ein: Lichtbogenkurzschluß
auftritt, der mach einer genvissen. Zeit auf die andere Leitung Übergeht. Die Kippglieder
des dem fehlerhaften Abschnitt der ersten Leitung zugeordneten Distanzrelais werden,
da der Fehler annahmegemäß innerhalb der ersten Zone liegt, nicht .ansprechen. Die
Auslösung des Schützes wird daher mit der schnellstmöglichen Zeit erfolgen. Anders
verhält sich dagegen@das D.istanzreliais. der anderen Leitung. Da für dieses Relais
derselbe Fehler außerhalb seines Schutzbereiches liegt, werden zunächst beide Meßglieder
ansprechen.
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Springt nun der Lichtbogen von dem ersten Lei.tungsisystem .auf das
zweite über, so rückt auch der Fehlerart dem Distanzrelais des zweiten Systems wesentlich
näher. Trotzdem würde bei der bekannten, Einrichtung, da die, Messung aller Kippglieder
durch Hilfsrelais mit Selbsthaltekontakt festgehaIten wird, der Fehler erst mit
der Grenzzeit ,geklärt werden. Urin eine derart hohe Abschaltzeit zu verwenden,
könnte man gegebenenfalls -das Distanzrelais mit vier Zeitstufen ausrüsten.
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Bei dem erfindungsgemäßen, in der Zeichnung veranschaulichten Distanzrelais
wird jedoch, wie
bereits erwähnt, der angestrebte Zweck in einfacherer
Weise erreicht. Kurz vor Ablauf der zweiten Staffelzeit führt das der nächstfolgenden
Staffelzone zugeordneteMeßgl.ied eine neue Messung durch, die durch den Ablauf des
Zeitrelais K' eingeleitet wird. Da, der Fehler innerhalb der ersten Zone des Distanzrelais
der zweiten Leitung liegt, wird. bei der erneuten, Messung keines, der Kipprelais
oier höchstens das Kippglied G ansprechen. Da jedoch die Messung des Kippgliedes
G durch das, Hilfsrelais G' festgehalten worden ist, wird in beidem Fällen .die
Auslösung dies Di-st@anarelais nicht wie bei der bekannten Einrichtung mit der Grenzzeitstufe,
sondern bereits ,mit der zweiten Zeitstufe erfolgen. Der erfindungsgemäße Vorschlag
ist natürlich nicht auf Doppelleitungen beschränkt, sondern kann auch bei zweiseitig
gespeisten Einfachleitungien mit Vorteil Anwendumg finden.