DE2134920A1

DE2134920A1 - PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR PROTECTION OF DC TRANSMISSION LINES

Info

Publication number: DE2134920A1
Application number: DE2134920A
Authority: DE
Inventors: Wasilij Makarowits Marantschak; Wladimir Nikolaewitsch Nowella
Original assignee: Moskovsky Energetichesky Institut
Current assignee: Moskovsky Energetichesky Institut
Priority date: 1971-07-05
Filing date: 1971-07-13
Publication date: 1973-01-25
Also published as: CA985367A; JPS5332491B2; JPS4825847A; GB1411081A; DE2134920B2; FR2148377A1; SE365663B; FR2148377B1

Description

Verfahren und Einrichtung zum Schutz von Gleichstrom-Übertragungsleitungen Die Erfindung betrifft das Gebiet der Relaisschutztechnik von Energiesystemen, insbesondere ein Schutzverfahren und eine -einrichtung gegen Kurzschlüsse bei Gleichstrom-Übertragungsleitungen, Es ist ein Schutzverfahren gegen Kurfsch4üsse bei GleichstromÜbertragungsleitungen bekannt, wo die Fehlererfassung sowohl in den Umformerstationen als. auch auf der eigentlich zu schützenden Leitung durch Auswertung der Mittelwertdifferenz gleichgerichteter Spannung in der Elektroenergie-Übertragungsleitung zustande kommt, während die Störungserfassung auf der eigentlich zu schützenden Leitung durch Auswertung des Unterschiedes in den Werten der zeitlichen Ableitungen von Spannungsaugenblickswerten in der zu schützenden Leitung vorgenommen wird. Hierbei-kommen die Fehler sowohl in den Umformerstationen als auch auf der eigentlich zu schützenden Gleichstrom-Übertragungsleitung (vgl. z. B. UdSSR-Urheberschein Nr. 237/981, Kl. Method and device for the protection of direct current transmission lines The invention relates to the field of relay protection technology for energy systems, in particular a protection method and device against short circuits in direct current transmission lines, It is a protection method against short shots in direct current transmission lines known where the fault detection both in the converter stations as. also on the line actually to be protected by evaluating the mean value difference in the same direction Voltage in the electric power transmission line comes about during fault detection on the line actually to be protected by evaluating the difference in the values of the time derivatives of instantaneous voltage values in the to be protected Line is made. Here the errors come both in the converter stations as well as on the direct current transmission line that is actually to be protected (cf. z. B. USSR copyright certificate No. 237/981, cl.

21c, 68/50; IPK H 02d) in Frage.21c, 68/50; IPK H 02d) in question.

Schutzeinrichtungen gegen Kurzschlüsse bei Gleichstrom-Übertragungsleitungen sind bekannt. Unter einer Gleichstrom-Ubertragungsleitung werden hier und im folgenden die eigentlich zu schützende Leitung und die an deren Anfang und Ende angeschlossenen Umformerstationen verstanden. Diese Einrichtungen weisen Einheiten-zur Fehlererfassung sowohl auf der eigentlich zu schützenden Leitung als rauch in einer Umformerstation der Gleichstrom-Übertragungsleitung auf. Die letztere enthält einen Spannungsübertragungsweg, dessen Eingang an einen Spannungsmittelwertgeber in der zu schützenden Leitung angeschlossen ist, und einen Stromübertragungsweg, dessen Eingang an einen Gleichstromgeber in der zu schützenden Elektroenergie-Übertragungsleitung angeschaltet ist. Die Einheit zur Fehlererfassung in der eigentlich zu schützenden Lei tung umfaßt ein Meßorgan, dessen Eingang an einen Spannungsaugenblickswertgeber in der zu schützenden Leitung angeschlossen ist, und ein Stellorgan, das an den Ausgang des Meßorgans angeschaltet ist (vgl. z. B. UdSSR-Urheberschein Nr. 226 705, Kl. 21c, 68/50; IPK H 02d). Protective devices against short circuits in direct current transmission lines are known. A direct current transmission line is used here and below the line actually to be protected and the lines connected at its beginning and end Understand converter stations. These facilities have units-for error detection both on the line that is actually to be protected and smoke in a converter station the DC transmission line. The latter contains a voltage transmission path, whose input is connected to a voltage mean value transmitter in the line to be protected is, and a current transmission path, the input of which is connected to a DC current transmitter in the electrical power transmission line to be protected is switched on. The unit to detect errors in the line actually to be protected comprises a measuring element, its input to a voltage instantaneous value transmitter in the line to be protected is connected, and an actuator which is connected to the output of the measuring element (see e.g. USSR copyright certificate No. 226 705, class 21c, 68/50; IPK H 02d).

Ein Nachteil des bekannten Schutzverfahrens-besteht in der Ermöglichung einer derartigen Betriebsart der Gleichstrom-Übertragungsleitung, bei der sich die zu messenden Mittelwerte der gleichgerichteten Spannung in der zu schützenden Leitung bei Störungen und im Normalbetrieb voneinander wenig unterscheiden. A disadvantage of the known protection method is that it is possible such a mode of operation of the DC transmission line in which the Mean values to be measured of the rectified voltage in the line to be protected differ little from each other in the event of malfunctions and normal operation.

Darüber hinaus haftet dem bekannten Schutzverfahren der Mangel an, daß die Größe der zeitlichen AbleitPung des Spannungsaugenblickswertes in der zu schützenden Leitung von der Anzahl der normal betriebenen Umformerbrücke;n -i:n. In addition, there is a defect in the known protective procedure, that the size of the time derivative of the instantaneous voltage value in the to protective line depends on the number of normally operated converter bridges; n -i: n.

der zu schützenden Leitung abhängt.depends on the line to be protected.

Gleichzeitig weisen die bekannten Einrichtungen eine unzureichende Empfindlichkeit bei der Fehlerermittlung in zu schützender Leitung größerer Länge auf, weil bei entfernten Störungsstellen der Mittelwert der gleichgerichteten Spannung am Anfang der zu schützenden Leitung erheblich ansteigt. Infolgedessen kann der Unterschied zwischen dem genannten und einem dem Ansprechwert der Einrichtung entsprechenden Spannungswert nicht groß genug sein. Darüber hinaus bat die Ausnutzung des Spannungsmittelwertes bei der zu schützenden Leitung als Ansprechwert der Einrichtung zum Schutz der Elektroenergie-Übertragungsleitung eine Herabsetzung der Schnellansprechbarkeit der Einrichtung zur Folge. At the same time, the known devices are inadequate Sensitivity in the detection of faults in the line to be protected of greater length because the mean value of the rectified voltage at distant points of interference increases significantly at the beginning of the line to be protected. As a result, the Difference between the mentioned and one corresponding to the response value of the device Voltage value should not be large enough. In addition, the utilization of the mean voltage value asked for the line to be protected as the response value of the device for protecting the electrical power transmission line a reduction in the ability to respond quickly to the facility.

Außerdem besitzen die bekannten Einrichtungen keine ausreichende Empfindlichkeit bei der Störungserfassung in der eigentlich zu schützenden Elektroenergie-Übertragungsleitung größerer Länge wegen der Verkleinerung des Unterschiedes bei den Werten der zeitlichen Ableitungen des Spannungsaugenblickswertes am Anfang der zu schützenden Leitung bei einer Verkleinerung der Anzahl der normal betriebenen Umformerbrücken einer Gleichs trom-Übertragungs leitung. In addition, the known devices are insufficient Sensitivity in the detection of faults in the electrical power transmission line that is actually to be protected greater length because of the reduction in the difference in the values of the temporal Derivatives of the instantaneous voltage value at the beginning of the line to be protected with a reduction in the number of normally operated converter bridges one DC transmission line.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter -Vermeidung der genannten Mängel eine derartiges Schutzverfahren für Gleichstrom-Übertragungsleitungen und eine derartige Einrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, so daß eine Erhöhung von Empfindlichkeit und schnellem Ansprechen bei der Fehlererfassung sowohl in den Umformerstationen als auch auf der eigentlich zu schützenden Leitung möglich und bei der im Falle einer Störungserfassung in der eigentlich zu schützenden Leitung derMeßwert der zeitlichen Ableitung des Spannungsaugenblickswertes am Anfang der zu schützenden Leitung von der Anzahl der arbeitenden Umformerbrücken einer Elektroenergie-Übertragungsleitung unabhängig ist0 Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Schutz von Gleichstrom-Übertragungsleitungen, bei dem elektrische Größen eines der Spannung in der Leitung proportionalen Kontrollsignals mit den Kenngrößen eines Vergleichssignals verglichen werden, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Vergleichswert des Kontrollsignals der Momentanwert der Spannung genommen wird, die mit einer Vergleichs spannung im Laufe von mindestens zwei aufeinanderfolgenden festgelegten Zeitintervallen verglichen wird, deren Gesamtdauer eine Periode des umzuformenden Wechselstromes unterschreis tet, wobei die Dauer des ersten Zeitintervalls nicht größer als die des zweiten ist. The invention is based on the object, avoiding those mentioned Defects such a protection method for DC transmission lines and to create such a device for its implementation, so that an increase of sensitivity and quick response in fault detection both in the Transformer stations as well as on the line actually to be protected in the event of a fault detection in what is actually to be protected Line the measured value of the time derivative of the instantaneous voltage value at the beginning of the line to be protected on the number of working converter bridges one Electric power transmission line is independent0 This task is performed by a Method for the protection of direct current transmission lines in which electrical Sizes of a control signal proportional to the voltage in the line with the Parameters of a comparison signal are compared, solved according to the invention by that the instantaneous value of the voltage is taken as the comparison value of the control signal will that with a comparison voltage in the course of at least two consecutive specified time intervals, the total duration of which is a period of the The alternating current to be converted is shortened, the duration of the first time interval is not greater than that of the second.

Es ist zweckmäßig, bei der Fehlererfassung in der eigentlich zu schützenden Leitung, daß als Vergleichswert des Kontrollsignals ein auf'ein Zeitintervall vom Augenblick der Entstehung eines Zuwachses des durch eine Störung auf der Leitung ausgelösten Kontrollsignals bis zum Augenblick des Eintreffens im Meßpunkt einer Anderung der Front einer an der Störstelle entstandenen und sich in Richtung des genannten Punktes in einem durch Leiter und Erde gebildeten Stromkreis fortpflanzenden elektromagnetischen Welle bezogener relativer Zuwachs dieses Kontrollsignals gewählt wird. It is useful when recording errors in the actually to be protected Line that as a comparison value of the control signal a auf'ein time interval from Moment of the emergence of an increase in due to a disturbance on the line triggered control signal until the moment it arrives at the measuring point of a Change in the front of one that has arisen at the point of failure and moves in the direction of the mentioned point in a circuit formed by conductor and earth Electromagnetic wave-related relative increase of this control signal selected will.

Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Einheit-zur Fehlerermittlung in der eigentlich zu schützenden Elektroenergie-Übertragungsleitung,' die ein Meßorgan, an dessen Eingang ein dem Spannungsaugenblickswert in der Elektroenergie-Übertragungsleitung proportionales Signal eintrifft, und ein an den Ausgang des Meßorgans angeschlossenes Stellorgan aufweist, sowie mit einer Störungen in der eigentlich zu schützenden Leitung und in einer Umformerstation erfassenden Einheit einschließlich einem Spannungs- und Stromübertragungsweg, die miteinander durch eine logische Schaltung verbunden sind, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Meßorgan der Einheit zur Fehlererfassung in der eigentlich zu schützenden Leitung in Form einer an einen Spannungsgeber in der zu schützenden Leitung angeschalteten Reihenschaltung aus einem mit einem Widerstand überbrückten Kondensator und einer Diode ausgeführt ist, und daß die Durchlaßrichtung der Diode mit der Richtung des Ausgangsstromes des Spannungsgebers bei Normalbetrieb der zu schützenden Leitung zusammenfällt, während der Ausgang des Meßorgans durch die Elektroden der Diode gebildet ist. A device for carrying out the method according to the invention with a unit for error detection in what is actually to be protected Electric energy transmission line, 'which is a measuring element, at the input of which a dem Voltage instantaneous value in the electric power transmission line proportional Signal arrives, and an actuator connected to the output of the measuring element as well as with a disturbance in the line actually to be protected and in a transformer station detecting unit including a voltage and Power transmission paths connected to each other by a logic circuit, is characterized according to the invention in that the measuring element of the unit for error detection in the line actually to be protected in the form of a to a voltage transmitter in of the line to be protected connected in series with a resistor bridged capacitor and a diode is carried out, and that the forward direction of the diode with the direction of the output current of the voltage transmitter in normal operation the line to be protected collapses, while the output of the measuring element through the electrodes of the diode is formed.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und beiliegender Zeichnung näher erläutert werden, in der zeigen Fig, 1 a den erfindungsgemSßen Spannungsverlapf am Anfang der zu schützenden Gleich stromrUber tragunçsleitung für den Fall einer Störung ds Normalbetriebes der Um£-rmerßtation in gewa41--ten Zeitintervallen; Fig. 1 b den erfindungsgemäßen Spannungsverlauf am Anfang der zu schützenden Gleichstrom-"1bertragungs= leitung für den Fall einer Störung auf der eigentlich zu schützenden Leitung in gewählten Zeitintervallen; Fig. 2 a den erfindungsgemäßen Verlauf eines relativen Spannungswertes am Anfang der zu schützenden Gleichstrom-Übertragungsleitung bei einer Störung am Ende der eigentlich zu schützenden Leitung; Fig. 2 b den erfindungsgemäßen Verlauf eines relativen Spannungswertes am Anfang der zu schützenden Gleichstrom-Übertragungsleitung bei einer Störung in der Umformerstation; Fig. 3 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schutz einrichtung für eine Gleichstrom-Übert'ragungsleitung; Fig. 4 das Prinzipschaltbild deserfindun-gsgemäßen Mteß organs einer Störungen in der eigentlich zu schützenden Leitung erfassenden Einheit. In the following, the invention is intended to be based on an exemplary embodiment and the accompanying drawing, in which Fig. 1a shows the invention Voltage drop at the beginning of the direct current transmission line to be protected in the event of a malfunction in the normal operation of the umber measuring station in wa41 Time intervals; 1 b shows the voltage curve according to the invention at the beginning of the direct current transmission line to be protected in the event of a Disturbance on the line actually to be protected at selected time intervals; 2 a shows the course according to the invention of a relative voltage value at the beginning the direct current transmission line to be protected in the event of a fault at the end of the line actually to be protected; 2 b shows the course of a according to the invention relative voltage value at the beginning of the direct current transmission line to be protected in the event of a fault in the converter station; 3 shows the block diagram of the invention Protection device for a direct current transmission line; 4 shows the basic circuit diagram of the measuring organ according to the invention of a disturbance in the actually to be protected Line capturing unit.

Der Spgnnungsverlauf am Anfang der zu sçhützenden Energioüber-tragBngsleitung hat bei einer Störung ein Aussehen von, abklingenden Schwingungen, deren Periode und Abkling-, zeit mit steigender Entfernung der Störung auf der Leitung anwachsen.- Der Spannangsterlauf am Anfang der zu schützenden Leitung hat bei einer Störung des Normalbetriebes der Umformerstationen ebenfalls eine Form von periodischen Schwingungen (Fig. 1a), jedqch im Unterschied zu dem Fall einer Störung auf der Elektroenergie-Übertragungsleitung klingen die gegenannten Schwingungen nicht ab, und die Periode dieser Schwingungen wird bei einer stabilen Störung durch die Schwingungsperiode des umzuformenden Wechselstromes bestimmt. The voltage curve at the beginning of the energy transmission line to be protected When a disturbance occurs, it has the appearance of decaying vibrations, their period and decay time increase with increasing distance from the disturbance on the line. Of the Spannangsterlauf at the beginning of the line to be protected has a fault in the Normal operation of the converter stations also has a form of periodic oscillations (Fig. 1a), but in contrast to the case of a fault on the electric power transmission line the opposing vibrations do not die away, and the period of these vibrations is caused by the oscillation period of the alternating current to be transformed in the event of a stable disturbance certainly.

Hierbei bleibt die Spannung U0 am Anfang der zu schützenden Leitung unterhalb der Vergleichsspannung U1, die bei Normalbetrieb der Elektroenergie-Übertragungsleitung Im Laufe eines Zeitintervalls von #To bei jeder Schwingungsperiode nicht mehr als die Hälfte von Uo betragen soll. The voltage U0 remains at the beginning of the line to be protected below the reference voltage U1 that occurs during normal operation of the electric power transmission line In the course of a time interval of #To not more than for each period of oscillation should be half of Uo.

Wahlt man mindestens zwei feste aufeinanderfolgende Zeitintervalle T1und T2, deren Gesamtdauer den Wert der Schwingungsperiode T des umzuformenden Wechselstromes unterschreitet, und übersteigt hierbei die Dauer des ersten Zeitintervalls /ST1 nicht die des zweiten 2\ T2, so erweist es sich, daß im Laufe eines Teils i To des ersten Zeitintervallss # T1 die Spannung U0 unterhalb der Vergleichsspannung U1 und im Laufe eihes ganzen zweiten Zeitintervalls T2 oberhalb der Vergleichs spannung U1 liegen wird. If you choose at least two fixed consecutive time intervals T1 and T2, the total duration of which corresponds to the value of the oscillation period T of the to be transformed AC current falls below, and exceeds the duration of the first time interval / ST1 is not that of the second 2 \ T2, it turns out that in the course of a part i To of the first time interval # T1 is the voltage U0 below the comparison voltage U1 and in the course of a whole second time interval T2 above the comparison voltage U1 will be.

Bei einer Störung auf der Elektroenergie-Übertragungsleitung wird der Spannungsverlauf am Anfang der eigentlich zu schützenden Leitung für die in Frage kommenden Zeitintervalle i\T1 und #T2 (Fig. 1b) einen derartigen Charakter aufwelten, daß im Laufe eines Teils oder des ganzen ersten Zeitintervalls A T1 und im Laufe von mindestens einem Teil des zweiten Zeitintervalls T2 die Spannung U -am Anfang der Leitung unterhalb der Vergleichs spannung U1 liegen wird. In the event of a fault on the electric power transmission line the voltage curve at the beginning of the line actually to be protected for the in If the next time intervals i \ T1 and # T2 (Fig. 1b) have such a character aufwelten that in the course of part or all of the first time interval A T1 and in the course of at least part of the second time interval T2 the voltage U -at the beginning of the line are below the comparison voltage U1 will.

Wenn also im Laufe von wenigstens einem Teil des zweiten-Zeitintervalls T2 die Spannung UO am Anfang der zu schütz-enden Leitung unterhalb der Vergleichs spannung U1 lie-gt, so bedeutet es, daß eine Störung der Elektroenergie-' Übertragungsleitung vorliegt. Daraus ergibt sich auch, daß die Zeit der Fehlerermittlung bei einer Elektroenergie-Übertragungsleitung nicht größer ist als die Gesamtdauer vom ersten (/i T1) und zweiten (2\ T2) Zeitintervall. So if during at least part of the second time interval T2 the voltage UO at the beginning of the line to be protected below the comparison voltage U1 is, it means that there is a fault in the electrical energy 'transmission line is present. It also follows that the time of failure detection in an electric power transmission line is not greater than the total duration of the first (/ i T1) and second (2 \ T2) time interval.

Die Größe des relativen Zuwachses ß U2 (Fig. 2a) der Spannung U am Anfang der eigentlich zu schützenden Lei-0 tung, bezogen auf ein vom Zeitpunkt der Entstehung des Zuwachses ix Ua der Spannung U0 am Leitungsanfang bis zum Zeitpunkt der Beendigung dieses.Zuwachses-gemessenes Zeitintervall t, ist vom Dämpfungsgrad der Flanken der an der Störstelle entstandenen elektromagnetischen Wellen in dem Maße von deren Fortpflanzung in Richtung des Meßpunktes auf der Leitung abhängig. The size of the relative increase ß U2 (Fig. 2a) in the voltage U am Beginning of the line actually to be protected, based on a from the time of Development of the increase ix Ua in the voltage U0 at the start of the line up to the point in time the termination of this increment-measured time interval t depends on the degree of attenuation the flanks of the electromagnetic waves generated at the point of failure in the Dimensions depend on their propagation in the direction of the measuring point on the line.

Es liegt auf der Hand, daß bei einer Störung außerhalb der eigentlich zu schützenden Leitung (beispielsweise bei einem Kurzschluß in der Wechselrichterstation - Fig. 2b -) die Dämpfung der Fronten der genannten elektromagnetischen Wellen wesentlich höher als bei einer Störung auf der eigentlich zu schützenden Leitung (beispielsweise bei einem Kurzschluß im entferntesten Punkt - Fig. 2a -) ist, da im ersten Fall die elektromagnetischen Wellen eine "Glättung"-der Front bei deren Durchgang in die eigentlich zu schützende Leitung über an den Enden der zu schützenden Gleichstrom-Übertragungsleitung montierte Glättungseinrichtungen (nicht gezeigt) erleiden. It is obvious that in the event of a fault outside of the actual line to be protected (for example in the event of a short circuit in the inverter station - Fig. 2b -) the attenuation of the fronts of said electromagnetic waves is essential higher than in the event of a fault on the line actually to be protected (for example in the case of a short circuit at the most distant point - Fig. 2a -) is because in the first case the electromagnetic waves have a "smoothing" effect on the front as they pass through the one actually to be protected Line over at the ends of the too protective direct current transmission line mounted smoothing devices (not shown) suffer.

Es ist hervarzuheben, daß das Zeitintervall nt (Fig. It should be emphasized that the time interval nt (Fig.

2a) im vorliegenden Fall kleiner als das Zeitintervall*8 t1 ist, das vom Zeitpunkt der Entstehung des Zuwachses # Ua bis zum Zeitpunkt t1 des Eintreffens am Meßpunkt der Flanke einer an der Störungsstelle entstandenen und in Richtung des genannten Punktes über einen durch Leiter und Erde ("Leiter-Erde") gebildeten Stromkreis fortschreitenden elektromagnetischen Welle gemessen wird.2a) in the present case is smaller than the time interval * 8 t1 that from the point in time at which the growth # Ua occurs until the point in time t1 when it occurs at the measuring point of the flank of a fault point and in the direction of the mentioned point via a line formed by conductor and earth ("conductor-earth") Electric circuit advancing electromagnetic wave is measured.

In den vorliegenden Beispielen (Fig. 2a, b) betragen die zu messenden Vergleichswerte entsprechend: # Ua = relativer Zuwachs der Spannung U0, bezogen # t auf die Dauer a t des genannten Zuwachses bei einer Störung auf der eigentlich zu schützenden Leitung; # Ub = relativer Zuwachs der Spannung U0, bezogen # T auf die Dauer A T dieses Zuwachses bei einer Störung in der Elektroenergie-Übertragungsleitung. In the present examples (Fig. 2a, b) the to be measured Comparison values according to: # Ua = relative increase in voltage U0, related # t for the duration a t of the specified increase in the event of a fault on the actually line to be protected; # Ub = relative increase in voltage U0, based on # T the duration A T of this increase in the event of a fault in the electric power transmission line.

Wie aus Fig. 2 (-a, b) ersichtlich ist, ist der Meßwert # Ua bei einer Störung auf der eigentlich zu schützenden # t # Ub Leitung viel größer als der Meßwert # t bei einer Störung in der Elektroenergie-Ubertragungsleitung. As can be seen from Fig. 2 (-a, b), the measured value is # Ua at a fault on the # t that is actually to be protected # Ub line much greater than the measured value # t in the event of a fault in the electrical power transmission line.

Die angeführten Beziehungen bleiben praktisch bei Änderung der Anzahl der arbeitenden Umformerbrücken- einer Gleichstrom-Ubertragungsleitung unverändert, da für die in Frage kommenden Zeitintervalle die Regel einwirkung der Gleichrichterstation vernachlässigt und die vorliegende Elektroenergie-Ubertragungsleitung als ein linearer Stromkreis angenommen werden kann.-Die Einrichtung zur Durchführung eines Kurzschlußschutzverfahrens bei einer Gleichstrom-Übertragungsleitung (Fig. 3) enthält eine Einheit 1 zur Fehlererfassung in der Elektroenergie-Übertragungsleitung und eine Einheit 3 zur Fehlererfassung auf der eigentlich zu schützenden Leitung. The relationships listed remain practical when the number is changed of the working converter bridges - a direct current transmission line unchanged, as the rule action of the rectifier station for the time intervals in question neglected and the present electric power transmission line as a linear one Circuit can be accepted.-The device for carrying out a short-circuit protection procedure in a direct current transmission line (Fig. 3) includes a unit 1 for error detection in the electric power transmission line and a unit 3 for fault detection on the line actually to be protected.

Die Einheit 1 enthält einen mit seinem Eingang an einen Gleichstromgeber 5 der zu schützenden Elektroenergie-Übertragungsleitung angeschalteten Stromübertragungsweg 4; einen an einen Spannungsgeber 7 auf der genannten Leitung angeschlossenen Spannungsübertragungsweg 6 und eine die Ausgänge von Stromübertragungsweg 4 und Spannungsübertragungsweg 6 miteinander verbindende logische Schaltung 8. The unit 1 contains a DC current generator with its input 5 of the electrical power transmission line to be protected 4; a voltage transmission path connected to a voltage transmitter 7 on said line 6 and one the outputs of current transmission path 4 and voltage transmission path 6 interconnecting logic circuit 8.

Die Einheit 3 zur Fehlerermittlung in der eigentlich zu schützenden Leitung enthält ein an einen Spannungsgeber 7 auf der zu schützenden Leitung angeschlossenes Meßorgan 9 und ein an den Ausgång-des Meßorgans 9 angekoppeltes Stellorgan 10. The unit 3 for error detection in the actually to be protected Line contains one connected to a voltage transmitter 7 on the line to be protected Measuring element 9 and an actuator 10 coupled to the output of the measuring element 9.

Das ZeBorgan 9 teig. 4) der Einheit 3 enthält einen Kondensator 11 mit einem zu ihm parallelgeschalteten Widerstand 12 sowie eine mit dem Kondensator 11 und dem Widerstand 12 in Reihe liegende Diode 13. The ZeBorgan 9 dough. 4) the unit 3 contains a capacitor 11 with a resistor 12 connected in parallel to it and one with the capacitor 11 and the resistor 12 in series with diode 13.

Die Durchlaßrichtung der Diode 13 fällt mit der Richtung des Ausgangsstromes 1. des Spannungsgebers 7 der zu schützenden Leitung bei, Normalbetrieb der Gleichstrom-Übertragungsleitung zusammen. Die Elektroden, nämlich die Anode 14 und die Kathode 15, der Diode 13 stellen den Eingang des Meßorgans 9. dar. The forward direction of the diode 13 coincides with the direction of the output current 1. the voltage transmitter 7 of the line to be protected during normal operation of the direct current transmission line together. The electrodes, namely the anode 14 and the cathode 15, of the diode 13 represent the input of the measuring element 9.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Bei einer Störung auf der eigentlich zu schützenden Leitung 2 nimmt der Momentanwert der Spannung Uo (Fig. ib) ab. The facility works as follows: In the event of a fault on the actually line 2 to be protected decreases the instantaneous value of the voltage Uo (Fig. ib).

In einem Teil des Zeitintervalls #T1 ist die Spannung U kleiner als die Vergleichsspannung U1, und im zwei-0 ten Zeitintervall b T2, nämlich zu einem Zeitpunkt, wo 4>e Spannung U unter die Vergleichsspannung U1 sinkt, schal-0 tet der SpannungsUbertragungsweg 6 durch, worauf an einem der Eingänge der logischen Schaltung 8 ein Signal erscheint. In a part of the time interval # T1, the voltage U is less than the comparison voltage U1, and in the second-0 th time interval b T2, namely to one The point in time when 4> e voltage U falls below the comparison voltage U1 switches the voltage transmission path 6, whereupon one of the inputs of the logical Circuit 8 a signal appears.

Beim Vorhandensein eines Stromes in der eigentlich zu schützenden Leitung 2 liegt am anderen Eingang der logischen Schaltung 8 ebenfalls ein Signal vor.In the presence of a current in the actually to be protected Line 2 is also a signal at the other input of the logic circuit 8 before.

Die logische Schaltung 8 führt die Funktion einer Koinzidenzschaltung aus, weshalb beim Vorliegen an deren beiden Eingängen je eines Signals vom Stromtlbertragungsweg 4 und -Spannungsübertragungsweg 6 an deren Ausgang ein zur Abschaltung und Auslösung einer automatischen Wiedereinschalteinrichtung (nicht gezeigt) verwendbares Signal erscheint. The logic circuit 8 performs the function of a coincidence circuit off, which is why a signal from the current transmission path is present at each of its two inputs 4 and voltage transmission path 6 at their output for disconnection and tripping an automatic reclosing device (Not shown) usable signal appears.

Darüber hinaus bewirkt der Vorgang der Spannungsänderung am Anfang der eigentlich zu schützenden Leitung 2 im Falle einer Störung einen Zuwachs A Ua des Momentanwertes a der Spannung U0 (Fig. 2a) für das Zeitintervall iX t. In addition, the process causes the voltage change at the beginning the line 2 actually to be protected an increase A Ua in the event of a fault of the instantaneous value a of the voltage U0 (Fig. 2a) for the time interval iX t.

Dieser Zuwachs löst eine Entladung des Kondensators 11 des Meßorgans 9 aus. This increase triggers a discharge of the capacitor 11 of the measuring element 9 off.

Hierbei wird bei einer Störung auf der eigentlich zu schützenden Zeitung in Abhängigkeit vom Meßwert b Ua im Vergleich zu der einem Produkt aus den Werten C und R der c Kapazität des Kondensators 11 bzw. des Widerstandswertes des Widerstandes 12 gleichen Zeitkonstante Tc die Entladung des Kondensators eventuell über zwei Stromkreise erfolgen: AUa 1. Ist t größer als Tc, so fließt der Entladestrom des Kondensators 11 über den Spannüngsgeber 7 und den Eingang des an den Ausgang des Meßorgans 9 angeschalteten Stellorgans 10, wobei die Richtung des Entladestroms des Kondensators 11 der Durchlaßiichtung der Diode 13 entgegengesetzt ist. Darüber hinaus entlädt sich der Kondensator 11 am Widerstand 12. In the event of a fault, the actually to be protected Newspaper as a function of the measured value b Ua in comparison to that of a product from the Values C and R of the c capacitance of the capacitor 11 and the resistance of the Resistance 12 equal time constant Tc the discharge of the capacitor possibly via two circuits: AUa 1. If t is greater than Tc, the discharge current flows of the capacitor 11 via the voltage transmitter 7 and the input of the to the output of the measuring element 9 connected actuator 10, the direction of the discharge current of the capacitor 11 of the forward direction of the diode 13 is opposite. About that In addition, the capacitor 11 discharges at the resistor 12.

# Ua 2. Ist dagegen # t kleiner als Tc, so gelingt dem Kondensator 11 lediglich eine EntladUng am Widerstand 12, weshalb ein Signal am Ausgang des Meßorgans 9 ausbleibt. # Ua 2. If, on the other hand, # t is less than Tc, the capacitor succeeds 11 only a discharge at the resistor 12, which is why a signal at the output of the Measuring element 9 is missing.

Die Zeit Tc wird-derart gewählt, daß bei einer Störung in der Energieübertragungsleitung (beispielsweise in einer Umrichterstation) der Meßwert a Ua gegebenenfalls kleiner als Tc ausfällt. The time Tc is chosen such that in the event of a fault in the power transmission line (for example in a converter station) the measured value a Among other things, it may be less than Tc.

Im vorliegenden Fall erscheint also am Ausgang des Meßorgans 9 ein Signal, das das Stellorgan 10 ansprechen läßt, dessen Ausgangssignal zur Abschaltung der Elektroenergie-Übertragungsleitung und zur Auslösung einer automatischen Wiedereinschalteinrichtung (nicht gezeigt) ausgenutzt wird. In the present case, a appears at the output of the measuring element 9 Signal that allows the actuator 10 to respond, the output signal for switching off the electric power transmission line and for triggering an automatic reclosing device (not shown) is exploited.

Bei einer Störung des Normalbetriebes einer Umformerstation (beispielsweise beim Zündausfall in einem Ventil des Gleichrichters während der Arbeit mit einer Umformrbrücke in jeder der Unterstationen der zu schützenden Gleichstrom-Ubertragungsleitung) wirkt die Schutzeinheit 1 nicht, weil im vorliegenden Fall (Fig. la) im Teil 2\ T des Zeitintervalls iv T1 die Spannung UO in der zu schützenden Leitung 2 kleiner als die Vergleichsspannung U1 und im Laufe eines ganzen zweiten Zeitintervalls iv T2 die Spannung U in-der zu schützenden Leitung 2 größer als die Ver-0 gleichsspannung U1 ist. In the event of a fault in normal operation of a converter station (for example in the event of an ignition failure in a valve of the rectifier while working with a Converter bridge in each of the substations of the direct current transmission line to be protected) the protective unit 1 does not work because in the present case (Fig. la) in part 2 \ T of the time interval iv T1, the voltage UO in the line 2 to be protected is smaller as the comparison voltage U1 and over the course of a whole second time interval iv T2 the voltage U in of the line 2 to be protected is greater than the reference voltage U1 is.

Im vorliegenden Fall ebenso wie bei einer Störung in der Elektroenergie-Übertragungsleitung (Fig. 2b) -erweist sich der Meßwert zur Fehlererfassung auf der eigentlich zu schützenden Leitung 2 kleiner als die Zeitkonstante Tc. Infolgedessen bleibt das Auseangssignal des Meßoregans 9 der 't'Eiheit 3 aus, und die Einheit 3 arbeitet nicht. In the present case as well as in the case of a fault in the electrical power transmission line (Fig. 2b) - the measured value for fault detection turns out to be on the actually to be protected Line 2 is less than the time constant Tc. As a result, the output signal remains of the measuring organ 9 of the 't' unit 3, and the unit 3 does not work.

Ein Vorteil der Erfindung besteht im Vergleich zu dem bekannten Stand der Technik in einer hohen Empfindlichkeit, die praktisch von der Länge der zu schützenden Leitung und der Anzahl der normal arbeitenden Umformerbrücken einer Gleichstrom-Übertragungsleitung nicht abhängt. One advantage of the invention is compared to the known prior art the technology in a high sensitivity, which practically from the Length of the line to be protected and the number of normally working converter bridges does not depend on a DC transmission line.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in einer hohen Empfindlichkeit nicht nur bei der Fehlererfassung auf der eigentlich zu schützenden Leitung, sondern auch bei der Fehlererfassung in der Umformerstation einer Gleichstrom-Ubertragungsleitung. Another advantage of the invention is high sensitivity not only when detecting faults on the line that is actually to be protected, but also with the error detection in the converter station of a direct current transmission line.

Claims

0Procedure for the protection of direct current transmission lines, for the electrical values of a control signal proportional to the voltage in the line are compared with the parameters of a comparison signal ", thereby g e k e n n z e i c h n e t that the instantaneous value as a comparison value of the control signal the voltage (uo) is taken with a comparison voltage (U1) in the course of at least two consecutive fixed time intervals (n; T ,, ast2) is compared, the total duration of which is one period of the alternating current to be converted falls below, whereby the duration of the first time interval (A T1) is not greater than that of the second (n T2).

2. Procedure for protecting a line that is actually to be protected Direct current transmission line, as a result of which as a comparison value of the control signal on a time interval (A t) from the moment it is generated an increase in the control signal triggered by a fault on the line until the moment of arrival at the measuring point of a change in the front of one resulting from the fault and moving in the direction of the point mentioned in one propagating electromagnetic circuit formed by conductors and earth Wave-related relative increase (t Ua) of this control signal is selected.

3. Device for performing the method according to claim 1 or 2, with a unit for error detection in what is actually to be protected Electric energy transmission line that has a measuring element at the input of a dem Voltage instantaneous value in the electric power transmission line proportional Signal arrives, and an actuator connected to the output of the measuring element as well as with a disturbance in the line actually to be protected and in a transformer station detecting unit including a voltage and Power transmission paths connected to each other by a logic circuit, thereby g e k e n n z e 1 c h -n e t that the measuring element (9) of the unit (3) for Fault detection in the line actually to be protected in the form of a to one Voltage transmitter (7) in the line to be protected connected in series from a capacitor (11) bridged with a resistor (12) and a diode (13) is carried out, and that the forward direction of the diode (13) with the direction the output current (I) of the voltage transmitter (7) during normal operation of the to be protected; Line collapses, while the output of the measuring element (9) through the electrodes (14, 15) of the diode (13) is formed.

L e r s e i t e