SE409267B - Releskydd med funktionsverdesomkoppling - Google Patents

Description

15 20 25 30 7713411-2 svagt maskade nät, önskar man ibland att reläskydden löser ut enbart den fel- behäftade fasen, s k enpolig utlösning. Eftersom de två övriga faserna är friska, kan nätet lättare upprätthålla stabiliteten åtminstone under så lång tid, att en snabbåterinkoppling av den ursprungligen felbehäftade fasen kan ske.

I samband med bortkcppling av ett enfasfel, kan det emellertid inträffa, att de vandringsvågor, som då uppkommer i de friska faserna, har större amplitud än de som uppkommer i samband med felet. Storleken kan bero på bland annat förhållandet mellan belastningsström och felström. Detta förhållande kan variera mycket beroende på. systemspänning, nätkonfigzration, typ av fel, felställe m-m.

Av det ovan anförda framgår att ett skydd, som är baserat på mätning av vand- ringsvågor, ibland kan få problem med korrekt fasval vid enfasfel, eftersom man kan få. trepolig utlösning vid bortkoppling av ett enfasigt fel. En lösning på detta problem skulle kurma bestå i, att man förhindrar nya signaler att koma. in i skyddet efter det att ett enfasigt fel detekterats, exempelvis genom att' en nivådetektor helt blockeras. Detta är emellertid en mindre god lösning, efter- som det i regel är önskvärt att kunna åstadkomma trepolig utlösning om ett nytt fel, enfasigt eller tvåfasigt, inträffar i de friska faserna firman linjens bry- tare hinner lösa ut det först inträffade enfasíga felet. Biytarutlösningstiden kan variera från ca 20 till 100 ms beroende på. brytartyp.

Föreliggande uppfinning avser ett skydd av den typ, som visas och beskrives i den patentskriften. Enligt uppfinningen har skyddet anordningar för att efter* ett fel i en fas, vilket förorsakar en temporär bortkoppling av den fel- behäftade fasen, temporärt ändra funktionsnivån i de återstående friska faserna på. sådant sätt, att de följdfenomen, som uppträder i dessa faser under koppling-s- manöver i den felbehäftade fasen, ej skall~förorsaka bortkoppling av de friska faserna. Om däremot ett verkligt fel uppträder i dessa faser, skall trepolig utlösning verkställas.

På. bifogade ritningar visar fig 1 en i skyddet ingående, känd vågdetektor.

Fig 2 visar en nivådetektor enligt uppfinningen. Fig 3 visar en sekvensdetektor, fig 4 en fasväljare och fig 5 en reläenhet.

Fig 1 visar en trefasig, riktad vågdetektor, som är uppbyggd av tre lika en- fasiga deldetektorer, VIDR, VDS och VM, en för varje fas, och som utgör mddets grundkcmponent. Av dessa är endast 'VTDR visad fullständigt i figuren. Varje del- detektor har en~ ingång iR, is, iT resp för strömmätvärdesigrxaler i de tre fa- 10 15 20 25 50 55 7713411-2 serna och en ingång un, us, uT resp för spänningsmätvärdesigzlaler. Signalerna motsvarar de tre fasströmmarzla genom mätpunkten och tre lämpligt valda fas- späxmingar och är i regel härledda medelst mättransformatoëer. Varje deldetek- tor har för var och en av de båda insignalerna ett bandspärrfilter 11, som spärrar för den driftfrekventa komponenten i insignalen och åtföljes av en integrerande krets 12. En till den integrerande kretens utgång ansluten tecken- givare 13 har en +utgång och en -utgång och leder den från integratorn erhållna signalen till +utgången om den är positiv och till -utgången som positiv signal om den erhållna signalen är negativ. Varje deldetektor innehåller en riktninga- Qetektor 14, som i deldetektorn VBR är markerad med streckade linjer. Riktnings- detektorn är uppbyggd av ett antal dioder D1~D16, som enligt vad figuren visar, är kopplade till en spänningskällas 15 +pol över motstånd 16. Riktningsdetek- tom ger utsignal på utgången RA och den för hela. våg-detektorn gemensamma. ut- gången UA om signalerna till de båda teckengivarna 15 har olika tecken, medan utsignal uppträder på utgångarna RB resp UB om de nämnda signalerna har lika tecken. Utsignalen är positiv i det utförande, som visas i figuren och dess amplitud motsvarar amplituden för den minsta. av insigxmalezma till teckengivarna 13. På utgångarna UA och UB, som är gemensamma för alla tre deldetektorerna, fås den största av de sigialer, som uppträder på RA, SA, TA resp RB, SB, TB.

Detta beror på att riktningsdetektorema 14 har dioder D9-D16 på utgångssidan.

I varje anslutning till en anläggning-adel definieras den positiva strömrikt- ningen som riktningen in mot anläggningsdelen. Om en vandringsvåg rör sig i negativ riktning ger vågdetektorn utlösningssignaler på utgångar-na RA, SA, TA samt på. UA, som kallas utlösningsutgåxxgar, och om vandringsvågen rör sig i positiv riktning fås blockeringssigzxaler på RB, SB eller på TB samt på UB, och dessa utgångar kallas blockeringsutgångar. Om en viss vågdetektor användes vid skydd för en andra, intilliggandeanläggzxingsdel får blockeringssigrialen utlösande verkan och utlösningssignalen blockerande verkan för den andra an- läggzingsdelen.

Utsignalerrxa från vågdetektorn tillföras en nivådetektor NB som kan vara utförd enligt fig 2. Nivådetektom har tre deldetektorer NU för utlösnings- simaler och tre, NB, för blockeringssigzlaler, en för varje fas. Varje utlös- ningsdeldetektor har två. nivåkärmande organ 21, 22, som med hjälp av en trefasig omkopplare 25 är alternativt anslutningsbara till motsvarande ingång N31, N51, NT1 på nivådetektorn. De båda nivåkännande organen har olika nivåer och normalt ligger de med den lägsta nivån inkopplad, så som figuren visar. Omkopplingen utföres av ett drivdon 24 när en signal påföres dess ingång NO, vilket kommer 10 15 20 25 50 55 a 7713411-2 4 att beskrivas senare. De båda nivålcäxmeude organens utgångar är anslutna till en ELLER-grind 25, vars utgång är ansluten till endera av nivådetektoms ut- lösningsutgângar NRZ, N82, NT2. De tre blockeringsdeldetektorema NB har var sitt nivåkännande organ 26, vars ingång är ansluten till endera av ingångarna. 1011131, NSB1, NTB1 och vars utgång är ansluten till endera av utgångarna. NRB2, nsßz, NTB2. ' Fig 3 visar en i logiksystemet ingående sekvensdetektor SD. Den omfattar tre lika deldetektorer, en för varje fas. Eftersom de tre deldetektorerna är lika beskrives endast R-fasens deldetektor SR i detalj. I deldetektorn ingår en första. OCH-grind 50, vars ena. ingång är ansluten till ingång S111, som i logiksystemet är ansluten till nivådetektorns utgång NR2. OCH-grindens utgång är över en fördröjningskrets 31 ansluten till sekvensdetektorns utgång SR2. En andra OCH-grind 32 har sin ena ingång ansluten till utgången på. en ELLER-grind 53, vars ena ingång är ansluten till deldetektoms SR ingång SRB1, som är en blockeringsingång och i logiksystemet ansluten till nivådetektorns blockerings- utgång NRBZ, vilken visas i fig 2. ELIER-grindens andra ingång är ansluten till en för hela sekvensdetektom gemensam blockeringsingång GB, som tillföras blockeringssignal, exempelvis från någon anordning utanför skyddet. OCH-grin- dens 32 andra ingång, som är inverterad, är förbunden med utgången S112, och dess utgång är över en andra tidkrets 54 förbunden med dels blockeringsut- gången S332, dels med den andra, inverterade ingången på den första OCH-grin- den 50.

När ingen signal är för handen ligger en "etta" på båda grindamas 50 och 52 nedre, inverterade ingång. Om en utlösningssignal kommer på. den övre ingången på grinden 30, uppträder en "etta" på dess utgång och en utlösningssigrial upp- träder på. utgången SR2 under minst tiden t1. Då. får grindens 32 nedre ingång en "nol1a", varigenom en eventuell blockeringssigxaal på. ingången SHB1 ej kan passera grinden 32 och uppträda som blockeringssignal på utgången SRBZ.

För enpolig utlösning av brytare enfasigt jordfel innehåller slqvddslogiken en fasväljare FV, som visas i fig 4. Även denna är uppbyggd av logiska element och figuren är endast ett exempel på dess uppbyggnad. Fasväljaren ger en "etta" på samtliga. utgångar FR2, F52 ooh H2 om minst två av ingångarna F31, F51 och F21 har en "etta". Om däremot, som fallet är vid ett enfasigt fel, endast en av ingångar-na får en "etta", kommer endast den motsvarande utgången att ge en 2 "etta". 10 15 25 30 7713M14 För att åstadkomma en ändring av skyddets funktionsvärde medelst den tidigare nämnda omkopplingen av nivådetektom är fasväljaren försedd med en grind 41 med tre ingångar, vilka är anslutna till var sin av fasvälçjarens utgångar.

Grinden 41 får en "etta" 'på sin utgång om en och endast en av dess ingångar är en etta. Grinden 41 är över en inställbar fördröjningskrets 42 förbunden med utgången FO, som är förbunden med ingången NO till nivådetektoms driv- don 24 för omkopplaren 25. Om enfasigutlösningssignal uppträder på. någon av fasväljarens utgångar FR2, FS2 eller F92 får drivdonet 24, efter den av kretsen 42 bestämda tiden, impuls för att omställa omkopplaren 25, så att organet 22 med en högre nivå. kopplas in. Därigenom undviker man risken för _ att de vandringsvâgor, som vid bortkoppling av den felaktiga fasen kan upp- komma i de friska faserna., kan passera nivådetektorn. Den högre nivån, som bestäms av organet 22, får dock ej vara så hög, att nívådetektorn spärrar för ett verkligt fel i de friska faserna. Efter den av tidkretsen 42 bestämda tiden återgår omkopplaren 23 till det i fig 2 visade läget och nivådetektorn återtager sin normala skyddsnivå.

Vid ett annat alternativ för omkoppling av skyddets funktionsvärde är för varje fas nivådetektorns båda nivåkännande organ 21, 22 anslutna till resp fasingång NR1, N81, NT1. Omkopplaren 25 är då. anordnad på de nivåkäxmande organens utgångar och håller normalt organets 21 utgång ansluten till utgången NR2, N52, NT2. Vid omställning av omkopplaren 23, 24 på. signal från fasväljaren anslutas det andra nivåkäxmande organet 22 till nivådetektorns utgång.

Det nivâkännande organet för varje fas i nivådetektom ND kan i princip utgöras av en förstärker-koppling med en ingång ansluten till nivådetektorns ingång NR1.

N31, N'1'1 resp och en andra ingång ansluten till en referensspänning. När in- signalen till nivådetektorn överstiger referensspäxmingen, slår utgången om och nivådetektom avger en utsignal. I stället för att ha. två. nivåkäxmande organ per fas och låta ettdera av dessa bestämma funktionsnivån, kan man ändra referens- spänningen och därmed ändra skyddets funktionsnivå..

Om en förstärkare är anordnad så, att den passeras av skyddets -insignal innan den når nivådetektorn kan skyddets fmzlctionsnivå. ändras genom en ändring av förstärkningsgraden i förstärkaren. Då. kan nivådetektorn ha en enda, fast nivå.

En höjning av funktionsvärdet åstadkommas i detta fall genom en sänkning av förstärkningsgraden. 10 15 20 25- 50 35 1713411-2 Om insignalen före nivådetektorn multipliceras med en viktfunktion, exempelvis en funktion där signalamplituden beror av tiden, kan skyddets funktionsvärde ändras genom en ändring av den nämnda viktfunktionen. 'r ' Om skyddet innehåller ett filter före nivådetektorn kan funktionsvärdet varieras genom ändring av filtrets förstärkning. Den från fasväljaren kommande signalen vid ett enfasigt fel kan då. användas för att sänka filtrets förstärkning under den tid icke önskvärda. transienta fenomen kan väntas uppträda i de friska faserna.

I det föregående har förutsatts att de uppträdande signalerna är positiva i förhållande till jord, så. att en högre signalnivå. är mer positiv än en lägre nivå.. Underförstått gäller naturligtvis att uppfinningen omfattar även det fall, attzman använder negativa signaler och att en högre signal resp mnktionsnivå. avser en mer negativ signal resp funktionsnivå.

Skyddet är på känt sätt försett med en reläenhet, som visas i fig 5. Den har . en ingång RR1, B51, KRT1 för varje fas, vilka är avsedda att anslutas till mot- svarande utgång F32, F52, H2 på fasväljaren enligt fig 4.Re1äenheten har per fas en tidsfördröjningskrets 61 och en förstärkarkrets 62. Tidkretsen förlänger en inkommande utlösningspuls, så. att den får varaktigheten t2 under förutsättning att utlösningspulsen varat i åtminstone tiden t1. Förstärkaren matar ström till lindningen 63 i ett relä med en slutkontakt 64. Vid reläts tillslag in- matas en utlösningsström på motsvarande utgångRRZ, RS2, RT2.

Reläenhetm har också tre ingångar RRB1, RSB1 och RTB1 för blockeringssigu-:aler och dessa ingångar är kopplade till motsvarande blockeringsutgångar NBIBZ, NSBZ och NZEBZ på. nivådetektorn. Även här är en förstärkare 62 och ett relä med lind- ning 65 och slutkontakt 54 anordnade i varje fas. Vid tillslag av relät uppträder '- hlockeringssigzzal på. motsvarande utgång RRB2, RSBZ, RTBZ resp. I blockeringa- kretsama saknas tidsfördröjningskretsar, vilket betyder att en blockeringssignal alltid skall hinna före en utlösningssigxzal.

Genom anordnandet av en underspäzmingsdetektor, som har tre fasvisa ingångar an- slutna till var sin av fasväljarens utgångar och ytterligare tre 'fasvisa ingångar anslutna till vågdetektorns spänningsingångar samt tre utgångar anslutna till reläenhetens ingångar RM, E51, RT1, kan man åstadkomma, att ett underspännings- intervall i en fas orsakat av en enpolig utlösning och ett därpå följande enfasigt fel i en annan fas åstadkommer trepolig utlösning. För-utsättning är dock, att felet i den sistnämnda fasen uppträder innan den förstnämnda fasen hunnit återinkopplas. \

Claims (7)

7713411-2 PATENTKI KAV f

1. Skydd för i elektriska nät ingående anlägmingsdelar såsom linjesträckor, samlingsskenor, transformatorer etc, företrädesvis sådana mycket snabbt arbetan- de skydd, som är baserade på mätning av vandringsvågors utbredning i anläggnings- delar, 1: ä n n e t e c k n a. t därav, att skyddet har anordningar (ND, FV) för att i samband med enpolig utlösning efter ett inträffat enfasigt fel åstad- komma en' sådan ändring av funktionsvärdet för de friska faserna, att trepolig utlösning förhindras utan att skyddet för den skull helt spärras.

2. skydd enlig-b petentkrevet 1, i vinet ingar en vågaetekter (vn) för mai- xering ev uppträdande fel, en eivåaetekter (ma) för bestämning ev ekyaaete funktionsnivå, samt en fasväljare (FV) med en utgång per fas, på. vilka skyddets utlösningssigaialer uppträder, k ä. n n e t e c k n a t därav, att nivâdetektorn är omkopplingsbar mellan ett normalt funktionsvärde och ett andra, företrädesvis högre funktionsvärde .

3. Skydd enligt patentkraven 1 och 2, k ä. n n e t e c k n a t därav, att fasväljarens utgångar är över en grind (41) och företrädesvis även över en inetällber tiaxrete (42) anslutna *sillen anordning (25, 24) i nivåaetektom för omkoppling av denna, när utlösningssignaler uppträder på. en och endast en av fasvä-ljarens utgångar.

4. Skydd enligt patentkraven 1 och 2, k ä. n n e t e c k n a. t därav, att nivådetektom har nivåkäxulende organ, som var och ett utgöres av en förstärkarkoppling med ingångar för dels från våg-detektorn kommande utlösnings- sigrzsler dels en omställbar referensspänning samt organ för att omställa nämnda. referensspänning efter det att utlösningssigxxal uppträder på en och endast en av fasväljarens utgångar.

5. Skydd enligt patentkravet 1 och innehållande en vågdetektor (VID) för indi- kering av uppträdande fel i den skyddade anläggningsdelen samt en känd nivådetek- tor (ND), k ä n n e t e c k n a t därav, att före nivådetektorn är anordnad en förstärkare med omställbar förstärkningsgrad, samt anordningar för att omställa, i företärkningegreaen vid uppträdande ev enfeeige fel. .- i7713læ11-2 ß

6. Skydd enligt patentkravet 1,_ k ä. n n e t e c k n a. t därav, att det har anordningar för att efter ett inträffat enfasigt fel multiplicera. den i de friska faserna uppträdande insignalen med en viktfuzfltion varigenom skyddets funktionsvärde ändras.

7. Skydd enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att före _ en _i skyddet ingående nivådetektor med en efterföljande fasvâljare är anordnat ett filter med variabel förstärkning, som är styrd av den från fasväljaren kommande signalen så, att filtrets förstärkning sänkes under den tid efter ett inträffat enfasigt fel, som icke önskvärda transienta fenomen kan förväntas uppträda i de friska faserna. ANFÖRDA PUBLIKATIONER: