SE427075B

SE427075B - SETTING TO PERFORM MULTIPLE-PHASE OVERCURRENT MONITORING AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION OF THESE SETS

Info

Publication number: SE427075B
Application number: SE7801950A
Authority: SE
Inventors: F Ritter
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1977-02-28
Filing date: 1978-02-20
Publication date: 1983-02-28
Also published as: DE2713587B2; FR2382120A1; DK74778A; AT363544B; DE2713587C3; FR2382120B1; SE7801950L; NL7802070A; ATA138478A; DE2713587A1; CH614317A5

Description

Rvçw.. ,ﬁ.-._-4f,_ Y u, 15 20 BC 3? #0 lm) 7801950-2 Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande respektive en anordning för flerfasig överströmsövervakníng som möjliggör att man på ett bättre sätt kan skilja mellan kortslut- ningstillstànd och tillstànd vid gränsen av normaldrift. Lösningen av denna uppgift är enligt uppfinningen känneteoknad därigenom, att för att jämföra mätsignalerna användes ett gränsvärde som omfattar en andel som förändras med samma tecken som dazlägsta mätsignalen. Rvçw .., ﬁ.-._- 4 f, _ Y u, 15 20 BC 3? The object of the invention is to provide a method or a device for multiphase overcurrent monitoring which enables a better distinction to be made between short-circuit conditions and conditions at the limit of normal operation. The solution of this task is according to the invention characterized in that in order to compare the measurement signals a limit value is used which comprises a proportion which changes by the same sign as the lowest measurement signal.

Anordningen enligt uppfinningen för lösning av uppgiften om- fattar för varje fasström en mätsignalgivare som alstrar en med samma tecken som fasströmamplituden föränderlig mätsignal samt en gränsvärdesgivare och en jämförare för varje fasström, varvid en första jämföraringång är ansluten till en mätsignalgivare och en andra jämföraringång är ansluten till gränsvärdesgivaren.The device according to the invention for solving the task comprises for each phase current a measuring signal transmitter which generates a measuring signal variable with the same sign as the phase current amplitude and a limit sensor and a comparator for each phase current, wherein a first comparator input is connected to a measuring signal sensor and a second comparator input is connected. to the limit sensor.

Nämnda lösning är kännetecknad av att gränsvärdesgivaren är med lämpliga ingångar ansluten till mätsígnalgivarna och har en minimivärdesväljare, som endast sätter mätsignalen med lägsta värde i förbindelse med gränsvärdesgivarens utgång.Said solution is characterized in that the limit value sensor is connected to the measurement signal sensors with suitable inputs and has a minimum value selector which only sets the measurement signal with the lowest value in connection with the output of the limit value sensor.

Strömjämförelsen sker således icke med ett fast pâverknings- eller tröskelvärde utan med en av driftsströmmen beroende jämförelse- signal som - frånsett fallet att trefasig kortslutning uppstår - är beroende av strömmen i den fas som icke berörs av kortslutningen med samma tecken. Detta uppnås på enklaste sätt genom att välja minimivärdet under mätsignalerna som avbildar fasströmamplituderna.The current comparison thus takes place not with a fixed impact or threshold value but with a comparison signal dependent on the operating current which - apart from the case that a three-phase short circuit occurs - is dependent on the current in the phase not affected by the short circuit with the same sign. This is most easily achieved by selecting the minimum value below the measurement signals which map the phase current amplitudes.

Denna automatiska anpassning av jämförelsesignalen åstadkommer så- ledes, att vid en kortslutning som överlagras på ett driftstillstând med svag belastning fasströmmarna jämföres med en lägre påverknings- tröskel än vid kortslutning i ett driftstillstånd med kraftigare belastning. Överströmskyddet kan alltså inställas jämförelsevis okänsligt, så att området med onödiga frånkopplingar begränsas, medan samtliga kortslutningar med tillräcklig säkerhet detekteras.This automatic adjustment of the comparison signal thus ensures that in the event of a short circuit superimposed on an operating condition with a weak load, the phase currents are compared with a lower influence threshold than in the event of a short circuit in an operating condition with a higher load. The overcurrent protection can thus be set comparatively insensitive, so that the area with unnecessary disconnections is limited, while all short circuits are detected with sufficient certainty.

Gränsvärdesgívaren är lämpligen försedd med en konstantsignal- givare som på utgångssignalen är additivt ansluten till minimivär- desväljaren och som lämpligen är inställbar. Den verksamma påverk- ningströskeln sammansättes då additivt av en mot driftsströmmen svarande andel och en konstant andel, så att för den av kortslut- ningen berörda fasen skillnaden mellan kortslutningsström och drifts- ström jämföres med en i förväg given påverkningströskel. Man kan således med den fasta andelen av jämförelsesignalen direkt ange det belopp med vilket en fasström maximalt får överstiga strömmen hos den svagast belestade fasen. ' 10 20 30 ÄC _* 78Ü195Û-2 Uppfinningen förklaras närmare här nedan med hjälp av ett utföringsexempel under hänvisning till bifogad ritning.The limit value sensor is suitably provided with a constant signal sensor which on the output signal is additively connected to the minimum value selector and which is suitably adjustable. The effective influence threshold is then additively composed of a proportion corresponding to the operating current and a constant proportion, so that for the phase affected by the short-circuit the difference between short-circuit current and operating current is compared with a predetermined influence threshold. Thus, with the fixed proportion of the comparison signal, one can directly indicate the amount by which a phase current may not exceed the current of the weakest loaded phase. The invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing.

Kopplingen omfattar på ingångssidan tre fasström-mätsignal- givare MGR, MGS, MGT med strömtransformatorer Zl-Z5, mätlikriktare G -G3 och efterföljande glättnings- respektive filtreringskondensa- 1 torer. De med de sistnämnda parallellkopplade motstånden RR, R 9 RT leder följaktligen spänningsfall som med en viss tidsfördröšning följer amplituderna hos tillhfrande fasströmmar och vilka för en- kelhetens skull betecknas som mätsignaler IR, IS, IT. Dessa mät- signaler anslutas till lämpliga ingångar hos en gränsvärdesgivare GG som för varje mätsignal är försedd med en av de visade på anod- sidan i punkt A sammankopplade dioderna. Punkten A är över en första konstantsignalgivare KGl i form av ett inställbart motstånd förbunden med minimivärdesgivarens utgång AGG. Denna utgång är i sin tur över ett förmotstànd Bl ansluten till pluspolen hos en likströmskälla.On the input side, the connection comprises three phase current measuring signal transducers MGR, MGS, MGT with current transformers Z1-Z5, measuring rectifiers G -G3 and subsequent smoothing and filtering capacitors 1, respectively. The resistors RR, R9 RT, which are connected in parallel with the latter, consequently conduct voltage drops which, with a certain time delay, follow the amplitudes of the associated phase currents and which, for the sake of simplicity, are referred to as measuring signals IR, IS, IT. These measuring signals are connected to suitable inputs of a limit value sensor GG, which for each measuring signal is provided with one of the diodes connected on the anode side shown in point A. Point A is across a first constant signal sensor KG1 in the form of an adjustable resistor connected to the output value AGG of the minimum value sensor. This output is in turn connected via a resistor B1 to the positive pole of a direct current source.

Gränsvärdesgivarens dioder bildar en minimivärdexväljare S min som endast genomsläpper mätsignalen av lägsta värde över den till- hörande i genomsläppningsriktningen påverkade dioden, medan de övriga díoderra spärras och de till dessa hörande mätsignalerna avskiljes från punkt A. Strömmen i framàtriktning hos den just genomsläppliga dioden matas från pluspolen över Rl och KGl. Till följd av lämplig högohmig dimensionering av Rl bestämmes emeller- tid potentialen i punkten A i huvudsak endast genom den genomkopp- lade mätsignalen. Mellan punkten A och grënsvärdesgivarens utgång AGG ligger spänningsfallet på motståndet hos kG1, varigenom även ökningen av kortslutningspåverkan med avseende på den aktuella driftsströmmen är inställbar i form av en additiv gränsvärdeskompo- nent.The diodes of the limit value sensor form a minimum value selector S min which only transmits the measurement signal of the lowest value over the associated diode affected in the transmission direction, while the other diodes are blocked and the associated measurement signals are separated from point A. the positive pole over R1 and KG1. However, due to the appropriate high-ohmic dimensioning of R1, the potential at point A is mainly determined only by the connected measuring signal. Between the point A and the output value of the limit value sensor AGG, the voltage drop lies on the resistor of kG1, whereby the increase of the short-circuit effect with respect to the current operating current is also adjustable in the form of an additive limit value component.

Mätsignalerna ïR, IS och IT är anslutna till den icke inverte- rande ingången hos en jämförare VGR, VGS respektive VG¶, vilkas ínverterande ingångar är tillsammans anslutna till gränsvärdesgiva- rena utgång AGG. Nä: någon av mätsignalerna överskrider det gemen- samma gränsvärdet vid utgången AGG, dvs. den lägsta fasströmmen med tillägg av den additiva gränsvärdeskomponenten vid KGl, uppträ- der på respektive jämförares utgång en positiv signal som exempel- vis fungerar som en jakande dualsignal "l" för en efterföljande logikkoppling, medan en negativ utgångssignal verkar som nekande dualsignal "O". Jämförarna fungerar härigenom som gränsvärdesström- ställare, vilka på en kortslutning som skall detekteras svarar med ~ ivwvav-x, feg-au .e-.rf-»nve-wa _. _ . _ .vi ,..n..._-.;,-.;-.-. _ 10 20 40 780ï95Û~2 utgångssignalen 1 i tillhörande fas. , över en OCH-krets VUR, VUS respektive VUT och en ELLER-krets VOR, VOS respektive VOT samt en tidlänk TR, TS respektive TT och över förstärkare påverkar varje jämförarutgång en utlïsnírgsström- ställare SR respektive SS respektive_ST och/eller en av lëgesindi- katorerna IR, Ls respektive Lm..Enlígt exemplet visas en samtidig indikering och utlösning. Varje fee-överströmsövervakning kan så- ledes selektivt utlïsa en motsvarande indikering och/eller frân- koppling. För êterställning av indikatorerna är anordnad en gemen- sam ingång ER. Enligt exemplet är dessutom utlösningen beroende av en gemensam icke selektiv påverkan över en ingång EUS som med jäm- förarutgångarna är på ingångssidan ansluten till OCH-kretsarna VUÉ, VHS, VUT. Denna utföringsform kommer exempelvis ifråga för ett samlingsskeneskydd, varvid den visade övervakningskopplingen är anordnad vid en inmatningspunkt till samlingsskenan under det att de enskilda samlingsskeneutgångarna är försedda med icke fas- selektivt verkande men till följd av stegformig tidsfördröjning tidigare påverkade överströmsreläer. Utgångarna hos detta sändar- relä måste sedan på icke viset sätt disjunktivt (över en ELLER- krets) anslutas till ingången EUS. Denne anordning har fördelen, ett uppbñdet för en fnsselektiv överströmdetektor endast vid in- matningspunkten är nödvändig, medan i samverkan med det enkla sän- darreläet samtidigt åstadkommes en fasselektiv indikering respek- tive frånkoppling. Tidlänkarna TR, TS, TT måste för detta ändamål inställas till en i förhållande till sändirreläet större fördröj- ning.The measurement signals ïR, IS and IT are connected to the non-inverting input of a comparator VGR, VGS and VG¶, respectively, whose inverting inputs are together connected to the limit value sensor output AGG. No: one of the measurement signals exceeds the common limit value at the output AGG, ie. the lowest phase current with the addition of the additive limit value component at KG1, a positive signal appears at the output of each comparator which, for example, acts as a positive dual signal "1" for a subsequent logic connection, while a negative output signal acts as a negative dual signal "0". . The comparators thus function as limit value switches, which on a short circuit to be detected correspond with ~ ivwvav-x, feg-au .e-.rf- »nve-wa _. _. _ .vi, .. n ..._-.;, -.; -.-. _ 10 20 40 780ï95Û ~ 2 the output signal 1 in the associated phase. , over an AND circuit VUR, VUS and VUT respectively and an OR circuit VOR, VOS and VOT and a time link TR, TS and TT and over amplifiers each comparator output affects an output switch SR and SS and_ST respectively and / or one of the position indicators. catheters IR, Ls and Lm respectively. Each fee overcurrent monitoring can thus selectively trigger a corresponding indication and / or disconnection. A common input ER is arranged for resetting the indicators. According to the example, the tripping is also dependent on a common non-selective influence over an input EUS which, with the comparator outputs, is connected on the input side to the AND circuits VUÉ, VHS, VUT. This embodiment is suitable, for example, for a busbar protection, wherein the monitoring connection shown is arranged at an input point to the busbar while the individual busbar outputs are provided with non-phase-selective action but due to stepwise time delay previously affected overcurrent relays. The outputs of this transmitter relay must then be connected to the EUS input in a non-disjunctive manner (via an OR circuit). This device has the advantage that a set-up for a selective overcurrent detector is only necessary at the input point, while in conjunction with the simple transmitter relay a phase-selective indication or disconnection is provided at the same time. The time links TR, TS, TT must for this purpose be set to a larger delay in relation to the transmitting relay.

Man har även sörjt för fallet då en trefasig kortslutning in träffar, vid vilken i allmänhet endast ringa skillnader uppstår mellan fasströmmarna och följaktligen kan trots för hög strömnivå ingen utlösnine ske över jämförarna, då det alstrade gränsvärdet är ävenledes för högt. Utlösningen sker med hjälp av den icke selek- tiva påverkan över EUS i konjunktim1med icke påverkan av samtliga jämförare VGR, VGS, VGT. Denna logiska koppling sker över en ELLER- krets V0 med efter denna följande inverteringskrets Vi och medelst en OCH-krets VU på det visade sättet. En ingång EAP hos en genom ELLER-kretsarna VOR, VOS, VOT angiven allfasfrånkoppling respektive allfaskortslutningsindikering är över en ytterligare för utlösnings- ändamål tjänande ELIER-krets V01 ansluten till utgången hos nämnda OCH-krets VU. po Dessutom är enligt exemplet anordnad en särskild överströms- »En 10 .5 . 7801950-2 övervakning för kortslutníngar med hög ström med avseende på kort- slutningen direkt pà samlingsskenan, vars inmatningspunkt är för- sedd med fireliggande övervakningskoppling. I detta fall sker ut- lösningen oberoende av en påverkan över EUS genom en maxímivärdes- väljare S max som med vardera en på motsvarande sätt polariserad diod är ansluten till nätsignalerna IR, IS respektive IT och anslu- ter den största mätsignalen till en gemensam jämförelseanordning VG. Den andra ingången av denna jämförare är ansluten till en andra konstantsignalgívare KG? som är inställd på ett motsvarande högt överströmsväräe som pàverkningströskel. Detta hö3ström-över- strömsskydd påverkas även av trefasiga kortslutningar och utgör följaktligen ett ytterligare säkringselement.The case has also been provided for when a three-phase short circuit occurs, in which only small differences generally occur between the phase currents and consequently, despite too high a current level, no tripping can occur over the comparators, as the generated limit value is also too high. The triggering takes place with the help of the non-selective impact on the EUS in the economic cycle1 with no impact on all comparators VGR, VGS, VGT. This logic connection takes place over an OR circuit V0 followed by the following inversion circuit Vi and by means of an AND circuit VU in the manner shown. An input EAP of an all-phase disconnection and all-phase short-circuit indication specified by the OR circuits VOR, VOS, VOT is connected via a further ELIER circuit V01 serving for tripping purposes to the output of said AND circuit VU. po In addition, according to the example, a special overcurrent- »A 10 .5. 7801950-2 monitoring for short-circuits with high current with respect to the short-circuit directly on the busbar, the input point of which is provided with a four-point monitoring connection. In this case, the tripping takes place independently of an influence on the EUS through a maximum value selector S max which, with a correspondingly polarized diode, is connected to the mains signals IR, IS and IT, respectively, and connects the largest measuring signal to a common comparison device VG . The second input of this comparator is connected to a second constant signal transmitter KG? which is set to a correspondingly high overcurrent value as the impact threshold. This high-current-overcurrent protection is also affected by three-phase short circuits and consequently constitutes an additional fuse element.

Claims

1. l (lf? (Šf 7801950-2. (6 - Patent claim l. Method of performing multiphase overcurrent monitoring, whereby measurement signals dependent on the phase current amplitude are separately compared with a limit value and the exceeding of a limit value is used as a short-circuit characteristic, characterized in that to compare the measurement signals (IR, IS, IT) a limit value is used which includes a proportion which is variable with the same sign as the lowest measurement signal.

Device for performing the method according to claim 1, comprising for each phase current a measuring signal transmitter which generates a measuring signal variable with the same sign as the phase current amplitude and a limit value sensor and a comparator for each current current, and a first comparator input is connected to a measuring signal sensor. and a second comparator input is connected to the limit value sensor, characterized in that the limit value sensor (GG) is connected to the measurement signal sensor (MQR, MGS, MGT) with suitable inputs and is provided with a minimum value selector (S min) which sets only the lowest measurement signal in connection with the output of the limit sensor (ASG).

Device according to claim 9, characterized in that the limit value sensor (GG) is provided with a suitably adjustable constant signal sensor (KG1) which is additively connected to the output side of the minimum value selector (S min).

Device according to Claim 2 or 5, in that the outputs of the comparators (VGR, VGS, VGT) which are positive when the limit value is exceeded are combined via a negative OR coupling (V0), the output of which together with a non-selective influence channel of a short-circuit protection device is connected to an AND circuit (VU) and that the output of this AND circuit (VU) is connected to the trip input (EAP) of an all-phase disconnection line and all-phase short-circuit indicator, respectively. Device according to one of Claims 4 to 4, the output of one of the measuring signal transmitters (MGR, MGS, MGT) is connected to the corresponding inputs of a marine value selector (S max), the output of which together with a suitably adjustable constant signal transmitter (KGG) is fed to the corresponding inputs of a common comparator (VG), the output of which is connected to the trip input (EAP) of an all-phase disconnection circuit and an all-phase short-circuit indicator, respectively.