DE1232245B

DE1232245B - Overcurrent protection device with electronic elements

Info

Publication number: DE1232245B
Application number: DEA48630A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Ungrad
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: 1965-02-23
Filing date: 1965-03-13
Publication date: 1967-01-12

Description

überstromschutzeinrichtum, mit elektronischen Elementen Die Erfindung betrifft eine Überstromschutzeinrichtung mit elektronischen Elementen, welche die Momentanwerte des Stromes überwachen und an Stromwandler angeschlossen sind, bei der der Strom durch ein Leitungsbild, das den gleichen Impedanzwinkel besitzt wie die Leitung, in stromproportionale Spannungen umgewandelt wird.overcurrent protection device, with electronic elements The invention relates to an overcurrent protection device with electronic elements, which the Monitor instantaneous values of the current and are connected to current transformers which the current through a line pattern that has the same impedance angle as the line, is converted into voltages proportional to the current.

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 diesem Fall werden auch die Gleichstromkomponenten beim Einschalten des Kurzschlußstromes mitübertragen und wirken auf die Schutzeinrichtung ein. Für elektronische Einrichtungen wird der Spannungsabfall an einem Widerstand abgenommen, durch den der Strom des Stromwandlers hindurchfließt. In diesem Fall istdie gemessene Spannung annähernd in Phase mit dem zugeführten Strom, d. h. mit dem Kurzschlußstrom. Die übertragung ist dabei kurvengetreu, so daß der Einschwingvorgang mit übertragen werden kann.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 is picked up at a resistor through which the current from the current transformer flows. In this case the measured voltage is approximately in phase with the supplied current, i.e. H. with the short circuit current. The transmission is true to the curve, so that the transient process can also be transmitted.

Dies hat aber Nachteile. Denn in dem Fall, wenn in der Nähe des Höchstwertes der Netzspannung ein Kurzschluß entsteht, entsteht eine starke Gleichstromkomponente 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 abgewartet werden, bevor eine Auslösung oder eine Weiteraabe eines Befehls erfolgen kann.But this has disadvantages. In the event that a short circuit occurs near 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 it can be triggered or a command can be passed on.

Es stellt sich die Aufgabe zu versuchen, diese verzögernde Einwirkung der Gleichstromkomponente im Kurzschlußstrom unwirksam zu machen.The task is to try to counteract this delaying effect to make the direct current component in the short-circuit current ineffective.

Es ist nun ferner beim Distanzschutz bekanntgeworden, an einen Stromwandler eine Impedanz anzuschließen, welche den gleichen Impedanzwinkel besitzt wie die zu schützende Leitung und einen Spannungsabfall erzeugt, der etwa dem Spannungsabfall unter Berücksichtigung der Spannungswandlerübersetzuno, der zu schützenden Leitunc, entspricht. Es ist bekannt, daß hierbei auch die Gleichstromkomponente verringert werden kann. Es gelingt dies aber nur angenähert, da die innere Impedanz des Wandlers vernachlässigt wird.It has now also become known for distance protection, to a current transformer to connect an impedance which has the same impedance angle as the line to be protected and generates a voltage drop that is approximately the same as the voltage drop taking into account the voltage transformer ratio, the line to be protected, is equivalent to. It is known that this also reduces the direct current component can be. However, this is only possible approximately because of the internal impedance of the transducer is neglected.

Beim elektronischen Schutz kann man dies aber nicht mehr vernachlässigen. Die besonders hohe Empfindlichkeit und die kurze Auslösezeit beim elektronischen Schutz erfordert eine aenauere Anpassung. Außerdem ist die Größe der Impedanz bei einem überstromschutz nicht vorgeschrieben. Sie braucht nur mit Rücksicht auf die Bebürdung der Wandler ausgelegt zu werden.With electronic protection, however, this can no longer be neglected. The particularly high sensitivity and the short tripping time with the electronic Protection requires more detailed adaptation. In addition, the size of the impedance is at overcurrent protection is not required. You just need with consideration for that Burdening the converter to be designed.

Es wird nun bei der eingangs erwähnten Schutzeinrichtung erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in Reihe mit der sekundären Stromwandlerwicklung einstellbare Impedanzen vorgesehen hat, welche so einstellbar sind, daß der Stromwandler mit diesen Widerständen einen Impedanzwinkel besitzt, der gleich den des zu überwachenden Netzes ist, und daß der Stromwandler einschließlich dieser Widerstände durch eine Widerstandskombination als Bürde abgeschlossen ist, welche ebenfalls einen Impedanz winkel gleich dem des Netzes besitzt, und daß die elektronischen Elemente an dieser Bürde angeschlossen sind.It is now according to the invention in the case of the protective device mentioned at the beginning suggested that adjustable in series with the secondary current transformer winding Has provided impedances which are adjustable so that the current transformer with These resistors have an impedance angle equal to that of the one to be monitored Network is, and that the current transformer including these resistors through a Resistance combination is completed as a burden, which also has an impedance angle equal to that of the network, and that the electronic elements on it Load are connected.

Diesem Vorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei aleichen 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 besitzt.This 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 sizes fall out. Thereby the DC component also becomes sifted out and you get a measured variable on the electronic protective device, which immediately has the right value.

Die Figur zeigt die Schaltung des Erfindungsgegenstandes. Mit 1 ist eine Sammelschiene einpolig dargestellt, von der die Leitung 2 abgeht. Sie wird über einen Schalter 3 an diese Sammelschiene an-eschlossen. Die Leitungsimpedanzen sind durch die Induktivität 4 und den Widerstand 5 angedeutet. Die Induktivität 4 und der Widerstand 5 besitzen hierbei einen Impedanzwinkel, der durch die Leitungsdaten a geben ist. Mit 6 ist ein Stromwandler dargestellt, ge der die elektronische Schutzeinrichtung 7 speist. Diese Speisung erfolgt nun nicht wie normalerweise unmittelbar über einen ohmschen Widerstand, an dem eine Spannung abgenommen wird, die man der elektronischen Meßeinrichtung zuführt, sondern sie wird über zusätzliche Impedanzen geführt. In der Zuleitun- zu der elektronischen Schutzeinrichtung sind mehrere C Impedanzen geschaltet, und zwar die Induktivität 8 und der Widerstand 9 sowie die Impedanzen 10und11. An diesen beiden Impedanzen wird dieSpannun- für die elektronische Schutzeinrichtung abgenommen. Der Impedanzwinkel jeweils der Impedanzen 8 und 9 sowie 10 und 11 ist nun gleich dem Impedanzwinkel der Leitungsimpedanzen 4 und 5 zu wählen. Um dies einstellen zu können, kann man die Widerstände 9 und 10 veränderlich machen. Man kann aber auch die Induktivitäten verändern. Ferner ist es durchaus möglich, daß die Induktivität 8 bereits von der Induktivität des Stromwandlers selber aebildet wird. Hierfür ist nun die Bedingung allerdings zu beachten, daß die Induktivität des Stromwandlers sich nicht mit der Höhe des Stromes ändert. Man muß also die Sättigung hochlegen. Es genügt hierbei, daß in bekannter Weise durch die Gleichstromvormagnetisierung während der Meßzeit der elektronischen Schutzeinrichtuna der Stromwandler nicht in Sättigung gerät.The figure shows the circuit of the subject of the invention. 1 shows a single-pole busbar from which the line 2 branches off. It is connected to this busbar via a switch 3. The line impedances are indicated by the inductance 4 and the resistor 5 . The inductance 4 and the resistor 5 have an impedance angle that is given by the line data a . 6 with a current transformer is shown, which feeds the electronic protective device 7. This supply does not take place, as is normally the case, directly via an ohmic resistor, from which a voltage is taken which is fed to the electronic measuring device, but it is carried via additional impedances. Several C impedances are connected in the supply line to the electronic protective device, namely the inductance 8 and the resistor 9 as well as the impedances 10 and 11. The voltage for the electronic protective device is taken from these two impedances. The impedance angle of the impedances 8 and 9 as well as 10 and 11 is now to be selected to be equal to the impedance angle of the line impedances 4 and 5 . In order to be able to adjust this, the resistors 9 and 10 can be made variable. But you can also change the inductances. Furthermore, it is entirely possible that the inductance 8 is already formed by the inductance of the current transformer itself. For this, however, the condition must now be observed that the inductance of the current transformer does not change with the level of the current. So you have to increase the saturation. It is sufficient here that the current transformer does not saturate in a known manner due to the direct current bias during the measuring time of the electronic protective device.

Man hat durch diese Einrichtung den Vorteil, den zeitverzögernden Einfluß der Gleichstromkomponente auszuschalten und erhält dadurch einen außerordentlich kurz wirkenden Schutz.This facility has the advantage of delaying it Switch off the influence of the direct current component and thereby receives an extraordinary short acting protection.

Claims

Claims: 1. Overcurrent protection device with electronic elements that monitor the instantaneous values of the current and are connected to the current transformer at-C, in which the current is converted into current-proportional voltages through a line image that has the same impedance angle as the line, d a - characterized in that adjustable impedances are provided in series with the secondary current transformer winding, which are adjustable so that the current transformer with these resistors has an impedance angle that is equal to that of the network to be monitored, and that the current transformer including these resistors by a resistor combination as Burden is completed, which also has an impedance angle equal to that of the network, and that the electronic elements are connected to this burden. 2. Overcurrent protection device according to Claim 1, characterized in that the converters are designed so that they are not saturated by the direct current component of the primary current during the measuring time of the protection device. Considered publications: German Auslegeschriften No. 1116 785, 1061 421, 1 046 162; Patent specification No. 7224 of the Office for Invention and Patents in the Soviet zone of occupation in Germany.