DE907672C - Arrangement for quick release of devices for registering or eliminating faults in electrical systems - Google Patents

Arrangement for quick release of devices for registering or eliminating faults in electrical systems

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DE907672C
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Dipl-Ing Dr-Ing Eugen Hubel
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R13/00Arrangements for displaying electric variables or waveforms
    • G01R13/04Arrangements for displaying electric variables or waveforms for producing permanent records
    • G01R13/06Modifications for recording transient disturbances, e.g. by starting or accelerating a recording medium

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

Anordnung zur Schnellauslösung von Vorrichtungen zur Registrierung oder Beseitigung von Störungen in elektrischen Anlagen Es sind verschiedenartige Anordnungen bekannt, die Störungen in elektrischen Anlagen melden oder Maßnahmen zu ihrer Beseitigung einleiten. Sie werden durch anomale Vorgänge, z. B. durch Überstrom oder Überspannung, durch Stromunterbrechung oder Spannungsrückgang, ausgelöst. Den bisher bekannten Einrichtungen dieser Art haftet der Nachteil an, daß sie zu träge sind, um auch sehr kurzzeitige Störungen zu erfassen. Zu dieser Art Störungen zählen z. B. unvollständige iiber-oder Durchschläge in Hochspannungsanlagen, die oft als Wischer bezeichnet werden und zunächst nur sehr kurze, oft nur Millisekunden dauernde Spannungszusammenbrüche zur Folge haben. Ihre rechtzeitige Erkennung ist aher trotzdem wichtig, da sie oft als Vorboten von schwerwiegenden Betriebsstörungen auftreten. Die von solchen Wischenl verursachten Stromstöße sind so klein im Verhältnis zum Bdetriebsstrom, daß die Auslösung von Überwachungseinrichtungen durch Stromvorgänge nicht möglich ist.Arrangement for quick release of registration devices or elimination of malfunctions in electrical systems They are different Known arrangements that report malfunctions in electrical systems or measures initiate their elimination. You are caused by abnormal occurrences, e.g. B. by overcurrent or overvoltage, triggered by a power failure or voltage drop. The previously known devices of this type has the disadvantage that they are too sluggish are to record even very short-term disturbances. This type of disturbance includes z. B. incomplete over- or breakdowns in high-voltage systems, often called Wipers are referred to and initially only last very short, often only milliseconds Result in voltage breakdowns. Their timely recognition is nevertheless important, as they often appear as harbingers of serious operational disruptions. The current surges caused by such wipes are so small in relation to the Operating current that the triggering of monitoring devices by current processes not possible.

Gemäß der Erfindung wird diese Schwierigkeit dadurch behoben, daß man eine bei Störungen besonders schnellen Änderungen unterliegende Größe, z. B. die Betriebsspannung, einem Kettenleiter zuführt und die im Störungsfall nach Größe oder Vorzeichen anomale Differenz der Spannungen am Anfang und Ende des Kettenleiters zur Schnellauslösung von Vorrichtungen zur Registrierung oder Beseitigung der Störung verwendet. According to the invention, this problem is overcome in that a variable that is subject to particularly rapid changes in the event of malfunctions, e.g. B. supplies the operating voltage to a chain conductor and, in the event of a malfunction, according to size or sign of anomalous difference between the voltages at the beginning and the end of the ladder for the quick release of devices for registering or eliminating the fault used.

Die Erihidung ist in einem Ausführungsbeispiel in Fig. I veranschaulicht. Es sei z. B. angenommen, daß der Betriebszustand einer Hoch spannungs -leitung 1 überwacht werden soll. An die Hochspannungsleitung I ist die Oberspannungswicklung eines Erdungsspannungswandlers angeschlossen, während die Klemmen seiner Unterspannungswicklung 3 mit Gitter und Kathode einer Elektronenröhre 4 verbunden sind. In der Kathodenleitung ist noch ein Widerstand 5 vorgesehen, der zur Erzeugung der erforderlichen Gittervorspaimung dient. The embodiment is illustrated in one embodiment in FIG. Let it be B. assumed that the operating state of a high voltage line 1 should be monitored. The high-voltage winding is connected to the high-voltage line I. connected to a ground-voltage converter, while the terminals of its low-voltage winding 3 are connected to the grid and cathode of an electron tube 4. In the cathode lead a resistor 5 is also provided, which is used to generate the required grid prespaiming serves.

Im Anodenkreis der Röhre 4 liegt ein Widerstand 6, der gleich dem Wellenwiderstand des Kettenleiters ist. Ein gleicher Widerstand 7 schließt den Kettenleiter ab. Durch die Elektronenröhre 4 erfolgt eine Angleichung einer beliebigen Eingangsimpedanz, in dem Beispiel der Impedanz des Spannungswandlers, an die Eingangsimpedanz des Kettenleiters, die zur Vermeidung von Reflexionen stets gleich dem Weilenwiderstand des Kettenleiters sein muß. Der Kettenleiter selbst besteht aus in Reihe liegenden Induktivitäten 8 und Kapazitäten 9, die an den Verbindungspunkten der Induktivitäten 8 angeschlossen sind und parallel zu den Widerständen 6 und 7 liegen. In dieser Anordnung ist der Kettenleiter als tiefpaß geschaltet, läßt also alle Frequenzen von Null bis zu der Grenzfrequenz durch, die nach den jeweiligen Anforderungen der zu überwachenden Anlage zu bestimmen ist. Es ist aber auch durchaus möglich, die Lage der Induktivitäten und Kapazitäten zu vertauschen, wodurch ein Hochpaß entsteht, der für alle Frequenzen, die über der Grenzfrequenz liegen, durchlässig ist; die im Beispiel mit drei angenommene Gliedzahl des Kettenleiters und damit die durch ihn bewirkte Verzögerung (Laufzeit) kann ebenfalls entsprechend den Anforderungen erhöht oder verringert werden.In the anode circuit of the tube 4 is a resistor 6, which is equal to the The wave resistance of the chain conductor is. An equal resistor 7 closes the chain ladder away. The electron tube 4 adjusts any input impedance, in the example the impedance of the voltage converter, to the input impedance of the Chain ladder, which to avoid reflections always equal to the momentary resistance of the chain conductor must be. The chain ladder itself consists of lines lying in a row Inductors 8 and capacitors 9, which are at the connection points of the inductors 8 are connected and are parallel to resistors 6 and 7. In this Arrangement, the ladder is connected as a low-pass filter, so it leaves all frequencies from zero to the cut-off frequency, which according to the respective requirements of the system to be monitored is to be determined. But it is also quite possible that the To swap the position of the inductances and capacitances, creating a high pass, which is transparent to all frequencies that are above the cutoff frequency; the in the example with three assumed number of links of the chain conductor and thus the through Delay caused by it (running time) can also according to the requirements be increased or decreased.

An den Anschlußwiderstand 7 des Kettenleiters ist über einen Kondensator I0, der zur Abriegelung der Anodengleichspannung der Elektronenröhre 4 dient, der Widerstand II angeschlossen, der mit dem etwa gleich großen Widerstand I2 unmittelbar verbunden ist. Der Widerstand 12 ist seinerseits wieder über den Kondensator 13, der ebenfalls zur Feruhaltung der Anodengleichspannung dient, mit dem Eingangswiderstand 6 des Kettenleiters in der Weise verbunden, daß an den Klemmen 14 und 15 der Widerstände ii und 12 die Differenz der Spannungen am Anfang und Ende des Kettenleiters auftritt. An den Klemmen 14 und I5 ist das nicht in Einzelheiten gezeichnete Gerät 16 angeschlossen, in dem der im Störungsfall auftretende Spannungsimpuls durch Zündung eines Dampf- oder Gasentladungsgefäßes oder Freigabe einer Elektronenröhre in besonderer Schaltung, die ein Offenbleiben nach Verschwinden der Impulsspannang bewirkt, weitere Schaltvorgänge auslöst. A capacitor is connected to the connection resistor 7 of the ladder I0, which serves to shut off the DC anode voltage of the electron tube 4, the Resistor II connected, which is directly connected to the approximately equal resistance I2 connected is. The resistor 12 in turn is again via the capacitor 13, which also serves to maintain the DC anode voltage with the input resistance 6 of the ladder connected in such a way that at terminals 14 and 15 of the resistors ii and 12 the difference in the voltages occurs at the beginning and end of the ladder. The device 16, not shown in detail, is connected to terminals 14 and I5, in which the voltage pulse that occurs in the event of a fault is caused by the ignition of a steam or gas discharge vessel or release of an electron tube in a special circuit, which causes it to remain open after the pulse voltage disappears, further switching operations triggers.

Das Entstehen eines Spannungsimpulses zur Auslösung einer Vorrichtung kommt in der beschriebenen Anordnung auf folgende Weise zustande: Es sei im Normalzustand an dem Eingangswiderstand 6 des Kettenleiters eine beliebige und, wie im Beispiel der Fig. 2 a angenommen, stark oberwellenhaltige Wechselspannung nach em Verlauf der Kurve 1 vorhanden. Eine kurvengleiche, jedoch um die Laufzeit tv des Kettenleiters verzögerte Wlechselspannung (Kurve II) tritt auch am Abschluß,widerstand 7 des Kettenleiters auf. Aus der Gegeneinanders chaltung und gleichbleibenden Verzögerung beider Spannungskurven ergibt sich an den Klemmen 14 und 15 eine resultierende Spannung nach Fig.2b. Bricht nun im Zeitpunkt t1 die Spannung am Eingang des Kettenleiters plötzlich zusammen, so entsteht infolge der noch im Kettenleiter vorhandenen Energie und wegen des Wegfalls der Gegenspannung an den Klemmen 14 und 15 ein mit der Zusammenbruchsgeschwindigkeit ansteigender Impuls, der bis zum Zeitpunkt t2 dauert. Die Zeit t1 bis t2 ist gleich der Laufzeit des Kettenleiters, die in Beispiel mit 1/100 der Periodendauer angenommen ist. The creation of a voltage pulse to trigger a device comes about in the described arrangement in the following way: Let it be in the normal state at the input resistance 6 of the chain conductor any and, as in the example 2 a assumed, strongly harmonic-containing alternating voltage after em course of curve 1 is present. A curve with the same curve, but around the running time tv of the chain ladder Delayed alternating voltage (curve II) also occurs at the end, resistance 7 of the chain conductor on. From the mutual connection and constant delay of both voltage curves there is a resulting voltage at terminals 14 and 15 as shown in FIG. Breaks now at time t1 the voltage at the input of the chain conductor suddenly collapses, so arises as a result of the energy still present in the chain ladder and because of the loss the counter voltage at terminals 14 and 15 with the collapse rate rising pulse that lasts until time t2. The time t1 to t2 is the same the running time of the ladder, which in the example is assumed to be 1/100 of the period is.

Infolge der Gegeneinanderschaltung der Eingangs- und Ausgangsspannung hat der Auslöseimpuls immer das entgegengesetzte Vorzeichen wie die Spanriungshalb!welie, in der die Störung, die auch eine Überspannung sein kann auftritt. Um diesen Polaritätseffekt, der für eine sichere Auslösung hinderlich sein kann, auszuschalten, kann noch eine einfache Zusatzeinrichtung vorgesehen werden, für die ein Ausführungsbeispiel in Fig. 3 dargestellt ist. Mit den Klemmen 14 und 15 ist eine Brückenschaltung verbunden, die in einem Brückenzweig die gleichen Widerstände 17 und I 8, im anderen gleichrichtende Elemente, z. B. Glühventile 19 und 20, lenthält, während die Brückena;usgangsdiagonale von dem Widerstand 21 gebildet wird. As a result of the interconnection of the input and output voltage the trigger pulse always has the opposite sign as the tension half! in which the disturbance, which can also be an overvoltage, occurs. To this polarity effect, which can be an obstacle to a safe release, can be switched off simple additional device are provided for which an embodiment in Fig. 3 is shown. A bridge circuit is connected to terminals 14 and 15, the same resistors 17 and I 8 in one branch of the bridge and rectifying in the other Elements, e.g. B. glow valves 19 and 20, while the bridge a; output diagonal is formed by the resistor 21.

Unabhängig vom Vorzeichen des Impulses wird in dieser Schaltung stets das mit der Klemme 22 verbundene Ende des Widerstandes 21 positiv, das mit der Klemme 23 verbundene Ende negativ sein. In dem Gerät 16 ist deswegen das Gitter des darin vorhandenen Entladungsgefäßes mit der Klemme 22, seine Kathode mit der Klemme 23 zu verbinden.In this circuit, regardless of the sign of the pulse, the end of the resistor 21 connected to the terminal 22 positive, that to the terminal 23 connected end will be negative. In the device 16, therefore, the grid is in it existing discharge vessel with terminal 22, its cathode with terminal 23 connect to.

Aus Fig. zb geht hervor, daß an steil verlaufenden Kurventeilen, insbesondere in der Nähe der iNTulldurchgänge, in der normalerweise an den Klemmen 14 und 15 vorhandenen resultierenden Spannung Spanunngsspitzen S auftreten, die in gewissen Fällen die Ansprechempfindlichkeit der Anordnung in störender Weise herabmindern können. Um diese Spitzen zu unterdrücken, wird der resultierenden Spannung eine Kompensationsspannung, im einfachsten Fall eine normale Wechselspannung geeigneter Größe, Frequenz und Phasenlage, überlagert. Ein störendes Ansprechen der Anordnung bei absichtlichen Änderungen des Betriebszustandes, z. B. beim Ein- und Ausschalten, wird zweckmäßig durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch Kontaktvorrichtungen an den Leistungsschaltern, vermieden.From Fig. For example, it can be seen that on steep parts of the curve, in particular near the iNTull passages, usually at terminals 14 and 15 existing resulting stress voltage peaks S occur which in certain Cases reduce the responsiveness of the arrangement in a disruptive manner can. In order to suppress these peaks, the resulting stress becomes a Compensation voltage, in the simplest case a normal alternating voltage is more suitable Size, frequency and phase position, superimposed. A disruptive response of the arrangement in the event of deliberate changes to the operating status, e.g. B. when switching on and off, is expedient through suitable measures, for example through contact devices at the circuit breakers.

Claims (6)

P A T E N T A N S P R Ü C H E : I. Anordnung zur Schnellauslösung von Vorrichtungen zur Registrierung oder Beseitigung von Störungen in elektrischen Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei Störungen besonders schnellen Änderungen unterliegende Größe, z. B. die Betriebsspannung, einem Kettenleker zugeführt und die im Störungsfall nach Größe oder Vorzeichen anomale Differenz der Spannungen am Anfang und Ende des Kettenleiters zur Auslösung verwendet wird. P A T E N T A N S P R Ü C H E: I. Arrangement for quick release of devices for registering or eliminating faults in electrical Plants, thereby marked that one in particular with malfunctions size subject to rapid changes, e. B. the operating voltage, a chain link and the difference in size or sign, which is anomalous in size or sign, in the event of a fault Tensions at the beginning and end of the chain conductor is used for tripping. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Angleich des Wellenwiderstandes des Kettenleiters an eine beliebige Eingangs- oder Ausgangsimpedanz am Anfang und/od*r Ende des Kettenleiters eine gesteuerte Elektronenröhre vorgesehen ist. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that for adjustment the characteristic impedance of the chain conductor to any input or output impedance a controlled electron tube is provided at the beginning and / or end of the ladder is. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Spannungsdifferenz ein Dampf- oder Gasentladungsgefäß oder eine Elektronenröhre in entsprechender Schaltung gezündet wird. 3. Arrangement according to claim 1, characterized in that by the Voltage difference in a vapor or gas discharge vessel or an electron tube is ignited in the appropriate circuit. 4. Anordnung nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anwendung gleichrichtender Elemente die Auslösung unabhängig vom Vorzeichen des Auslöseimpuises gemacht wird. 4. Arrangement according to claim I to 3, characterized in that by Use of rectifying elements ensures tripping regardless of the sign of the Trigger impuises is made. 5. Anordnung nach Anspruch I und den folwenden, dadurch gekennzeichnet, daß schädliche Spannungsspitzen in der normalen Differenzspannung am Anfang und Ende des Kettenleiters, die bei steil verlaufenden Kurventeilen anftreten, durch eine besondere Kompensationsspannung unterdrückt werden. 5. Arrangement according to claim I and the following turn, characterized in that that harmful voltage peaks in the normal differential voltage at the beginning and End of the chain ladder, which occur on steep parts of the curve a special compensation voltage can be suppressed. 6. Anordnung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei beabsichtigten Änderungen des Betriebszustandes der Anlage, z. B. beim Ein- oder Ausschalten, ein unerwünschtes Ansprechen der Auslösevorrichtung verhindert wird. 6. Arrangement according to claim I to 4, characterized in that at intended changes to the operating status of the system, e.g. B. at one or Switching off, an undesired response of the release device is prevented.
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