überstromschutzeinrichtung für eine elektrische Leitung mit elektronischen Elementen Die Erfindung betrifft eine LUberstromschutzeinrich- tung für eine elektrische Leitung mit elektronischen Elementen, welche die Momentanwerte des Stromes der Leitung überwachen und zu diesem Zweck an einen Stromwandler angeschlossen sind, dessen Sekundärstrom in eine proportionale Spannung umgewandelt wird.
Elektronische Schutzeinrichtungen messen annähernd verzögerungsfrei den Momentanwert der zugeführten Messgrösse. Bisher hat man die Anordnung immer so getroffen, dass möglichst eine völlig getreue Wiedergabe des Primärstromes bei überstromrelais erfolgt. In die sem Falle werden auch die Gleichstromkomponenten beim Einschalten des Kurzschlussstromes mitübertragen und wirken auf die Schutzeinrichtung ein. Für elektro nische Einrichtungen wird der Spannungsabfall an einem Widerstand abgenommen, durch den der Strom des Stromwandlers hindurchfliesst. In diesem Falle ist die gemessene Spannung annähernd in Phase mit dem zu geführten Strom, d. h. mit dem Kurzschlussstrom.
Die übertragung ist dabei kurvengetreu, so dass der Ein schwingvorgang mitübertragen wird.
Dies hat aber Nachteile. Denn in dem Falle, wenn etwa im Zeitpunkt des Höchstwertes der Netzspannung ein Kurzschluss auftritt, entsteht eine starke Gleich stromkomponente im Kurzschlussstrom, derart, dass der Strom zunächst von null bis auf einen Maximalwert innerhalb einer halben Periode ansteigt. Diese halbe Periode muss daher von der Schutzeinrichtung abge wartet werden, bevor eine Auslösung oder eine Weiter gabe eines Befehles erfolgen kann.
Es ,stellt sich die Aufgabe, zu versuchen, diese Ver zögerung durch die Gleichstromkomponente im Kurz- schlussstrom zu vermeiden.
Dies gelingt nun dadurch, dass erfindungsgemäss als ein erster Teil der Bürde des Stromwandlers eine erste in ihrer Impedanz einstellbare Widerstandskombination vorgesehen ist, dass die Induktivität der Stromwandler sekundärwicklung zusammen mit der mit ihr in Reihe geschalteten ersten Widerstandskombination eine Impe danz hat, die einen Impedanzwinkel besitzt, der gleich dem der Impedanz der zu überwachenden Leitung ist und dass der Stromwandler als zweiter Teil seiner Bürde eine zweite in ihrer Impedanz einstellbare Widerstands kombination hat, welche einen Impedanzwinkel besitzt,
der ebenfalls gleich dem der Impedanz der Leitung ist und an welche zweite Widerstandskombination die elek tronischen Elemente angeschlossen sind.
Unter Impedanzwinkel wird hierbei der Winkel des aus Widerstand und Induktivität gebildeten resultieren den Vektors mit der Richtung des ohmschen Wider standsvektors verstanden.
Dem Vorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei gleichen Impedanzwinkeln nur die sinusförmige Spannung bzw. der sinusförmige Strom übertragen wird, während die anderen Grössen herausfallen. Dadurch wird die Gleichstromkomponente ebenfalls herausgesiebt und man erhält eine Messgrösse an der elektronischen Schutzeinrichtung, welche sofort den richtigen Wert be sitzt.
Die Figur zeigt die Schaltung des Erfindungsgegen standes. Mit 1 ist eine Sammelschiene einpolig darge stellt, von der die Leitung 2 abgeht. Sie wird über einen Schalter 3 an diese Sammelschiene angeschlossen. Die Leitungsimpedanz ist durch die Induktivität 4 und den Widerstand 5 angedeutet und besitzt hierbei einen Im pedanzwinkel, der durch die Leitungsdaten gegeben ist.
Mit 6 ist ein Stromwandler dargestellt, der der elektro nischen Schutzeinrichtung 7 den zu überwachenden Messwert liefert. Dies erfolgt nun nicht wie normaler weise unmittelbar über einen ohmschen Widerstand, an dem eine Spannung abgenommen wird, die man der elektronischen Messeinrichtung zuführt, sondern über eine Widerstandskombination, die aus der Induktivität 8 und dem ohmschen Widerstand 9 besteht.
An diese Reihenschaltung von Stromwandler und Widerstands kombination 8, 9 wird eine weitere Widerstandskombi nation 10, 11 als Bürde angeschlossen, die aus der In duktivität 11 und dem ohmschen Widerstand 10 besteht. An der Kombination 10, 11 wird die Spannung für die elektronische Schutzeinrichtung abgenommen.
Der Im- pedanzwinkel sowohl der Impedanz der Widerstands kombination 8, 9 zusammen mit der Induktivität der Stromwandlersekundärwicklung 6, wie auch der der Kombination 10, 11 ist nun gleich dem Impedanzwin- kel der Leitungsimpedanz zu wählen. Um dies einstellen zu können, kann man die Widerstände 9 und 10 ein stellbar machen. Man kann aber auch die Induktivitäten 8 und 11 ändern.
Ferner kann die Induktivität des Stromwandlers 6 bereits als Induktivität der Impedanz- kombination allein angesehen werden, wenn der Wider stand 9 so gross gemacht wird, dass die aus der Induk- tivität des Stromwandlers 6 mit ihm sich ergebende Im pedanz bereits den gewünschten Impedanzwinkel bildet.
Hierfür ist nur die Bedingung zu beachten, dass die Induktivität des Stromwandlers sich nicht mit der Höhe des Stromes ändert. Man muss also die Sättigung hoch legen. Es genügt hierbei, dass durch die Gleichstrom vormagnetisierung während der Messzeit der elektroni schen Schutzeinrichtung der Stromwandler nicht in Sättigung gerät.
Man hat durch diese Einrichtung den Vorteil, den zeitverzögernden Einfluss der Gleichstromkomponente auszuschalten, ,und erhält dadurch einen ausserordent- lich kurz wirkenden Schutz.
Overcurrent protection device for an electrical line with electronic elements The invention relates to an overcurrent protection device for an electrical line with electronic elements, which monitor the instantaneous values of the current in the line and for this purpose are connected to a current transformer whose secondary current is converted into a proportional voltage.
Electronic protective devices measure the instantaneous value of the supplied measured variable with almost no delay. So far, the arrangement has always been made in such a way that the primary current is reproduced as accurately as possible in the case of overcurrent relays. In this case, the DC components are also transmitted when the short-circuit current is switched on and act on the protective device. For electronic devices, the voltage drop across a resistor through which the current from the current transformer flows. In this case the measured voltage is approximately in phase with the current to be carried, i.e. H. with the short circuit current.
The transmission is true to the curve, so that the oscillation process is also transmitted.
But this has disadvantages. In the event that a short circuit occurs around the time of the maximum value of the mains voltage, a strong direct current component arises in the short circuit current, such that the current initially rises from zero to a maximum value within half a period. The protective device must therefore wait for this half period before a command can be triggered or passed on.
The task is to try to avoid this delay caused by the direct current component in the short-circuit current.
This is now achieved in that, according to the invention, a first resistor combination with adjustable impedance is provided as a first part of the load of the current transformer, that the inductance of the current transformer secondary winding, together with the first resistor combination connected in series with it, has an impedance that has an impedance angle , which is equal to that of the impedance of the line to be monitored and that the current transformer has, as the second part of its burden, a second resistor combination which can be adjusted in terms of its impedance and which has an impedance angle,
which is also the same as the impedance of the line and to which second resistor combination the electronic elements are connected.
The impedance angle here is understood to mean the angle of the vector formed by the resistance and inductance with the direction of the ohmic resistance vector.
The proposal is based on the knowledge that, with the same impedance angles, only the sinusoidal voltage or the sinusoidal current is transmitted, while the other variables are omitted. As a result, the direct current component is also filtered out and a measured variable is obtained on the electronic protective device, which immediately has the correct value.
The figure shows the circuit of the subject invention. With 1 a busbar is one-pole Darge provides, from which the line 2 goes off. It is connected to this busbar via a switch 3. The line impedance is indicated by the inductance 4 and the resistor 5 and has an Im pedanzwinkel that is given by the line data.
With 6 a current transformer is shown, which supplies the electronic protective device 7, the measured value to be monitored. This does not take place, as is normally the case, directly via an ohmic resistor, from which a voltage is taken that is fed to the electronic measuring device, but via a resistor combination consisting of the inductance 8 and the ohmic resistor 9.
To this series connection of current transformer and resistor combination 8, 9, a further resistance combination nation 10, 11 is connected as a burden, which consists of the inductance 11 and the ohmic resistor 10. The voltage for the electronic protective device is taken from the combination 10, 11.
The impedance angle of both the impedance of the resistor combination 8, 9 together with the inductance of the current transformer secondary winding 6 and that of the combination 10, 11 is now to be selected to be equal to the impedance angle of the line impedance. In order to be able to adjust this, the resistors 9 and 10 can be made adjustable. But you can also change the inductances 8 and 11.
Furthermore, the inductance of the current transformer 6 can already be viewed as the inductance of the impedance combination alone if the resistance 9 is made so large that the impedance resulting from the inductance of the current transformer 6 already forms the desired impedance angle.
The only condition to be observed here is that the inductance of the current transformer does not change with the level of the current. So you have to set the saturation high. It is sufficient here that the current transformer does not saturate during the measuring time of the electronic protective device due to the direct current pre-magnetization.
This device has the advantage of switching off the time-delaying influence of the direct current component, and thus an extraordinarily short-acting protection is obtained.