NO126897B

NO126897B -

Info

Publication number: NO126897B
Application number: NO01905/69A
Authority: NO
Inventors: Robert Pincus Miller
Original assignee: Identimation Corp
Priority date: 1968-05-10
Filing date: 1969-05-08
Publication date: 1973-04-09
Also published as: FR2008282A1; CH501280A; DE1923891A1; AT308435B; NL163421C; SE358292B; IE33076L; CS177014B2; DE1923891B2; JPS5551579B1; DK144233B; BE732862A; IL32171A0; NL163421B; DK144233C; GB1267996A; IE33076B1; NL6907111A

Description

Innretning for selektiv beskyttelse av elektriske nett med motstandskoblere. Device for selective protection of electrical networks with resistance switches.

For elektriske overføringsledninger og For electrical transmission lines and

nett er der utviklet motstandskoblere som network, resistance switches have been developed which

på meget kort tid enten bryter strømmen in a very short time either the current breaks

eller minsker den til en styrke som tillater or reduces it to a strength that allows

frakobling med forholdsvis enkle brytere. disconnection with relatively simple switches.

Slike motstandskoblere er kjent under be-tegnelsene reduksjonskobler og reduktor. Such resistance couplers are known under the terms reduction coupler and reductor.

En reduksjonskobler påbegynner motstandsinnkoblingen ved kortslutnings-strømmens nullgjennomgang, mens en reduktor, også kalt strømbegrenser, påbegynner motstandsinnkoblingen allerede ca. A reducing coupler starts the resistance connection at the zero crossing of the short-circuit current, while a reducer, also called a current limiter, starts the resistance connection already approx.

0,1 ms efter at reaksjonsstrømmen er nådd. 0.1 ms after the reaction current is reached.

Varigheten av en frakoblingsprosess utgjør The duration of a disconnection process constitutes

ved reduktorer høyst en halvbølge, for-trinnsvis ca. 5 ms. Den ligger altså vesentlig under de vanlige bryteres frakoblings-tid, som ligger grovt regnet en størrelses-orden høyere. På grunn av de nye mot-standskobleres store koblingshastighet er in the case of reducers no more than half a wave, preferably approx. 5 ms. It is therefore significantly below the disconnection time of ordinary switches, which is roughly an order of magnitude higher. Due to the new resistance switches' high switching speed is

det mulig å la dem reagere på kortslut-ningsstrømmer allerede under den første it is possible to let them react to short-circuit currents already during the first one

stigning av disse, dvs. i den første halv-bølge, og utløsningsorganets reaksjonsverdi ligger da omtrent ved den to- til tre-dobbelte nominelle verdi, og maksimalver-dien av den begrensede strøm omtrent ved rise of these, i.e. in the first half-wave, and the tripping device's reaction value is then approximately at two to three times the nominal value, and the maximum value of the limited current approximately at

det tre- til fire-dobbelte av nominell strøm. three to four times the nominal current.

Ved anvendelse av flere reduktorer i elektriske overføringsledninger og nett egner When using several reducers in electrical transmission lines and networks suitable

de hittil benyttede innretninger seg ikke the facilities used up until now did not

lenger for selektiv reaksjon av de brytere longer for selective reaction of the switches

som ligger nærmest feilstedet, da f. eks. which is closest to the fault location, then e.g.

den impedansmåling som kreves ved de the impedance measurement required at de

hittil anvendte metoder, for seg alene kre-ver tidsrom opptil 20 ms. Iallfall måtte der hitherto used methods, by themselves, require time periods of up to 20 ms. At least there had to be

ved de hittil anvendte målemetoder for by the hitherto used measurement methods for

konvensjonelle brytere stå minst én halv-bølge (10 ms) til rådighet for i tilfellet av en forstyrrelse å muliggjøre selektiv reaksjon av bryterne. conventional switches leave at least one half-wave (10 ms) available to enable selective reaction of the switches in the event of a disturbance.

Utløsningen av de nye motstandskoblere, f. eks. reduktorer eller reduksjonskob-lere, skjer for det meste i avhengighet av momentanverdien av den strøm som skal The release of the new resistance switches, e.g. reducers or reducer couplers, mostly happens depending on the instantaneous value of the current to be used

overvåkes. I tilfelle av en feil kan flere efter hinannen liggende brytere reagere og monitored. In the event of a fault, several successive switches can react and

i sin tur innføye motstander i ledningslø-pet. Under den hittil nødvendige korte kob-lingstid stiger motstanden pr. koblingssted in turn insert resistors into the wire run. During the hitherto necessary short switching time, the resistance rises per connection point

fra null til en høy sluttverdi. Der går da bare en liten feilstrøm (brøkdeler av nominell strøm ned til mindre enn 1 ampere).. De innføyede motstander forårsaker et tilsvarende spenningsfall, noe som man benytter seg av ved den innretning som vil bli beskrevet i det følgende. from zero to a high end value. There is then only a small error current (fractions of the nominal current down to less than 1 ampere). The added resistors cause a corresponding voltage drop, which is used in the device that will be described in the following.

Den nye innretning for selektiv beskyttelse av elektriske nett benytter for hver motstandskobler (ved flerpolede brytere, pr. pol) to anordninger til spenningsmåling, som hver, så snart motstanden av motstandskobleren ved «åpning» av denne når en gitt verdi, konstaterer spenningen foran resp. bak motstandskobleren i forhold til et sammenligningspotensial. Den spenningsmåleanordning som konstaterer en spenning lik eller mindre enn en gitt minimalspenning, påvirker et sperreledd hos den tilhørende motstandskobler i retning av en sperring mot gjeninnkobling, mens de øvrige motstandskoblere som likeledes hadde åpnet, men hvis spennings. måleanordninger fastslo en spenning høy-ere enn minimalspenningen, går tilbake til innkoblet stilling uten at sperreleddene kommer til virkning («gjeninnkobling»). The new device for selective protection of electrical networks uses for each resistor coupler (in the case of multi-pole switches, per pole) two devices for voltage measurement, each of which, as soon as the resistance of the resistor coupler when it is "opened" reaches a given value, determines the voltage in front of the resp. . behind the resistor coupler relative to a comparison potential. The voltage measuring device which detects a voltage equal to or less than a given minimum voltage affects a blocking link of the associated resistance switch in the direction of a blocking against reconnection, while the other resistance switches which had likewise opened, but whose voltage. measuring devices determined a voltage higher than the minimum voltage, returns to the switched-on position without the locking links coming into effect ("re-connection").

Da spenningene på motstandskoblerne bestemmer valget, er det fordelaktig å be-fri dem for forstyrrende prosesser eller andre høyfrekvente svingninger. I dette øyemed kan man føye inn lavpassfiltre i tilførselsledningene til spenningsmåleanordningene så praktisk talt bare den driftsfrekvente spenning for de respektive spenningsmåleanordninger kan komme til virkning. As the voltages on the resistance couplers determine the choice, it is advantageous to free them from disturbing processes or other high-frequency oscillations. To this end, low-pass filters can be inserted into the supply lines to the voltage measuring devices so that practically only the operating frequency voltage for the respective voltage measuring devices can take effect.

Til nærmere forklaring skal der hen-vises til tegningen. Fig. 1 er et diagram over motstandskoblernes impedanser, belastningene og kortslutningene ved forskjellige spenninger. Fig. 2 er et blokkskjerna for en innretning til selektiv beskyttelse av en over-føringsledning. Fig. 3 viser skjematisk en overførings-ledning med motstandskoblere. Fig. 4 viser spenningsfordelingen i rommet ved en kortslutning på ledningen, og For further explanation, reference must be made to the drawing. Fig. 1 is a diagram of the resistance coupler impedances, the loads and the short circuits at different voltages. Fig. 2 is a block core for a device for selective protection of a transmission line. Fig. 3 schematically shows a transmission line with resistance couplers. Fig. 4 shows the voltage distribution in the room in the event of a short circuit on the line, and

fig. 5 viser spenningsfordelingen i rommet ved en kortslutning ved samleskinnen. fig. 5 shows the voltage distribution in the room in the event of a short circuit at the busbar.

På fig. 1 er motstandsverdiene fra 0,1 til 1000 ohm oppført som ordinat og spenningene fra 6 til 220 KV som abscisse. Dia-grammet har tre flater hvor de vanlige motstandsverdier ligger ved de tilsvarende spenninger, idet flate 1 gjelder kortslut-ningsimpedansene, flate 2 motstandskoblernes motstander i det for selektiv reaksjon gunstigste tidspunkt og flate 3 lastimpedansene. Som det fremgår av dia-grammet, fremkommer der for alle de nevnte spenninger ved de vanlige nett motstandsverdier som ligger minst én størrel-sesorden over kortslutningsimpedansen, men ennu opptil to størrelsesordner under lastimpedansene for nettet. Velger man f. eks. for et nett en spenning på 20 KV, så ligger verdien for kortslutningsimpedansen i området fra ca. 0,5 ohm til 3,2 ohm, mot-standskoblerens impedansverdi mellom 6,3 og 12 ohm og impedansverdien for belastningene mellom 50 og 1 000 ohm. De en-kelte impedansområder skiller seg således ved minst én størrelsesorden. In fig. 1, the resistance values from 0.1 to 1000 ohms are listed as the ordinate and the voltages from 6 to 220 KV as the abscissa. The diagram has three surfaces where the usual resistance values lie at the corresponding voltages, surface 1 relating to the short-circuit impedances, surface 2 the resistors of the resistance couplers at the time most favorable for selective reaction and surface 3 the load impedances. As can be seen from the diagram, for all of the mentioned voltages there appear at the usual network resistance values that are at least one order of magnitude above the short-circuit impedance, but still up to two orders of magnitude below the load impedances for the network. If you choose e.g. for a network with a voltage of 20 KV, the value for the short-circuit impedance is in the range from approx. 0.5 ohms to 3.2 ohms, the resistance coupler impedance value between 6.3 and 12 ohms and the impedance value of the loads between 50 and 1000 ohms. The individual impedance ranges thus differ by at least one order of magnitude.

På fig. 2 betegner 4 samleskinnen. Til denne er sluttet transformatoren 5, som f. eks. transformerer opp den tilsluttede kraftverkspenning til 20 KV. Bak transformatoren 5 er motstandskoblerne 6 og 7 innkoblet. I serie med motstandskobleren 7 ligger en belastning, som ikke er vist. Mellom motstandskoblerne 6 og 7 går der ut en ledning for en ytterligere belastning, som heller ikke er vist. Foran og bak hver motstandskobler er der tilsluttet to lavpassfiltre, henholdsvis 8a, 8b og 9a, 9b. Lav-passfiltrene 8a, 8b og 9a, 9b er forbundet med inngangene til de to spenningsmåleanordninger, henholdsvis 10a, 10b og 13a, 13b. Spenningsmåleanordningene 10a, 10b påvirker et sperreledd 11 for motstandskobleren 6. Alt efter hvilken spenning der konstateres av spenningsmåleanordningen 10a eller 10b, vil sperreleddet 11 sperre eller ikke sperre, dvs. enten låses motstandskobleren 6 i stillingen for sin endelige motstandsverdi, eller motstanden blir straks igjen kortsluttet eller m.a.o. motstandskobleren går tilbake til innkoblet stilling (motstand null). En helt tilsvarende anord-ning som for motstandskobleren 6 er også anordnet for motstandskobleren 7. Sperreleddet, som påvirkes av spenningsmåleanordningene 13a, 13b er i dette tilfelle betegnet med 14. In fig. 2 denotes 4 the busbar. The transformer 5 is connected to this, which e.g. transforms the connected power plant voltage to 20 KV. Behind the transformer 5, the resistance switches 6 and 7 are connected. In series with the resistor coupler 7 is a load, which is not shown. Between the resistance couplers 6 and 7, a wire for a further load, which is also not shown, exits. Two low-pass filters, 8a, 8b and 9a, 9b, are connected in front of and behind each resistor coupler. The low-pass filters 8a, 8b and 9a, 9b are connected to the inputs of the two voltage measuring devices, 10a, 10b and 13a, 13b, respectively. The voltage measuring devices 10a, 10b affect a blocking link 11 for the resistance coupler 6. Depending on which voltage is detected by the voltage measuring device 10a or 10b, the blocking link 11 will block or not block, i.e. either the resistance coupler 6 is locked in the position for its final resistance value, or the resistance is immediately left short-circuited or m.a.o. the resistance switch returns to the engaged position (zero resistance). An entirely similar device to that for the resistance coupler 6 is also arranged for the resistance coupler 7. The blocking link, which is affected by the voltage measuring devices 13a, 13b, is in this case denoted by 14.

Innretningen virker som følger: Spenningsmåleanordningene for hver motstandskobler konstaterer spenningene foran og bak dennes motstand, og på hvert sted måles spenningen i forhold til jord-potensialet eller et annet sammenligningspotensial. Sperreleddet forhindrer gjeninnkobling av motstandskobleren i tilfelle av at der ved måleorganet underskrides en ved nettets struktur eller ved den mulige beliggenhet av feilen betinget minimalspenning på f. eks. 10 eller 20 % av normal spenning i forhold til sammenligningspo-tensialet, f. eks. jord. Spenningsmåleanordningene blir på sin side først virksomme ved en på forhånd gitt motstandsverdi, som velges i det område 2 som er vist på fig. 1 for motstandskoblernes motstandsverdier. Inntrer der nu f. eks. på det sted som er betegnet med en pil F i overførings-ledningen, en kortslutning, så vil spenningen på dette sted praktisk talt være null og stiger derfra langs ledningen overens-stemmende med verdiene av lednings- og transformatorimpedansene osv. til energi-kildens spenning. Dette spenningsforløp forandrer seg imidlertid straks efter kort-slutningens inntreden ved reaksjon av motstandskoblerne 6 og 7, da der herved blir innkoblet impedanser (motstander) hvis ohm-verdi er stor i forhold til ledningsimpedansene. Dette fører til at spenningen ved klemme a på motstandskobleren 7 en-nu tilnærmelsesvis forblir lik null, mens klemmene b og c får en høyere spenning og klemmen d en enda høyere spenning, betinget ved motstandskobleren 6 (se også fig. 4). Når en på forhånd gitt motstandsverdi for motstandskoblerne 6 og 7 nås, altså før disses endelige motstandsverdi er nådd, kommer de tilhørende spenningsmåleanordninger 10a, 10b og 13a, 13b til virkning og leverer spenninger, resp. dermed proporsjonale strømmer, av helt bestemt størrelse til de tilhørende sperreledd 11 og 14. For det videre forløp er det avgjørende at spenningen ved klemme b på motstandskobler 7 i dette øyeblikk er vesentlig høyere enn spenningen ved klemme a. Spenningsforskjellen svarer til spenningsfallet over motstanden hos motstandskobler 7 i det betraktede øyeblikk. På grunn av de relativt høye spenninger ved klemmene c og d på motstandskobler 6 reagerer ikke sperreleddet 11, så motstandskobleren 6 ikke blir fastholdt i utkoblet stilling (stør-ste motstand), men straks igjen faller tilbake til innkoblet stilling med kortsluttet motstand. I motsetning hertil fører den lave spenning ved klemme a til at motstandskobleren 7 ved hjelp av sperreleddet 14 blir fastholdt i sin utkoblede stilling (sluttverdi av motstanden), hvilket fører til selektiv frakobling av feilen F. The device works as follows: The voltage measuring devices for each resistance coupler ascertain the voltages in front of and behind its resistance, and at each location the voltage is measured in relation to the ground potential or another comparison potential. The blocking link prevents reconnection of the resistance coupler in the event that the measuring device falls below a minimum voltage of e.g. 10 or 20% of normal voltage in relation to the comparison potential, e.g. earth. The voltage measuring devices, for their part, first become effective at a previously given resistance value, which is selected in the area 2 shown in fig. 1 for the resistance values of the resistor couplers. Enters there now e.g. at the point indicated by an arrow F in the transmission line, a short circuit, the voltage at this point will be practically zero and rises from there along the line corresponding to the values of the line and transformer impedances, etc., to the voltage of the energy source . However, this voltage course changes immediately after the short-circuit occurs due to the reaction of the resistance couplers 6 and 7, as impedances (resistors) whose ohm value is large in relation to the line impedances are thereby switched on. This causes the voltage at terminal a on the resistance coupler 7 to remain approximately equal to zero, while terminals b and c get a higher voltage and terminal d an even higher voltage, conditioned by the resistance coupler 6 (see also fig. 4). When a predetermined resistance value for the resistance couplers 6 and 7 is reached, i.e. before their final resistance value is reached, the associated voltage measuring devices 10a, 10b and 13a, 13b come into effect and deliver voltages, resp. thus proportional currents, of a completely determined size to the associated blocking links 11 and 14. For the further process, it is crucial that the voltage at terminal b of resistance coupler 7 at this moment is significantly higher than the voltage at terminal a. The voltage difference corresponds to the voltage drop across the resistance at resistor coupler 7 at the considered moment. Due to the relatively high voltages at terminals c and d on resistance coupler 6, the locking link 11 does not react, so that resistance coupler 6 is not held in the disengaged position (highest resistance), but immediately falls back to the engaged position with short-circuited resistance. In contrast, the low voltage at terminal a causes the resistor coupler 7 to be retained in its disconnected position (final value of the resistance) by means of the locking link 14, which leads to selective disconnection of the fault F.

Fig. 2 viser bare en ensidig matning av feilstedet. I fordelingsnettet blir feilstedet imidlertid ofte matet fra to sider, f. eks. i sammenflettede nett eller ledningsringer. Det er derfor nødvendig å måle spenningene foran og bak motstandskoblerne, da feilen kan ligge foran eller bak disse, og den spenning som behøves for selektiv reaksjon, og som kan være lik eller mindre enn minimalspenningen, således kan opp-tre på den ene eller den annen side av motstandskobleren, alt etter feilens beliggenhet. Fig. 2 shows only one-sided feeding of the fault location. In the distribution network, however, the fault location is often fed from two sides, e.g. in interlaced nets or wire rings. It is therefore necessary to measure the voltages in front of and behind the resistance couplers, as the fault can lie in front of or behind them, and the voltage required for selective reaction, which can be equal to or less than the minimum voltage, can thus appear on one or the other other side of the resistance switch, depending on the location of the fault.

Etter hva som er sagt hittil, fremgår det enda ikke hvorfor det er fordelaktig ikke å bruke minimalspenningen null som kriterium for sperreleddenes reaksjon. Grunnen er den følgende: Når feilen befinner seg i noen avstand fra den nærmestliggende motstandskobler, så fører den klemme på motstandskobleren som vender mot feilstedet, en viss spenning på grunn av ledningsimpedansene. Dette fører til det krav ikke å velge spenningen null, men en bestemt høyere mini-malspenningsverdi ved hvis underskridelse vedkommende motstandskobler forblir å-pen. According to what has been said so far, it is not yet clear why it is advantageous not to use the minimum voltage zero as a criterion for the reaction of the locking joints. The reason is the following: When the fault is located at some distance from the nearest resistance coupler, the clamp on the resistance coupler facing the fault location carries a certain voltage due to the line impedances. This leads to the requirement not to select zero voltage, but a certain higher minimum target voltage value, below which the resistance switch in question remains open.

På den annen side kan der også opp-tre en annen vanskelighet. For hvis en belastning er meget stor, så ville den motstand som svarer til denne belastning, væ-re mindre enn de endelige motstandsverdier av motstandskoblerne. Dermed ville til-slutningspunktet for lasten i praksis få forespeilet en kortslutning. Spenningen i det punkt av nettet hvor lasten er tilsluttet, ville eventuelt ligge lavere enn den inn-stilte spenningsverdi for det selektive kriterium. Ved hjelp av de angitte motstandsverdier for motstandskoblerne i øyeblikket for måleanordningenes reaksjon blir denne feil unngått. On the other hand, another difficulty can also arise. Because if a load is very large, then the resistance corresponding to this load would be less than the final resistance values of the resistance couplers. Thus, the connection point for the load would in practice be mirrored by a short circuit. The voltage at the point of the network where the load is connected would possibly be lower than the set voltage value for the selective criterion. By means of the specified resistance values for the resistance couplers at the moment of the measuring device's reaction, this error is avoided.

Motstandskoblere som arbeider med den beskrevne innretning for selektivt vern av elektriske overføringsledninger, kan og-så anvendes til kortvarig brytning. Hertil er det nødvendig at også den selektivt bestemte motstandskobler straks går tilbake til innkoblet stilling sammen med de øvrige motstandskoblere og en sperring av den utvalgte motstandskobler i utkoblet stilling (sluttverdi av motstanden) først skjer ved en fornyet reaksjon av alle motstandskoblerne på samme feil. Dette kan oppnås ved hjelp av sperreledd som er tildelt hver enkelt motstandskobler, og som tillater at ved første gangs reaksjon på en feil alle motstandskoblerne inklusive den utvalgte straks blir innkoblet påny, mens ved annen gangs reaksjon av motstandskoblerne på samme feil, bare sperreleddet for den utvalgte motstandskobler blir virksomt. Men da motstandskoblerne arbeider meget raskt, kan den spenningsløse pause eventuelt bli for kort for avionisering av lysbuestreknin-gen ved feilstedet. Denne ulempe kan dog unngås ved at samtlige motstandskoblere forsynes med et innstillbart forsinkelses-ledd. De selektivt bestemte motstandskoblere kobler til over forsinkeLsesleddet, mens alle øvrige motstandskoblere som likeledes ble satt igang av feilen, kobler inn igjen uten forsinkelse. Resistance switches that work with the described device for selective protection of electrical transmission lines can also be used for short-term breaking. To this end, it is necessary that the selectively determined resistance coupler also immediately returns to the engaged position together with the other resistance couplers and blocking of the selected resistance coupler in the disconnected position (final value of the resistance) only occurs when all the resistance couplers react again to the same fault. This can be achieved with the help of interlocks that are assigned to each individual resistor coupler, and which allow that on the first reaction to a fault all the resistor couplers, including the selected one, are immediately switched on again, while on the second reaction of the resistor couplers to the same fault, only the interlock for the selected resistance switches become effective. But as the resistance switches work very quickly, the voltage-free break may be too short for ionisation of the arc line at the fault location. However, this disadvantage can be avoided by providing all resistance switches with an adjustable delay element. The selectively determined resistive switches connect over the delay link, while all other resistive switches which were likewise activated by the fault, switch on again without delay.

På fig. 3 er skjematisk vist en over-føringsledning med motstandskoblere, mens fig. 4 og 5 viser spenningsfordelingen i rommet ved kortslutninger på ledningen respektive på samleskinnen. In fig. 3 schematically shows a transmission line with resistance couplers, while fig. 4 and 5 show the voltage distribution in the room in case of short circuits on the wire and on the busbar respectively.

På fig. 3 betegner, i overensstemmelse med fig. 2, 5 transformatoren, 6 og 7 motstandskoblerne med klemmene c, d, resp. a, b, og F et feilsted på ledningen, mens F betegner en feil på samleskinnen S. B er den belastning som foreligger ved normal drift. 31 betegner den ene sekundær-vikling på transformatoren 5, som har jordet stjernepunkt O; viklingens klemme-spenning utgjør UT. In fig. 3 denotes, in accordance with fig. 2, 5 the transformer, 6 and 7 the resistance couplers with terminals c, d, resp. a, b, and F a fault location on the line, while F denotes a fault on the busbar S. B is the load present during normal operation. 31 denotes the one secondary winding of the transformer 5, which has earthed star point O; the terminal voltage of the winding constitutes UT.

Motstandskobleren 6 består av en grunnramme 32 som eventuelt kan være utført som kjørestativ, og som bærer sten-dere 33 og 34 utført som motstander med høy ohm-verdi. 35 og 36 er isolasjonspla-ter, 37 og 38 metallplater. De egentlige motstander hos motstandskobleren 6 er betegnet med 39 og 40. 41 er det bevegelige koblingsstykke, som er festet i et isolerende føringsstykke 42 som ved sin øvre ende har et hull 43. 44 er en isolasjonslist som ligger foran motstandene og tjener til betjening av hjelpebryterne 45 og 46. 47 og 48 er sperreleddenes magnetiseringsviklinger med sperrestiftene henholdsvis 49 og 50, som i strømløs tilstand av magnetiseringsviklin. gene 47 og 48 (spenningsmåle-anordriinge-ne )trykkes innover av ikke viste fjærer. Magnetiseringsviklingene 47 og 48 er hver med sin ene ende direkte tilsluttet fase-lederen og med sin annen ende forbundet med null-potensial (jordpotensial) over stenderne 33 og 34 der er utført som måle-motstander med høy ohm-verdi. Når hjelpebryterne 45, 46 er åpnet, gjennomflytes magnetiseringsviklingene altså av en strøm som er proporsjonal med fasespenningen. Magnetiseringsviklingen 47 er anordnet foran og magnetiseringsviklingen 48 etter den egentlige motstandskobler. 51 betegner gummibånd som er an-bragt på hver side av den bevegelige kon-takt 41 og trekker denne tilbake til innkoblet stilling. For motstandskobleren 7 gjelder de samme henvisningstall med til-føyelse av en indeks. The resistor coupler 6 consists of a base frame 32 which can optionally be designed as a running stand, and which carries studs 33 and 34 designed as resistors with a high ohm value. 35 and 36 are insulating plates, 37 and 38 metal plates. The actual resistors of the resistor coupler 6 are denoted by 39 and 40. 41 is the movable connecting piece, which is fixed in an insulating guide piece 42 which has a hole 43 at its upper end. 44 is an insulating strip that lies in front of the resistors and serves for operation of auxiliary switches 45 and 46. 47 and 48 are the detent links' magnetization windings with the detent pins 49 and 50 respectively, as in de-energized state of magnetization winding. genes 47 and 48 (the voltage measuring devices) are pushed inward by springs not shown. The magnetizing windings 47 and 48 are each with one end directly connected to the phase conductor and with their other end connected to zero potential (earth potential) across the studs 33 and 34, which are designed as measuring resistors with a high ohm value. When the auxiliary switches 45, 46 are opened, a current proportional to the phase voltage flows through the magnetization windings. The magnetizing winding 47 is arranged before and the magnetizing winding 48 after the actual resistance coupler. 51 denotes rubber bands which are placed on each side of the movable contact 41 and pulls this back into the engaged position. For the resistance coupler 7, the same reference numbers apply with the addition of an index.

Anordningen har følgende virkemåte: Opptrer en kortslutning på feilstedet F, så blir de bevegelige kontakter 41 og 41' ved hjelp av ikke viste, f. eks. elektrody. namiske drivsystemer akselerert i retning oppover og motstanden dermed innkoblet i overføringsledningen. I den viste stilling av koblingsstykkene 41 og 41' fremkommer en spenningsfordeling som den der er antydet på fig. 4. Spenningen er praktisk talt null på feilstedet F og stiger frem til klemme a bare ganske lite, til verdien Ua < Uml„. Ved klemmene b og c foreligger derimot tilnærmelsesvis halve transforma-torspenningen, mens klemme d praktisk talt har den fulle transformatorspenning UT. Det er i denne forbindelse antatt at de bevegelige koblingsstykker henholdsvis 41 og 41' befinner seg i en slik stilling at den innkoblede motstand ligger i området 2 på fig. 1, det vil altså si at denne motstand ved en 20 KV motstandskobler utgjør omtrent 6 til 12 ohm. I dette øyeblikk blir hjelpebryterne 45, 45' og 46, 46' forbigående åpnet ved hjelp av isolasjonslistene 44 og 44'. Man ser tydelig av fig. 4 at bry-teren 46' hos motstandskobleren 7 åpner praktisk talt spenningsløst og den tilhø-rende vikling 48' derfor ikke får magneti- seringsstrøm. Dette fører til at sperrestif-ten 50' for motstandskobleren 7 forblir i sperrestillingen og således fastholder isola-sjonsstykket ,42' i den øvre endestilling, hvilket fører til at motstandskobleren 7 forblir i utkoblet stilling. Spolen 47' for motstandskobler 7 såvel som begge spolene 47 og 48 for motstandskobler 6 får derimot magnetiseringsstrøm. Der skjer derfor in-gen sperring. Det bevegelige koblingsstykke 41 hos motstandskobler 6 går isteden under virkningen av gummibåndené 51 straks tilbake til innkoblet stilling. Dette betyr imidlertid at feilen F er selektivt frakoblet, mens samleskinnen S bare undergår en forbigående spenningssenkning. The device has the following mode of operation: If a short circuit occurs at the fault location F, then the movable contacts 41 and 41' become by means of not shown, e.g. electrody. namic drive systems accelerated in the upward direction and the resistance thus connected in the transmission line. In the shown position of the coupling pieces 41 and 41', a voltage distribution such as that indicated in fig. 4. The voltage is practically zero at the fault location F and rises up to terminal a only quite slightly, to the value Ua < Uml„. At terminals b and c, on the other hand, approximately half the transformer voltage is present, while terminal d practically has the full transformer voltage UT. In this connection, it is assumed that the movable coupling pieces 41 and 41' respectively are in such a position that the connected resistor is in the area 2 in fig. 1, which means that this resistance in the case of a 20 KV resistance coupler amounts to approximately 6 to 12 ohms. At this moment, the auxiliary switches 45, 45' and 46, 46' are temporarily opened by means of the insulating strips 44 and 44'. It is clear from fig. 4 that the switch 46' of the resistance coupler 7 opens practically voltage-free and the associated winding 48' therefore does not get magnetized sering current. This causes the locking pin 50' for the resistance coupler 7 to remain in the locking position and thus holds the insulating piece ,42' in the upper end position, which causes the resistance coupler 7 to remain in the disconnected position. The coil 47' for resistance coupler 7 as well as both coils 47 and 48 for resistance coupler 6, on the other hand, receive magnetizing current. In-gene blocking therefore occurs. The movable coupling piece 41 of the resistance coupler 6 goes instead under the action of the rubber band leg 51 immediately back to the engaged position. However, this means that the fault F is selectively disconnected, while the bus bar S only undergoes a transient voltage drop.

Inntrer derimot en kortslutning på feilstedet F, altså på samleskinnen S, så fremkommer en spenningsfordeling som den der er vist på fig. 5 under den forut-setning at der til høyre for belastningen finnes enda en motstandskobler samt en annen transformator (energikilde). Man ser at spenningen på klemmene b og c i dette tilfelle praktisk talt er null. De: til-hørende spoler 47' for motstandskobler 7 og 48 for motstandskobler 6 får, etter åpning av hjelpebryterne henholdsvis, 45' og 46, ikke magnetiseringsstrøm. Dette fører til at de bevegelige koblingsstykker 41 og 41' hos de to motstandskoblere 6 og 7 blir fastholdt i endestillingen. Feilen F er dermed frakoblet selektivt, mens belastningen B fortsatt mates fra høyre. On the other hand, if a short circuit occurs at the fault location F, i.e. on the busbar S, a voltage distribution such as that shown in fig. 5 under the assumption that to the right of the load there is another resistance coupler and another transformer (energy source). You can see that the voltage on terminals b and c is practically zero in this case. The: associated coils 47' for resistance coupler 7 and 48 for resistance coupler 6, after opening the auxiliary switches respectively, 45' and 46, do not receive magnetizing current. This causes the movable coupling pieces 41 and 41' of the two resistance couplers 6 and 7 to be held in the end position. The fault F is thus selectively disconnected, while the load B is still fed from the right.

■ Ved en utformning av motstandskoblerne 45 og 46 som slepekoblere er det sør-get for at en tilførsel av magnetiserings-strøm til viklingene 47, 48, resp. 47', 48' bare skjer innenfor motstandssone 2 på fig. ■ By designing the resistance couplers 45 and 46 as tow couplers, it is ensured that a supply of magnetizing current to the windings 47, 48, resp. 47', 48' only occurs within resistance zone 2 in fig.

1. Selvsagt må det ved passende utformning av sperreieddehe sørges for at tilbake-fallet av sperrestiftene 49, 50, resp. 49', 50' skjer med tilstrekkelig forsinkelse for at der ikke skal inntre noen utilsiktet fast. låsning av isolasjonsstykkene 42, resp. 42'. Dette byr imidlertid ikke på vanskelighe-ter da de bevegelige koblingsstykker 41 bare behøver ca. 5 ms for utkobling og ca. 10 ms for den påfølgende gjeninnkobling. Selvsagt kan man også utføre bærestøttene 33 og 34 av isolasjonsmateriale og paral-lelt med dem anordne motstander, konden-satorer eller også spenningstransformato-rer. 1. Of course, by appropriately designing the locking device, it must be ensured that the return of the locking pins 49, 50, resp. 49', 50' occurs with a sufficient delay so that no unintentional jam occurs. locking of the insulation pieces 42, resp. 42'. However, this does not present difficulties as the movable coupling pieces 41 only need approx. 5 ms for switching off and approx. 10 ms for the subsequent reconnection. Of course, the support supports 33 and 34 can also be made of insulating material and in parallel with them arrange resistors, capacitors or even voltage transformers.

På grunnlag av det foranstående vil det innses at en selektiv avføling av feil bare ved hjelp av spenningsmåling er mulig innenfor motstandssone 2 på fig; 1. Ut-valget av den motstandskobler som skal blokkeres, skjer i løpet av brøkdeler av en halvbølge. Det blir ikke nødvendig å foreta noen måling av energiretningen. I det fore-liggende tilfelle ble det antatt at nettet er stivt jordet. I dette tilfelle fremkommer særlig enkle og oversiktlige forhold. Ved nett uten jording eller med slukkeinnret-ninger kan det eventuelt bli nødvendig foruten spenningene mot stjernepunktet også å avføle de ytre spenninger. Det beskrevne selektive beskyttelsessystem for motstandskoblere, særlig strømbegrensere, er anvendelig ved både vekselstrøm- og likestrømnett. On the basis of the foregoing, it will be realized that a selective sensing of faults is only possible by means of voltage measurement within resistance zone 2 in fig; 1. The out-selection of the resistive switch to be blocked takes place during fractions of a half-wave. It will not be necessary to make any measurements of the energy direction. In the present case, it was assumed that the network is rigidly grounded. In this case, particularly simple and clear conditions emerge. In the case of networks without grounding or with extinguishing devices, it may be necessary to sense the external voltages in addition to the voltages towards the star point. The described selective protection system for resistance switches, especially current limiters, is applicable to both alternating current and direct current networks.

Ved ensidig innmatning i nettet er energiretningen alltid den samme. Det betyr at de spenningsmåleanordninger som ligger nærmere energikilden, alltid konstaterer en høyere spenning enn den mer fjernt fra energikilden liggende spenningsmåleanordning hos motstandskobleren, med en forskjell lik spenningsfallet i motstandskobleren. Det tilfelle at den mer fjernt fra energikilden liggende spenningsmåleanordning måler en høyere spenning — slik det kan forekomme ved nett med to-sidig matning eller flere matningssteder — kan ikke inntre ved nett med ensidig innmatning. Ved slike nett er det altså nok å anordne bare én spenningsmåleanordning og stille inn de tilhørende sperreledd på en bestemt reaksjonsverdi. When fed into the network on one side, the energy direction is always the same. This means that the voltage measuring devices that are closer to the energy source always detect a higher voltage than the voltage measuring device located further away from the energy source at the resistance coupler, with a difference equal to the voltage drop in the resistance coupler. The case that the voltage measuring device located more distant from the energy source measures a higher voltage — as can occur in networks with two-sided feeding or several feeding points — cannot occur in networks with one-sided feeding. In the case of such networks, it is therefore sufficient to arrange only one voltage measuring device and set the associated blocking links to a specific reaction value.

Ligger den målte spenning over en bestemt minimalverdi som er betinget av spenningsfallet langs ledningen og i motstandskoblerne, reagerer sperreleddene. If the measured voltage is above a certain minimum value, which is conditioned by the voltage drop along the line and in the resistance couplers, the blocking links react.

Reaksjonsverdien for hver motstands-koblers sperreledd er da bestemt ved det spenningsfall som fremkalles av en mulig kortslutningsstrøm over alle avgrenings-ledninger og i selve motstandskobleren. Ligger den således målte spenning over reaksjonsverdien, vil motstandskobleren for-bli i sin «ut»-stilling. Ligger den målte spenning under reaksjonsverdien, vil motstandskobleren gå tilbake til sin «inn»-stilling. Det betyr for ensidig matede nett at feilstedet blir frakoblet selektivt. The reaction value for each resistance coupler's locking link is then determined by the voltage drop caused by a possible short-circuit current across all branch lines and in the resistance coupler itself. If the voltage thus measured is above the reaction value, the resistance switch will remain in its "out" position. If the measured voltage is below the reaction value, the resistance switch will return to its "on" position. This means for unilaterally fed networks that the fault location is selectively disconnected.

Hvis et trefasesystem har motstandskoblere som kobler enpolet, og der på kjent måte er anordnet kortvarig brudd, kan selve den kortvarige brytningsprosess skje enpolet. Men foreligger en varig forstyrrelse hvor den skal frakobles definitivt, må frakoblingen skje trepolet. Ved den oven-for beskrevne selektive beskyttelsesinnretning lar dette seg oppnå ved at der fra en pol som forblir frakoblet i lengre tid, skjer en påvirkning av de to andre poler, slik at de i avhengighet av den første pol fra-kobler for samme tidsrom. If a three-phase system has resistance couplers that connect the single pole, and where short-term breaking is arranged in a known manner, the short-term breaking process itself can take place single-pole. But if there is a permanent disturbance where it must be definitively disconnected, the disconnection must be three-pole. With the selective protection device described above, this can be achieved by a pole that remains disconnected for a longer time influencing the other two poles, so that depending on the first pole they disconnect for the same period of time.

Claims

1. Selective protection device for electrical networks, where voltage measuring devices are arranged for the selective sensing of fault locations and for disconnection resistance switches are arranged which, depending on the magnitude of the fault current, "open" by bringing a resistance in the cable run from a very low value to a high value, characterized by the fact that for each resistance coupler (in the case of multi-pole resistance couplers, per pole) two voltage measuring devices are arranged which each, as soon as the resistance of the resistance coupler at its "opening" reaches a given value, ascertains the voltage respectively in front and behind the resistance coupler in relation to a comparison potential, and that the voltage measuring device which detects a voltage equal to or less than a given minimum voltage affects a blocking link for the associated resistance coupler in the direction of a blocking against reconnection, while the other resistance couplers, which had likewise opened, but if voltage measuring devices ascertained a higher voltage than the minimum voltage, returns to the connected position without the locking links becoming active ("reconnection").

2. Device as specified in claim 1, characterized in that a device is arranged in the current path for the resistance of the resistance coupler to initiate the voltage measurement, so that this takes place at a resistance value that is at least one order of magnitude above the short-circuit impedance, but always one to two orders of magnitude below the load impedances for the associated network area.

3. Device as stated in the preceding claims, characterized in that devices in the form of a low-pass filter are connected in front of the voltage measuring devices, so that only the operating frequency voltage is effective.

4. Device as stated in the previous claims, characterized in that, in order to achieve "short-term interruption", a locking link is arranged which, on the first reaction to a fault, allows the immediate reconnection of all resistance switches including the selectively selected one, while on the second reaction of the resistance switches on the same fault, only the latching link for the selected resistor coupler will operate.

5. Device as stated in the preceding claims, characterized in that all resistance switches have adjustable delay links over which the selectively selected resistance switches connect, while the others return to the connected position without delay.

6. Device as stated in the preceding claims, especially for networks with an earthed star point, characterized in that the locking links consist of electromagnetically controlled locking pins and multiple magnetizing windings which also serve as voltage measuring devices, and that the magnetizing windings are fed with a current (proportional to the phase voltage. .

7. Device as stated in claim 6, characterized in that the multiple netting windings of the barrier joints are connected to the phase voltage via a measuring resistor with a high ohm value.

8. Facility as specified in claim 7, characterized in that the resistance coupler's support insulators are designed as measuring resistors.

9. Device as stated in claim 1, characterized in that the locking links have magnetizing coils which are short-circuited in an undisturbed state of the network, which short-circuit is only canceled during the passage of the resistance measurement zone (2, fig. 1) for the resistance couplers.

10. Device as stated in one of the preceding claims, characterized by the modification that in networks or network parts in which input can only take place in one direction, only one voltage measuring device is assigned to the relevant resistance coupler each.