DE1238995B - Circuit arrangement for rapid tripping of circuit breakers in single-ended high-voltage lines - Google Patents
Circuit arrangement for rapid tripping of circuit breakers in single-ended high-voltage linesInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
HOIhHOIh
H02hH02h
Deutsche KI.: 21c-68/50German KI .: 21c-68/50
Nummer: 1238 995Number: 1238 995
Aktenzeichen: S 93263 VIII b/21 cFile number: S 93263 VIII b / 21 c
Anmeldetag: 21. September 1964Filing date: September 21, 1964
Auslegetag: 20. April 1967Open date: April 20, 1967
Hochspannungsanlagen weisen Leitungsabschnitte auf, die durch Leistungsschalter zu- und abgeschaltet werden können. Dieses Zu- und Abschalten erfolgt zum Teil durch automatisch gegebene Steuerbefehle, die sogenannten Selektivschutzsignale. Zum Selektiv- S Schutzsystem gehören örtliche Schutzrelais — das sind Schutzeinrichtungen, welche bei Überlastung oder Kurzschluß im Leitungsnetz ansprechen (Anregung) und dabei Richtung und Entfernung einer mutmaßlichen Kurzschlußstelle feststellen. Auf diese Weise soll der Leitungsabschnitt festgestellt und abgeschaltet werden, der den Kurzschluß aufweist. Im allgemeinen müssen die Leistungsschalter an beiden Enden der Hochspannungsstrecke ausgelöst werden. In wenig »vermaschten« Hochspannungsnetzen kornmen einseitig oder zeitweilig einseitig gespeiste Leitungsabschnitte vor. Tritt nun ein Kurzschluß auf dieser Strecke ein, dann wird dieser nur einseitig gespeist, und die »Anregung« der Schutzrelais erfolgt durch Überstrom nur an einem Leitungsende. Beim Selektivschutzsystem, bei dem die Bereitschaft auszulösen von beiden Leitungsenden aus signalisiert wird und ausgelöst wird, wenn diese Bereitschaft auszulösen für beide Leitungsenden zutrifft, kann ein solcher Kurzschluß nicht beseitigt werden, da der Schutzempfänger der angeregten Station von der nicht angeregten Station gesperrt wird.High-voltage systems have line sections that are switched on and off by circuit breakers can be. This switching on and off is partly done by automatically given control commands, the so-called selective protection signals. Local protection relays belong to the selective S protection system - das are protective devices that respond in the event of overload or short circuit in the line network (excitation) and determine the direction and distance of a suspected short-circuit point. To this The line section that has the short circuit is to be determined and disconnected. in the In general, the circuit breakers at both ends of the high-voltage line must be tripped. In little "meshed" high-voltage networks there are line sections fed on one side or temporarily on one side before. If a short circuit occurs on this route, it is only fed on one side, and the "excitation" of the protective relay occurs through overcurrent only at one end of the line. At the Selective protection system in which the readiness to trigger is signaled from both ends of the line and is triggered if this readiness to trigger applies to both line ends, such a Short-circuit cannot be eliminated because the protective receiver of the excited station is affected by the unexcited station is blocked.
Es ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der beim Nichtansprechen des Gegenrelais das vom Richtungsrelais ausgesandte Freigabezeichen zurückgesendet wird und damit eine Freigabe des angesprochenen Relais erreicht. Man nennt dies eine sogenannte »Echo-Schaltung«.A circuit arrangement is known in which, if the counter relay does not respond, that of the direction relay sent back release characters and thus a release of the addressed Relay reached. This is called a so-called "echo circuit".
Aufgabe der Erfindung ist es, eine dauernde Schutzsignalübertragung zu ermöglichen, wodurch einerseits Frequenzband eingespart bzw. andererseits das vorhandene Frequenzband besser ausgenutzt werden soll, ohne die Sicherheit bei der Übertragung zu vernachlässigen. Die Schnellauslösung der Leistungsschalter in einseitig gespeisten Hochspannungsleitungen soll dabei noch innerhalb der ersten Zeitstufe erfolgen.The object of the invention is to enable a permanent protection signal transmission, whereby on the one hand frequency band saved and on the other hand the existing frequency band better utilized without neglecting the security of the transmission. The rapid tripping of the circuit breaker in unilaterally fed high-voltage lines should still be within the first time stage take place.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Schnellauslösen von Leistungsschaltern in einseitig gespeisten Hochspannungsleitungen durch ein Selektivschutzgerät und zur Übertragung der Selektivschutzsignale im Sprachband eines Trägerfrequenzübertragungsgerätes .The invention relates to a circuit arrangement for rapid tripping of circuit breakers in single-ended high-voltage lines through a selective protection device and for transmission the selective protection signals in the voice band of a carrier frequency transmission device.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß dauernd eine Sperrfrequenz oberhalb des Sprachbandes
übertragen wird, die die den Selektivschutz steuernden Kontakte der Gegenstation sperrt, und daß beim
Schaltungsanordnung zum Schnellauslösen von
Leistungsschaltern in einseitig gespeisten
HochspannungsleitungenThe solution to the problem is that a blocking frequency above the voice band is continuously transmitted, which blocks the selective protection controlling contacts of the opposite station, and that in the circuit arrangement for rapid tripping of
Circuit breakers in single-ended
Power lines
Anmelder:Applicant:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, München 2, Wittelsbacherplatz 2Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, Munich 2, Wittelsbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
Erwin Schumm, MünchenNamed as inventor:
Erwin Schumm, Munich
Ansprechen des Anregerelais (Kontakt »an«) im Sender einer Station die Sprach- oder Datenübertragung abgeschaltet und innerhalb des Sprachbandes verschiedene Schutzfrequenzen, die den Stellungen von Schaltern dieser angeregten Stationen entsprechen, übertragen werden und daß in der Gegenstation durch eine Auswerteschaltung die entsprechenden Kontakte betätigt werden.If the trigger relay (contact "on") in the transmitter of a station, the voice or data transmission is switched off and various protective frequencies are transmitted within the voice band, which correspond to the positions of switches in these excited stations, and that the corresponding contacts are actuated in the opposite station by an evaluation circuit will.
Da es bei der Schutzsignalübertragung auf kurze Zeiten und Sicherheit ankommt, ist es vorteilhaft, die Warte- und Umschaltezeiten auf der Empfangsseite zu vermeiden und dafür diese Zeit zur Erhöhung der Sicherheit auszunutzen. Der Grundgedanke der Erfindung ist, das Frequenzband des Übertragungskanals dauernd mit einer Schutzsignalübertragung zu belegen und während der langen Zeit, in der kein Schutzfall besteht, im gleichen Kanal zusätzlich ein Ferngespräch einschließlich der Wählsignale zu übertragen. Dabei darf gegenseitig keine störende Beeinflussung stattfinden. Nur während der kurzen Zeitdauer eines Schutzfalles darf das Ferngespräch zugunsten der Schutzsignale gestört und sendeseitig unterbrochen werden. Es müssen dabei zwei voneinander unabhängige Schutzsignale übertragen werden. Ein Selektivschutzgerät ist in beiden Schaltstationen an den Leitungsenden einer Hochspannungsleitung angeordnet, und beim Vorliegen einer Anregung sendet das Selektivschutzgerät durch ein Selektivschutzsignal seine Bereitschaft aus, den Leistungsschalter auszulösen.Since short times and security are important when transmitting protective signals, it is advantageous to use the Avoid waiting and switching times on the receiving side and instead use this time to increase the Exploiting security. The basic idea of the invention is to continuously cover the frequency band of the transmission channel with a protective signal transmission and during the long time in which there is no protection case, additionally in the same channel To transmit long distance calls including dial signals. There must be no mutual interference occur. Long-distance calls may only be used for the short duration of a protection case the protection signals are disturbed and interrupted on the transmission side. There have to be two of each other independent protection signals are transmitted. A selective protection device is in both switching stations arranged at the line ends of a high-voltage line, and when there is an excitation the selective protection device sends its readiness via a selective protection signal, the circuit breaker trigger.
Durch diese Maßnahme ist es möglich, einseitig gespeiste Leitungsabschnitte noch in der ersten Zeitstufe, d. h. innerhalb 100 ms, auszuschalten.With this measure it is possible to use unilaterally fed line sections in the first time stage, d. H. switch off within 100 ms.
Ein Kurzschluß in einem einseitig gespeisten Leitungsabschnitt kann auch durch einen Widerstand-Zeit-Schutz festgestellt werden. Ein solcher Wider-A short circuit in a line section fed from one side can also be caused by a resistance-time protection to be established. Such a contradiction
709 550/200709 550/200
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Standszeitpunkt würde bei weit entfernten Kurz- ist ebenfalls geschlossen zu denken — und den Anschlüssen erst nach der zweiten Zeitstufe, also nach regeschalter an zur Übertragungseinrichtung gelangt. 500 ms, abschalten. Es gibt weiterhin ein Vergleichs- Es kann nun entweder eine Sprachübertragung oder Schutzsystem, das die Energierichtungen von beiden Datenübertragung durchgeführt werden. Die Über-Leitungsenden bewertet. Dieses Schutzsystem ist 5 tragungseinrichtung in der Sendestelle S besteht aus nicht in der Lage, einen Kurzschluß zu erkennen, einem Niederfrequenz-Zwischenzeit-Umsetzer NFIZF wenn die Richtungsangabe von der nicht angeregten mit dem dazu erforderlichen Zwischenfrequenz-Station fehlt. Trägergenerator ZFT sowie der Umsetzung von derIf the standstill time is far away, it would also be considered closed - and the connections would only reach the transmission device after the second time stage, i.e. after the main switch on. 500 ms, switch off. There is also a comparison- It can now either be a voice transmission or a protection system that controls the directions of energy from both data transmission. The over-line ends are valued. This protection system is 5 transmission device in the transmission point S consists of not able to detect a short circuit, a low-frequency intermediate time converter NFIZF if the direction of the unexcited with the necessary intermediate frequency station is missing. Carrier generator ZFT as well as the implementation of the
Der von einem Kurzschluß betroffene Leitungs- Zwischenfrequenzlage in die Hochfrequenzlage mit abschnitt muß nicht nur äußerst schnell abgeschaltet io dem Hochfrequenz-Trägergenerator HFTs. Das hochwerden, sondern ebenso rasch wieder zugeschaltet frequente Ausgangssignal gelangt über das Hochwerden können; die Unterbrechung soll so kurz sein, frequenz-Filter HFs und die Hochspannungsleitung daß der Gleichlauf der speisenden Generatoren er- HL zum zugehörigen Empfänger in der Gegenstation, halten bleibt, so daß die Leitungen nicht erneut ein- Das Schutzgerät ist über ein Ankopplungsglied AKG gephast werden müssen. Die Zeit vor Beginn des 15 an die Hochspannungsleitung HL angeschlossen, Kurzschlusses bis zum Abschalten soll möglichst kurz welche nach der einen Seite eine Hochfrequenzsperre sein (< 100 ms). Die Zeit zwischen Abschalten und HFS besitzt. Das Schutzgerät weist einen Sendeteil S Wiedereinschalten muß ein wenig langer als die Ent- — der dazugehörige Empfängerteil befindet sich in ionisationszeit der Luft nach Erlöschen des Licht- der Gegenstation — und einen Empfängerteil E bogens sein, d. h. etwa 300 ms. 20 — der dazugehörige Sendeteil befindet sich in derThe line intermediate frequency position affected by a short circuit in the high frequency position with section must not only be switched off extremely quickly in the high frequency carrier generator HFTs. The high-frequency output signal, which is switched on again just as quickly, comes through the ability to get high; the interruption should be as short, frequency filter HFs and the high-voltage line that the synchronization of the supply generators ER HL remains the associated receiver in the remote station hold, so that the lines are not switched on again, the protection device is to be phased over a coupling element AKG have to. The time before the start of the 15 connected to the high-voltage line HL , short circuit until shutdown should be as short as possible, which on one side should be a high-frequency block (<100 ms). The time between shutdown and HFS has. The protective device has a transmitter part S restarting must be a little longer than the start - the associated receiver part is in the ionization time of the air after the light has gone out - the opposite station - and a receiver part E arc, ie about 300 ms. 20 - the corresponding transmitter part is located in the
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen dis- Gegenstation — auf, beide sind mittels einer Hoch-The invention is based on the drawings.
kutiert. Darin zeigt frequenzgabel HFG miteinander verbunden.kutiert. In it shows frequency fork HFG connected to each other.
Fig. 1 ein Blockschaltbild für Schnellauslösung Dem EmpfängerteilE wird das vom Sender derFig. 1 is a block diagram for quick release The receiver part E is the transmitter of the
und Alarm-Rückmeldung einer einseitig gespeisten Gegenstation ausgesandte hochfrequente Signal überand alarm feedback from a unilaterally fed counter station via a high-frequency signal transmitted
Hochspannungsstrecke, 25 das Ankopplungsglied AKG und die Hochfrequenz-High-voltage line, 25 the coupling element AKG and the high-frequency
F i g. 2 eine solche Einrichtung für »Dreieck- gabel HFG zugeleitet. Im Empfänger wird die träger-F i g. 2 such a device for »triangular fork HFG . In the recipient, the carrier
Schutz«. Die für die Erfindung maßgeblichen Teile frequente Nachricht von der Hochfrequenzlage HF Protection". The parts that are decisive for the invention are high-frequency messages from the high-frequency position HF
sind kräftiger gehalten als die übrigen Teile. über die Zwischenfrequenzlage ZF in die Nieder-are held stronger than the other parts. via the intermediate frequency position ZF into the low
Da es sich bei den zu schützenden Leitungen mei- frequenzlage NF umgesetzt. Dazu dienen entsprestens
um Doppelleitungssysteme handelt, d.h., daß 3° chende Bandpässe, Umsetzer, Verstärker und Entauf
einem Leitungsmastsystem zwei Drehstrom- zerrer, von denen der Hochfrequenz-Trägergenerator
systeme aufgehängt sind, werden für die Feststellung, HFTe und der Zwischenfrequenz-Trägergenerator
auf welcher der Leitungen ein Fehler vorliegt, vier ZFT angegeben sind. Das niederfrequente Signal
Frequenzen benötigt. Der Sender S in F i g. 1 umfaßt wird über das Pilotfilter FP dem Begrenzerverstärker
Mittel zur Erzeugung von vier Frequenzen nach dem 35 BVr sowie dem Begrenzerverstärker BVa und dei
Frequenz-Stufenverfahren (F6-Modulation). Die Aus- nachgeschalteten Erkennungs- und Bewertungsschalsendung
der vier Frequenzen durch den Frequenz- tang F, Be zugeführt. Die Erkennungsschaltang P
generator F 6 ist abhängig von der Stellung der bei- trennt das empfangene Signal wieder in vier Beden
Schalter si und sll. Die beiden Schalter si und reiche (/1 bis /4), die Bewertungsschaltung Be be-
s II sind den beiden Drehstromsystemen zugeordnet, 40 wertet die empfangenen Signale und bildet Steuer-
und je nachdem in welchem System ein Fehler auf- signale für die Relais M und N. Die Ruhefrequenz /1
tritt, wird der Schalter si, sll oder beide Kontakte wird als Pilot verwendet und bewirkt nach der Ausgeschlossen.
Die beiden Schalter werden z. B. von siebung durch das Filter FP und Verstärkung VP
einem Richtungsrelais oder von einem Distanzschutz eine Verstärkungsregelung VHR des trägerfrequenbetäügt.
Die eine Frequenz /2 wird übertragen, 45 ten Sprachsignals, Aus der Frequenz /1 werden nach
wenn ein Schalter si betätigt wurde, die zweite Fre- dem Begrenzerverstärker BVr und dem Frequenzquenz
/3 wird übertragen, wenn der zweite Schalter Demodulator Dw, entsprechend der Frequenzumtasll
betätigt wurde, und eine dritte Frequenz/4 stung im Sender Fl, die Impulse für den angeschloswird
bei der Betätigung beider Schalter si, sll senen Wahlkanal Kwe gewonnen. Ein übertragenes
übertragen. Während die drei Frequenzen /2, /3, /4 50 Ferngespräch wird durch die Sprachfilter NFte, die
im Sprachband übertragen werden, wird die vierte Sprachverstärker Vte und Niederfrequenzgabel NFG
Frequenz /1 oberhalb des Sprachbandes übertragen gerennt und einem Fernsprechkanal Kt zugeführt,
und dient als Sperrfrequenz für die Kontakte ml,nl Beim Vorliegen einer Anregung wird der Anregeder
Gegenstation. Die Sperrfrequenz verhindert das schalter an umgelegt, und es wird ein Schutzsignal
Ansprechen der Kontaktemi, η 1 während der Über- 55 entsprechend der Stellung der Sendeschalter si und
tragung von Daten oder Ferngesprächen. Außerdem 5II vom Sender F 6 ausgesendet. Durch das Anwird
die Sperrfrequenz zusätzlich als Pilotfrequenz sprechen des Anregekontaktes an wird die Ausfür
eine Amplitudenregelung der Sprachübertragung sendung der Sprach- oder Datennachrichten sowie
und mittels Fl-Modulation mit kleinem Frequenz- die Übermittlung der Ruhefrequenz/1 unterbunden,
hub für die Teilnehmerwahl benutzt. Die Schutz- 60 Je nachdem, ob si, sll oder si und silbetätigt wursignalübertragung
benötigt die Amplitudenregelung den, wird nun die Frequenz/2, /3 oder /4 übertranicht.
gen, und nach der Auswertung im Empfangsteil EBecause the lines to be protected have a multi-frequency LF implemented. For this purpose, double-line systems are used, ie that 3 ° corresponding bandpass filters, converters, amplifiers and two three-phase current distortions, from which the high-frequency carrier generator systems are suspended, are used for the determination, HFTe and the intermediate frequency carrier generator on which one line mast system there is an error in the lines, four ZFT are specified. The low frequency signal requires frequencies. The transmitter S in FIG. 1 comprises pilot filter is the FP to the limiter means for generating four frequencies after 35 BVR and the limiter BVa and dei frequency-stage process (F6) modulation. The detection and evaluation message sent off downstream of the four frequencies is fed through the frequency tang F, Be. The detection switch P generator F 6 is dependent on the position of the separates the received signal again into four operating switches si and sll. The two switches si and rich (/ 1/4), the evaluation circuit Be sawn s II are associated with the two three-phase systems, 40, the received signals evaluates and provides control and depending on which system up an error signals for the relays M and N. The rest frequency / 1 occurs, the switch si, sll or both contacts is used as a pilot and causes after the excluded. The two switches are z. B. from sieving through the filter FP and gain VP a direction relay or from a distance protection a gain control VHR of the carrier frequency. The one frequency / 2 is transmitted, the 45th voice signal, the frequency / 1 is transmitted when a switch si has been activated, the second frequency is the limiter amplifier BVr and the frequency sequence / 3 is transmitted when the second switch demodulator Dw, according to the Frequency reversal was actuated, and a third frequency / 4 stung in the transmitter Fl, the pulses for the connected by actuating both switches si, sll senen selector channel Kwe obtained. A transmitted transmitted. While the three frequencies / 2, / 3, / 4 50 long-distance calls are transmitted through the voice filter NFte, which are transmitted in the voice band, the fourth voice amplifier Vte and low- frequency fork NFG frequency / 1 is transmitted above the voice band and fed to a telephone channel Kt,
and serves as the blocking frequency for the contacts ml, nl . The blocking frequency prevents the switch from being thrown, and a protective signal is triggered by the contacts, η 1 during the transmission of data or long-distance calls. In addition, 5II sent out by the transmitter F 6 . By Anwird the trap frequency in addition as a pilot frequency speak to the excitation contact the vers an amplitude control of the voice transmission of voice or data messages as well, and by means of Fl-modulation with a small frequency the transmission of the rest frequency / 1 inhibited hub used for subscriber selection. The protection 60 Depending on whether si, sll or si and sil signal transmission is required, the amplitude control requires the frequency / 2, / 3 or / 4 is now transmitted. gen, and after the evaluation in the receiving part E
Normalerweise liegt die Ruhestellung vor, dabei der Gegenstation werden die Kontakte n, m oder η wird die Frequenz/1 übertragen, die getrennt in und m betätigt. Die Kontakte η 1 und mi können einem SenderFl erzeugt wird, und über den Über- 65 z.B. eine Auslösung der zugeordneten Leistungswachungsschalter Ul — der in diesem Fall als ge- schalter oder eine Umschaltung auf eine andere Zeitschlossen zu denken ist — die Verbindungsschalter stufe hervorrufen. Sie dienen daher zur Steuerung m2 und η2, den Unterbrecherkontakt alS — dieser des Selektivschutzes.Normally the rest position is present, the contacts n, m or η are transmitted to the opposite station, the frequency / 1 is transmitted, which is actuated separately in and m. The contacts η 1 and mi can be generated by a transmitterFl, and trigger the associated power monitoring switch Ul - which in this case is to be thought of as a switch or a switchover to a different time switch - via the connection switch stage. They are therefore used to control m2 and η2, the breaker contact ALS - that of the selective protection.
Claims (1)
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| CH1193465A CH440427A (en) | 1964-09-21 | 1965-08-25 | Circuit arrangement for one-sided rapid tripping of at least one circuit breaker in high-voltage systems |
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|---|---|---|---|---|
| DE1100782B (en) * | 1960-02-02 | 1961-03-02 | Siemens Ag | Monitoring circuit for high voltage lines |
| DE1102890B (en) * | 1960-02-03 | 1961-03-23 | Siemens Ag | Protection device for high voltage lines |
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-
1965
- 1965-08-25 CH CH1193465A patent/CH440427A/en unknown
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- 1965-09-21 BE BE669900D patent/BE669900A/xx unknown
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE669900A (en) | 1966-03-21 |
| SE316824B (en) | 1969-11-03 |
| CH440427A (en) | 1967-07-31 |
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Legal Events
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