DE19633856C1 - Indicating current converter saturation for measuring current in distribution network - Google Patents
Indicating current converter saturation for measuring current in distribution networkInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Gewinnen ei nes eine Sättigung in einem Stromwandler anzeigenden Erken nungssignals, der an ein zu überwachendes elektrisches Ener gieversorgungsnetz angeschlossen ist und eine dem Strom durch das Energieversorgungsnetz entsprechende Sekundärmeßgröße ab gibt, wobei aus der Sekundärmeßgröße durch eine auf die erste Oberwelle abgestimmte Bandpaß-Filterung eine erste Hilfsmeß größe abgeleitet und in Beziehung zu einer aus der Sekundär meßgröße gebildeten zweiten Hilfsmeßgröße gesetzt wird, und wobei bei einem einen vorgegebenen Schwellenwert überschrei tenden Quotienten aus der ersten und der zweiten Hilfsmeßgrö ße das Erkennungssignal gebildet wird.The invention relates to a method for obtaining egg not indications of saturation in a current transformer voltage signal that is sent to an electrical energy to be monitored Power supply network is connected and the current through the secondary power supply corresponding to the power supply network there, whereby from the secondary measurand through one to the first Harmonic bandpass filtering a first auxiliary measurement size derived and related to one from the secondary second auxiliary measurement variable is set, and being at a predetermined threshold quotient from the first and the second auxiliary measurement the recognition signal is formed.
Ein Verfahren dieser Art ist aus der deutschen Offenlegungs schrift DE 41 00 646 C2 bekannt. Dieses bekannte Verfahren wird im Rahmen eines Verfahrens zum Schutz von Distanzschut zeinrichtungen vor unerwünschter Auslösung während tran sienter Leistungspendelungen benutzt und dient dazu, einen bei dem bekannten Verfahren eingesetzten Unterbrecher so zu steuern, daß das bekannte Verfahren gegen Fehlfunktion wäh rend Stromwandlersättigung geschützt ist. Dazu wird aus der Sekundärmeßgröße eines Stromwandlers mittels Bandpaß-Fil terung eine erste Hilfsmeßgröße gebildet, deren Amplitude von der Größe der ersten Oberwelle der Sekundärgröße abhängt. Mittels eines weiteren auf die Netzfrequenz abgestimmten Bandpaßfilters wird aus der Sekundärgröße eine zweite Hilfs meßgröße gebildet. Überschreitet das Verhältnis der Amplitude der ersten Hilfsmeßgröße zur Amplitude der zweiten Hilfsmeß größe einen vorgegebenen Wert, dann wird von dem Unterbrecher ein Erkennungssignal an eine Anordnung gegeben, in der das Vorzeichen der Richtung von Leistungspendelungen ermittelt wird.A procedure of this kind is from the German disclosure document DE 41 00 646 C2 known. This known method is part of a procedure to protect distance protection prevent unwanted triggering during tran sienter commuting uses and serves one interrupters used in the known method control that the known method against malfunction rend current transformer saturation is protected. To do this, the Secondary measurement of a current transformer using a bandpass fil a first auxiliary measurement, whose amplitude depends on the size of the first harmonic of the secondary size. By means of another tuned to the network frequency Bandpass filter becomes a second auxiliary from the secondary size measurement size formed. Exceeds the ratio of the amplitude the first auxiliary measurement variable to the amplitude of the second auxiliary measurement size a predetermined value, then the breaker given a detection signal to an arrangement in which the Sign of the direction of power fluctuations determined becomes.
Bei dem bekannten Verfahren muß der Schwellenwert relativ hoch gewählt werden, weil auch bei stark verlagerten Strömen im Energieversorgungsnetz, wie sie im Kurzschlußfall auftre ten, die vom Wandler abgegebene Sekundärmeßgröße kurzzeitig einen Signalanteil mit der Frequenz der ersten Oberwelle ent hält. In diesem Fall wird die erste Hilfsmeßgröße erzeugt, ohne daß Wandlersättigung vorliegt. Daher muß der vorgegebene Schwellenwert so hoch gewählt werden, daß das Erkennungs signal bei voller Verlagerung des Stromes im Energieversor gungsnetz gerade noch nicht erzeugt wird. Das Verfahren ist daher relativ unempfindlich, weil nur bei starker Wandlersät tigung der vorgegebene Schwellenwert überschritten wird. Au ßerdem wird zur Ermittlung der ersten Hilfsmeßgröße die Zeit einer Periodendauer der Grundschwingung der Sekundärmeßgröße gebraucht, so daß frühestens diese Zeit nach Eintritt eines Kurzschlusses das Erkennungssignal erzeugt werden kann.In the known method, the threshold must be relative be chosen high because even with strongly shifted currents in the power supply network, as occurs in the event of a short circuit ten, the secondary measurement output by the converter for a short time ent a signal component with the frequency of the first harmonic holds. In this case, the first auxiliary measurement variable is generated without converter saturation. Therefore, the default Threshold value should be chosen so high that the detection signal when the electricity in the energy supplier is fully shifted network is just not yet generated. The procedure is therefore relatively insensitive, because only with a strong converter the specified threshold is exceeded. Au In addition, time is used to determine the first auxiliary measurement variable a period of the fundamental oscillation of the secondary measurement used, so that at the earliest this time after the entry of a Short circuit the detection signal can be generated.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Gewinnen eines eine Sättigung in einem Stromwandler an zeigenden Erkennungssignais anzugeben, mit dem sich zuverläs sig und schnell das Erkennungssignal gewinnen läßt.The invention is therefore based on the object of a method to gain a saturation in a current transformer indicating recognition signals with which to rely sig and quickly won the detection signal.
Zur Lösung der Aufgabe wird bei dem eingangs angegebenen Ver fahren erfindungsgemäßTo solve the problem is in the Ver drive according to the invention
- - aus der Sekundärmeßgröße durch Differentiation eine Zwi schenmeßgröße erzeugt,- From the secondary measurement variable by differentiation a Zwi measurement size generated,
- - aus der Zwischenmeßgröße die erste Hilfsmeßgröße gebildet wird, die dem Anteil der ersten Oberwelle in der Zwischen meßgröße entspricht,- The first auxiliary measurement is formed from the intermediate measurement which is the proportion of the first harmonic in the intermediate measurement size corresponds,
- - aus der Zwischenmeßgröße durch Gleichrichtmittelwertbildung die zweite Hilfsmeßgröße erzeugt und - From the intermediate measured variable by establishing the mean of the rectification generates the second auxiliary measurement variable and
- - nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung nach dem Auftreten eines Kurzschlusses in dem Energieversorgungsnetz das Er kennungssignal gebildet, wenn der Quotienten aus der ersten und der zweiten Hilfsmeßgröße den vorgegebenen Schwellen wert überschreitet.- after a predetermined time delay after the occurrence a short circuit in the power supply network the Er identification signal formed when the quotient from the first and the second auxiliary measurement variable the predetermined thresholds value exceeds.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be steht darin, daß die erzeugte Zwischenmeßgröße auch bei stark verlagerten Strömen im Energieversorgungsnetz relativ geringe Oberwellenanteile enthält, so daß ein niedriger Schwellenwert vorgegeben werden kann, ohne daß es zum fehlerhaften Erzeugen des Erkennungssignals kommt. Zur Zuverlässigkeit des erfin dungsgemäßen Verfahrens trägt auch bei, daß die zweite Hilfs meßgröße durch Gleichrichtmittelwertbildung erzeugt wird; die so erzeugte zweite Hilfsmeßgröße ist nämlich bei Wandlersät tigung kleiner als bei verlagerten Strömen. Die Erzeugung des Erkennungssignals ist nach der Zeit einer Periodendauer der Grundschwingung der Sekundärmeßgröße möglich.A major advantage of the method according to the invention is that the intermediate variable generated is strong shifted currents in the power supply network are relatively low Contains harmonic components, so that a low threshold can be specified without it being incorrectly generated of the detection signal comes. Reliability of the invent The inventive method also helps that the second auxiliary measured variable is generated by rectification averaging; the second auxiliary measurement quantity thus generated is namely in the case of a transducer smaller than with shifted currents. The generation of the Detection signal is the time after a period Basic oscillation of the secondary measurand possible.
Um mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders schnell bei einer Stromwandlersättigung ein Erkennungssignal zu gewinnen, wirdTo particularly quickly with the method according to the invention to obtain a detection signal from a current transformer saturation, becomes
- - aus der Zwischenmeßgröße durch Filterung eine ihrer Grund welle entsprechende Vergleichsmeßgröße gewonnen,- From the intermediate measurement by filtering one of its reasons appropriate comparison measurement value obtained,
- - die Zwischenmeßgröße um eine der durch die Filterung be dingten Laufzeit entsprechende Zeitdauer verzögert und um eine durch die Filterung verursachte Größenänderung kompen sierend verändert,- The intermediate measurement by one of the be through the filtering due duration delayed by and by compensate for a change in size caused by the filtering changed,
- - aus der Vergleichsgröße und der veränderten Zwischenmeß größe eine Differenzgröße erzeugt, aus der nach Auftreten eines Kurzschlusses in dem Energieversorgungsnetz bei Über schreiten eines oberen Grenzwertes ein weiteres Erkennungs signal gebildet wird, und - from the comparison variable and the changed intermediate measurement size generates a difference size from which after occurrence a short circuit in the power supply network at Über If an upper limit is exceeded, another detection signal is formed, and
- - mittels einer Logikschaltung aus den Erkennungssignalen ein die Sättigung des Stromwandlers anzeigendes Blockiersignal erzeugt.- Using a logic circuit from the detection signals blocking signal indicating the saturation of the current transformer generated.
Mit dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Erkennungssignal in Form des weiteren Erkennungs signals schon früher als nach der Zeit einer Periodendauer der Grundschwingung der Sekundärmeßgröße gewinnbar. Aller dings ist das weitere Erkennungssignal ein periodisches Si gnal, so daß es wegen seiner Nulldurchgänge allein nicht ge eignet ist, sicher den exakten Zeitpunkt des Austritts des Stromwandlers aus der Sättigung anzuzeigen. Daher wird mit Hilfe der Logikschaltung zeitgleich mit dem Auftreten des weiteren Erkennungssignals die Erzeugung des Blockiersignals ausgelöst und mit dem Ende des einen Erkennungssignals das Blockiersignal beendet, so daß sehr schnell das Eintreten des Stromwandlers in die Sättigung und sehr genau das Austreten des Stromwandlers aus der Sättigung mit Hilfe des Blockiersi gnals angezeigt werden kann.With this embodiment of the method according to the invention is a detection signal in the form of further detection signals earlier than after the period of a period the fundamental of the secondary measurement can be obtained. Everything However, the further detection signal is a periodic Si gnal, so that because of its zero crossings alone it is not ge is sure the exact time of the exit of the Display current transformer from saturation. Therefore, with Using the logic circuit at the same time as the further detection signal, the generation of the blocking signal triggered and with the end of a detection signal Blocking signal ended, so that the entry of the Current transformer into saturation and very precisely the leakage the current transformer from saturation with the help of the blocking gnals can be displayed.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind inTo further explain the invention are in
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form ei nes Blockschaltbildes, in Fig. 1 shows an embodiment of an arrangement for carrying out the method according to the invention in the form of a block diagram, in
Fig. 2 Verläufe verschiedener bei der Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens erfaßter und gebildeter Signale zum Gewinnen des einen Erkennungssignals bei einem Kurzschluß mit durch ein abklingendes Gleich stromglied stark verlagerter Sekundärmeßgröße ohne Beeinflussung durch Sättigung des Stromwandlers, in Fig. 2 curves of various when he performed the inventive method detected and formed signals for obtaining the one detection signal in the event of a short circuit with by a decaying direct current element strongly displaced secondary measurement variable without being influenced by saturation of the current transformer, in
Fig. 3 Verläufe verschiedener bei der Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens erfaßter und gebildeter Signale zum Gewinnen des einen Erkennungssignals bei einem Kurzschluß mit stark verlagerter Sekundärmeß größe bei schwacher Wandlersättigung, in Fig. 3 curves of different when he performed the inventive method detected and formed signals for obtaining the one detection signal in the event of a short circuit with a strongly shifted secondary measurement size with weak transducer saturation, in
Fig. 4 Verläufe verschiedener bei der Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens erfaßter und gebildeter Signale zum Gewinnen des weiteren Erkennungssignals bei einem Kurzschluß mit stark verlagerter Sekundär größe ohne Beeinflussung durch Sättigung des Strom wandlers, in Fig. 4 curves of different when he performed the inventive method detected and formed signals to gain the further detection signal in the event of a short circuit with a strongly shifted secondary size without being affected by saturation of the current converter, in
Fig. 5 Verläufe verschiedener bei der Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens erfaßter und gebildeter Signale zum Gewinnen des weiteren Erkennungssignals bei einem Kurzschluß mit stark verlagerter Sekundär meßgröße und schwacher Wandlersättigung, Fig. 5 curves different in the implementation of he inventive method and detected signals formed for obtaining the other detection signal at a short-circuit with strong and weak displaced secondary measured variable transformer saturation,
Fig. 6 Verläufe verschiedener bei der Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens erfaßter und gebildeter Signale zum Gewinnen des einen Erkennungssignals bei einem Kurzschluß mit stark verlagerter Sekundärmeß größe bei starker Wandlersättigung und in Fig. 6 curves of different when he performed the inventive method detected and formed signals for obtaining the one detection signal in the event of a short circuit with a strongly shifted secondary measurement with strong transducer saturation and in
Fig. 7 Verläufe verschiedener bei der Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens erfaßter und gebildeter Signale zum Gewinnen des weiteren Erkennungssignals bei einem Kurzschluß mit stark verlagerter Sekundär meßgröße und starker Wandlersättigung dargestellt. Fig. 7 curves of different when he performed the inventive method detected and formed signals for obtaining the further detection signal in the event of a short circuit with a strongly shifted secondary measurement variable and strong converter saturation.
Der Fig. 1 ist entnehmbar, daß aus einer vom nicht darge stellten Stromwandler abgegebenen Sekundärmeßgröße S eine Zwischenmeßgröße Z durch Differentiation nach der Zeit in ei nem Differenzierglied 1 gewonnen wird. Aus der Zwischengröße Z wird in einem an das Differenzierglied 1 angeschlossenen frequenzselektiven Amplitudenbildner 2 eine erste Hilfsmeß größe H1 gebildet. Dabei wird in der Weise vorgegangen, daß mit einem auf 100 Hz abgestimmten Sinus- und einem ebenfalls auf 100 Hz abgestimmten Cosinus-Filter in dem frequenzselek tiven Amplitudenbildner 2 zunächst gemäß den nachstehenden Gleichungen (1) und (2) der Real- Re(i100) und der Imaginär teil Im(i100) der ersten Hilfsmeßgröße H1 und daraus ihr Be trag als erste Hilfsmeßgröße H1 gemäß Gleichung (3) ermittelt werden. Fig. 1 can be seen that an intermediate measurement quantity Z is obtained from a secondary measurement quantity S output by the current transformer (not shown) by differentiation according to time in egg nem differentiator 1 . From the intermediate variable Z, a first auxiliary measurement variable H1 is formed in a frequency-selective amplitude generator 2 connected to the differentiator 1 . The procedure is such that with a sine filter tuned to 100 Hz and a cosine filter also tuned to 100 Hz in the frequency-selective amplitude generator 2, first in accordance with equations (1) and (2) below the Real-Re (i100 ) and the imaginary part Im (i100) of the first auxiliary measurement variable H1 and from this their amount as the first auxiliary measurement variable H1 can be determined according to equation (3).
Dabei ist von mittels einer nicht dargestellten Abtastein richtung gewonnenen Abtastwerten ik-(n+1) bis ik der Sekundärmeßgröße S ausgegangen, die mit einer Abtastperiodendauer TA abgetastet werden. Aus aufeinanderfolgenden Abtastwerten ist dann jeweils ein Differenzwert Δiv = iv-iv-1 gebildet, so daß in dem Differentierglied 1 die Zwischenmeßgröße Z beschrei bende Abtastwerte Δik-n, Δik-(n-1) . . . Δik-1, Δik entstehen. Mit diesen Werten ist gemäß den obigen Gleichungen die erste Hilfsmeßgröße H1 ermittelt.In this case, it is assumed that the sampled values i k- (n + 1) to i k of the secondary measurement variable S obtained by means of a sampling device ( not shown ) , which are sampled with a sampling period T A. A consecutive sample value Δi v = i v -i v-1 is then formed from successive sample values, so that sample values Δi kn , Δi k- (n-1) describing the intermediate measured variable Z in the differentiator 1 . . . Δi k-1 , Δi k arise. The first auxiliary measured variable H1 is determined using these values in accordance with the equations above.
Parallel dazu wird aus der Zwischenmeßgröße Z in einem Gleichrichtmittelwertbildner 3 eine zweite Hilfsmeßgröße H2 erzeugt. Die zweite Hilfsmeßgröße H2 ist dabei ausgehend von den die Zwischenmeßgröße Z bildenden Abtastwerten Δik-n, Δik-(n-1) . . . Δik-1, Δik gemäß nachstehender Gleichung (4) gebil detIn parallel to this, a second auxiliary measurement variable H2 is generated from the intermediate measurement variable Z in a rectification mean value generator 3 . The second auxiliary measurement variable H2 is based on the sample values Δi kn , Δi k- (n-1) forming the intermediate measurement variable Z. . . Δi k-1 , Δi k formed according to equation (4) below
und stellt somit einen Gleichrichtmittelwert dar. and thus represents an average rectification value.
In einem dem frequenzselektiven Amplitudenbildner 2 und dem Mittelwertbildner 3 nachgeordneten Quotientenbildner 4 wird der Quotient aus der ersten Hilfsmeßgröße H1 und der zweiten Hilfsmeßgröße H2 gebildet. Das so erzeugte Vorsignal VS wird in einer Schwellenwertstufe 5 mit einem vorgegebenen Schwel lenwert verglichen. Überschreitet das Vorsignal VS den vorge gebenen Schwellenwert, dann entsteht am Ausgang der Schwel lenwertstufe 5 ein Schwellensignal SW1. Dieses Signal SW1 steht an einem Eingang E1 einer Freigabeschaltung 6 an, deren anderem Eingang E2 ein Freigabesignal SF1 von einer Zeitstufe 7 zugeführt wird. Diese Zeitstufe 7 wird von einem Baustein 8 zur Kurzschlußerkennung in dem Energieversorgungsnetz gesteu ert, an das der Stromwandler angeschlossen ist; der Baustein 8 kann eine übliche Anregeschaltung sein. Bei einem erfaßten Kurzschluß wird demzufolge die Zeitstufe 7 von dem Baustein 8 gestartet. Die Zeitstufe 7 gibt daraufhin nach einer Zeitver zögerung Tv1 von der Größe der Periodendauer der Grundschwin gung der Sekundärgröße S das Freigabesignal SF1 an die Frei gabeschaltung 6 ab, die daraufhin ihrerseits an ihrem Ausgang ein die Sättigung des Stromwandlers anzeigendes Erkennungs signal EK1 abgibt. Dieses Erkennungssignal EK1 liegt an einem Eingang einer als ODER-Glied ausgebildeten Logikschaltung 9, die daraufhin an ihrem Ausgang ein Blockiersignal BS für eine nicht gezeigte Schutzeinrichtung abgibt.In the frequency selective Amplitudenbildner 2 and the averaging unit 3 downstream quotient 4 is formed from the quotient of the first Hilfsmeßgröße H1 and second H2 Hilfsmeßgröße. The distant signal VS generated in this way is compared in a threshold value stage 5 with a predetermined threshold value. If the distant signal VS exceeds the predetermined threshold value, then a threshold signal SW1 arises at the output of the threshold value stage 5 . This signal SW1 is present at an input E1 of an enable circuit 6 , the other input E2 of which is supplied with an enable signal SF1 from a time stage 7 . This time stage 7 is controlled by a module 8 for short-circuit detection in the power supply network to which the current transformer is connected; The block 8 can be a conventional excitation circuit. In the event of a detected short circuit, time stage 7 is accordingly started by module 8 . After a time delay Tv1, the time stage 7 then outputs the release signal SF1 to the release circuit 6 from the size of the period of the basic oscillation of the secondary variable S, which in turn outputs a detection signal EK1 indicating the saturation of the current transformer at its output. This detection signal EK1 is connected to an input of a logic circuit 9 designed as an OR gate, which then outputs a blocking signal BS at its output for a protective device (not shown).
Aus der Zwischenmeßgröße Z wird mittels eines auf die Grund welle der Sekundärgröße S abgestimmten Tiefpasses 10 eine Vergleichsmeßgröße V gewonnen, die mittels der Abtastwerte Δik gemäß nachstehender Gleichung (6) unter Aufsummierung der jeweils letzten zehn Abtastwerte gebildet ist:A comparison measurement variable V is obtained from the intermediate measurement variable Z by means of a low-pass filter 10 which is matched to the basic wave of the secondary variable S and which is formed by means of the sample values Δi k according to equation (6) below, adding up the last ten sample values:
Parallel dazu wird die Zwischenmeßgröße Z mit ihren Ab tastwerten Δik in einem Verstärkerbaustein 11 entsprechend der Verstärkung des Tiefpasses 10 verstärkt und anschließend eine Mittelwertbildung in einem weiteren Baustein 12 vorge nommen. Dabei reicht zur Mittelwertbildung die Summierung des 4. und 5. letzten Abtastwertes aus, da der Tiefpaß eine Zeit verzögerung von 4,5 ms bei einer 50 Hz-Grundwelle in der Se kundärmeßgröße S verursacht. Das am Ausgang des weiteren Bau steins 12 sich ergebende Signal VZ kann dann durch folgende Beziehung (7) beschrieben werden:At the same time, the intermediate measurement variable Z is amplified with its sample values Δi k in an amplifier module 11 in accordance with the amplification of the low-pass filter 10 , and averaging is then carried out in a further module 12 . The summation of the 4th and 5th last sample values is sufficient for averaging, since the low-pass filter causes a time delay of 4.5 ms with a 50 Hz fundamental wave in the secondary measurement variable S. The signal VZ resulting at the output of the further component 12 can then be described by the following relationship (7):
VZ = ½ (Δik-4 + Δik-5) (6)VZ = ½ (Δi k-4 + Δi k-5 ) (6)
Am Ausgang eines nachgeschalteten Differenzbildners 13 ergibt sich dann eine Differenzmeßgröße MD gemäß folgender Beziehung (7)At the output of a downstream difference former 13 , a difference measurement variable MD results according to the following relationship (7)
MD = V-VZ (7)MD = V-VZ (7)
Überschreitet die Differenzmeßgröße MD einen vorgegebenen oberen Grenzwert, dann wird von einer weiteren Schwellenwert stufe 14 ein weiteres Schwellensignal SW2 erzeugt und an ei nen Eingang E3 einer weiteren Freigabeschaltung 15 angelegt. Von dieser Freigabeschaltung 15 wird an ihrem Ausgang ein ei ne Sättigung im Stromwandler anzeigendes weiteres Erkennungs signal EK2 erzeugt, wenn von einer weiteren Zeitstufe 16 ein weiteres Freigabesignal SF2 abgegeben worden ist. Dies ist etwa 11 ms nach Erkennung eines Kurzschlusses durch den Bau stein 8 zur Kurzschlußerkennung der Fall.If the differential measurement quantity MD exceeds a predetermined upper limit value, then a further threshold signal SW2 is generated by a further threshold value stage 14 and applied to an input E3 of a further enable circuit 15 . From this release circuit 15 , a further detection signal EK2 indicating a saturation in the current transformer is generated at its output when a further release signal SF2 has been emitted by a further time stage 16 . This is the case about 11 ms after detection of a short circuit by the stone 8 for short circuit detection.
Mit Hilfe der Logikschaltung 9 wird zeitgleich mit dem Auf treten des weiteren Erkennungssignals EK2 die Erzeugung des Blockiersignals BS ausgelöst. Das Blockiersignal BS wird also auf diese Weise verhältnismäßig schnell nach etwa einer Halb periode der Grundschwingung der Sekundärgröße S erzeugt. Es bleibt auch bei einem Nulldurchgang der Differenzmeßgröße MD erhalten, weil dann das eine Erkennungssignal EK1 vorliegt. Mit dem Ende des einen Erkennungssignals EK1 endet das Blockiersignal BS.The logic circuit 9 is used to trigger the generation of the blocking signal BS at the same time as the further detection signal EK2 occurs. The blocking signal BS is thus generated relatively quickly after about a half period of the fundamental wave of the secondary variable S. It remains even when the difference measurement variable MD crosses zero, because then there is a detection signal EK1. The blocking signal BS ends when the one detection signal EK1 ends.
Im Diagramm A der Fig. 2 ist über der Zeit t (in ms) der Verlauf der Sekundärmeßgröße S bei einem zum Zeitpunkt t = 0 aufgetretenen Kurzschluß dargestellt; die Sekundärmeßgröße S ist stark verlagert, aber nicht durch Sättigung des Strom wandlers verzerrt. Das Diagramm B zeigt den Verlauf der Zwi schenmeßgröße Z über der Zeit t und läßt erkennen, daß die Zwischenmeßgröße Z der differenzierten Sekundärgröße S ent spricht. Im Diagramm C ist der zeitliche Verlauf der ersten Hilfsmeßgröße H1 dargestellt, während das Diagramm D den Ver lauf der weiteren Hilfsmeßgröße H2 zeigt. Die Diagramme C und D lassen erkennen, daß sich schon in den ersten Millisekunden nach dem Kurzschluß ein großer, im Diagramm E dargestellter Quotient der Hilfsmeßgrößen H1 und H2 ergibt, der das Vor signal VS (siehe Diagramm E der Fig. 2) zur Folge hat. Auf grund der mit der Zeitstufe 7 vorgegebenen Zeitverzögerung T1 von etwa 20 ms ergibt sich jedoch kein Erkennungssignal EK1 (vgl. Diagramm F der Fig. 2), weil das Schwellensignal SW1 zum Zeitpunkt Tv1 nicht mehr vorliegt.In diagram A of FIG. 2, the course of the secondary measurement variable S is shown over time t (in ms) in the event of a short circuit occurring at time t = 0; the secondary measurement variable S is strongly shifted, but not distorted by saturation of the current transformer. Diagram B shows the course of the intermediate measurement variable Z over time t and reveals that the intermediate measurement variable Z corresponds to the differentiated secondary variable S. Diagram C shows the time course of the first auxiliary measurement variable H1, while diagram D shows the course of the further auxiliary measurement variable H2. The diagrams C and D show that in the first milliseconds after the short circuit there is a large quotient of the auxiliary measured variables H1 and H2 shown in diagram E, which has the previous signal VS (see diagram E in FIG. 2) . However, due to the time delay T1 of approximately 20 ms predetermined with the time stage 7, there is no recognition signal EK1 (cf. diagram F in FIG. 2) because the threshold signal SW1 is no longer present at the time Tv1.
In Fig. 3 sind in den Diagrammen der Fig. 2 entsprechenden Diagrammen A bis F entsprechende Größen in ihrem Zeitverlauf bei stark verlagerter Sekundärmeßgröße S und schwacher Sätti gung des Stromwandlers gezeigt. Es zeigt sich auch hier, daß infolge der Zeitverzögerung Tv1 das eine Erkennungssignal EK1 nicht auftritt, weil der Quotient von H1 zu H2 zur Zeit T1 relativ klein ist. In Fig. 3 in the diagrams of Fig. 2 corresponding diagrams A to F corresponding sizes in their time course with strongly shifted secondary measurement variable S and weak saturation of the current transformer are shown. It also shows here that, due to the time delay Tv1, the one detection signal EK1 does not occur because the quotient from H1 to H2 at time T1 is relatively small.
Anhand der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Signalver läufe wird die Bildung der Differenzmeßgröße MD (jeweils Dia gramm E der Fig. 4 und 5 aus der Sekundärmeßgröße S (jeweils Diagramm A der Fig. 4 und 5) über die Bildung der Zwischenmeßgröße Z (jeweils Diagramm B) und der Vergleichs meßgröße V (jeweils Diagramm C) sowie der verzögerten Zwi schenmeßgröße VZ (jeweils Diagramm D) gezeigt. Auch hier ist angenommen, daß ein Kurzschluß bei t = 0 ms eingetreten ist. Ferner ist bezüglich der Fig. 4 davon ausgegangen, daß eine durch Sättigung des Stromwandlers nicht gestörte aber stark verlagerte Sekundärmeßgröße S vorliegt. Hinsichtlich Fig. 5 ist von schwacher Wandlersättigung bei starker Verlagerung der Sekundärmeßgröße S ausgegangen.On the basis of the runs shown in Figs. 4 and Signalver shown in Figure 5 the formation of the Differenzmeßgröße MD (grams E of FIG each slide. 4 and 5 from the Sekundärmeßgröße S (each diagram A of Fig. 4 and 5) on the formation of Zwischenmeßgröße Z (in each case diagram B) and the comparison measurement variable V (in each case diagram C) and the delayed intermediate measurement variable VZ (in each case diagram D). Here, too, it is assumed that a short circuit has occurred at t = 0 ms . 4 assumed that there is a strongly shifted secondary measurement variable S which is not disturbed by saturation of the current transformer 5. With respect to FIG. 5, weak transformer saturation is assumed when the secondary measurement variable S is shifted strongly.
Fig. 4 läßt erkennen, daß die Differenzmeßgröße MD nur vor Ablauf der Verzögerungszeit Tv2 auftritt, hier 11 ms ab dem Auftreten eines Kurzschlusses, auftritt bzw. eine durch die weitere Schwellenwertstufe 14 vorgegebene Höhe erreicht, so daß das weitere Erkennungssignal EK2 nicht erzeugt wird. Ent sprechende Verhältnisse ergeben sich bei starker Verlagerung der Sekundärgröße S und schwacher Sättigung des Stromwand lers, wie die Fig. 5 zeigt. Auch hier nimmt die Differenz meßgröße MD nur vor Ablauf der weiteren Verzögerungszeit Tv2 vergleichsweise hohe Werte an, so daß das weitere Erkennungs signal EK2 nicht auftritt (vgl. Diagramm F der Fig. 4 und 5). FIG. 4 shows that the differential measurement variable MD occurs only before the delay time Tv2 has elapsed, in this case 11 ms from the occurrence of a short circuit, or reaches a level predetermined by the further threshold value stage 14 , so that the further detection signal EK2 is not generated. Corresponding conditions result from a strong shift in the secondary variable S and weak saturation of the current transformer, as shown in FIG. 5. Here too, the difference measured variable MD only takes on comparatively high values before the further delay time Tv2 has elapsed, so that the further detection signal EK2 does not occur (see diagram F in FIGS . 4 and 5).
Tritt dagegen eine starke Wandlersättigung ein, wie sie in den Fig. 6 und 7 vorausgesetzt ist, dann ergibt sich gemäß Fig. 6 - mit entsprechenden Diagrammen wie in den Fig. 2 und 3 - ein Vorsignal VS, das auch nach der Zeitverzögerung Tv1 noch den vorgegebenen Schwellenwert der Schwellenwertstu fe 5 überschreitet. Es tritt dann gemäß Fig. 6 das Erken nungssignal EK1 nach etwa 20 ms auf. If, on the other hand, strong converter saturation occurs, as is required in FIGS. 6 and 7, then according to FIG. 6, with corresponding diagrams as in FIGS. 2 and 3, a distant signal VS is obtained, which is still present even after the time delay Tv1 exceeds the predetermined threshold value of the threshold level 5 . There is then as shown in FIG. 6, the voltage signal EK1 Erken after about 20 ms.
Vorher ist bereits - wie Fig. 7 mit Diagrammen entsprechend denen nach den Fig. 4 und 5 zeigt - aufgrund eines nach der weiteren Zeitverzögerung Tv2 relativ großen Differenz signals MD das weitere Erkennungssignal EK2 aufgetreten und hat zu einem Blockiersignal BS (vgl. Diagramm G der Fig. 7) geführt. Dieses Blockiersignal bleibt auch dann erhalten, wenn das weitere Erkennungssignal EK2 wegen seiner Periodizi tät unterbrochen wird, weil das eine Erkennungssignal EK1 we gen eines andauernd relativ hohen Vorsignals VS weiterhin an der Logikschaltung 9 ansteht. Die Periodizität des Vorsignals VS ist deutlich zu erkennen.Before this, as shown in FIG. 7 with diagrams corresponding to those in FIGS. 4 and 5, the further detection signal EK2 occurred due to a relatively large difference signal MD after the further time delay Tv2 and has a blocking signal BS (see diagram G of FIG Fig. 7) performed. This blocking signal is retained even if the further detection signal EK2 is interrupted because of its periodicity, because the one detection signal EK1 is still present at the logic circuit 9 because of a persistently high warning signal VS. The periodicity of the distant signal VS can be clearly seen.
Claims (3)
- - aus der Sekundärmeßgröße (S) durch eine auf die erste Ober welle des Stromes abgestimmte Bandpaß-Filterung eine erste Hilfsmeßgröße (H1) abgeleitet wird und in Beziehung zu einer aus der Sekundärmeßgröße (S) gebildeten zweiten Hilfsmeßgröße (H2) gesetzt wird, und wobei bei einem einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitenden Quotienten aus der ersten und der zweiten Hilfsmeßgröße (H1, H2) das Er kennungssignal (EK1) gebildet wird,
- - From the secondary measurement variable (S) by a bandpass filtering matched to the first upper wave of the current, a first auxiliary measurement variable (H1) is derived and related to a second measurement variable (H2) formed from the secondary measurement variable (H2), and wherein at a quotient exceeding a predetermined threshold value, the identification signal (EK1) is formed from the first and the second auxiliary measured variable (H1, H2),
- - aus der Sekundärmeßgröße (S) durch Differentiation eine Zwischenmeßgröße (Z) erzeugt wird,
- - aus der Zwischenmeßgröße (Z) die erste Hilfsmeßgröße (H1) gebildet wird, die dem Anteil der ersten Oberwelle in der Zwischenmeßgröße (Z) entspricht,
- - aus der Zwischenmeßgröße (Z) durch Gleichrichtmittelwert bildung die zweite Hilfsmeßgröße (H2) erzeugt wird und
- - nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung (Tv1) nach dem Auftreten eines Kurzschlusses in dem Energieversorgungsnetz das Erkennungssignal (EK1) gebildet wird, wenn der Quotient aus der ersten und der zweiten Hilfsmeßgröße (H1, H2) den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
- an intermediate measurement variable (Z) is generated from the secondary measurement variable (S) by differentiation,
- the first auxiliary measurement variable (H1) is formed from the intermediate measurement variable (Z) and corresponds to the proportion of the first harmonic in the intermediate measurement variable (Z),
- - The second auxiliary measurement variable (H2) is generated from the intermediate measurement variable (Z) by formation of a rectification mean and
- - After a predetermined time delay (Tv1) after the occurrence of a short circuit in the power supply network, the detection signal (EK1) is formed if the quotient from the first and the second auxiliary measured variable (H1, H2) exceeds the predetermined threshold value.
- - aus der Zwischenmeßgröße (Z) durch Filterung eine ihrer Grundwelle entsprechende Vergleichsmeßgröße (V) gewonnen wird,
- - die Zwischenmeßgröße (Z) um eine der durch die Filterung bedingten Laufzeit entsprechenden Zeitdauer verzögert und um eine durch die Filterung verursachte Größenänderung kom pensierend verändert wird,
- - aus der Vergleichsgröße (V) und der veränderten Zwischen meßgröße (VZ) eine Differenzmeßgröße (MD) gebildet wird, aus der nach einem vorbestimmten Zeitintervall (Tv2) nach dem Auftreten eines Kurzschlusses in dem Energieversor gungsnetz bei Überschreiten eines oberen Grenzwertes ein weiteres Erkennungssignal (EK2) gebildet wird, und
- - mittels einer Logikschaltung (9) aus den Erkennungssignalen (EK1, EK2) ein die Sättigung des Stromwandlers anzeigendes Blockiersignal (BS) erzeugt wird.
- a comparison measurement variable (V) corresponding to its fundamental wave is obtained from the intermediate measurement variable (Z) by filtering,
- the intermediate measurement variable (Z) is delayed by a time period corresponding to the runtime caused by the filtering and is changed to compensate for a change in size caused by the filtering,
- - A difference measurement variable (MD) is formed from the comparison variable (V) and the changed intermediate measurement variable (VZ), from which, after a predetermined time interval (Tv2) after the occurrence of a short circuit in the power supply network, when an upper limit value is exceeded, a further detection signal ( EK2) is formed, and
- - Using a logic circuit ( 9 ) from the detection signals (EK1, EK2) a blocking signal indicating the saturation of the current transformer (BS) is generated.
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