DE1212200B

DE1212200B - Protective device for electrical multi-phase networks

Info

Publication number: DE1212200B
Application number: DEA44216A
Authority: DE
Inventors: Andre Matthey-Doret
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1963-10-04
Filing date: 1963-10-04
Publication date: 1966-03-10

Description

Schutzeinrichtung für elektrische Mehrphasennetze Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für elektrische Mehrphasennetze, bei denen von jeder Phase Meßgrößen für den Schutz abgeleitet werden, welche einer GleichrichterbrÜckenschaltung mit polarisierten Relais zugeführt werden.Protective device for multi-phase electrical networks The invention relates to a protective device for multi-phase electrical networks, in which of each phase Measured variables for the protection are derived, which a rectifier bridge circuit fed with polarized relays.

Solche Gleichrichterbrückenschaltungen werden insbesondere beim Distanzschutz verwendet, wobei der Brückenschaltung die Spannung und der Strom gleichgerichtet zugeführt wird. Statt der Spannung kann auch die Differenz der Spannung am Einbauort und der Spannung an einer anderen Stelle des Netzes zugeführt werden.Such rectifier bridge circuits are used in particular for distance protection used, whereby the bridge circuit rectifies the voltage and the current is fed. Instead of the voltage, the difference in voltage at the installation location can also be used and the voltage at another point in the network.

Diese Schutzeinrichtungen müssen nun so arbeiten, daß bei den verschiedenen Fehlerarten jeweils die richtige Phase ausgewählt wird. Bei einem dreipoligen Fehler müssen alle drei Phasen ansprechen, bei einem zweipoligen nur die jeweiligen zwei usw. Insbesondere bei einpoligen Erdkurzschlüssen ist die Gefahr vorhanden, daß auch die nicht vom Fehler betroffenen Phasen ansprechen, da bekanntlich auch in diesen Phasen Strom fließen kann. Diese Ströme können verhältnismäßig hohe Werte annehmen. Der ungünstigste Fall ist der, daß das Relais an einer Stelle eingebaut ist, an der selbst das Netz nicht geerdet ist; dann muß nämlich der Strom in der fehlerhaften Phase über die gesunden Phasen zurückfließen. Der Strom in der fehlerhaften Phase ist dann doppelt so hoch wie der Strom in den fehlerfreien Phasen. Die Ströme in den fehlerfreien Phasen sind, obzwar kleiner, so doch noch so groß, daß auch die Relais dieser Phasen angeworfen werden können. Man ist daher gezwungen, den Ansprechwert dieser Relais verhältnismäßig hoch zu legen, was eine Verringerung der Reichweite des Schutzes bedeutet. Diese Verringerung der Reichweite ist bei Fehlern ohne Erdberührung unnötig und führt zu einer Verschlechterung des Schutzes.These protective devices must now work in such a way that the various Error types the correct phase is selected in each case. In the event of a three-pole fault must respond to all three phases, with a two-pole only the respective two etc. Particularly in the case of single-pole earth faults, there is a risk that also address the phases not affected by the error, since, as is well known, also in current can flow through these phases. These currents can have relatively high values accept. The worst case is that the relay is installed in one place to which the network itself is not earthed; then the current must be in the faulty phase flow back over the healthy phases. The electricity in the faulty Phase is then twice as high as the current in the fault-free phases. The currents in the error-free phases are, although smaller, still so large that also the relays of these phases can be activated. One is therefore forced to use the To put the response value of this relay relatively high, which is a reduction the reach of protection means. This reduction in range is at Errors without touching the ground are unnecessary and lead to a deterioration in protection.

Um dies zu vermeiden, hat man bereits vorgeschlagen, auch die Meßgrößen der nicht vom Fehler betroffenen Phasen für die Feststellung des Ansprechwertes mit heranzuführen. Man hat sogenannte Strom- oder Impedanzwaagen vorgesehen und vergleicht damit die Ströme zweier Phasen; je nachdem, welcher Strom höher ist, wird dann eine Auslösung oder eine Sperrung des Schutzes verursacht. Hierzu sind aber zusätzliche Relais mit komplizierter Kinematik notwendig, welche die gesamte Schutzeinrichtung vergrößern und verteuern.In order to avoid this, it has already been proposed that the measured variables of the phases not affected by the error should also be included in order to determine the response value. So-called current or impedance balances have been provided and use them to compare the currents of two phases; depending on which current is higher, tripping or blocking of the protection is then caused. For this, however, additional relays with complicated kinematics are necessary, which enlarge the entire protective device and make it more expensive.

Es ist auch bekanntgeworden, den Ansprechstrom einer Phase in dem Falle zu erhöhen, daß der Strom in einer anderen Phase nur klein ist. In diesem Falle wird zwar für den Erdkurzschluß und den zweipoligen Kurzschluß die Ansprechempfindlichkeit erhöht, sie bleibt aber verhältnismäßig klein bei dreipoligen Fehlern, weil dort eine Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit nicht durchgeführt werden kann. Auch hierfür sind zusätzliche Relais erforderlich, welche die Umschaltung der Empfindlichkeit vornehmen müssen.It has also become known, the pickup current of a phase in the Increase trap that the current in another phase is only small. In this Trap is the response sensitivity for the earth fault and the two-pole short circuit increased, but it remains relatively small in the case of three-pole faults because there an increase in the sensitivity cannot be carried out. Also for this additional relays are required to switch the sensitivity need to make.

Ferner hat man eine Einrichtung vorgeschlagen, bei der keine Gleichrichterbrückenschaltung verwendet wird, sondern bei der die gleichgerichteten Meßgrößen entgegengesetzt in Reihe geschaltet werden. Die Anordnungen jeder Phase werden dann parallel geschaltet und über einen gemeinsamen Widerstand geschlossen. In diesem Falle wirkt die Spannung an den Einrichtungen, welche zur fehlerhaften Phase gehören, sperrend auf die anderen Systeme. Diese Einrichtung hat aber den Nachteil, daß sie für normale Gleichrichterbrückenschaltungen nicht verwendet werden kann und daß die Gefahr besteht, daß bei großen Sperrspannungen der Einrichtungen für die fehlerfreien Phasen die Einrichtung der fehlerhaften Phase mitbeeinflußt wird, Um den Maximalwert der Ströme in den einzelnen Phasen eines Drehstromnetzes zu erhalten, ist eine Einrichtung bekanntgeworden, die aus Stromwandlern gewonnene Ströme gleichgerichtet in Reihe zu einem geschlossenen Vieleck zusammenschaltet und den dadurch entstehenden Summenstrom einem Relais zuführt. Der von dem Relais gemessene Strom entspricht dann dem größten aufgetretenen Strom.Furthermore, a device has been proposed that does not have a rectifier bridge circuit is used, but in the opposite direction of the rectified measured quantities can be connected in series. The arrangements of each phase are then connected in parallel and closed via a common resistor. In this case the tension acts at the facilities that belong to the faulty phase, blocking the others Systems. However, this device has the disadvantage that it is suitable for normal rectifier bridge circuits can not be used and that there is a risk that at high reverse voltages of the devices for the faultless phases, the establishment of the faulty phase is influenced, to the maximum value of the currents in the individual phases of a To obtain three-phase network, a device has become known that consists of current transformers Rectified currents obtained are interconnected in series to form a closed polygon and feeds the resulting total current to a relay. The one from the relay The measured current then corresponds to the largest current that has occurred.

Um nun auch für normale Gleichrichterbrückenschaltungen den Einfluß der Meßgrößen der gesunden Phasen ausschalten zu können, wobei möglichst keine zusätzlichen Relais verwendet werden, wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Gleichrichterbrücken aller Phasen mit je einem polarisierten Relais gleichsinnig in Reihe geschaltet sind, so daß ein geschlossenes Vieleck entsteht. Bei einem Dreiphasennetz würde also in diesem Falle ein geschlossenes Dreieck entstehen.In order to be able to switch off the influence of the measured variables of the healthy phases for normal rectifier bridge circuits, where possible no additional relays are used, it is now proposed according to the invention that the rectifier bridges of all phases are connected in series with one polarized relay each, so that a closed relay Polygon is created. With a three-phase network, a closed triangle would be created in this case.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens.The drawing shows an embodiment of the inventive concept.

Die drei je zu einer Phase eines Dreiphasennetzes gehörenden GleichrIchterbrückenschaltungen sind mit 1, 2 und 3 bezeichnet. Den Gleichrichtergruppen 4,5 und 6 wird in diesem Falle die Spannung U, den Gleichrichtergruppen7, 8 und 9 wird der StromI zugeführt. Die Gleichrichterbrücke 1 gehört zur PhaseR, die Gleichrichterbrücke2 zur PhaseS und die Gleichrichterbrücke3 zur PhaseT. Die jeweiligen Ströme und Spannungen sind mit dieser Phasenbezeichnung versehen. Der Gleichrichterbrückel ist also die Spannung UR und der Strom IR zugeführt. Jede Gleichrichterbrücke besitzt ein polarisiertes Relais, welche mit 10, 11, 12 bezeichnet sind. Diese Gleichrichterbrücken sind nun miteinander durch die Leitungen13, 14 und 15 verbunden. Man erkennt, daß diese Verbindung eine Dreieckschaltung darstellt. In diese Verbindung kann man noch den Widerstand16 einführen, welcher auch auf alle drei Verbindungen aufgeteilt sein kann. Dieser Widerstand kann zweckmäßigerweise als stromabhängiger Widerstand ausgeführt sein, wobei der Widerstandswert mit größerem Strom kleiner wird. Dies ist durch die Gleichrichter 17 und 18 angedeutet.The three rectifier bridge circuits each belonging to one phase of a three-phase network are designated 1, 2 and 3 . The rectifier sets 4,5 and 6 is in this case the voltage U, the Gleichrichtergruppen7, 8 and 9, the current I is supplied. The rectifier bridge 1 belongs to PhaseR, the rectifier bridge2 to PhaseS and the rectifier bridge3 to PhaseT. The respective currents and voltages are provided with this phase designation. The rectifier bridge is thus supplied with the voltage UR and the current IR. Each rectifier bridge has a polarized relay, which are designated by 10, 11, 12. These rectifier bridges are now connected to one another by lines 13, 14 and 15. It can be seen that this connection is a delta connection. The resistor 16 can also be inserted into this connection, which can also be divided between all three connections. This resistor can expediently be designed as a current-dependent resistor, the resistance value becoming smaller with a larger current. This is indicated by the rectifiers 17 and 18 .

Die Wirkungsweise ist nun folgende: Tritt in der Phase R ein Erdkurzschluß auf, wobei auch in den Phasen S und T noch ein Strom fließen kann, so ist der Strom in der Gleichrichterbrücke 1 in auslösender Richtung am größten. Der durch das Relais 10 hindurchfließende Strom hat die Richtung wie in der Zeichnung angegeben. Der Strom ist mit 1,4 bezeichnet. In der Verbindungsleitung 15 fließt nun ein Strom von der Gleichrichterbrücke 1 zur Gleichrichterbrücke 3. Dieser fließt jetzt in entgegengesetzter Richtung durch das Relais 11 hindurch. Er ist mit !A' bezeichnet. Ebenso geht dieser Strom durch das Relais 12 hindurch. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Relais 11 und 12 sperren und daß das Relais 10 mit.Sicherheit anspricht. Die Relais 10 bis 12 können nun auch für Erdkarzschlüsse so empfindlich gemacht werden, daß eine Gefahr der Fehlauslösung bei Fehlern in den anderen Phasen nicht besteht.The mode of operation is as follows: If a short-circuit to earth occurs in phase R, and a current can still flow in phases S and T, the current in rectifier bridge 1 is greatest in the triggering direction. The current flowing through the relay 10 has the direction as indicated in the drawing. The current is labeled 1.4. A current now flows in the connecting line 15 from the rectifier bridge 1 to the rectifier bridge 3. This current now flows through the relay 11 in the opposite direction. It is marked with ! A ' . This current also passes through the relay 12. In this way it is achieved that the relays 11 and 12 block and that the relay 10 responds with security. The relays 10 to 12 can now also be made so sensitive to earth faults that there is no risk of false tripping in the event of errors in the other phases.

Man kann nun noch einen Gleichrichter 19 in diese Verbindung einschalten, um mit Sicherheit zu vermeiden, daß in besonderen Fällen nicht ein zusätzlicher Anwurf vom Relais durch Ströme der anderen Phasen erfolgt. Zu dem gleichen Zweck kann man auch statt dessen die Gleichrichter 20, 21 und 22 in die Verbindung zwischen den Gleichrichtergruppen der einzelnen Meßgrößen vorsehen. Hierdurch wird erreicht, daß der Ausgleichstrom in den Dreiecksverbindungen nur in sperrender Richtung durch die Relais hindurchfließen kann. Für symmetrische Fehler, in welchen es ja nicht notwendig ist, daß eine Sperrung erfolgt, kann man noch den Kontakt 23 vorsehen, der von dem Relais 24 betätigt wird. Dieser Relaiskontakt wird dann geschlossen, wenn eine Unsymmetrie im Strom bzw. im Spannungssystem auftritt. Dieses Relais wird also beispielsweise durch die Gegen- oder Nullkomponente des Stromes betätigt. Allgemein ist dieser Strom mit Ix bezeichnet. A rectifier 19 can now be switched into this connection in order to avoid with certainty that in special cases there is no additional start-up from the relay due to currents in the other phases. For the same purpose, rectifiers 20, 21 and 22 can instead be provided in the connection between the rectifier groups of the individual measured variables. This ensures that the equalizing current in the triangular connections can only flow through the relay in the blocking direction. For symmetrical errors, in which it is not necessary for a blocking to take place, the contact 23 , which is actuated by the relay 24, can also be provided. This relay contact is closed when an asymmetry occurs in the current or in the voltage system. This relay is actuated, for example, by the negative or zero component of the current. This current is generally referred to as Ix.

Der Vorteil der angegebenen Anordnung ist, daß auch bei der bekannten Gleichrichterbrückenschaltung der Einfluß der Ströme von fehlerfreien Leitern beseitigt worden ist und daß dadurch die Empfindlichkeit ohne zusätzliche Mittel größer gemacht werden kann.The advantage of the specified arrangement is that also with the known Rectifier bridge circuit eliminates the influence of currents from fault-free conductors and that thereby the sensitivity increased without additional means can be.

Claims

Claims: - 1. protection of electrical multi-phase networks which are derived from each phase process variables for the protection that a rectifier bridge circuit are fed with polarized relay, d a d u rch g e -kennzeichnet that the rectifier bridges of all phases, each with a polarized relay are connected in series in the same direction, so that a closed polygon is formed.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that a resistor is provided in each of the connections between the bridge circuits. 3 .. protective device according to claim 2, characterized in that the resistance is current-dependent. 4. Protection device according spoke 1, characterized in that a rectifier is provided in the polygon connection, which is polarized so that it only lets through current in the direction blocking the protection. 5. Schutzeinrichtung- according spoke 1, characterized in that a rectifier is provided in each rectifier bridge circuit between the rectifier group for one measured variable and the rectifier group for the other measured variable, which is polarized so that it only lets through current in the direction blocking the protection . 6. Protection device according to claim 1, characterized in that means are provided which open the polygonal connection in the event of symmetrical errors. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1091659.