DE2339931C3 - Differentlalschutzeinrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Differentialschutzeinrichtung für einen Leitungsabschnitt, vorzugsweise für
eine Sammelschiene, bei der zur Überwachung des Leitungsabschnitts eine der geometrischen Summe der
dem Leitungsabschnitt zufließenden und der aus dem Leitungsabschniit abfließenden Ströme entsprechenden
Meßgröße (Auslösegröße) und eine weitere Meßgröße (Sperrgröße) berücksichtigt werden, die der arithmetischen
Summe der zu- und abfließenden Ströme entspricht.
In der »Siemens-Zeitschrift«, 1960, Heft 5, S. 310 bis 315, ist ein Sammelschienenschutz beschrieben, bei
dem in einer Gleichstrom-Brückenschaltung zwei Ströme miteinander verglichen werden, die gegeneinander
wirkend einem Differentialrelais zugeführt werden. Der eine Strom ist mittels mehrerer Hauptwandler
gewonnen, die in Abzweigen der Sammelschiene angeordnet sind, und entspricht der geometrischen
Summe der der Sammelschiene zufließenden und von der Sammelschiene abfließenden Ströme. Der zweite
Strom ist durch Addition mehrerer Teilströme gebildet, die über jeweils einen Zwischenwandler gewonnen
werden, der primärseitig von einem dem Strom in jedem Abzweig der Sammelschiene proportionalen
Strom gespeist ist. An jeden Zwischenwandler ist in der Gleichstrom-Brückenschaltung ein Graetz-Gleichrichter
angeschlossen, so daß die arithmetische Summe der der Sammelschiene zufließenden oder von der
Sammelschiene abfließenden Ströme gebildet wird. Dieser Strom wirkt als Sperrstrom, di eine Betätigung
des Differentialrelais nur dann eintritt, wenn der der geometrischen Stromsumme entsprechende Strom
größer als der der arithmetischen Stromsumme entsprechende Strom ist. Die üblichen Stromwandler besitzen
solche Übertragungseigenschaften, dau die bekannte Differentialschutzeinrichtung ausreichend stabilisiert
ist und eine Fehlabschaltung damit verhindert wird. In Folge immer weiter ansteigender Kurzschlußströme
und Zeitkonstanten im Netz steigen jedoch die Übertragungsfehler derart an, daß die an einen neuzeitlichen
Differentialschutz gestellten Forderungen nach möglichst kurzer Kommandozeit bei innenliegenden
Fehlern und hoher Stabilität bei außenliegenden Fehlern mit der bekannten Differen'ialschutzeinrichtung
nur erfüllt werden kann mit Stromwand/ern, die
entsprechend bessere Übertragungseigenschaften besitzen.
In der Zeitschrift »Bulletin des Schweizerischen elektrotechnischen Vereins«, 1965, Heft 22, S. 989 bis
996, ist ein elektronischer Sammelschienen-Differentialschulz
für unterschiedliche Stromwandler-Übersetzungen beschrieben, bei dem eine aus der geometrischen
Summe der der Sammelschiene zufließenden und aus dieser abfließenden Ströme gebildeten Meßgröße
als Auslösegröße über einen Steuertransistor ..ur Zündung
eines Thyristors benutzt wird, dem ein Auslöserelais od. dgl. nachgeordnet ist. Der Meßgröße als
Auslösegröße wird bei der bekannten Differentialschutzeinrichtung bei einem außen liegenden Fehler
oder bei Fehlerfreihcit eine weitere Meßgröße als Sperrgröße entgegengeschaltet, die der arithmetischen
Summe der zu- und abfließenden Ströme entspricht. Diese Spengröße wird nur dann wirksam, wenn
Zcnerdioden mit relativ hoher Durchbruchspannung leitend sind. Weitere Zencrdioden mit niedriger
Durchbruchspannung bleiben dabei auf Grund ihrer schaltungstechnischen Anordnung unwirksam. Diese
Zenerdioden sind erst dann von Bedeutung, wenn im Falle eines innen liegenden Kurzschlusses alle Ströme
der Sammelschiene zufließen, so daß dann die Sekundärströme der Zwischenwandler praktisch gleiche
Polaritäten aufweisen. Es fließt dann der gesamte Sperrstrom über die weiteren Dioden direkt zu den
Hilfswandlern zurück und bleibt daher für eine Sperrung unwirksam. Besondere Maßnahmen, um ein Fehlauslösen
bei Sättigung der Wandler zu verhindern, sind nicht vorgesehen.
Schließlich ist in der »Siemens-Zeitschrift«, 1972, Heft 4, S. 257 bis 259, ein Sammelschienenschutz
beschrieben, bei dem ebenfalls die geometrische und die arithmetische Summe der ein- und abfließenden
Ströme miteinander verglichen werden. Hierzu wird die Differenz zwischen der geometrischen Summe und
einem Teil der arithmetischen Summe gebildet und ein Auslösesignal gegeben, wenn diese Differenz den
Ansprechwert eines Grenzwertgebers für eine vorgegebene
Zeit überschreitet. Damit fällt in jeder Halbschwingung ein Meßergebnis an. In den meisten Fällen 6u
genügt eine einmalige Auswertung während der ersten Halbschwingung des Stroms, d. h. die Differenz, muß
nur einmal für einen bestimmten Bruchteil einer halben Periode der Netzfrequenz einen vorgegebenen Betrag
überschreiten. In den Fällen starker Stromwandler- 6S
Sättigung wird in zwei aufeinanderfolgenden IIaIbschwingungen
gemesscu, d. h. die Messungen müssen im zeitlichen Abstand einer halben Periode des Wech
selstroms wiederholt werden. Selbst bei extremer Wandlersättigung bietet diese Meßwiederholung Sicherheit
gegen Fehlfunktion, jedoch kann es vorkommen, daß bei starker Stromwandlersättigung bei einem
im Schutzbereich liegenden Kurzschluß der Auslösebefehl verzögert erteilt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Differentialschutzeinrichtung der eingangs
beschriebenen Art zu schaffen, die nach Auftreten eines Fehlers auf dem überwachten Leitungsabschnitt auch bei gesättigten Stromwandlern innerhalb
einer Zeit von höchstens einer halben Periode einen Abschaltbefehl gibt und die bei Fehlern außerhalb
des Schutzbereichs stabil ist, und zwar auch dann, wenn die Stromwandler gesättigt sind und infolgedessen
große Übertragungsfehler aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Differentialschutzeinrichtung
dadurch gelöst, daß an eine bei einer Änderung der Sperrgröße ein Signal abgebende
Schaltungsanordnung eines Zeitdiskriminators eine Zeitstufe angeschlossen ist, die beim Auftreten des
Signa's ein — gemessen an der Halbperiodendauer der Ströme — kurzes Meßintervall ablaufen läßt, und
daß der Zeitdiskriminator ferner eine bei einer äquivalenten Änderung der Auslösegröße ein weiteres
Signal abgebende weitere Schaltungsanordnung enthält und ein Steuersignal abgibt, wenn das weitere
Signal im Meßintervall auftritt.
Bei der Lösung dieser Aufgabe ist demnach von der Erkenntnis ausgegangen, daß Stromwandler nach Eintritt
eines Kurzschlusses nicht sofort gesättigt sind, sondern den Primärstrom auch bei vorhandener Remanenz
noch eine kurze Zeit unverzerrt übertragen. Im Falle eines äußeren Kurzschlusses bleibt daher die
geometrische Summe (Auslösegröße) der in den überwachten Leitungsabschnitt einfließenden und der aus
diesem abfließenden Ströme nach Eintritt des Kurzschlusses noch eine gewisse Zeit annähernd Null. Erst
wenn mindestens ein Stromwandler in die Sättigung gerät, wird die geometrische Summe ungleich Null.
Anders ist es im Falle eines Kurzschlusses auf dem überwachten Leitungsabschnitt, eines sogenannten
innen liegenden Kurzschlusses. In diesem Falle gibt es nur in den Leitungsabschnitt einfließende Ströme
oder stromlose Zweige. Die geometrische Summe ist daher nach Eintritt eines Kurzschlusses sofort ungleich
Null. Im Zeitdiskriminator der erfindungsgemäßen Differentialschutzeinrichtung ist daher das Meßintervall,
z. B. durch die Laufzeit einer monostabilen Kippstufe, vorgegeben, innerhalb dessen nach Eintritt eines
Kurzschlusses erfahrungsgemäß ein Stromwandlerkern noch nicht gesättigt ist. Die Dauer dieses Meßintervalls
beträgt erfahrungsgemäß mindestens 1,5 msec. Der Zeitdiskriminator stellt nun fest, ob innerhalb
dieses Meßintervalls nach Eintritt eines Kurzschlusses sich die geometrische Summe der ein- und ausfließenden
Ströme in äquivalenter Weise zur Sperrgröße ändert oder nicht, d. h., ob die zeitliche Änderung der
Auslösegröße etwa in der gleichen Größenordnung wie die der Sperrgröße liegt. Dieses Kriterium kann
beispielsweise dadurch gewonnen weiden, daß die Abgabe des weiteren Signals von der weiteren Schaltungsanordnung
von der Größe der zeitlichen Änderung der Spengröße beeinflußt wird. Ändert sich die Auslösegröße
in der vorbeschriebenen Weise, liegt ein Kurzschluß auf dem überwachten Leitungsabschnitt
vor, anderenfalls liegt der Kurzschluß außerhalb.
Der Beginn des Kurzschlusses äußert sich in einer
Änderung der arithmetischen Summe der ein- und ausfließenden Ströme, der sogenannten Sperrgrößc.
Zum Feststellen des Kurzschlußbeginns wird daher die Änderung der Sperrgröße herangezogen. Überschreitet
diese einen vorgegebenen Wert, wird durch ein entsprechendes Signal der Schaltungsanordnung
die Zeitstufe im Zeitdiskriminator gestartet, die einen Eingang eines UND-Gatters ansteuert, deren anderem
Hingang ein weiteres Signal zugeführt ist; dieses weitere Signal wird von der weiteren Schaltungsanordnung
abgegeben, wenn sich die Auslösegröße um mehr als einen vorgegebenen, von der zeitlichen Änderung der
Sperrgröße beeinflußten Wert ändert. Ändert sich die Auslösegröße um mindestens diesen Wert während
der Laufzeit der Zeitstufe, so wird ein Signal erzeugt, das als Kriterium für einen auf dem überwachten
Leitungsabschnitt vorhandenen Fehler dienen kann.
Im Falle eines außen liegenden Fehlers ist die Auslösegröße
bei unverzerrt von den Stromwandlern übertragenen Strömen praktisch Null. Stellt sich jedoch
eine Sättigung einzelner Stromwandler nach einer bestimmten Zeit nach dem Beginn des Kurzschlusses
ein, dann wird trotz eines außerhalb des Schutzbereichs auftretenden Fehlers nach dem Ablauf einer
gewissen Zeit mit dem Beginn der Stromwandlersättigung die Auslösegröße stark ansteigen. Da diese Zeit
jedoch langer als die Dauer des Meßintervalls ist, findet das die Änderung der Auslösegröße kennzeichnende
weitere Signal das UND-Gatter bereits gesperrt, und es wird kein Steuersignal abgegeben.
Als besonders vorteilhaft zur Erzielung einer Differentialschutzeinrichtung
mit noch größerer Sicherheit gegen Fehlauslösen trotz schneller Fehlerermittlung
wird es erachtet, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein Vergleicher vorgesehen ist, in dem eine
der Differenz der Sperrgröße und der Aiislösegröße entsprechende Differenz-Meßgröße gebildet wird; an
den Vergleicher ist ein Diskriminator angeschlossen, der das Vorzeichen der Änderung der Differenz-Meßgröße
nach Eintreten eines Kurzschlusses feststellt und im Falle eines einen Fehler auf dem Leitungsabschnitt anzeigenden Vorzeichens während eines
vorgegebenen Zeitintervalls ein weiteres Steuersignal abgibt, wobei die Ausgänge der Zeitstufe und des
Diskriminators mit den Eingängen eines UND-Gatters verbunden sind.
Wie oben erläutert, ist nach Eintritt eines äußeren Kurzschlusses die Auslösegröße zunächst für eine
gewisse Zeit auch dann Null, weil eine Sättigung der Stromwandler nicht sofort nach Beginn des Kurzschlusses auftritt. Das Vorzeichen der Änderung der
Differenz-Meßgröße ist daher auch bei einem äußeren Kurzschluß mit Stromwandlersättigung im Gefolge
zunächst positiv. Anders ausgedrückt: Die zeitliche Änderung der Sperrgröße ist größer als die der Auslösegröße. Im Falle eines inneren Kurzschlusses ist die
Änderung der Auslösegröße sofort erheblich größer, so daß die Änderung der Differenz-Meßgröße negatives Vorzeichen hat.
Dieses Kriterium zur Unterscheidung eines äußeren
von einem innen liegenden Fehler kann allein bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Differenrialschutzcinrichrung ausgewertet werden, wenn an eine bei einer Änderung der Sperrgröße ein
Signal abgebende Schaltungsanordnung ein Zeitglied angeschlossen ist. das beim Auftreten des Signals ein
— gemessen an der Halbpenodendauer der Strome —
kurzes Zeitintervall ablaufen läßt; es ist ein Vergleicher vorgesehen, in dem eine der Differenz, der Sperrgröße
und der Auslösegröße entsprechende Differenz-Meßgröße gebildet wird. An den Vcrglcicher ist ein
Diskriminator angeschlossen, der das Vorzeichen der Änderung der Differenz-Meßgröße nach Eintreten
eines Kurzschlusses feststellt und im Falle eines einen Fehler auf dem Leitungsabschnitt anzeigenden Vorzeichens
während des Zeitintervalls ein Steuersignal
!o abgibt, und die Ausgänge des Zeitglicds und des
Diskriminators sind mit den beiden Eingängen eines UND-Verknüpfungsglieds verbunden.
Bei der vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zur Zeit der Abgabe eines Steuersignals vom
Zeitdiskriminator bzw. während einer durch eine zusätzliche Zeitstufe vorgegebenen Zeitdauer auch vom
Diskriminator das weitere Steuersignal erzeugt; am Ausgang des UND-Gatters entsteht dann ein Auslösebefehl.
Es wird damit eine hohe Stabilität bei außenliegenden Fehlern und eine sehr kurze Kommandozeit
bei innenliegcnden Fehlern erzielt.
Vorteilhafterweise wird die Differenz-Meßgröße in der Weise verarbeitet, daß sie dem Vorzeichen nach
getrennt gespeichert und differenziert wird. Wird fest-
»5 gestellt, daß das Vorzeichen der Änderung der Differenz-Meßgröße
positiv ist, d. h., daß ein Fehler außerhalb des Schutzbereichs liegt, dann wird eine Sperr-Zeitstufe
angesteuert, die für eine verhältnismäßig lange Zeitdauer (mindestens mehrere Perioden) die
zusätzliche, dem UND-Gatter vorgeordnete Zeitstufe sperrt.
An Hand der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen
näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen die Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 3 Oszillogramme zur Verdeutlichung
der Funktion der Anordnung nach den Fig. 1 und 2.
Mit dem in der Fig. 1 dargestellten Teil des Aus-
Mit dem in der Fig. 1 dargestellten Teil des Aus-
führungsbeispiels wird eine der geometrischen Summe der in eine Sammelschiene Sch einfließenden und der
aus dieser abfließenden Ströme entsprechende Auslösegröße sowie eine der arithmetischen Summe dieser
Ströme entsprechende Meßgröße, die sogenannte
Sperrgröße, gebildet. Zu diesem Zwecke ist in Abzweigen Az1 und Az2 der Sammelschiene Sch jeweils die
Primärwicklung Wn bzw. W21 eines Stiomwandlers
Wx bzw. W2 geschaltet. Die Sekundärwicklungen Wn
und W72 der Stromwandler W1 und W2 sind parallel
geschaltet und an eine Primärwicklung W31 eines
Zwischenstromwandlers W3 angeschlossen. In der
Wicklung W31 fließt dann ein Strom, der der geometrischen Summe der durch die Wandler W1 und Wt
fließenden Ströme proportional ist. Die Sekundär-
wicklung Jf32 des Zwischenstromwandlers W3 ist an
einen Gleichrichter G1 angeschlossen, dem ein Widerstand A1 nachgeordnet ist. An dem Widerstand Ri
fällt demzufolge eine Spannung ab, die der geometrischen Summe der durch die Stromwandler W1 und
W2 fließenden Ströme proportional ist. Diese Spannung ist eine nicht geglättete Gleichspannung und
stellt die Auslösegröße A dar.
Im Sekundärkreis der Stromwandler W1 und W2 ist
zusätzlich jeweils eine Primärwicklung ZWn und ZWn
von jeweils einem weiteren Zwischenwandler ZW1 bzw ZJ^1 angeordnet. An die Sekundärwicklungen
ZWn und ZHj5 der Zwischenwandler ZW1 und ZWt
ist jeweils cm Gleichrichter G2 bzw. C3 angeschlossen.
7 8
Die an einem Potentiometer R2 entstehende Spannung beginns. Hierzu wird sie in einem Speicher SS gespeientspricht
daher der arithmetischen Summe der durch chert, dem ein Differenzierglied DS nachgeschaltet ist.
den Stromwandler W1 und W2 fließenden Ströme; sie Eine Änderung der Sperrgröße S ergibt ein Ausgangsstellt
die Stabilisierungs- oder Sperrgröße S dar. signal am Differenzierglied DS, das eine Zeitstufe Z1,
Die Stabilisierungsgröße S gelangt auf den einen 5 welche im Ausführungsbeispiel eine monostabile Kipp-
Eingang eines Vergleichers V, dessen anderem Eingang stufe ist, startet. Die Ablaufzeit dieser Zeitstufe Z1
die Auslösegröße A zugeführt ist. Der Vergleicher bildet ein Meßintervall; sie beträgt höchstens 1,5 msec,
besteht aus einem Differenzverstärker, der die Diffe- was etwa der Zeitspanne Δ/ in Fig. 3 entspricht, also
renz-Meßgröße D -= | k · S | — | A | abgibt, wobei der einer Zeit, in der die Stromwandler noch linear über-
Proportionalitätsfaktor k vorteilhafterweise im Bereiich »o tragen, auch wenn sie zu einem späteren Zeitpunkt in
0,5 ... 0,8 gewählt wird. Sättigung gehen. Während dieser Zeit ist ein Gatter T1
Fig. 3 zeigt in den Diagrammen α bis / Oszillo- von der Zeitstufe Z1 freigegeben. Der andere Eingang
gramme der Meßgrößen, die an den Ausgängen der dieses Gatters liegt am Ausgang eines Differenzier-Anordnung
nach Fig. 1 bei einem außerhalb der glieds DA, das an einem die Auslösegröße A speichern-Sammelschiene
Sch in Flichtung des Abzweigs Az2 15 den Speicher SA angeschlossen ist. In den Einheiten
aufgetretenen Kurzschluß entstehen. Im Diagramm a SA und DA wird die Auslösegröße A in der gleichen
ist der Zeitverlauf des Sekundärstroms J10 entspre- Weise verarbeitet wie die Stabilisierungsgröße Sin den
chend dem Strom Jx im Abzweig Az1 und im Dia- Einheiten SS und DS. Tritt also eine Änderung der
gramm b der Zeitverlauf des Stroms Jia entsprechend Auslösegröße A im Meßintervall, also während der
dem Strom J2 dargestellt, wobei angenommen ist, daß ao Laufzeit Δ/ der Zeitstufe Z1 auf, so wird das Ausgangsder
Stromwandler W,t gesättigt wird. Man erkennt, signal der Differenzierstufe DA von dem Gatter T1 auf
daß der Strom J2a nur während einer Zeitspanne Al eine zweite Zeitstufe Z2 durchgeschaltet, deren Lauf-—
gerechnet vom Beginn des Kurzschlusses — dem zeit im Ausführungsbeispiel 7 msec beträgt und die
Primärstrom J2 folgt, um dann plötzlich abzufallen. während dieser Zeit ein zweites Gatter T2 freigibt.
Während der Zeitspanne Δ/ ist die Auslösegröße as Dieses liegt mit seinem anderen Eingang an einem
Aa =- I Jxa T J2a I Null (vgl. Diagramm c), wie es Diskriminator PD, welchem die Differenz-Meßgröße D
auch im normalen stationären Betrieb ohne Wandler- zugeführt wird. Diese Differenz-Meßgröße wird gesättigung
der Fall ist. Die Differenz-Meßgröße trennt nach ihrem Vorzeichen in Speichern SDn und
Da ~ k-\S,\ — Aa (Diagramm e) steigt daher im SDP gespeichert. Änderungen werden mittels eines
Zeitabschnitt Al stark an, da die Sperrgröße S größer 3° Differenzierglieds DD festgestellt, das zwei Ausgänge
als Null ist, wie das Diagramm dzeigt. Ein Steuersignal hat, auf deren einen, —AD, ein Signal erscheint, wenn
wird nicht abgegeben (siehe Diagramm/). das Vorzeichen der Änderung der Differenz-Meß-
Die unteren Diagramme g bis k der Fig. 3 zeigen größe D negativ ist und über deren anderen, \ AD,
dieselben Größen für den Fall eines inneren Kurz- ein Ausgangssignal abgegeben wird, wenn das Vorzeischlusses,
wobei die Bezeichnungen mit »i« indiziert 35 chen dieser Änderung positiv ist. Im ersten Fall, der,
sind. Auch in diesem Falle ist der Sekundärstrom J2% des wie an Hand der Fig. 3 erläutert, eintritt, wenn ein
Wandlers W2 gegenüber dem Strom J1 im Abzweig innerer Kurzschluß vorliegt, wird eine zusätzliche Zeit-
Az1 in Folge Stromwandlersättigung verzerrt. Da der stufe Z3 gestartet, deren Laufzeit z. B. i,5 msec
Strom J2 durch den Wandler W2 in seiner Richtung beträgt. Da die beiden Steuersignale nicht in jedem
umgekehrt ist, wird die Auslösegröße At sofort mach 40 Falle gleichzeitig auftreten, ist dem Gatter T1 die wei-Eintritt
des Kurzschlusses im Zeitpunkt T0 ungleich tcre Zeitstufe Z2 nachgeschaltet, die das eine Steuer-Null,
im Gegensatz zum Auftreten eines äußeren signal für eine ausreichend lange Zeit speichert. Liegt
Kurzschlusses. Aus diesem Unterschied wird gemäß ein innerer Kurzschluß vor, dann tritt innerhalb diesel
der vorliegenden Erfindung ein Steuersignal abgeleitet. Zeit das weitere Steuersignal auf. Damit ist die UND-
Auch die Differenz-Meßgröße Dt = k · St — At 45 Bedingung an dem weiteren Gatter T2 erfüllt; ein
zeigt gegenüber dem Fall des äußeren Kurzschlusses Steuerbefehl ist gegeben. Mit diesem Befehl können
Unterschiede. Da nämlich die Auslösegröße Ai im direkt ein Auslöseglied oder andere Schaltvorgänge
Falle des inneren Kurzschlusses auch während der gesteuert werden. Z. B. ist es möglich, eine Anordnung
Zeit At nicht Null ist, ist das Vorzeichen der Änderung zu steuern (vgl. deutsche Auslegeschrift 22 16 377), under Differenz-Meßgröße £><
negativ. Dieser Unter- 50 in Abhängigkeit von der Erzeugung eines Steuerbefehl!
schied wird aus Sicherheitsgründen als ein weiteres nur eine Halbschwingung auszuwerten oder mit Meß
Kriterium für einen inneren Kurzschluß ausge- wiederholung zu arbeiten,
wertet. Ist das Vorzeichen der Änderung der Differenz
Die Größen 5, A werden einem Zeitdiskriminator Meßgröße D positiv, läuft die Sperr- und Zeitstufe Z1
ZD in der Anordnung nach Fig. 2 zugeführt. Die 55 an und verhindert für die Dauer ihrer Laufzeit di(
Sperrgröße S dient zum Festlegen des Kurzschluß- Bildung des weiteren Steuersignals.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Differentialschutzeinrichtung für einen Leitungsabschnitt, vorzugsweise für eine Sammelschiene,
bei der zur Überwachung des Leitungsabschnitts eine der geometrischen Summe der dem
Leitungsabschnitt zufließenden und der aus dem Leitungsabschnitt abfließenden Ströme entsprechende
Meßgröße (Auslösegröße) und eine weitere Meßgröße {Sperrgröße) berücksichtigt wird, die der
arithmetischen Summe der zu- und abfließenden Ströme entspricht, dadurch gekennzeichnet,
daß an eine bei einer Änderung der Sperrgröße (S) ein Signal abgehende Schaltungsanord-Rung
(Differenzierglied DS) eines Zeitdiskriminators (ZD) eine Zeitstufe (Zl) angeschlossen ist,
die beim Auftreten des Signals ein — gemessen an der Halbperiodendauer der Ströme — kurzes Meßintervall
ablaufen läßt, und daß der Zeitdiskrimi- ao nator (ZD) ferner eine bei einer äquivalenten Änderung
der Auslösegröße (A) ein weiteres Signal abgebende weitere Schaltungsanordnung (Differenzierglied
DA) enthält und ein Steuersignal abgibt, wenn das weitere Signal im Meßintervall auftritt. »5
2. Differentialschutzeinrichtung für einen Leitungsabschnitt,
vorzugsweise für eine Sammelschiene, bei der zur Überwachung des Leitungsabschnitts eine der geometrischen Summe der dem
Leitungsabschnitt zufließenden und der aus dem Leitungsabschnitt abfließenden Ströme entsprechende
Meßgröße (Auslösegröße) und eine weitere Meßgröße (Sperrgröße) berücksichtigt wird, die der
arithmetischen Summe der zu- und abfließenden Ströme entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß
an eine bei einer Änderung der Sperrgröße ein Signal abgebende Schaltungsanordnung ein Zeitglied
angeschlossen ist, das beim Auftreten des Signals ein — gemessen an der Halbperiodendauer
der Ströme — kurzes Zeitintervall ablaufen läßt, daß ein Vergleicher vorgesehen ist, in dem eine der
Differenz der Sperrgröße und der Auslösegröße entsprechende Differenz-Meßgröße gebildet wird,
daß an den Vergleicher ein Diskriminator angeschlossen ist, der das Vorzeichen der Änderung der
Differenz-Meßgröße nach Eintreten eines Kurzschlusses feststellt und im Falle eines einen Fehler
auf dem Leitungsabschnitt anzeigenden Vorzeichens während eines vorgegebenen Zeitintervalls
ein weiteres Steuersignal abgibt, und daß die Ausgänge des Zeitglieds und des Diskriminators mit
den beiden Eingängen eines UND-Verknüpfungsglieds verbunden sind.
3. Differentialscliutzeinrichturignach Anspruch I,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleicher (V) vorgesehen ist, in dem eine der Differenz der
Sperrgröße (S) und der Auslösegröße (A) entsprechende Differenz-Meßgröße (D) gebildet wird, daß
an den Vergleicher (V) ein Diskriminator (PD) angeschlossen ist, der das Vorzeichen der Änderung
der Differenz-Meßgröße [D) nach Eintreten eines
Kurzschlusses feststellt und im Falle eines einen Fehler auf dem Leitungsabschnitt (Sch) anzeigenden
Vorzeichens während eines vorgegebenen Zeitintervalls ein weiteres Steuersignal abgibt, und daß
die Ausgänge des Diskriminators (FD) und des Zeitdiskriminators (ZD) mit den Eingängen eines
UND-Gatters (Tl) verbunden sind.
4. Differentialschutzeinrichtung nach Anspruch : oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schal
tungsanordnung ein Differenzierglied (DS) enthält an das über die Zeitstufe (Z1) ein Eingang eine:
weiteren UND-Gatters (T1) angeschlossen ist, mi
dessen anderem Eingang der Ausgang der weiteren ebenfalls ein Differenzierglied (DA) enthaltender
Schaltungsanordnung verbunden ist.
5. Differentialschutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Differenziergliedern
(DS, DA) je ein Speicher (SS, SA) vorgeschaltet ist.
6. Differentialschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Diskriminator eine Differenziereinheit (DD) enthält, die bei einem einen Fehler auf dem überwachten
Leitungsabschnitt anzeigenden Vorzeichen der Änderung der Differenz-Meßgröße (D) für eine
vorgegebene Zeitdauer einen Eingang des UND-Gatters (Tl) ansteuert, deren anderer Eingang über
eine weitere Zeitstufe (Z2) an dem weiteren UND-Gatter
(T1) liegt.
7. Differentialschutzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die im
Diskriminator enthaltene Differenziereinheit (DD)
und dem UND-Gatter (Tl) eine zusätzliche Zeitstufe (Z3) geschaltet ist.
8. Differentialschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Differenziereinheit (DD) eine Sperr-Zeitstufe (Z4) nachgeschaltet ist, welche während ihrer Laufzeit
bei einem einen außen liegenden Fehler kennzeichnenden Vorzeichen der Änderung der Differenz-Meßgröße
die zusätzliche Zeitstufe (Z3) sperrt.
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---|---|---|---|
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Publications (3)
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