DE1089460B

DE1089460B - Arrangement for detecting faults in solidly earthed networks

Info

Publication number: DE1089460B
Application number: DEL33845A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Seeber
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1959-07-29
Filing date: 1959-07-29
Publication date: 1960-09-22

Description

DEUTSCHESGERMAN

Distanzrelais für Drehstromnetze mit Spannungen bis zu 15OkV werden in der sogenannten Einrelaisschaltung ausgeführt, d. h. daß Meßsysteme, die die Fehlerentfernung und die Fehlerrichtung ausmessen, jeweils nur einmal vorhanden sind. Je nach der Art der Fehler werden diese Meßwerke dann durch eine Auswahlschaltung an die Ströme und Spannungen der Phasen, die für den betreffenden Fehlerfall auszumessen sind, angeschaltet. Die Auswahl erfolgt entsprechend einem festgelegten System, das durch die angesprochenen Anregungen bestimmt ist. Bei Distanzrelais, die für starr geerdete Netze verwendet werden, sind nun im .allgemeinen. Anregungen (entweder durch Überströme oder durch Unterimpedanz) in allen Phasen und im Summenstrompfad (Stromanregung) vorhanden. Die Auswahlschaltung ist nun meist so· ausgeführt, daß bei Anregung einer oder mehrerer Phasen verkettete Strom- und Spannungswerte dem Relais zugeführt werden. Erst wenn zusätzlich auch die Summenstromanregung anspricht, erfolgt eine Umstellung auf einphasige Messung, d. h. Messung zwischen einem Leiter und Erde.Distance relays for three-phase networks with voltages of up to 150 kV are used in the so-called one-relay circuit executed, d. H. that measuring systems that measure the distance and the direction of the error, each exist only once. Depending on the type of error, these measuring units are then through a Selection circuit for the currents and voltages of the phases to be measured for the relevant fault are turned on. The selection is made according to a fixed system that is established by the addressed suggestions is intended. For distance relays that are used for solidly earthed networks, are now in general. Suggestions (either through Overcurrents or due to underimpedance) in all phases and in the total current path (current excitation). The selection circuit is now usually designed as follows that when one or more phases are excited, chained current and voltage values are sent to the relay are fed. A changeover only takes place when the total current excitation also responds to single-phase measurement, d. H. Measurement between a conductor and earth.

Nun gibt es aber in starr geerdeten Netzen Stellen, an denen bei einpoligen Fehlern im Netz nur ein geringer Summenstrom auftritt, der zum Anregen im Summenstrompfad nicht ausreicht. Dies ist dann der Fall, wenn in einem Netz nicht alle Maschinen starr geerdet sind oder wenn trotz starrer Erdung eine zu große Nullimpedanz vorhanden ist, wie beispielsweise bei Transformatoren, die eine Zuleitung großer Nullimpedanz besitzen (Kabel). Distanzrelais, denen in diesem Fall dann verkettete Meßwerte zugeführt werden, messen damit viel zu große Fehlerentfernungen und lösen daher nicht mit Schnellzeit, sondern meistens in der Endstufe aus.However, there are points in solidly earthed networks where there is only a minor one in the case of single-pole faults in the network Total current occurs which is not sufficient to excite in the total current path. Then this is the Case when not all machines in a network are rigidly earthed or when one is closed despite rigid earthing Large zero-sequence impedance is present, as is the case with transformers, for example, which have a large zero-sequence impedance feed line own (cable). Distance relays, to which linked measured values are then fed in this case, measure far too large error distances and therefore do not solve quickly, but mostly in the power amplifier.

Um eine exakte Ausmessung im Distanzschutz zu erreichen, ist es immer notwendig, daß das Distanzrelais in zwei Phasen bzw. bei einpoligen Fehlern in einer Phase und im Mittelpunktleiter erregt wird. Liegt an einer Stelle des Netzes keine starre Erdung vor, so ist bei einem einpoligen Fehler die Summe der Ströme gleich Null, womit im Summenstrompfad des Mittelpunktleiters keine Anregung vorhanden ist. Damit kann das Distanzrelais nur in der kranken Phase angeregt werden und ist auf die verkettete Spannung zur Ausmessung angewiesen.In order to achieve an exact measurement in the distance protection, it is always necessary that the distance relay is excited in two phases or in the case of single-pole faults in one phase and in the neutral conductor. If there is no rigid earthing at one point in the network, the sum of the Currents equal to zero, which means that there is no excitation in the total current path of the neutral conductor. In order to the distance relay can only be excited in the sick phase and is on the linked voltage instructed to measure.

Die Erfindung zeigt nun, wie man diesen Nachteil beseitigen kann, indem bei Anregung eines Distanzschutzes in nur einer Phase ein Ansprechen des Summenstrompfades vorgetäuscht bzw. das Relais in seinem Ablauf so beeinflußt wird, als wäre eine Summenstromanregung eingetreten.The invention now shows how this disadvantage can be eliminated by excitation of a distance protection a response of the summation current path in only one phase simulated or the relay is influenced in its sequence as if it were a total current excitation occurred.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Anordnung zur Erfassung von Fehlern in starr geerdeten Netzen mit Anordnung zur Erfassung von Fehlern
in starr geerdeten NetzenAccording to the invention, an arrangement for detecting errors in rigidly earthed networks with an arrangement for detecting errors is for this purpose
in solidly earthed networks

Anmelder:Applicant:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Frankfurt / M., Theodor-Stern-Kai 1

Dipl.-Ing. Hans Seeber, Offenbach/M.,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Hans Seeber, Offenbach / M.,
has been named as the inventor

Distanzschutz in Einrelaisschaltung, bei der für alle Phasen nur ein Richtungs- und. Entfernungsmeßglied vorhanden ist, vorgesehen, wobei bei einpoligen Fehlern, bei denen keine ausreichende Summenstromanregung eintritt, eine solche bei Ansprechen des Distanzschutzes durch Schließen eines Hilfsstromkreises für das Summenstromauswahlhilfsrelais vorgetäuscht wird, was jedoch durch das Zusammenwirken einer Relaiskombination mit entsprechenden Hilfskontakten unterbleibt, wenn der Distanzschutz in mehreren Phasen angeregt wird.Distance protection in one-relay circuit for everyone Only one directional and phases. Distance measuring element is present, provided, with single-pole faults, where there is insufficient total current excitation, one when the Distance protection simulated by closing an auxiliary circuit for the summation current selection auxiliary relay becomes what, however, by the interaction of a relay combination with corresponding Auxiliary contacts are not made if the distance protection is picked up in several phases.

Die Anregung in den einzelnen Anregegliedern wird unabhängig gemacht von der Größe des Stromes und der Spannung, so daß eine Anregung erst dann erfolgt, wenn ein bestimmtes eingestelltes Verhältnis von Strom zu Spannung überschritten wird (Impedanzanregung) .The excitation in the individual excitation elements is made independent of the magnitude of the current and the voltage, so that an excitation only takes place when a certain set ratio of Current to voltage is exceeded (impedance excitation).

An Hand eines Zeichnungsbeispiels soll die Erfindung im einzelnen erläutert werden.The invention will be explained in detail with the aid of a drawing example.

In Fig. 1 ist das Prinzip einer Hochspannungsleitung dargestellt, die an ihrem Anfang sowie an ihrem Ende je einen Transformator besitzt und von beiden Seiten eingespeist wird. Der Sternpunkt des einen der beiden Transformatoren ist starr geerdet. Bei einem einpoligen Fehler in Phase T dieser Leitung fließen die darin angegebenen Kurzschlußströme, die durch die Distanzrelais, die den Leistungsschaltern 1 und 2 zugeordnet sind, erfaßt werden sollen, da auch an dem Ende, an dem der nicht geerdete Transformator sich befindet, ein Kurzschlußstrom auftritt, der je nach Kurzschlußleistung eine erhebliche Größe erreichen kann, so daß die Unterimpedanzanregeglieder des Distanzrelais an Stelle 2 durchaus ansprechen können. Die Summe der Ströme an dieser Stelle ist jedoch gleich Null, da der in derIn Fig. 1 the principle of a high-voltage line is shown, which has a transformer at its beginning and at its end and is fed in from both sides. The star point of one of the two transformers is solidly earthed. In the event of a single-pole fault in phase T of this line, the specified short-circuit currents flow, which are to be detected by the distance relays assigned to circuit breakers 1 and 2, since there is also a short-circuit current at the end where the ungrounded transformer is located occurs, which can reach a considerable size depending on the short-circuit power, so that the underimpedance excitation elements of the distance relay at point 2 can certainly respond. However, the sum of the currents at this point is equal to zero, since the one in the

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fehlerbehafteten Phase fließende Fehlerstrom gleich den beiden in den gesunden Phasen fließenden Strömen ist. Damit kann eine Anregung des im Summenstrompfad, d. h. derjenigen Summenstromanregung, die in, der Rückführung der zusammengefaßten Dreiphasenströme zum gemeinsamen Erdleiter liegt, liegenden Anregemagneten eines an der Stelle 2 eingebauten Distanzrelais nicht auftreten. Damit wählt ein Distanzrelais in Einrelaisschaltung je nach der angeregten Phase eine verkettete Spannung zur Ausmessung der Fehlerentfernung und der Fehlerrichtung aus. Da aber alle drei verketteten Spannungen bei einem einpoligen Fehler annähernd erhalten bleiben und kaum mehr als 100: ]/i % zusammenbrechen, wird von dem Relais nach dem Prinzip einer Stromspannungsmessung eine viel zu große Fehlerentfernung gemessen.The fault current flowing in the faulty phase is equal to the two currents flowing in the healthy phases is. In this way, an excitation of the summation current path, d. H. of those total current excitation, the return of the combined three-phase currents to the common earth conductor, lying excitation magnet one built in at point 2 Distance relay does not occur. This means that a distance relay in a single relay circuit selects depending on the excited phase a linked voltage to measure the fault distance and the fault direction the end. But since all three linked voltages are approximately retained in the event of a single-pole fault and little more than 100:] / i% will collapse far too great an error distance from the relay based on the principle of a voltage measurement measured.

Um einem solchen Relais auch die richtigen Verhältnisse zuzuführen, ist erfindungsgemäß eine Zusatzeinrichtung entwickelt, mit deren Hilfe eine Summenstromanregung vorgetäuscht wird. Diese Einrichtung ist in Fig. 2 beschrieben. Sie besitzt insgesamt vier Hilfsrelais in einem gemeinsamen Gehäuse; drei der HilfsrelaisH₁, H₂, H₃ sind.mit je zwei Schließkontakten A₁₁, h₁₂ usw. versehen; das vierte Relais H hat einen Öffner h. An. Stelle der drei Hilfsrelais H₁, H₂, H_s kann auch ein Relais, das mit mehreren Wicklungen versehen ist, Verwendung finden. In Fig. 3 ist die Wirkungsweise dieser Relaisanordnung in Form eines Stromlaufplanes gezeigt.In order to also supply the correct conditions to such a relay, an additional device has been developed according to the invention, with the aid of which a total current excitation is simulated. This device is described in FIG. It has a total of four auxiliary relays in a common housing; three of the auxiliary relays H ₁ , H ₂ , H ₃ sind.mit two make contacts A ₁₁ , h ₁₂ , etc. provided; the fourth relay H has a break contact h. At. Instead of the three auxiliary relays H ₁ , H ₂ , H _s , a relay that is provided with several windings can also be used. In Fig. 3, the operation of this relay arrangement is shown in the form of a circuit diagram.

In Fig. 3 a bedeutet g die Generalanregung des zugehörigen Distanzrelais, d. h., wird das Distanzrelais in irgendeiner seiner Phasen erregt, so schließt dieser Kontakt, und das für die Spannungsstromauswahl maßgebliche Summenstromauswahlhilfsrelais £_M, das die Meßsysteme auf Phasenspannungen und -ströme umschaltet, wird erregt. Die Anregung des S^-Relais unterbleibt jedoch, wenn, das Hilfsrelais H der Zusatzeinrichtung gleichzeitig erregt wird. In diesem Falle wird der Kontakt h im Anregekreis von B_M geöffnet. In Fig. 3a, g means the general excitation of the associated distance relay, that is, if the distance relay is excited in any of its phases, this contact closes, and the sum current selection auxiliary relay £ _M , which is decisive for the voltage current selection and switches the measuring systems to phase voltages and currents, is excited. However, the S ^ relay is not excited if the auxiliary relay H of the additional device is excited at the same time. In this case, the contact h in the excitation circuit of B _{M is} opened.

Die-Fig. 3 b und 3 c zeigen nun, wann jeweils das Relais H zum .Ansprechen kommt. Durch eine Anregung des Distanzrelais in der Phase R wird das Hilfsrelais H₁ erregt. Erfolgt gleichzeitig eine Anregung des Relais H₂ oder H₃ in den Phasen S bzw. T, so wird durch Schließen der diesen Relais zugeordneten Kontakten, beispielsweise Zi₁₁ und Zi₂₁, der Stromkreis für das Relais H geschlossen, womit dann, wie zuvor beschrieben, die Anregung für das 7?^Ai-Relais unterbleibt.The-Fig. 3 b and 3 c now show when the relay H comes to respond. When the distance relay is excited in phase R , the auxiliary relay H _{1 is} excited. _{If the relay H 2} or H _{3 is} excited at the same time in the phases S or T , the circuit for the relay H is closed by closing the contacts assigned to these relays, for example Zi ₁₁ and Zi ₂₁ , which then, as described above who have favourited the suggestion for the 7? ^Ai relay is omitted.

Es bedeutet also, daß mit Hilfe dieser Relaiskombination jeweils dann eine Anregung des .B^-Relais unterbleibt, wenn eine Anregung des Distanzrelais in zwei bzw. drei Phasen vorhanden, ist und keine natürliche Summenstromanregung erfolgt. Dagegen wird bei Anregung in nur einer einzigen Phase das Summenstromauswahlhilfsrelais B^ beaufschlagt, womit die Meßsysteme auf Phasenspannung und -strom umgeschaltet sind.."It means that with the help of this relay combination, the .B ^ relay is not excited when the distance relay is excited in two or three phases and there is no natural total current excitation. On the other hand, if only a single phase is excited, the auxiliary summation current selection relay B ^ is applied, with which the measuring systems are switched to phase voltage and current .. "

Claims

Claim

Arrangement for the detection of faults in solidly earthed networks with distance protection in a single relay circuit, in which only one direction and distance measuring element is available for all phases, characterized in that in the case of single-pole faults, in which there is insufficient total current excitation occurs, one when the distance protection responds by closing an auxiliary circuit for the summation current selection auxiliary relay is simulated, but this is done by the interaction a relay combination with corresponding auxiliary contacts is omitted if the Distance protection is picked up in several phases.

1 sheet of drawings