DE1069761B - Circuit arrangement for monitoring the transmission properties of a high-voltage line - Google Patents
Circuit arrangement for monitoring the transmission properties of a high-voltage lineInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
PATENTSCHRIFT 1069761PATENT LETTER 1069761
INTERNATIONALE KL.INTERNATIONAL KL.
HOIh; H 02hHOIh; H 02h
ANMELDETAG: 7. A P R I L 1959 REGISTRATION DATE: 7. A PRI L 1959
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 26. NOVEMBER 1959 NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: NOVEMBER 26, 1959
AUSGABE DERISSUE OF
PATENTSCHRIET: 28. APRIL 1966 PATENT FILING: APRIL 28, 1966
(S 62469 VIIIb/21c)(S 62469 VIIIb / 21c)
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Überwachen der Übertragungseigenschaften einer Hochspannungsleitung. Derartige Überwachungen werden durch Vergleich der Stromphasen an beiden Enden der Leitung miteinander dadurch bewerkstelligt, daß bei Überschreiten eines bestimmten Phasenunterschiedes der beiden Ströme die Übertragungsleitung abgeschaltet wird. Hierbei wird von der bekannten Tatsache ausgegangen, daß sich bei einem Fehler auf der Hochspannungsleitung, z. B. durch Erdschluß oder durch von einem Blitzschlag verursachten Lichtbogen, sich sprunghaft die Phasenwinkel des Wechselstromes an beiden Leitungsenden ändern. Bei einer Störung eilt der Stromvektor gegenüber dem Stromvektor an einer ungestörten Leitung an dem einen Leitungsende vor, während er an dem anderen nacheilt. Dann und nur dann, wenn die Phasensprünge unterschiedlich hinsichtlich Größe oder Richtung sind, darf die Leitung abgeschaltet werden, da in diesem Fall ein Fehler auf der Leitung aufgetreten ist.The invention relates to a circuit arrangement for monitoring the transmission properties a high voltage line. Such monitoring is carried out by comparing the current phases accomplished at both ends of the line with each other that when a certain phase difference between the two currents, the transmission line is switched off. Here is based on the known fact that in the event of a fault on the high-voltage line, z. B. by earth fault or by arc caused by a lightning strike, the leaps and bounds Change the phase angle of the alternating current at both ends of the line. In the event of a fault, the current vector rushes opposite the current vector on an undisturbed line at one end of the line, while chasing after the other. Then and only if the phase jumps differ in terms of Size or direction, the line may be switched off, as in this case an error occurred on the line.
Es ist ein Überwachungsverfahren bekannt, bei dem der Energiefluß an beiden Enden der Leitung überwacht wird und bei dem die Abschaltung der Leitung dann vorgenommen wird, wenn an beiden Leitungsenden festgestellt wird, daß Energie in die Leitung hineinfließt. Dieses Vergleichsverfahren wird mit einem sogenannten Richtungsvergleichsschutz durchgeführt. Dieser Vergleichsschutz besteht aus Relaisapparaturen an jedem Leitungsende, mit denen aus dem Spannungsvektor, dessen kontinuierlicher Drehsinn sich bei einem Fehler auf der Leitung gegenüber der ungestörten Leitung nicht ändert, und dem Stromvektor, die Richtung des Kurzschlußstromes ermittelt wird. Ein Vergleich mit dem Meßergebnis der Apparatur des entgegengesetzten Leitungsendes gibt an, ob die Leitung abgeschaltet werden darf oder nicht.A monitoring method is known in which the flow of energy at both ends of the line is monitored and in which the line is switched off if both Line ends it is determined that energy flows into the line. This comparison procedure will carried out with a so-called direction comparison protection. This comparison protection consists of Relay devices at each end of the line, with those from the voltage vector, its continuous Direction of rotation does not change in the event of a fault on the line compared to the undisturbed line, and the current vector, the direction of the short-circuit current is determined. A comparison with the measurement result of the apparatus at the opposite end of the line indicates whether the line has been switched off may or may not be.
Da in diesem Fall die Richtung des Kurzschlußstromes aus dem Strom- und Spannungsvektor ermittelt werden muß, sind an jedem Leitungsende sowohl Strom- als auch Spannungswandler erforderlich. Da es sich im allgemeinen um hohe Betriebsspannungen handelt, sind die Spannungswandler sehr teuer, d. h., der gesamte Vergleichsschutz ist teuer. Für den Austausch der Meßergebnisse an beiden Enden braucht jedoch nur ein sehr einfacher Übertragungskanal zur Verfügung gestellt zu werden, da ja von einem Ende zum anderen nur gemeldet werden muß, ob Energie in die Leitung hineinfließt oder aus der Leitung herausfließt (»Ja-Nein«-Übertragung). Since in this case the direction of the short-circuit current is determined from the current and voltage vector must be, both current and voltage transformers are required at each end of the line. Since these are generally high operating voltages, the voltage converters are very expensive, d. that is, all of the comparison protection is expensive. For exchanging the measurement results on both However, only a very simple transmission channel needs to be made available since yes, from one end to the other it is only necessary to report whether energy is flowing into the line or flows out of the line ("yes-no" transmission).
Schaltungsanordnung zum ÜberwachenCircuit arrangement for monitoring
der Übertragungseigenschaften einerthe transmission properties of a
HochspannungsleitungHigh voltage line
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und MünchenSiemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin and Munich
Gerhard Bergmann, München,
ist als Erfinder genannt wordenGerhard Bergmann, Munich,
has been named as the inventor
Bei einem anderen bekannten Verfahren werden die Phasenwinkel des Leitungsstromes an den Enden der Hochspannungsleitung unmittelbar miteinander verglichen. Hierzu muß natürlich der an einem Ende eingespeiste bzw. von diesem Ende abgenommene Strom, d. h. dessen Phase, phasenrichtig an das andere Ende der Leitung übertragen werden, damit ein Vergleich der beiden Phasen durchgeführt werden kann. Zu diesem Zweck muß ein hochwertiger Übertragungskanal zur Verfügung gestellt werden, da der Inhalt der zu übertragenden Nachricht groß ist. Es muß ja eine Meßgröße, nämlich der Phasenwinkel, ständig übertragen werden, was besonders bei Trägerfrequenz oder auch Funkverbindungen mit der erforderlichen Genauigkeit sehr schwierig ist, da hierfür ein oft nicht verfügbares breites Ubertragungsband erforderlich ist und Fälschungen durch Störspannungen kaum vermieden werden können.In another known method, the phase angles of the line current at the ends the high-voltage line compared directly with each other. For this, of course, the one at one end has to be current fed in or withdrawn from this end, d. H. its phase, in phase with the the other end of the line so that a comparison of the two phases can be carried out can. For this purpose, a high quality transmission channel must be made available, since the The content of the message to be transmitted is large. There must be a measurable variable, namely the phase angle, are constantly transmitted, which is especially true for carrier frequency or radio links with the The required accuracy is very difficult, since a broad transmission band, which is often not available, is available for this purpose is necessary and forgeries caused by interference voltages can hardly be avoided.
Die zuletzt erläuterte Phasenvergleichsschutzeinrichtung hat aber den Vorteil, daß lediglich die Größe und Phase des Stromes an beiden Leitungsenden ermittelt werden müssen, wozu lediglich ein Stromwandler nötig ist. Die Anordnung eines teuren Spannungswandlers entfällt.The phase comparison protection device explained last has the advantage that only the Size and phase of the current must be determined at both ends of the line, including only one Current transformer is necessary. There is no need to arrange an expensive voltage converter.
Die Schaltungsanordnung zum Überwachen der Übertragungseigenschaften einer Hochspannungsleitung gemäß der Erfindung vereinigt die Vorzüge beider Verfahren. Auch bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird, ebenso wie bei der oben beschriebenen vorbekannten Anordnung, ein Vergleich der Stromphasen an beiden Enden der Leitung durchgeführt, wobei beim Überschreiten eines bestimmten Phasenunterschiedes die Übertragungsleitung abgeschaltet wird. Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird also ebenfalls keinThe circuit arrangement for monitoring the transmission properties of a high-voltage line according to the invention combines the advantages of both methods. Even with the circuit arrangement according to the invention, as in the previously known arrangement described above, a comparison is made of the current phases carried out at both ends of the line, whereby when a certain value is exceeded Phase difference the transmission line is switched off. In the circuit arrangement according to the invention is also no
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Spannungswandler benötigt. Es wird aber auch für die Übertragung der Stromphasen, in Abwandlung von bekannten Ausführungen, kein breitbandiger, d. h. teurerer Übertragungskanal benötigt. Ein wirksamer Stromvergleich zwischen beiden Enden, der die Übertragung einer Stromphase von einem Ende zum anderen Ende voraussetzt, wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an jedem Ende der Hochspannungsleitung Schaltmittel zur Ermittlung der Phasensprünge des in die Leitung eingespeisten bzw. von der Leitung abgenommenen Stromes vorgesehen sind, die das Auftreten von Phasensprüngen hinsichtlich der Größe und der Richtung feststellen und die über ein Übertragungssystem das Auftreten von Phasensprüngen in einer kodierten Form, z. B. in Form von Rechteckwechseln, mitteilen und damit der am anderen Ende angeordneten Vergleichs- und Auslöseeinrichtung die Richtung und Größe des Phasensprunges über einen verhältnismäßig schmalbandigen Übertragungskanal zur Auswertung anzeigen.Voltage converter required. But it is also used for the transmission of the current phases, in modification of known designs, no broadband, d. H. more expensive transmission channel required. An effective one Current comparison between both ends showing the transmission of a phase of current from one end to the other end, is achieved according to the invention that at each end of the high-voltage line Switching means for determining the phase jumps of the fed into the line or from the line drawn current are provided, the occurrence of phase jumps with respect to determine the size and direction and the occurrence of phase jumps via a transmission system in a coded form, e.g. B. in the form of rectangle changes, communicate and thus the on the other end of the comparison and triggering device, the direction and size of the phase jump display for evaluation via a relatively narrow-band transmission channel.
Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird also an jedem Ende der Leitung unmittelbar ein Phasensprung festgestellt und lediglich das Übertragen eines Phasensprunges unter Angabe der Richtung dem anderen Leitungsende mitgeteilt. Die Übertragungsleitung wird aus dem Netz dann und nur dann abgeschaltet, wenn die aufgetretenen Phasensprünge eine bestimmte Mindestgröße und insbesondere unterschiedliche Richtung haben.In the circuit arrangement according to the invention, therefore, is immediately at each end of the line a phase jump detected and only the transmission of a phase jump with indication of the direction communicated to the other end of the line. The transmission line is then from the network and only switched off when the phase jumps that have occurred are a certain minimum size and in particular have different directions.
Zur örtlichen Feststellung von Phasensprüngen an den beiden Leitungsenden wird gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, jeweils einen Generator vorzusehen, der über ein Laufzeitglied von dem Hochspannungsstrom bei ungestörtem Netz mitgezogen wird und dessen Ausgangspannung zusammen mit einer vom Leitungsstrom abgeleiteten, direkt zugeführten Spannung einem an sich bekannten Phasenvergleichsgerät zugeführt wird. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß bei einem gestörten Netz bei plötzlichen Phasensprüngen der Mitziehgenerator in seiner ursprünglichen Phasenlage weiterschwingt, so daß am Phasenvergleichsgerät die Phase des Generators zusammen mit einer vom Leitungsstrom abgeleiteten, einen Phasensprung enthaltenden Spannung verglichen wird. Abhängig von der Auswertung des Phasenvergleichsgerätes wird dann ein Signal ausgelöst, das dem anderen Leitungsende mitgeteilt bzw. mit einer Nachricht vom anderen Phasenvergleichsgerät verglichen wird, wobei dann abhängig von diesem Vergleichsergebnis die Hochspannungsleitung abgeschaltet wird.For the local determination of phase jumps at the two line ends, according to a further development Proposed of the inventive concept to provide a generator in each case, which has a The delay element is drawn from the high-voltage current when the network is undisturbed and its output voltage fed together with a directly applied voltage derived from the line current to a phase comparison device known per se will. This training ensures that sudden phase jumps in a disturbed network the pull-along generator continues to oscillate in its original phase position, so that the phase comparison device the phase of the generator together with one derived from the line current, one Phase jump containing voltage is compared. Depending on the evaluation of the phase comparison device a signal is then triggered that is communicated to the other end of the line or with a Message is compared by the other phase comparison device, then depending on this comparison result the high-voltage line is switched off.
Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird im folgenden an Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert. Hierbei wird zunächst die Arbeitsweise an Hand eines Blockschaltbildes, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wiedergegeben.The circuit arrangement according to the invention is illustrated below with reference to a few exemplary embodiments explained. Here, the mode of operation is first shown using a block diagram as shown in FIG. 1 is reproduced.
Die Fig. 2 zeigt Stromdiagramme zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. In der Schaltungsausführung nach Fig. 1 wird am Punkt A eine dem Leitungsstrom proportionale Wechselspannung mit einem Verlauf α (Fig. 2) zugeführt, und zwar dem Begrenzer 1. An dem Zuführungspunkt ist außerdem ein Anregerrelais 4 angeordnet, das immer dann anspricht, wenn der zugeführte Strom eine vorgegebene Höchstgrenze übersteigt.FIG. 2 shows current diagrams for the exemplary embodiment according to FIG. 1. In the circuit configuration according to FIG. 1, an alternating voltage proportional to the line current with a curve α (FIG. 2) is fed to point A , namely to limiter 1. At the feed point an exciter relay 4 is also arranged, which always responds when the supplied current exceeds a predetermined maximum limit.
Die zugeführte Wechselspannung wird in dem Begrenzer 1 praktisch zu Rechteckwechseln begrenzt (Zeile b in Fig. 2). Die so begrenzte Wechselspannung wird dann über einen Tiefpaß 2 und ein Verzögerungsnetzwerk 3 über den Kontakt k 4 des Anregerelais 4 der Ausgangsspannung eines Mitziehgenerators 6 überlagert. Die Amplitude der am Ausgang des Generators 6 (Zeile d in Fig. 2) entstehenden Schwankung ist abhängig von der Phasenwinkeldifferenz der Ausgangsspannung des Verzögerungsnetzwerkes 3 (vgl. Zeile c in Fig. 2) und der Ausgangsspannung des Generators 6 (vgl. Zeile d in Fig. 2). Diese Ausgangsspannung wird in dem Gleichrichter 5 gleichgerichtet und dient als Steuerspannung für den Mitziehgenerator. Dieser ändert in Abhängigkeit von dieser Steuerspannung die Frequenz seiner Ausgangsspannung so lange, bis sie der Frequenz der Wechselspannung α gleicht und gegebenenfalls nur von deren Phase um einen bestimmten Betrag Γ 2 abweicht. Das Verzögerungsglied 3 ist hierbei so eingestellt, daß die Ausgangsspannung des Mitziehgenerators phasengleich mit der dem Leitungsstrom proportionalen Wechselspannung ist. Auch diese Spannung wird in einem Begrenzerglied, dem Begrenzerglied 7, auf einen Wert gemäß Zeile e begrenzt. Die vom Begrenzerglied 1 und vom Begrenzerglied 7 abgeleiteten begrenzten Wechselspannungen b und e werden je einer bistabilen Kippstufe 8 bzw. 9 zugeführt. Durch Zusammenfassung der Ausgangsspannungen dieser bistabilen Kippstufen kann z. B. mit Hilfe eines Koinzidenzgatters 10 ein Phasensprung und durch Addition beider Spannungen in einer Oderschaltung 13 die Richtung des Phasensprunges ermittelt werden. Über den Ausgang B wird ein Kriterium für die Richtung des Phasensprunges und mit Hilfe des Auslöserelais 11, das abfallverzögert ist, das Auftreten des Phasensprungs angezeigt.The AC voltage supplied is practically limited to square wave changes in the limiter 1 (line b in FIG. 2). The AC voltage limited in this way is then superimposed on the output voltage of a pull-in generator 6 via a low-pass filter 2 and a delay network 3 via the contact k 4 of the excitation relay 4. The amplitude of the fluctuation occurring at the output of the generator 6 (line d in FIG. 2) depends on the phase angle difference between the output voltage of the delay network 3 (see line c in FIG. 2) and the output voltage of the generator 6 (see line d in FIG Fig. 2). This output voltage is rectified in the rectifier 5 and serves as a control voltage for the pull-along generator. This changes the frequency of its output voltage as a function of this control voltage until it equals the frequency of the alternating voltage α and possibly only deviates from its phase by a certain amount Γ 2. The delay element 3 is set so that the output voltage of the drag generator is in phase with the AC voltage proportional to the line current. This voltage is also limited in a limiter element, the limiter element 7, to a value according to line e. The limited alternating voltages b and e derived from the limiter element 1 and from the limiter element 7 are each fed to a bistable multivibrator 8 and 9, respectively. By combining the output voltages of these bistable multivibrators, z. B. with the help of a coincidence gate 10 a phase jump and by adding both voltages in an OR circuit 13, the direction of the phase jump can be determined. A criterion for the direction of the phase jump is displayed via output B and the occurrence of the phase jump is displayed with the aid of the trip relay 11, which is delayed.
Tritt auf der überwachten Leitung zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Fehler auf, dann ändert sich der Strom zu diesem Zeitpunkt an einem Leitungsende sprunghaft, und zwar hinsichtlich seiner Phase und seiner Größe. Das Anregerelais 4 (z. B. Überstromanregung) schaltet die Wechselspannung für den Mitziehgenerator ab, ehe sich die Phasenwinkeländerung, die über das Verzögerungsglied 3 um die Zeitil verzögert wird, auswirken kann. Die aus der Wechselspannung im Gleichrichter 5 gewonnene Steuergleichspannung wird während der Dauer des Fehlers im Kondensator C, dessen Lade- bzw. Entladewiderstand R durch den Kontakt k 4 des Anregerelais 4 abgeschaltet wird, gespeichert, so daß der Generator mit unveränderter Phasenlage und Amplitude weiterschwingen kann. Bei einem Phasensprung durch Änderung des Energieflusses im Normalbetrieb kann sich dagegen die Steuerspannung und damit auch die Phase der Ausgangsspannung des Mitziehgenerators — sie muß für einen kurz darauffolgenden Fehler richtig sein — rasch ändern, da die Zeitkonstante der Ladung bzw. Entladung des Speicherkondensators durch den parallelgeschalteten Widerstand klein ist. Der Phasensprung bei einer Störung wirkt sich aber voll auf das Arbeiten der Kippstufe 8 aus, die nunmehr eine entgegengesetzte Polarität abgibt. Dadurch liefert das Koinzidenzgatter 10 keine Spannung mehr für das Auslöserelais 11. Dieses fällt ab und gibt nach erfolgter Abfrage der Oderschaltung einen Auslösebefehl sowohl unmittelbar an den örtlichen Schalter als auch über eine Nachrichtenverbindung an den fernen Schalter, sofern dieser Auslösebefehl nicht dort durch ein örtliches Signal bzw.If a fault occurs on the monitored line at a certain point in time, then the current at that point in time changes abruptly at one end of the line, namely in terms of its phase and size. The excitation relay 4 (e.g. overcurrent excitation) switches off the alternating voltage for the pull-in generator before the phase angle change, which is delayed by the time delay via the delay element 3, can have an effect. The control DC voltage obtained from the AC voltage in rectifier 5 is stored during the duration of the fault in capacitor C, whose charging or discharging resistor R is switched off by contact k 4 of excitation relay 4, so that the generator can continue to oscillate with unchanged phase position and amplitude . In the event of a phase jump due to a change in the energy flow during normal operation, on the other hand, the control voltage and thus also the phase of the output voltage of the pull-in generator - it must be correct for an error that follows shortly afterwards - can change quickly, since the time constant of the charging or discharging of the storage capacitor is caused by the parallel-connected Resistance is small. The phase jump in the event of a fault has a full effect on the operation of the flip-flop 8, which now emits an opposite polarity. As a result, the coincidence gate 10 no longer supplies voltage for the trip relay 11. This drops out and, after the OR circuit has been queried, issues a trip command both directly to the local switch and via a communication link to the remote switch, provided that this trip command is not there by a local signal or.
hier durch ein Signal von dem anderen Ende der Leitung gesperrt wird. Dies ist immer dann der Fall, wenn gleichzeitig auch am anderen Ende ein entsprechender Phasensprung festgestellt wird.blocked here by a signal from the other end of the line. This is always the case if at the same time a corresponding phase jump is detected at the other end.
Die Fig. 3 zeigt einige schaltungstechnische Einzelheiten des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1. In der Fig. 3 sind die in der Fig. 1 mit 9 und 10 bezeichneten Schaltglieder und das mit 8 bezeichnete Glied auszugsweise wiedergegeben. Die übrigen Schaltungseinzelheiten des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 können in üblicher Weise ohne weiteres aufgebaut werden. Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, wird die Kippstufe 9 über ein Differenzierglied, bestehend aus dem Kondensator C1 und dem Gleichrichter GIl, jeweils angesteuert. Die eigentliche Kippstufe besteht aus den Transistoren TrI und Tr 2 und ist in üblicher Weise aufgebaut. Die differenzierten und gleichgerichteten Impulse werden über die als Gatter wirkenden Gleichrichter Gl2 und G/3 abwechselnd einer der Basen der Transistoren zugeführt. Die Kippstufe 8 ist analog aufzubauen. Die Ausgangsspannungen der Transistoren werden in den aus den Gleichrichtern G/4 und G/5 bzw. GZ 6 und GIl und den dazugehörigen Transistoren Tr3 und Tr 4 gebildeten Stromkreis geführt. Dann und nur dann kann über das Relais 11 ein Strom fließen, wenn mindestens einer der Transistoren durchlässig gesteuert ist. Das ist aber dann nicht der Fall, wenn die Steuerspannungen der Kippstufen nicht phasengleich sind. In diesem Fall sind z. B. die Transistoren TrI' der Kippstufe 8 und Tr 2 der Kippstufe 9 zu gleicher Zeit durchlässig gesteuert. In diesem Zustand fließt ein Strom über den Gleichrichter Gl 6 und GZ 5. Dadurch werden Basisspannungen der beiden Transistoren Tr 3 und Tr 4 positiv, und sie sind gesperrt. Das Auslöserelais 11 muß in diesem Fall abfallen. Dasselbe passiert, wenn die Gleichrichter GZ4 und GZ7 gleichzeitig durchlässig sind.FIG. 3 shows some circuit details of the exemplary embodiment according to FIG. 1. In FIG. 3, the switching elements designated by 9 and 10 in FIG. 1 and the element designated by 8 are reproduced in extracts. The remaining circuit details of the exemplary embodiment according to FIG. 1 can easily be constructed in the usual manner. As can be seen from FIG. 3, the flip-flop 9 is controlled in each case via a differentiating element consisting of the capacitor C1 and the rectifier GIl. The actual trigger stage consists of the transistors TrI and Tr 2 and is constructed in the usual way. The differentiated and rectified pulses are alternately fed to one of the bases of the transistors via the rectifiers Gl 2 and G / 3, which act as gates. The flip-flop 8 is to be set up in the same way. The output voltages of the transistors are fed into the circuit formed by the rectifiers G / 4 and G / 5 or GZ 6 and GIl and the associated transistors Tr 3 and Tr 4. Then and only then can a current flow through the relay 11 if at least one of the transistors is controlled to be conductive. But this is not the case if the control voltages of the multivibrators are not in phase. In this case z. B. the transistors TrI 'of the flip-flop 8 and Tr 2 of the flip-flop 9 at the same time controlled permeable. In this state, a current flows through the rectifier Gl 6 and GZ 5. As a result, the base voltages of the two transistors Tr 3 and Tr 4 are positive and they are blocked. The trip relay 11 must drop out in this case. The same thing happens if the rectifiers GZ4 and GZ7 are permeable at the same time.
Die erläuterte Schaltungsanordnung arbeitet immer dann einwandfrei, wenn ein Fehler auf einer mit Strom gespeisten Übertragungsleitung auftritt. In diesen Fällen ändert sich, wie erwähnt, der Strom nach Größe und Phase, was zur Abschaltung der Leitung herangezogen werden kann.The explained circuit arrangement always works properly when an error occurs on one of the Electricity fed transmission line occurs. In these cases, as mentioned, the current changes according to size and phase, which can be used to switch off the line.
In großen Verbundnetzen kommt aber auch häufig der Zustand vor, daß eine Verbindungsleitung gerade keinen Laststrom, sondern nur einen verhältnismäßig kleinen Ladestrom führt, der schon im normalen Betriebszustand an den Enden der Leitung entgegengesetzte Richtung hat. Auch in diesem Fall muß ein Fehler auf der Leitung, z. B. ein Kurzschluß, sofort ermittelt werden, damit das entsprechende Leitungsstück rechtzeitig abgeschaltet werden kann. In diesem Fall steht natürlich zunächst keine vergleichbare Phase zur Verfügung. Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird daher beim plötzlichen Stromeinsatz auf der Leitung mit Hilfe eines in einer definierten Ausgangslage festgehaltenen Schwingungserzeugers (Multivibrators) eine Vergleichsschwingung auf die Schaltung gegeben, die das Auslösen der Überwachungsanordnung ohne weitere Hilfsmittel ermöglicht.In large interconnected networks, however, the condition often occurs that a connecting line is straight no load current, but only a relatively small charging current that is already in normal Operating state at the ends of the line has opposite direction. In this case, too must be an error on the line, e.g. B. a short circuit can be determined immediately so that the appropriate Line piece can be switched off in time. In this case, of course, there is initially none comparable phase available. According to a further development of the inventive concept, therefore in the event of a sudden use of electricity on the line with the help of a recorded in a defined starting position Vibration generator (multivibrator) given a comparison vibration on the circuit, which enables the monitoring arrangement to be triggered without further aids.
Die Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung, mit der auch dieser in der Praxis bei besonderen Netzen vorkommende Überwachungsfall mit beherrscht werden kann. Soweit die Schaltungsanordnung gleiche Teile enthält wie die Fig. 1, sind sie mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die in Fig. 4 dargestellte Schaltungsanordnung besitzt also ebenfalls ein Anregerelais 4, ein Begrenzerglied 1, einen Tiefpaß 2, ein Verzögerungsglied 3, einen Gleichrichter 5 und einen Mitziehgenerator 6. An Stelle der in Fig. 1 dargestellten Kippstufen 8 und 9, dem Koinzidenzgatter 10, dem Relais 11 und dem Phasenvergleichsgerät 13 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 eine etwas anders aufgebaute Meßeinrichtung 14 vorgesehen. Diese Meßeinrichtung ermöglicht es, unmittelbar Größe und Phasenlage der miteinander zu vergleichenden Frequenzen des Mitziehgenerators 6 und der über den Eingang A zugeführten Wechselspannung festzustellen. Hierzu ist ein bekanntes Richtungsrelais 15 vorgesehen. Diesem Richtungsrelais 15 werden über die Addierschaltung 16 und die Subtrahierschaltung 17 die Summe und die Differenz der von der Schwingschaltung abgegebenen Wechselspannung e und der dem Leitungsstrom proportionalen Spannung i über Gleichrichter 18 und 19 zugeführt. Das Richtungsrelais spricht nur dann an, wenn der Summenvektor e + i größer als der Differenzvektor e—i ist (Voreilung des Kurzschlußstromvektors). Die Schaltungsanordnung arbeitet im übrigen aber genauso wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Im Gegensatz zu Fig. 1 ist aber in der Schaltungsanordnung noch zusätzlich außer einigen noch zu erläuternden Schaltgliedern ein Relais N 21 mit seinem Kontakt η angeordnet. Dieses Relais, das im Ruhezustand angezogen ist, fällt ab, wenn der Strom auf einen Wert zurückgeht, der unter dem Ansprechwert des Kleinstwertbegrenzers 20 liegt und dem Ladestrom der Leitung entspricht, und schaltet mit seinem Kontakt die gesamte Meßeinrichtung 14 von der Spannung des Mitziehgenerators ab und auf einen Multivibrator 24, der zunächst in einer die Phasenlage des Schwingungseinsatzes bestimmenden Startstellung festgehalten wird, also keine Impulse abgibt. Bei einem Fehler auf der Leitung wird der Kurzschlußstrom an beiden Leitungsenden gleichzeitig, und zwar mit steiler Flanke, einsetzen. Der Kurzschlußstrom überschreitet hierbei den Schwellwert des Begrenzers 20 und startet die Multivibratoren. Die steile Flanke bewirkt den gleichzeitigen Anlauf dieser Multivibratoren, deren Schwingungen nunmehr mit einer bestimmten Phasenlage einsetzen. Außerdem spricht hierbei das Anregerelais 4 an, das den Wiederanzug von Relais 21 verhindert. Die Multivibratoren beider Leitungsenden geben also Schwingungen ab, die zumindest zunächst mit ausreichender Genauigkeit phasengleich sind. Die Frequenz des Multivibrators wird hierbei zweckmäßig so gewählt, daß sie um einen bestimmten Betrag von der Netzfrequenz, also von der Frequenz des zu übertragenden Stromes abweicht. Die vom Multivibrator 24 abgegebene Spannung wird mit der vom Eingangsstrom ermittelten Spannung in der oben beschriebenen Weise gemischt, gleichgerichtet und dem Richtungsrelais 15 zugeführt. Dieses spricht in einem bestimmten Rhythmus an, der abhängig ist von der Differenz beider Frequenzen. Je kleiner nun die Differenz der Frequenzen ist, desto langer ist zwar die Auslösezeit bei kleinen Phasenwinkelunterschieden des Stromes beider Leitungsenden, aber desto kleiner ist der Inhalt der zu übertragenden Nachricht, und das Übertragungsergebnis ist um so weniger störanfällig. Bei kleinen Phasenwinkelunterschieden kann aber auch eine längere Auslösezeit in Kauf genommen werden.4 shows a circuit arrangement with which this monitoring case, which occurs in practice in special networks, can also be mastered. Insofar as the circuit arrangement contains the same parts as FIG. 1, they are provided with the same reference numerals. The circuit arrangement shown in FIG. 4 also has an excitation relay 4, a limiter element 1, a low-pass filter 2, a delay element 3, a rectifier 5 and a pull-in generator 6. Instead of the flip-flops 8 and 9 shown in FIG. 1, the coincidence gate 10 , the relay 11 and the phase comparison device 13, a somewhat differently constructed measuring device 14 is provided in the embodiment of FIG. This measuring device enables the magnitude and phase position of the frequencies of the drag generator 6 to be compared with one another and the alternating voltage supplied via input A to be determined directly. A known direction relay 15 is provided for this purpose. The sum and the difference of the alternating voltage e output by the oscillating circuit and the voltage i proportional to the line current are fed to this direction relay 15 via the adding circuit 16 and the subtracting circuit 17 via rectifiers 18 and 19. The direction relay only responds if the sum vector e + i is greater than the difference vector e-i (lead of the short-circuit current vector). The circuit arrangement works in the same way as the exemplary embodiment according to FIG. 1. In contrast to FIG. 1, however, a relay N 21 with its contact η is additionally arranged in the circuit arrangement in addition to a few switching elements to be explained. This relay, which is energized in the idle state, drops out when the current drops to a value that is below the response value of the minimum value limiter 20 and corresponds to the charging current of the line, and with its contact switches off the entire measuring device 14 from the voltage of the pull-along generator and to a multivibrator 24, which is initially held in a starting position that determines the phase position of the start of the oscillation, that is to say does not emit any pulses. If there is a fault on the line, the short-circuit current will set in at both ends of the line simultaneously, with a steep edge. The short-circuit current exceeds the threshold value of the limiter 20 and starts the multivibrators. The steep edge causes the simultaneous start-up of these multivibrators, whose vibrations now start with a certain phase position. In addition, the excitation relay 4 responds, which prevents relay 21 from being pulled back on. The multivibrators at both ends of the line emit vibrations that are initially in phase with sufficient accuracy. The frequency of the multivibrator is expediently chosen so that it deviates by a certain amount from the mains frequency, that is to say from the frequency of the current to be transmitted. The voltage emitted by the multivibrator 24 is mixed with the voltage determined from the input current in the manner described above, rectified and fed to the direction relay 15. This responds in a certain rhythm that is dependent on the difference between the two frequencies. The smaller the difference between the frequencies, the longer the tripping time with small phase angle differences in the current at both ends of the line, but the smaller the content of the message to be transmitted and the less susceptible to interference the transmission result. In the case of small phase angle differences, however, a longer tripping time can also be accepted.
Bei dieser zusätzlichen Einrichtung wird also die Frequenz der auf beiden Seiten fließenden Kurzschlußströme phasenrichtig in eine niedrige Frequenzlage (Differenz zwischen der Frequenz des Multivibrators und der Leitungsfrequenz) umgesetzt. Die dabei entstehenden Phasenschwebungen, die wegen des kleinen Nachrichteninhaltes nur einer geringen Störbeeinflussung ausgesetzt sind, werden übertragen und mit der örtlichen Phasenschwebung verglichen. Da die Multivibratorfrequenzen, die jeweils örtlich erzeugt werden, phasengleich sind, kann aus dem Vergleich der Phasenschwebung eine Phasenwinkelabweichung der ursprünglichen Spannung abgeleitet werden. An Stelle eines Multivibrators kann zur Erzeugung der Umsetzerfrequenz jeder Generator verwendet werden, der mit definierter Phase angeregt werden kann.With this additional device, the frequency of the short-circuit currents flowing on both sides becomes in phase to a low frequency position (difference between the frequency of the Multivibrators and the line frequency) implemented. The resulting phase beats, the due to the small message content are only exposed to a low level of interference transferred and compared with the local phase beat. Since the multivibrator frequencies, respectively are locally generated, are in phase, a phase angle deviation can be derived from the comparison of the phase beats the original voltage can be derived. Instead of a multivibrator, anyone can use to generate the converter frequency Generator can be used, which can be excited with a defined phase.
Die eigentliche Auslöseschaltung 25 besteht aus einem Relais 26, das über die Kontakte des Richtungsrelais 15 des einen Endes und eines über die Übertragungsleitung über das dortige Richtungsrelais mitgesteuerten Richtungsrelais 15' ausgelöst wird, wobei eine Auslösung nur dann erfolgt, wenn das Anregerelais 4 mit seinem Kontakt k 2 den Stromkreis vorbereitet hatte.The actual trigger circuit 25 consists of a relay 26, which is triggered via the contacts of the direction relay 15 at one end and a direction relay 15 'controlled via the transmission line via the direction relay there, with triggering only occurring when the excitation relay 4 has its contact k 2 had prepared the circuit.
Die beschriebene und erläuterte Schaltungsanordnung kann im Rahmen der Erfindung in verschiedener Weise variiert werden. Insbesondere bei der Anwendung der Schaltungsanordnung in Mehrphasennetzen ergibt sich die Möglichkeit, für jede der drei Leitungen einen eigenen Auslösekreis mit Anregung vorzusehen, um bei einem Fehler auf einer der drei Leitungen nur diese abschalten zu können. Die übrigen Schaltglieder können einheitlich für das Mehrphasennetz benutzt werden.The circuit arrangement described and explained can be implemented in various ways within the scope of the invention Way can be varied. In particular when using the circuit arrangement in multi-phase networks there is the possibility of having a separate trip circuit for each of the three lines Provide a suggestion so that in the event of a fault on one of the three lines, only this can be switched off. The other switching elements can be used uniformly for the multi-phase network.
Claims (8)
Deutsche Patentschriften Nr. 762 923, 884 844.Considered publications:
German patent specifications No. 762 923, 884 844.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| DE1959S0062469 DE1069761B (en) | 1959-04-07 | 1959-04-07 | Circuit arrangement for monitoring the transmission properties of a high-voltage line |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1069761B true DE1069761B (en) | 1959-11-26 |
Family
ID=53001518
Family Applications (1)
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Country Status (3)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1138148B (en) * | 1960-09-30 | 1962-10-18 | Siemens Ag | Circuit arrangement for operational monitoring of components |
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- 1960-04-07 FR FR823727A patent/FR1253621A/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1138148B (en) * | 1960-09-30 | 1962-10-18 | Siemens Ag | Circuit arrangement for operational monitoring of components |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH359476A (en) | 1962-01-15 |
| FR1253621A (en) | 1961-02-10 |
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