SE418035B - Impedansmetande anordning vid impedansskydd - Google Patents

Description

7907212-0 10 15 20 25 ,.~u- Ovannämnda olägenheter undvikes vid en anordning enligt uppfinningen.

En anordning enligt uppfinningen har dessutom den fördelen att signaler kan erhållas från kraftledningens trefassystem utan komplicerade rasvridande kretsar. Det är vidare en fördel att en mycket flexibel och noggrann in- ställning av anordningens funktionsvärden med lätthet kan ordnas genom att helt enkelt variera resistans och reaktans i en modellimpedans anordnad i strömkretsarna på känt sätt. Vad som kännetecknar uppfinningen framgår av nedanstående patentkrav.

Uppiinningen skall i det följande beskrivas under hänvisning till bifogade schematiska ritningar, där fig 1 och fig 2 visar två. olika logiksystem vilka utgör var fin utföringsform av en impedansmätand* anordning enligt uppfinningen, medan fig 3 visar ett visardiagram av vilket det aktiva inpedansområdet för den påfig 1 visade _anordningen framgår. Fig 4 visar signalernas utseende på. olika, med inringade siffror markerade ställen i , det på. fig 1 visade logiksystemet under det att det förutsättes ett inre fel enligt fig 5.

Fig 5 visar ett visardiagram, för en impedansmâtande anordning som i alla av- seenden är lika med den medelst fig 3 illustrerade, men nu vid ett yttre fel.

Fig 6 visar sigialerna vid ett yttre framförliggande fel enligt fig 5.

Fig 7 visar på. lilnzande sätt som fig 6 signalen vid ett yttre framför- ° liggande fel, men med den skillnaden att störningar påverkar den nedan defi- nierade storheten Uk. Det framgår av fig 7 att vissa störningar kan resultera i felaktig utsignal om man förenklar det på. fig 1 visade log .ksystemetßenom att sätta fördröjningstiderna t1 och tå lika med noll.

Pig 8 visar signalen vid samma förhållanden som på fig 7 men med lämpliga värden för t1 och 1:3, så. att risken för en av ovannämnda störningar för- orsakad felfunktion undanröåes.

På fig 3 vises relationen mellan olika växelströmstorheter vilka är bestäm- mande för funktionen hos den på. fig 1 visade anordningen, varvid bokstavs- symbolens betydelse framgår av nedanstående uppställning: _ .. _.. . . ~a-------- F-...ïç-v-n-ovß.. 10 15 20 25 7907212-0“” I avser strömmen i en felslinga U avser felslingarm spänning U avser en spänning för riktniflgsbestämning. Den är vald på. sådant sätt att den normalt är fasvriden -90° relativt Ü. Om? t ex är en fas- spänning i ett trefasnät, så. får man 'ITP som differensen mellan två. av de övriga fasspänningarrxa. avser spänningsfallet över en i strömkretsen inlagd modellimpedans, 'åk - R + jX, som iir varierbar beträffande resistans och reaktens, så. att eftereträvat skyddsområde kan inställas. ffi avser den resistiva delen av Tik. ïí avser den reaktiva delen av Tzk, varvid 'i ligger 90° föreï och lä. ïk avser kompenserad mätspänning, dvs skillnaden mellan felelingens spän- ning och spänningsfallet över modellimnedansen. ïk aï - 'fik Taxelströmstorheter motsvarande ï, Ti” och 'ITP erhålles direkt från kraftnätet via mellantransfonnatorer och tillföres i likhet med de härledda växelström- stor-heterna 'ÜC och 'ITP klippkretsar, vanligtvis i form av operationsförstär- kare, varvid dessa storheter omformas till motsvarande signaler med endast polaritetsinformation, under det att logiska nivåer "O" och "1" motsvarar var sin polaritet. Dessa signaler; som på. fig 1 är antydde med parenteeer inne- hållande motsvarande växelströmstorheten tillföras var sin av ingångarna@, ®, @, Qi) hos det på fig 1 visade logilcsystemet, som tillsammans med ovan- nämnda, på. ritningen ej visade klippkretsar utgör en faskomparatoranordning.

På fig 1 betecknar 21 och 21' två. OCH-grindar vilka var och en är utförda med två. ingångar av vilka den ena har negerande funktion. Ingângarna till- fame signum (i) sen (Ek). utgångar-na nes ae bana oss-grindarna 21 och 21' är vi~ var sitt fördröjningselement, 22 respektive 22' anslutna till en ingång hos var sin med fyra ingångar utförd OCH-grind 25 respektive 23' . vart och ett av fördröjningselementen 22 och 22' är utfört med en fördröj- ning t1 när signalen växlas från 0 till 1, samt med en fördröjning te nar signalen växlar från 1 till 0. Signaler med kortare varaktighet än t1 släpçs ej igenom. Fördröjningen t1 väljas större än varaktigheten av de störningar ess kan tänkas förekom. Laspugen väljas g stans en r/s men man en 11/4 4 . . ..._ ...Hm s.. ..-~..... ~- -~ '-2 v: w *u .w ve v» av* w I NH; auf-v vwvwflawvrr-"w" - " ' _ ~. . ,\v W 10 15 20 25 55 ~tfz9o721'2'=0" i där 'I är periodtiden hos logiicsystemets ingångssigxaler (f), (fi), (fp), (dk). Föreröjningen #2 vsigee f-'sretrsaeevie betyangt kortare än t1. Genom fërdröjningen te uppnås marginal mot felfunktion p g a. spridning beträffande grindfördröjningar. OCH-grindarna 23 och 23' är anslutna till logiksrstemets ingångar (D @ (ä), see: sin utgången» @ respektive 's nes förare;- ningselemernten 22 och 22'. Av de ingångar som ej är anslutna till något för- dröjningselement är endast ingången för signalen negerad hos grinden 23, medan de övriga är negerade hos grinden 23' . Utgângarna. 6 och 9 hos OCH- grindarna 23 och 23' är anslutna till den ena. ingången hos var sin med två. ingångar utförd ELLER-grind 24 respektive 24k Dessas utgångar är var och en anslutna till den ena. ingången hos motsvarande med två. ingång-a: utförda.

OCH-grindar 25 och 25' vilka även tillföras signalen fik) på var sin ingång.

Utgdngarna. hos grindarna. 25 och 25' är anslutna till den ena. ingången hos var sin av de framförliggande ELLER-grindarna. 24 och 24' , sant till var sin ingång hos en ELLER-grind 26. Dennas utgång är ansluten till ingångssidan hos ett fördröjningselement 27 vars utgång även utgör utgången hos det på. rig 1 visade logiska systemet. Fördröjningselementet 27 ger en tillslage- fördröjning tö, vilket innebär att en till den impedansmätande enordningen ansluten brytare endast får hrytsigrxal om det logiska systemets aktiver- ande utsignal har en varaktighet som är större än 1:5. Fördröjningen tå väljas större än störningar-nas beräknade varaktighet, men oftast mindre än 'P/zl. Fördröjningselementet 27 ger även en kvar-hållande fördröjning t 4, som är vald så stor att brytaren hinner isolera. den felaktiga. linjesektionen. s Vid uppritning av de på. fig 4 visade signallcurvorna. har sipalerna. i punk- terna (D, ® , ® ,och @ erhållits med hjälp av visardiagranmet på. fig 3 under det ett man i stället för de på känt sätt ur detta härledbara. sinus- kurvorna. har visat motsvarande medelst klippanordningar erhållna kurvor. “Överst är tidsaxeln inritad med markering av tidpunkter som motsvarar vissa rotationsvinklar hos de på fig 3 visade viearna.. Hos var och en av kurvorna anger den nedre horisontella. linjen en logisk nivå "O" och den övre en log- isk nivå. "1". 'SMER-grindarna 24 och 24' ger en förlängning av utsigialen vid respektive . Motsvarande kurvor på. fig 4 visar dessa. förläng- ningar som streokade partier. het framgår av fig 4 att den på fig 1 visade impedantmätando anordningen ger en utsignal @ vid det på fig 3 visade inre felet. erz-:e-pf-.ene ...-.,-_-,_.-...-.~. -e-e-ef-r-fl-U- .e f. -M- ..- . 10 15 25 Av fig 6 framgår att den på. fig 1 visade impedansmätande enordningen ej ger utsignal vid ett yttre fel enligt fig 5.

Fig 7 visar förhållanden enligt fig 6, men med den skillnaden att två stör- ningspulser, S1 och S2, förekommer i Uk. I syfte att xmdershka betydelsen av tillslagsfördröjningama t., och t; har man vidare förutsatt att fördröj- ningsdonen 22, 22' och 27 är utförda utan tillslag-fördröjning, alltså att t1-t5-O. Resultatet blir att utsignalen 11 blir felaktig, och kan ge oön- skad brytarutlösning. Om man i stället för att välja fördröjningen ta lika med noll, hade valt den större än varaktigheten av den i punkten ® verkande pulsen, dvs större än varaktigheten av den första felpulsen S1, skulle een femte. pulsen, P1, nes utgangeeignaien ® :ere kunnat bildats..

Av kurvoma framgår det att pulsbredden hos den andra pulsen, P2,pi kurvan ® icke bestämmas av pulsbredden hos motsvarande puls i kurvan 4 utan av fasvinkeln mellan kurvorna@och® och av felpulsens faeläge.

Detta innebär att pulsen P2 mycket väl kan få betydligt större pulsbredd än vid det på. fig 5 visade exemplet. Man--måeterälma-led-att pulsbredder motsvarande ungefär 1/2 av nätströmens periodlängd kan förekomma. Om men vill göra fördröjningen tå så. stor att den i kurvan 7 uppträdande pulsen, äran vid relativt stor pulshredd, skall kunna hindras i att ge upphov tm en motsvarande puls, P2, 1 mm ®, skum uses; neaföre en allt för stor reduktion av den impedansmätande enordningens snabbhet.

Fig 8 visar förhållanden som endast skiljer sig från de på. fig 7 visade genom att t1 och tå icke är lika med noll, utan är valda med lämpliga ' värden. Det framgår av kurvorna att andra störpulsen, S2, nu hindras i att ge upphov till en motsvarande puls vid utgången @, eftersom stör- mums varaktighet se mere än tiilezegefözaröjmngen t1. störpulsens S1 inverkan på, utsignalen ® elimineras genom att det värde man har valt för tillslagsfördröjningen tš är större än störpulsens, S1, varaktighet.

Utgångssignalen@ påverkas alltså icke av störningarna.

I stället för den på. fig 1 visade anordningen kan men använda en anordning som i huvudsak motsvarar övre eller nedre halvan av det på. fig 1 visade schemat, varvid fördröjningsdonet 27 anslutas direkt till OCH-grinden 25 respektive 25' . Men utlösningsmöjlighet skulle då endast förekomma vid varannan halvperiod. Uppfinningar: omfattar även en dylik lösning. v9o7212-o _-.,-p~>-.-._, >.. -..-_-«,.- -a-r. .-,..~...,_ . . . _

Claims (6)

§“fv9ov212-of Den på fig 2 visade utföringsfomen av uppfinningen skiljer sig från ovan- nämnda, med minskat antal komponenter utförda utföringsformen huvudsakligen genom ett men i stället for ett lets spänningen Tip ingd i rompni-stosnnoi-d- ningen i syfte att uppnå. riktningsbestämning, använder ett särskilt rikt- 5 ningsorgan 28, som ger signalen "1" om effekten har sådan riktning i kraft- ledningen att 'brytarutlösning kan vara befogad. Fördröjningsorganet 27 och :iktningsorganat 28 är med var sin utgång anslutna till ingången hos en OCH-grind 29 vars utgång är ansluten till en utlösning-skrota hos en på ritningen ej visad brytare. PATENTKBAV

1. Impedansmätande anordning vid impedansslcydd för elektriska kraftled- ningar innehållande en av logiska element uppbyggd komparatoranordnirzg för jämförelse av faslägena hos ett flertal växelströmstorheter vilka till- sammans innehåller information av sådan art, att en argumentjämförelse av dessa är tillräcklig för att uppnå. ett kriterium på. om impedansen i en fel- slinga ligger innanför eller utanför vissa gränser för ett impedansområde vilka är definierade med hjälp av en modellimpedans, 7% - R + JK, under det att nämnda växelströmstorheter medelst klippkretsar omfonnas till signaler med endast polaritetsinfomation, varvid logiska nivåer “1" och "O" motsvarar var sin polaritet, varvid ett flertal från nämnda klippkretsar här-rörande insignaler tillförs var sin ingång hos minst en komparatoranordning, som är anordnad att ge en bestämd utsignal endast då. den tillförda. signalen utgör någon kombination av logiska nivåer vid vilken felslingans impedans ligger innanför nämnda gränser under det att en av nämnda signaler motsvarar ström- menï i felslingan, k änn e t e c k n a d därav, att nämnda komparator anordningar) (vem een en) innendlles ett förste (21), ett endl-e (23) een a ett tnedge (25) logiskt element, oon ett en ev ingången-nn nos nämnde sndrn logiska element (23) vis. ett fai-dmögningseloment (22) än ansluten till nt- gdngen nos nämnde förste logiska element (21) oon ett dette ps ingdngssldnn tillförs en sig-mel motsvsmsnde Uk - Ek - F, där ïï a: felslingnns spänning, sent nämnde. ï-slgnnl, under det ett nämnde ï-sigrlel sent en signnl motsve- :ende 'lïc tillförs vn: sin ingång nos nämnde sndno. logiska element (23), en. ett nämnde tredje logisxn element (25) nen en ingång till vilsen nämnde ïk-signsl si- tillföi-d sent en ingång som tillförs en eignsl som är naxledd av utgângssignalen hos nämnda andra logiska element (23). v9ovz12-0

2. Impedansmätande anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda andra logiska element även har en ingång som tillförs en signal motsvarande en spänning Üp, varvid 'Ûp är fasvriden ungefär -90° i förhållande till falsling-ans spänning.

3. 5. Impedansxnätande anordning enligt patentlcrav 1, k ä. n n e t e a k n a. d därav, ett nännne farei-.e (21), indre (23) een fred-ge (25) legieke eleneni. är OCH-grindar, och att utgångarna hos nämnda andra och tredje logiska ole- ment är anslutna till ingångarna hos en ELIER-grind (24) vara utgång är an- elnten till en ingång nen nämnde ii-eaje legieke eleneni (25).

4. Impedansmätande anordning enligt patentkrav 1, k ä. n n e t o o k n a d därav, att nämnda första logiska element är en OCH-grind med en negerad in- såna-

5. Inpedansmätende anordning enligt patentkrav 1, k ä nn e t e o k n a d därav, att enordningens utgång utgörs av utgången no: ett fördröjning-sorgen (21).

6. Impedansmätande anordning enligt patentkrav 1, k ä. n e: e t e o k n a d därav, att den innehåller två komparatoranordningar vilkas ingångar är paral- lellxeppleae ned veeenane, een ett nämnde faeeae (21), enaee (23) een ereeje (25) legieke element i den ene. nenpereierenerdningen ner nine: ver ein onegerad ingång som är parallellkopplad med en negcrad ingång hos motsvarande legieke. element (215 255 29) i den andra kenpareiei-enendningen, vel-via de båda konparatoranordningarnae utgångar är anslutna till var sin ingång hos en ELLER-grind.