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Phasenvergleich-Schutzanordnung Zusatz zum Patent . ... ... (W 39
252 VIIIb/21c) Den Gegenstand des Hauptpatentes bildet eine Phasenvergleich-Schutzanordnung,
bei der an jedem Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes beim Auftreten eines
Fehlers die Phasendifferenz zwischen einer aus den Leiterströmen an jeweils dem
einen Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittee abgeleiteten,
einphasigen
lkeßgröße und einer aus den Leiterströmen an jeweils dem anderen Ende des zu überwachenden
Zeitunc-sabschnittes abgeleiteten und über eine Hochfrequenzverbindung an das jeweils
eine Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes übertragenen, einphasigen Vergleichsgröße
ermittelt wird und bei der bei einer einen inneren Fehler kennzeichnenden, vorgegebenen
Phasendifferenz der zu überwachende Leitungsabschnitt durch an seinen Enden angeordnete,
über Schalteinrichtungen beeinflußte Leistungsschalter abgeschaltet wird und bei
der jeder Schalteinrichtung eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, die beim Auftreten
eines äußeren oder inneren Fehlers die bisher gesperrte Schalteinrichtung freigibt,
worauf die Schalteinrichtung im Falle eines äußeren Fehlers nach einer vorgegebenen
Zeit durch die Steuereinrichtung wieder gesperrt, im Falle eines inneren Fehlers
vor Eintreten dieser Sperrung durch eine sich in Abhängigkeit von der Phasendifferenz
bildende Größe zur Abgabe eines Auslösesignals veranlaßt wird, während im Falle
eines während eines äußeren Fehlers zusätzlich auftretenden inneren Fehlers die
nach der vorgegebenen Zeit wieder gesperrte Schalteinrichtung erneut durch die Steuereinrichtung
freigegeben wird und die Abgabe eines Auslösesignals veranlassen kann.
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Bei der Phasenvergleich-Schutzanordnung gemäß dem Hauptpatent wird
der Fehler mittels einer Einrichtung zur Meßwertbildung
erfaßt,
die eine einphasige, pulsierende Ausgangsgröße oder eine einphasige Wechselspannung
erzeugt. Die Amplitude dieser Wechselspannung wird dazu verwendet, um das Auftreten
eines Fehlerstromes in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt zu ermitteln, und
die Phasenlage dieser Wechselspannung wird dazu benutzt, um den Fehlerort festzustellen.
Wenn die Amplitude der von der Einrichtung zur Meßwertbildung erzeugten, einphasigen
Wechselspannung einen Wert erreicht, der die Existenz eines Fehlers anzeigt, dann
sendet die an jedem Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes angeordnete Relaisanordnung
eine Serie von Sperrsignalen aus, deren Phasenlage durch die Flußrichtung des Stromes
an Ort der Relaisanordnung bestimmt ist. Der zu überwachende Zeitungsabschnitt ist
an beiden Enden mit einander ähnelnden Relaisanordnungen versehen, von denen jede
auf die Fehlerströme anspricht, die an ihren Einbauort fließen; dabei sendet jede
Relaisanordnung eine eigene, bezüglich der Phasenlage individuell bestimmte Reihe
von Sperrsignalen aus. Die ausgesendeten Sperrsignale werden zwischen zwei oder
mehreren .Relaisanordnungen durch geeignete Mittel, beispielsweise über eine einen
Leiter des zu überwachenden Leitungsabschnittes verwendende Trägerfrequenzverbindung,
über eine besondere Drahtverbindung, die zwei Relaisanordnungeh miteinander verbindet
oder auch über eine Kurzwellenverbindung übertragen.
Wenn der Fehler
innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes auftritt, dann haben die Fehlerströme
an beiden Enden des zu überwachenden Leitungsabschnittes dieselbe Richtung (sie
fließen an beiden Enden des zu überwachenden Leitungsabschnittes in diesen hinein)
und die Phasenlage der ausgesendeten Sperrsignale ist derart, daß die Relaisanordnungen
die zugehörigen Leistungsschalter betätigen, um den fehlerbehafteten Leitungsabschnitt
abzutrennen. Liegt ein bezüglich des zu überwachenden Leitungsabschnittes äußerer
Fehler vor, dann haben die Fehlerströme an den beiden Enden des zu überwachenden
Leitungsabschnittes entgegengesetzte Richtungen (sie fließen an dem einen Ende in
den zu überwachenden Leitungsabschnitt hinein und an dem anderen Ende aus dem zu
überwachenden Leitungsabschnitt heraus), und die Phasenlage zwischen den ausgesendeten
Sperrsignalen ist derart, daß die Relaisanordnungen die zugeordneten Leistungsschalter
nicht auslösen. In vielen Fällen arbeitet eine solche Phasenvergleich-Schutzanordnung
zufriedenstellend; unter gewissen Umständen jedoch, beispielsweise im Falle eines
dreiphasigen Fehlers, läßt sich die Amplitude der einphasigen, von der Einrichtung
zur Meßwertbildung erzeugten Wechselspannung praktisch nicht mehr von derjenigen
Amzlitude dieser Wechselspannung unterscheiden, die bei hohen, aber zulässigen Lastströmen
in der Einrichtung zur Meßrrertbildung erzeugt wird. In einem solchen
Fall
würde also die Phasenvergleich-Schutzanordnung auch dann ansprechen, wenn überhaupt
kein Fehler aufgetreten ist; der Sender jeder Relaisanordnung würde zu arbeiten
beginnen, und es würden die von den Sendern ausgesendeten Signale an sich unnötigerweise
zu den Empfängern der Relaisanordnungen übertragen werden, um das Auslösen der zugeordneten
Leistungsschalter zu verhindern.
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Diese an sich unnötige Übertragung der von den Sendern erzeugten Signale
ist aus mehreren Gründen unerwünscht. Beispielsweise kann dadurch ein falsches Auslösen
eines oder mehrerer Leistungsschalter verursacht werden, wenn während der Übertragung
der Signale irgendein Fehler in der Phasenvergleich-Schutzanordnung selbst auftritt;
außerdem wird durch die an sich unnötige Übertragung der Signale eine Benutzung
der Übertragungsmöglichkeiten für .wecke der Übertragung von Nachrichten oder von
Betätigungssignalen zwischen den verschiedenen Relaisanordnungen verhindert.
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Diese Schwierigkeiten bei der Phasenvergleich-Schutzanordnung gemäß
den Hauptpatent lassen sich gemäß der Zusatzerfindung dadurch beseitigen, daß zusätzlich
an jedem Ende des zu überwachenden Zeitungsabschnittes zwei Distanzrelais angeordnet
sind, von denen das jeweils eine Distanzrelais einen zuiaindest den zu überwachenden
Zeitungsabschnitt einschließenden Auslösebereich und das jeweils andere, an demselben
Ende
des Leitungsabschnittes angeordnete Distanzrelais einen auerhalb
des zu überwachenden Leitungsabschnittes liegenden, sich an das jeweils selbe Ende
des Leitungsabschnittes anschließenden Auslösebereich aufweist, und daß das eine
Distanzrelais beim Auftreten eines mehrphasigen Fehlers in seinem Auslösebereich
sowohl die Steuereinrichtung zur Freigabe der Schalteinrichtung anreizt als auch
die Übertragung der Meßgröße veranlaßt, während das andere Distanzrelais beim Auftreten
einen mehrphasigen Fehlers in seinem Auslösebereich nur die Übertragung der Meßgröße
veranlaßt.
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Die gemäß der Zusatzereindung verbesserte Phasenvergleich-Schutzanordnung
ist in der Lage, einerseits sehr empfindlich auf das Auftreten von Fehlern in den
zu überwachenden Leitungsabschnitt zu reagieren und andererseits Fehlauslösungen
durch zulässige Lastströme zu vermeiden; in der verbesserten Phasenvergleich-Schutzanordnung
werden die Relaisanordnungen also nur bei Fehlern in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt
betätigt.
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Außerdem läßt sich die gemäß der Zusatzerfindung verbesserte Phasenvergleich-Schutzanordnung
auch zur Überwachung solcher Leitungsabschnitte einsetzen, die mit Serienkondensatoren
ausgerüstet sind. Eine solche Phasenvergleich-Schutzanordnung bleibt auch dann unbqeinf@ußt,-
wenn die Serienkondensatoren durch Funkenüberschlag an den Kondensatoren parallelliegenden
Funkenstrecken
während eines Fehlers abgeschaltet sind. Die Zusatzerfindung ist nachfolgend an
Hand der Figuren näher erläutert, von denen die Fig. 1 ein Blockschaltbild der verbesserten
Phasenvergleich-Schutzanordnung zeigt und die Fig. 2 und 3 Blockschaltbilder der
verschiedenen Typen von Übertragungsleitungen darstellen, die mit einer Anordnung
gemäß Fig. 1 übersacht werden können; die Fig. 4a und 4b zeigen den Impedanzverlauf
einer Übertragungsleitung mit Serienkondensatoren und in der Fig. 5 ist ein der
Fig. 4b ähnliches Diagramm dargestellt, das den Auslösebereich der gemäß der Zusatzerfindung
vorgesehenen Distanzrelais wiedergibt. Inder Fig. 6 ist schematisch die Schaltung
eines Distanzrelais dargestellt, das in der in der Fig. 1 dargestellten Schaltung
verendet werden kann, und die Fig. 7 zeigt einen Teil der verbesserten,Phasenvergleich-Schut^-anordnung
mit den Kontakten der Distanzrelais.
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Die Leitung 1 enthält, wie die Fig. 2 zeigt, einen ersten zu
überwachenden Leitungsabschnitt A-B und einen zweiten zu überwachenden Leitungsabschnitt
C-D. Der Leitungsabschnitt A-B ist an seinen mittels an den Orten A und B angeordneten
Leistungsschaltern an Häuptversorgungsleitungen 1A und 1C angeschlossen. Der zu
überwachende Leitungsabschnitt C-D steht über an den Orten C und D angeordnete Leistungsschalter
mit den Hauptversorgungsleitungen 1C und 1D in Verbindung.
Die Leitung
1' der Fig. 3 ist bis auf die Kondensatoren *3 mit der in der Fig. 2 dargestellten
Leitung identisch; die Kondensatoren 3 sind in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt
AB' angeordnet, um eine induktive Kompensation zu erreichen, durch die dieser Leitungsabschnitt
zur Übertragung größerer Leistungen geeignet ist. Die Serienkondensatoren-3 sind
in üblicher Weise mit Funkenstrecken 5 versehen, die bei außerordentlich hohen,
durch den Leitungsabschnitt AB' fließenden Strömen überschlagen.
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Die an den Orten A und B liegenden Leistungsschalter 2A und 2B werden
für sich durch je eine Relaisanordnung 4 kontrolliert, die das Auftreten eines Fehlers
in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt A-B erfassen. Eine typische Relaisanordnung
4 ist in der Fig. 1 dargestellt; sie enthält eine Einrichtung 6 zur Meßwertbildung,
die in Abhängigkeit von dem Strom eine einphasige Wechselspannung erzeugt. Bei einigen
Fehlerfällen ist die Amplitude der von der Einrichtung 6 zur Meßwertbildung gebildeten,
einphasigen Wechselspannung erheblich größer als die Amplitude, die bei durch. den
zu überwachenden Leitungsabschnitt fließenden Lastströmen von der Einrichtung 6
erzeugt wird. Bei diesen Fehlern wird die Amplitude der von der Einrichtung 6 zur
Meßwertbildung erzeugten Wechselspannung dazu verwendet, die Relais 16 und 18 zu
betätigen, wie es im Häuptpatent beschrieben ist. Bei anderen Fehlerfälleh"hingegen,
beispielsweise bei einem dreiphasigen
Fehler, kann die Amplitude
der einphasigen Wechselspannung niedriger sein als bei zulässigem Laststrom. Um
auch in diesen Fällen eine einwandfreie Fehlererfassung zu ermöglichen, ist gemäß
der Zusatzerfindung die Verwendung von Distanzrelais P und S vorgesehen. Zur Überwachung
von Leitungsabschnitten mit Serienkondensatoren ist mitunter der Einsatz eines dritten
Distanzrelais R von Vorteil. Die Distanzrelais P, R und S, die identisch aufgebaut
und in üblicher Keise ausgeführt sein können, sind in der Fig. 6 schematisch dargestellt.
Die Ausführung des Relais 7 ist in' diesem Rahmen nur insofern von Bedeutung, als
es beim Auftreten von Fehlern in dem zu überwachenden Zeitungsabschnitt erregt werden
muß. Jedes Distanzrelais ist mit auf Fehler ansprechenden Betätigungsorganen 9 und
11 versehen, von denen jedes beim Auftreten eines dreiphasigen Fehlers oder eines
Fehlers -Mischen Phase und Phase innerhalb des Auslösebereiches der Distanzrelais
normalerweise offene und normalerweise geschlossene Kontaktsätze 45 und 47 betätigt.
Die zum Arbeiten der Distanzrelais erforderlichen Ströme und SpannunGen sind mittels
Strom- und Spannungswandleranordnungen 8 und 13 gewonnen und den Strom- und Spannungseingängen
8a, 8b, bc und 13a, 13b, 13c zugeführt. Um zu erreichen, daß die ätröme für die
Distanzrelais P, R und S als auch für die Einrichtung 6 zur Meßwertbildung von einer
einzigen Stromw andleranordnung 8 ?,geleitet werden können, sind die Distanzrelais
mit
Stromausgangsklemmen 8d, 8e, 8f ausgerüstet. Wenn ein dreiphasiger Fehler innerhalb
des Ausltisebereiches des Distanzrelais auftritt, dann Wird sein Relais bzw. sein
Betätigungsorgan 9 dazu veranlaßt, die normalerweise offenen Kontakte des Kontaktsatzes
45 zu schließen und die normalerweise geschlossenen Kontakte des Kontaktsatzes 45
zu öffnen. In ähnlicher Weise wird das Betätigungsorgan 11 bei einem Fehler zwischen
Phase und Phase oder bei_einem Fehler zwischen Phase-Phase-Erde, der innerhalb des
Auslösebereiches des Distanzrelais auftritt, betätigt, wobei der Kontaktsatz 47
umgeschaltet wird.
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Wie in der Fig. 7 dargestellt, sind die normalerweise geschlossenen
Kontakte 21Sa und 21Pa des Kontaktsatzes 45 der Distanzrelais S' und P in Reihe
mit den normalerweise geschlossenen Kontakten 21Sb und 21Pb des Kontaktsatzes 47
der Distanzrelais S und P. in Reihe mit den normalerweise geschlossenen Kontakten
16a des Relais 16 angeordnet. Daher wird durch das Minen eines der normalerweise
geschlossenen Kontakte 16a, 21Sa, 21Sb, 21Pa oder 21Pb die Klemme 132 von der negativen
Klemme 80 abgetrennt, wodurch die Klemme 120 über die Leitung 121 ein positives
Potential an den Sender 24 und den Tastkreis 22 anlegen kann. Der auf diese Weise
eingeschaltete Sender 24 'wird durch .die Einrichtung '6 zur gießwertbildung der
Steue:tüng durch den Tastkreis 22 in einer
Weise unterworfen, die
aus dem Hauptpatent bekannt ist.
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Üm die Schalteinrichtung 42 (Fig. 1) freizugeben, sind die normalerweise
offenen Kontakte 21Po, 21Pd des Distanzrelais P unter Mitwirkung des Relais
3000 parallel zu den normalerweise offenen Kontakten 18a des Relais 18 angeordnet.
Das Relais 300 wird erregt, um seine normalerweise offenen Kontakte 300a beim Schließen
der normalerweise offenen Kontakte 21Pc oder 21Pd des Distanzrelais P zu schließen.
Dadurch werden die Kontakte 300a, die parallel@zu den normalerweise offenen Kontakten
18a liegen, geschlossen, und die Steuereinrichtung 46 (Fig. 1) wird veranlaßt, die
Schalteinrichtung 42 der Kontrolle des Phasen-UND-Verknüpfungsgliedes 34 zu unterstellen.
Um eine Zeitverzögerung zwischen dem Schließen der Kontakte 21Pc und 21Pd und den
Kontakten 300a zu erzielen, können mehrere Wege beschritten werden, beispielsweise
kann, wie in der Fig. 7 dargestellt, ein Kondensator parallel zur Spule des Relais
3C0 angeordnet sein. In der Fig. 4A sind an Hand eines R-X-Diagramms die Auslösebereiche_der
Distanzrelais dargestellt, wie sie im Rahmen der Zusatzerfindung Verwendung finden
können. Die Auslösebereiche sind. dargestellt für Relais, die an den Orten A und
B des in der Fig. 3 dazugestellten, zu überwachenden Leitungsabschnittes 1' mit
Serienkondensatoren angeordnet sind. Die P- und X-Achsen des Diigramms sind aus
der normalen Zage
herausgedreht worden, um die Linie X-G, die die
Impedanz der gesamten Leitung darstellt, in eine Lage zu bringen, in der sie waagerecht
in der Figur erscheint. Diese Drehung gestattet eine vereinfachte Darstellung der
Auslösebereiche der an den Orten C und D sowie an den Orten A und B angeordneten
Distanßrelais. Die Serienkondensatoren 3 sind in der Nähe des Leistungsschalters
am Orte B angeordnet, und zwar auf der Seite des Leistungsschalters, die dem Ort
A zugewendet ist. In dem in der Fig. 4A gezeigten Diagramm ist der Einfluß der Serienkondensatoren
3 durch die Strecke H-B wiedergegeben. Wie dem R-X-Diagramm zu entnehmen ist, ist
das am Orte A liegende Distanzrelais S derart eingestellt,,daß es bei jedem dreiphasigen-Fehler
betätigt wird, der in dem Abschnitt der Linie ,X-G auftritt, der innerhalb des den
Auslösebereich des Distanzrelais S darstellenden Kreises 21SA liegt. Der Auslösebereich
des Distanzrelais S umschließt mindestens genauso viel des Leitungsabschnittes Y-Z
wie der den Auslösebereich des Distanzrelais P am Orte B wiedergebende Kreis 21PB.
In ähnlicher Weise kann das Distanzrelais P am Orte A die Fehler erfassen, die innerhalb
des Abschnittes der gesamten Leitung X-G auftreten, der innerhalb des Kreises 21PA
liegt. Die Kreise 21PB, 21SB und*21RB bezeichnen die Abschnitte der gesamten Leitung
X-G, die, wenn in ihnen ein dreiphasiger Fehler auftritt; eine Betätigung der Dstanz-
| reläis P,@ S oder R acn Ore 3 bewirken. |
Da das hauptsächliche Interesse den Abschnitten der Linie X-G
mit@den Kreisen gilt, die durch die Auslösebereiche der Distanzrelais F, R und S
beschrieben sind, lassen sich die Auslöcebereiche, wie in der Fig. 4B gezeigt, durch
Rechtecke darstellen, die entlang der Linie X-G angeordnet sind und eine Länge besitzen,
die dem Auslösebereich des jeweiligen Distanzrelais oder der Länge des Leitungsabschnittes
entspricht, den das entsprechende Distanzrelais überwacht. Diese Darstellung vereinfacht
die Figuren, ohne die Erklärung der Erfindung zu beeinträchtigen. Inder Fig. 5 ist
die gesamte Leitung X-G für den Fall dargestellt, da.ß die die Serienkondensatoren
3 schützenden Funkenstrecken 5 gezündet haben. Dieses-Zünden macht die Serienkondensatoren
3 wirkungslos, so daß der Punkt B mit dem Punkt H zusammenfällt. Der Zeitungsabschnitt
C--D der Fig. 5 stellt den Zeitungsabschnitt 1. der Fig. 2 dar und gibt die 'typische
Einstellung der Auslösebereiche der Distanzrelais viieder.
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Die übrigen Einzelheiten der gemäß der Zusatzerfindung verbesserten
Phasenvergleich-Schutzanordnung lassen sich am besten an Hand der folgenden Beschreibung
der Funktionsweise er Klären .
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Bei normalem, fehlerlosem Betrieb der Leitung 1 befinden sich
die
Relais 16 und 18 sowie die Distanzrelais P und S und, falls verwendet, auch das
Distanzrelais R in ihrer "kein Fehler" anzeigenden Zage, wie es in der Fig. 7 dargestellt
ist. Wenn ein genügend großer Laststrom fließt, dann wird dem Verzögerungsnetzwerk
38 eine von der Einrichtung 6 zur Meßwertbildung erzeugte Wechselgröße über den
ersten Impulsformer 14 der Relaisanordnung 4 nach Fig. 1 und über das Phasen-UND-Verknüpfungsglied
34 zugeführt. Der Kondensator 148 des Verzögerungsnetzwerkes 38 wird abwechselnd
geladen und entladen, was aber, da die Schalteinrichtung 42 durch die Steuereinrichtung
46 gesperrt ist, nicht zum Sperren des Transistors 170 der Schalteinrichtung 42
führt, und zwar auch dann nicht, wenn der Transistor 166 der Schalteinrichtung 42
etwas leitend ist. Die normalerweise geschlossenen Kontakte 169 des Relais
16 , die normalerweise geschlossenen Kontakte 21Sa und 21 Sb des Distanzrelais S
und die normalerweise geschlossenen Kontakte 21Pa und 21'b des Distanzrelais P bleiben
geschlossen. Dadurch ist die*heitung 121 direkt mit der negativen Zeitung 83 verbunden,
wodurch eine Erregung des Tastkreises 22 und ein Einschalten des Senders 24 unterbunden
ist. Außerdem wird der Transistor 114 des Tastkreises 22 leitend gehalten, und dadurch
wird jede Beeinflussung des Senders 24 durch die Einrichtung 6 zur Meßwertbildung
verhindert.
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Da die Wirkungsweise der Phasenvergleich-Schutzanordnung
bei
den ,Fehlern bereits ausführlich im Hauptpatent beschrieben ist, bei denen die von
der Einrichtung 6 zur Maßwertbildurig erzeugte einphasige Wechselspannung eine höhere
Amplitude als bei großen, zulässigen Lastströmen besitzt, ist im folgenden die Wirkungsweise
der erfindungsgemäßen Phasenvergleich-Schutzanordnung nur für die Fälle beschrieben,
in denen die Amplitude der einphasigen Wechselspannung bei einem dreiphasigen Fehler
kleiner als bei zulässigen, jedoch fehlerfreien Lastbedingungen ist. Ein solcher
Fall tritt dann ein, wenn die Last, die über die gesamte Leitung übertragen wird,
unter der maximalen Kapazität der Leitung liegt. und wenn die Kapazität der Generatoren,
die die Hauptversorgungsleitungen 1A, 1B und 1C speisen, kleiner ist als die, die
bei Nennlast über die Zeitung übertragen wird. In einem solchen Fall wird sich die
Spannung an einer oder mehreren der Hauptstromleitungen 1A, 1B und 1C wegen der
Spannungsabfälle in den die Hauptversorgungsleitungen speisenden Strompfaden und/oder
wegen der inneren Impedanz der Generatoren nicht den Nennwert erreichen, Daher kann
der in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt fließende Strom auch dann, wenn in
dem zu überwachenden Leitungsabschnitt ein dreiphasiger Kurzschluß mit niedriger
Impedanz auftritt, so klein sein, daß die Amplitude der einphasigen Wechselspannung
der Einrichtung 6 zur Meßwertbildung,beträchtlich kleinen ist als. die Amplitude
der
Wechselspannung, die bei mehreren angeschlossenen Genera-"
tonen und einer größeren über die Leitung übertragenen Leistung in der Einrichtung-6
gebildet wird. In einigen Fällen ist es möglich, die Anregebedingungen der Relaisanordnungen
jeweils dann zu ändern, wenn die Zahl der Generatoren, die die Zeitungen vdrsorgen,
oder die Leistung verändert wird,@die über den zu überwachenden Leitungsabschnitt
fließt; solche Maßnahmen sind aber aus vielen Gründen erwünscht. Daher wird die
Relaisanordnung 4, falls die Relais 16 und 18 alle dreiphasigen Fehler erfassen
können, was notwendig ist, falls der Zeitungsabschnitt einwandfrei überwacht werden
soll, auch bei zulässigen, fehlerfreien Lastbedingungen erregt. Bei Fehlern zwischen
Phase und Phase, die in der Nähe eines -Endes des zu überwachenden Leitungsabschnittes,
fern von dem Ort der Einrichtung 6 zur Meßwertbildung auftreten, ist der Unterschied
zwischen der Amplitude der einphasigen Wechselspannung der Einrichtung 6 zur Meßwertbildung,
die als Folge eines großen Laststromes entsteht, und der Amplitude, die bei einem
Fehlerstrom erzeugt wird, zu klein, um eine sichere Betätigung der Relais 16 und
18 bei einer einen Fehler anzeigenden Amplitude zu sichern, ohne daß eine Betätigung
der Relais 16 und 18 bei schweren Lastströmen eintritt. Um eine Betätigung dieser
Relais bei derartigen Fehlern zu sichern"müßte in Kauf genommen werden, daß die
Relais
16 und 18 auch bei großen, fehlerlosen Lastströmen betätigt werden.
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Eine Betätigung der Relaisanordnungen 4 infolge großer Lastströme
würde zwar, wenn kein Fehler auftritt, nicht zum. Auslösen der zugeordneten Leistungsschalter
führen, da die Betätigung einem äußeren Fehler entspricht, bringt aber die Sender
unnötiger- und unerwünschterweise zum Arbeiten. Dies ist deshalb unerwünscht, weil
erstens, da ständig ein Phasenvergleich stattfindet, ein Fehler in einem Teil der
Trägerfrequenzeinrichtung zu einem sofortigen Auslösen an einem oder beiden Enden
des zu überwachenden Leitungsabschnittes führen kann, zweitens der Trägerfrequenzkanal
nicht zu anderen Zwecken ausgenutzt werden kann und drittens eine fortwährende Übertragung
von Signalen über längere Zeitabschnitt zu lnterferenzerscheinungen mit Nachrichten
in benachbarten oder zugeordneten Einrichtungen führen kann. Diese Schwierigkeiten
lassen sich gemäß der Zusatzerfindung durch die Verwendung von Distanzrelais vermeiden,
die in Ergänzung zu den Relais 16 und 18 vorgesehen sind, wodurch die Relaisanordnung
4 in die Lage versetzt wird, zwischen einem dreiphasigen Fehler bei kleiner Last
und schwerer zulässiger Last auf .fehlerfreier Strecke zu unterscheiden. Um diese
Vorteile bei einem Leitungsabschnitt mit Serienkondensatoren, beispielsweise, bei
dem Netzwerk 1 der rig. 2 zu
erreichen, enthält jede der an den
Enden des zu überwachenden Zeitungsabschnittes angeordneten Relaisanordnungen ein
Paar Distanzrelais P und S. Eines der Distanzrelais P hat einen in "Vorwärtsrichtung"
liegenden Auslösebereich und übernimmt, wenn es betätigt wird, die Funktion der
Relais 16 und 18. Wie weiter unten näher erläutert wird, ist der Auslösebereich
des Relais P derart gewählt, daß es nach Möglichkeit allein nur auf solche Fehler
anspricht, die innerhalb des von ihm zu überwachenden Leitungsabschnittes auftreten.
Wenn der Fehler außerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes liegt, soll der
zugeordnete Leistungsschalter nicht betätigt werden.
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Wenn es möglich wäre, den Auslösebereich des Distanzrelais P in der
beschriebenen Weise festzulegen, dann wäre überhaupt keine zusätzliche Schutzanordnung
erforderlich. Es wäre dann unzweckmäßig, den teueren und komplizierteren Phasenvergleichschutz
zu verwenden. Da der Auslösebereich der Distanzrelais P aber nicht so genau eingestellt
werden kann, muß der Auslösebereich des Distanzrelais ausreichend weit über das
Ende des zu überwachenden Zeitungsabschnittes hinausreichen um sicherzustellen,
daß das Distanzrelais P mit Sicherheit auf jeden dreiphasigen Fehler anspricht,
der innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes.auftritt. Hei einer solchen.
Einstellung des Auslösebereiches der Distanzrelais P können von ihnen aber auch
dreiphasige.Fehler erfaßt werden, die
auerhalb des zu schützenden
Leitungsabschnittes liegen.
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Um in diesem Falle ein unerwünschtes, fehlerhaftes Auslösen der leistungssehalter
zu verhindern, sind Distanzrelais S vorgesehen, deren Auslösebereiche die an den
zu überwachenden Leitungsabschnitt angrenzenden Leitungsabschnitte umfassen. So
muß beispielsweise der Auslösebereich des Distanzrelsis S an Ort-D einen Bereich
des Abschnittes E-F umfassen, der gleich oder größer als der Abschnitt ist, der
von dem Auslösebereich des Distanzrelais P am Ort C innerhalb des Leitungsabschnittes
E-F umfaßt wird. Diese Verhältnisse sind in der Fig. 5 durch die Auslösebereiche
wiedergegeben, . die durch die Rechtecke 21SD und 21PC dargestellt sind.
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Die Distanzrelais S bewirken nur ein Einschalten der Sender; die Schalteinrichtung
42 können sie nicht freigeben. Daher kann durch das der jeweiligen Relaisanordnung
4 zugeordnete Distanzrelais S der Leistungsschalter der jeweiligen Relaisanordnung
nicht betätigt werden. Durch das Arbeiten des Senders werden die benachbarten Relaisanordnungen
mit einem den Fehlerort kennzeichnenden Signal versorgt, wie eingangs beschrieben.
Dieses Signal verhindert ein Auslösen der Leistungsschalter des Leitungsabschnittes
C-D, trenn der Fehler innerhalb des Leitungsabschnittes E-F liegt.
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Wie oben bereits kurz angedeutet wurde, ist die erfindungsemäße Phäsenvergleich-Schutzanordnung
auch zur Uberwachung
von Leitungen geeignet, die mit Serienkondensatoren
ausgerüstet sind. Eine Zeitung dieser Art ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Sind
die Distanzrelais P und S an den Orten A und B ivie beschrieben ausgebildet, dann
ist es offensichtlich, daß das Distanzrelais P am Orte B, nachfolgend kurz mit "Distanzrelais
PB" bezeichnet, nicht-den Abschnitt H'-H des zu überwachenden Leitungsabschnittes
AB umfallt und infolgedessen nicht bei einem dreiphasigen Fehler im Abschnitt H'-H
betätigt wird. Da es aus mancherlei Gründen unerwünscht ist, den den Auslösebereich
des Distanzrelais PB darstellenden Kreis 21PB so zu vergrößern, daß er den Abschnitt
H'-H umfaßt, ist ein zusätzliches Distanzrelais R am Orte B vorgesehen, das im folgenden
kurz mit "Distanzrelais RB', bezeichnet wird. Das Distanzrelais RB ist im Hinblick
auf die Erfassung von dreiphasigen Fehlern innerhalb des Kreises 21RB eingestellt
und derart angeordnet, daß es, wie in der Fig. 7 dargestellt, bei seiner Betätigung
die Schalteinrichtung 42 der Relaisanordnung 4B (Relaisanordnung A am Orte B) freigibt.
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Beim Auftreten eines Fehlers im Abschnitt h'-H schaltet das Distanzrelais
21SB den Sender 24 der Relaisanordnung 48 ein, um ein Signal zu erzeugen, das zusammen
mit den Signal des Senders 24 der Relaisanordnung 4A (betätigt durch das Distanzrelais
PA) entscheidet, ob der Fehler innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes
A-B liegt. Die Freigabe der
Schalteinrichtung 42 der Relaisanordnung
4B durch das Distanzrelais RB versetzt die Relaisanordnung ab in die Zage, den zugeordneten
Leistungsschalter 2B zu öflnen oder auszulösen. Die Schalteinrichtung 42 der Relaisanordnung
4A wurde inzwischen durch das Distanzrelais PA bereits freigegeben, so daß, da der
Fehler innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes A-B liegt, die Leistungsschalter
2A öffnen können.
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Ist ein Fehler innerhalb des Zeitungsabschnittes C-H" des Abschnittes
C-D aufgetreten, der außerhalb des Leitungsabschnittes A-B liegt, dann läuft die
Betätigung der Distanzrelais PA, RB und SB in der eben beschriebenen Weise ab; da
aber die Einrichtungen 6 zur Meßwertbildung anzeigen, daß der Fehlerstrom an Orte
A in den Zeitungsabschnitt A-B hineinfließt und am Orte B des Leitungsabschnittes
A-B herausfließt, folglich ein äußerer Fehler vorliegt, verhindern die Signale der
Sender 24 an den Orten A und B eine Betätigung der Leistungsschalter 2A und 2B.
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In den obigen Ausführungen ist angenommen worden, daß die den Serienkondensatoren
3 parallelliegenden Funkenstrecken 5 nicht gezündet haben und daß die Impedanz des
Leitungsabschnittes A-B den in der Fig. 4 dargestellten Verlauf aufweist. In vielen
Fällen ist dies jedoch nicht der Fall, da die Funkenstrecken 5 wegen der Amplitude
des Fehlerstromes
überschlagen; der Impedanzverlauf des Leitungsabschnittes
A-B nimmt dann die in der Fig. 5 dargestellte Gestalt an. Die Betätigung der Relaisanordnungen
4A und 4B läuft zwar wie beschrieben ab, aber die Leitungsabschnitte der Zeitung
X-G, die von den Distanzrelais P, R und S überwacht werden, sind etwas unterschiedlich,
wie das die Fig. 5 zeigt. Die Distanzrelais P, R und S, die den zu überwachenden-Leitungsabschnitt
A-B überwachen, müssen. daher anders ausgelegt werden als die, die in Verbindung
mit den Relais beschrieben worden sind, die den Abschnitt C-D überwachen, der keine
Serienkondensatoren enthält.
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Bevorzugte Einstellung der Distanzrelais P, R und S an den Orten A
und B sind in der Fig. 4A dargestellt. Die Auslöse-- ereiche der Distanzrelais
RB, SB und SA sollen so eingestellt werden, daß der Kreis 21RB den Punkt H enthält,
der Kreis 21PA den Kreis 21RB umfaßt und der Kreis 21 SA über den Kreis 21P8 hinausgeht,
wenn die Serienkondensatoren wirksam sind. Die Auslösebereiche der Distanzrelais
PA und PB sollen so gewählt sein, daß bei Überschlag der Funkenstrecken 5 der Kreis
21PA den Kreis 21RB und der Kreis 21PB den Punkt A enthält.
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Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß die i)istanzrelais PC
und PD auf Fehler ansprechen, die in dem Leitungsabschnitt H'-H auftreten, der außerhalb
des Leitungsab-
Schnittes C-D liegt und auf bezüglich des Leitungsabschnittes
C-D innere Fehler ansprechen. Die Leistungsschalter 2C und 2D werden nicht betätigt,
wenn der Fehler innerhalb des Zeitungsabschnittes H'-H liegt; wegen der den Fehlerort
erfassenden Einrichtungen 5 zur Meßwertbildung und der von diesen Einrichtungen
ausgehenden Steuerung der Sender zur Abgabe von Signalen, die zwischen den Relaisanordnungen
4C und 4D gewechselt werden, sprechen sie jedoch an, wenn der Fehler innerhalb des
Zeitungsabschnittes C-D auftritt.
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Obwohl die Erfindung mit Bezug auf ein spezielles Ausführungs= beispiel
beschrieben ist, sind zahlreiche Abänderungen möglich, die.sich alle auf den der
Erfindung zugrunde liegenden Gedanken zurückführen lassen.