DE2701989C2

DE2701989C2 - Anregeschaltung mit unstetiger Kennlinie für eine mehrphasige Netzschutzeinrichtung

Info

Publication number: DE2701989C2
Application number: DE2701989A
Authority: DE
Inventors: Hendro Dr. 6000 Frankfurt Rijanto
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-01-19
Filing date: 1977-01-19
Publication date: 1979-02-08
Also published as: ATA34678A; CH626757A5; SE426638B; SE7800203L; DE2701989B1; AT363543B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anregeschaltung mit unstetiger Kennlinie für eine mehrphasige Netzschutzeinrichtung, die in jeder Phase drei unterschiedliche, alternativ wirkende Überstromstufen aufweist, durch die logische Schaltglieder beaufschlagt sind, wobei der ersten, die Fußpunktempfindlichkeit festlegenden Überstromstufe eine Unterspannungsanregung zugeordnet ist, die zweite Überstromstufe mit einem Diskriminatorsignal verknüpft ist, das Überlastbetrieb im gesunden Netz vom Fehlerfall unterscheidet und wobei die dritte Überstromstufe mit dem höchsten Ansprechwert unmittelbar ein Anregesignal für die betreffende Phase bei Überschreiten des Ansprechwertes liefert.

Eine derartige Anregeschaltung ist aus der DE-AS 46 776 bekannt. Diese bekannte Schaltung sieht da die Kurzschlußleistung in Hochspannungsnetzen, von der die Größe des Kurzschlußstromes wiederum abhängig ist, starken Schwankungen ausgesetzt sein kann, für sechssystemige Distanzschutzeinrichtungen die sogenannte winkelabhängige Unterimpedanzanregung vor. Die Ansprechkennlinie einer solchen Anregung ist in F i g. 1 dargestellt. Auf der Abzisse ist das Verhältnis des Stromes I zum Nennstrom I_n, auf der Ordinate das Verhältnis der Spannung L/zur Nennspannung U_n aufgetragen. Die Unterimpedanzanregung besteht für jede Leiterphase aus zwei Überstromanreeuneen mit den Schwellwerten Idl bzw. Idk und einer Kombination aus einer Oberstromanregung mit dem Schwelllwert Jf mit einer Unterspannungsanregung mit dem Schwellwert Uf, wobei die SchweUwerte I_Fund Uf auch in der Literatur als »FußpunktempFindlichkeit« s bezeichnet werden. Die Winkelabhängigkeit der Anregung dient dazu, im gesunden, symmetrischen Nets Überlastbetrieb zu ermöglichen, solange der Lastwinkel des Laststromes Il den vorgegebenen Wert z- B. induktiv 35°, nicht überschreitet Der Effektivwert des

ίο Laststromes Il kann dabei wesentlich größere Werte als der Wert der für den Fehlerfall eingestellten Überstromanregung erreichen, ohne daß eine Freigabe des Distanz- und Richtungsentscheids erfolgt d.h. ist /> Idk und < Idl, so erfolgt keine Anregung, wenn der Winkel <35° ist Ist /> Idl, so erfolgt in jedem Fall eine Anregung.

Bei der bekannten Anrsgeschaltung ist die Erfassung des Lastwinkels mit einigem schalttechnischen Aufwand verbunden. Außerdem besteht in den Fällen, in denen der Oberstrom zwischen den Schweliwerten Idl und Idk liegt, also in dem Bereich, in dem der Überstrom an sich bereits eine Anregung hervorrufen soll, falls der Lastwinkel > 35° ist (Kurzschluß), die Möglichkeit daß bei unsymmetrischen Fehlern die Anregung nicht mehr phasenselektiv ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Anregeschaltung gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 so weiterzubilden, daß sich der Schaltungsaufbau vereinfacht und die Selektivität erhöht. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Die Erfindung weist die Vorteile auf, daß der Schaltungsaufbau einfacher und die Selektivität höher ist

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert Es zeigt

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Anregeschaltung nach der Erfindung, und zwar für die Phase R,

F i g. 3 ein Bockschaltbild einer Schaltung zur Erfassung einer Änderung der Größe der Phasenspannung der Phase R, die als Eingangsgröße in der Schaltung nach F i g. 2 verwendet wird.
Die Anregeschaltung nach der Erfindung besitzt in jeder Phase ebenfalls eine unstetige Kennlinie nach Fig. 1. Ein UND-Glied 1 in Fig.2 liefert somit in bekannter Weise die Anregung beim kleinsten Stromschwellwert die sich aus einer Überstromanregung — Phasenstrom /« > Schwellwert If — und einer Unterspannungsanregung — Phasenspannung Ur < Schwellwert Uf — zusammensetzt um den Fällen eines Netzbetriebes mit geringer Kurzschlußleistung gerecht zu werden. Wird der an einem nicht dargestellten, in der Phase R befindlichen Überstromrelais eingestellte Schwellwert I_F überschritten bzw. der an einem ebenfalls nicht dargestellten an der Phase R befindlichen Unterspannungsrelais eingestellte Schwellwert Uf unterschritten, dann erfolgt über ein ODER-Glied 2 eine Anregung für die Phase R.

Damit ein Lastbetrieb mit hohen Strömen ermöglicht wird, ist auch im Fall der Erfindung eine 2-stufige Überstromanregung, mit den Schwellwerten Idk und loh notwendig. Mit dem Schwellwert Idl wird die Grenze für den Laststrom festgelegt. Sobald der Schwellwert Idl überschritten wird, erfolgt in der betroffenen Phase über den unteren Eingang des ODER-Gliedes 2 in bekannter Weise eine Anregung.
Trotz großer Kurzschlußleistung ist bei langen

Leitungen in vielen Fehlerfällen der Kurzschlußstrom Ik kleiner als der Schwellwert Idl. Damit solche Fehlerfälle (Ik > Idk aber kleiner als Idl) auch erkannt werden, ist im bekannten Fall eine lastwinkelabhängigp Anregung vorgesehen, die unterscheidet, ob der Strom ein Last- oder Kurzschlußstrom ist

Im Fall der Erfindung wird anstelle der winkelabhängigen Anregung eine Bedingung eingeführt, die durch ein UND-Glied 3 vorgegeben wird. Dieses UND-Glied 3 hat ein Ausgangssignal und erzeugt über das ODER-Glied 2 eine Anregung für die Phase R, wenn der Strom in der Phase R den Schwellwert Idk überschreitet und eine Verringerung in der Phasenspannung Ur auftritt,d.h. A U_R kleiner als Null ist Dieses Kriterium erfaßt mit Vorteil auch bei unsymmetrischen Fehlern is phasenselektiv den Kurzschlußfall und zwar mit verhältnismäßig geringem Aufwand, wie auch aus der später noch zu erläuternden Fig.3 hervorgeht Die absolute Höhe der Spannung wäre als Kriterium weniger geeignet, weil diese Höhe vom Einsatzort, vom Lastzustand usw. abhängig wäre. Die Änderung der Spannung in negativer Richtung ist jedoch davon abhängig; sie meldet eindeutig eine Spannungsabsenkung im Netz.

Die vorzeichenrichtige Spannungsänderung kann auf verschiedene Weise erfaßt werden, z. B. mittels eines gepolten Differenziergliedes usw. Eine spezielle Schaltung zur Erfassung der Spannungsabsenkung zeigt F i g. 3. Aus der Phasenspannung Ur wird mittels einer Stufe 4 eine Gleichspannung gebildet, die einmal direkt und zum anderen über einen Umschalter 5 und ein Laufzeitglied 6 mittelbar auf eine Summierungsstelle 7 geschaltet wird.

Das Laufzeitglied 6 hat eine Verzögerung von 50 bis 100 ms. Tritt ein Fehler in der Phase R auf, so ist die Amplitude der Spannung der kranken Phase R am linken Eingang der Summierungsstelle 7 für die Dauer von 50 bis 100 ms kleiner als dis Amplitude der verzögerten Spannung (unterer Eingang der Summierungsstelle 7), so daß sich mit Hilfe des Amplitudenvergleichs der Phasenspannung und einer davon abgeleiteten verzögerten Spannung in der Summierungsstelle 7 die kranke(n) Phase(n) ermitteln läßt (lassen).

Um nach der Wiedereinschaltung einer Kurzunterbrechung (KU) den Spannungsvergleich durchführen zu können, ist während der spannungslosen Pause dem Meßsystem eine gesunde Spannung vorzutäuschen. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß dem Laufzeitglied 6 eine der beiden anderen Phasenspannungen für eine gewisse Zeit zugeführt wird. In F i g. 3 wird dies durch den Umschalter 5 erzielt, an den eine von der Phase S mittels einer Stufe 8 abgeleitete Gleichspannung angelegt ist, und der für die Dauer der Kurzunterbrechung KU umgelegt wird.

Die F i g. 2 bis 3 zeigen jeweils Schaltungen für eine Phase. Es ist selbstverständlich, daß für die anderen Phasen entsprechende Schaltungen vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anregeschaltung mit unstetiger Kennlinie für eine mehrphasige Netzschutzeinrichtung, die in jeder Phase drei unterschiedliche, alternativ wirkende Überstromstufen aufweist, durch die logische Schaltglieder beaufschlagt sind, wobei der ersten, die Fußpunktempfindlichkeit festlegenden Oberstromstufe eine Unterspannungsanregung zugeordnet ist, die zweite Oberstromstufe mit einem Diskriminatorsignal verknüpft ist, das Oberlastbetrieb im gesunden Netz vom Fehlerfall unterscheidet, und wobei die dritte Oberstromstufe mit dem höchsten Ansprechwert unmittelbar ein Anregesignal für die betreffende Phase bei Überschreiten des Ansprechwertes liefert, dadurch gekennzeichnet, daß das Diskriminatorsignal durch eine Überwachungsschaltung (4 bis 8) gebildet ist, die auf eine Spannungsabsenkung in der zugeordneten Phase anspricht

2. Anregeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung (4 bis 8) eine Summierstufe (7) enthält, der ein von der zugeordneten Phasenspannung abgeleitetes Gleichspannungssignal sowohl direkt als auch über ein Laufzeitglied (6) zugeführt ist

3. Anregeschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Laufzeitglied (6) ein Umschalter (5) vorgeschaltet ist an den eine von einer anderen Phase abgeleitete Hilfsspannung zusätzlich angelegt ist, und der abhängig von einer Kurzunterbrechung in der zugeordneten Phase auf diese Hilfsspannung umschaltbar ist.

4. Anregeschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit des Laufzeitgliedes (6) 50—100 ms beträgt.