DE19810044A1

DE19810044A1 - Procedure for monitoring a protective device

Info

Publication number: DE19810044A1
Application number: DE19810044A
Authority: DE
Inventors: Eduard Dr Schneerson; Thomas Dr Liebach
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1999-02-25
Also published as: DE59808994D1; DE29714298U1

Abstract

The invention concerns a method for operating a protective gear devices (1), in particular a remote protective gear for a power grid (Ln), whereby a voltage signal (Un) is derived from the power-supply voltage (Uln) and an intensity signal (In) is derived from the line current (ILn). In order to ensure a reliable detection of an error occurring in the measurement circuit (2) of the protective gear (1), a logic link is set up between a voltage drop (U < Us) and a sudden variation in intensity (dI/dt). A monitoring unit (9) provided therefor, combines a first signal for the voltage drop (Un < Us), derived from the voltage signal (Un), and a second identification signal (E2) for the sudden variation in intensity (dI/dt), derived from the current signal (In). The monitoring function is adapted both to uniphase networks and polyphase networks and enables to distinguish with certainty an error occurring in the network from a breakdown of the measurement circuit (2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Schutzgerätes für ein elektrisches Leiternetz, bei dem aus der Netzspannung ein Spannungssignal und aus dem Leiter strom ein Stromsignal abgeleitet werden. Sie bezieht sich weiter auf ein nach diesem Verfahren arbeitendes Schutzgerät. Unter Schutzgerät wird hierbei insbesondere ein Distanz schutzgerät verstanden.The invention relates to a method for monitoring of a protective device for an electrical conductor network, in which a voltage signal from the mains voltage and from the conductor current a current signal can be derived. It relates continue to a protective device working according to this procedure. A distance is in particular a protective device protection device understood.

Ein Distanzschutzgerät oder Schutzrelais wird üblicherweise in einem Hoch- oder Mittelspannungsnetz eines elektrischen Energieverteilungssystems eingesetzt, um Fehler in einem die sem Distanzschutzgerät zugeordneten Schutzobjekt, nämlich ei nem Schutz- oder Leitungsabschnitt, zu detektieren. Dazu er faßt das Distanzschutzgerät Strom- und Spannungswerte bezogen auf die zu schützende Leitung oder den Leitungsabschnitt in nerhalb des Gesamtnetzes und berechnet daraus die entspre chende Impedanz.A distance protection device or protection relay is usually used in a high or medium voltage network of an electrical Power distribution system used to make mistakes in one his distance protection device assigned protection object, namely egg nem protection or line section to detect. Plus he the distance protection device measures current and voltage values on the line to be protected or the line section in within the overall network and calculates the corresponding appropriate impedance.

Bei Auftreten eines Fehlers, z. B. in Form eines Kurzschlus ses, innerhalb des überwachten Leitungsabschnitts erzeugt das Distanzschutzgerät ein Auslösesignal und aktiviert damit ei nen Leistungsschalter, der seinerseits den entsprechenden Leitungsabschnitt vom Gesamtnetz abtrennt. Das Distanzschutz gerät dient zur Lokalisierung des Fehlerortes, indem aus der ermittelten Impedanz die Entfernung des Fehlers von der ent sprechenden Meßstation bestimmt wird, wobei mit abnehmender Impedanz der Abstand zum Fehler abnimmt.If an error occurs, e.g. B. in the form of a short circuit This, within the monitored line section, creates this Distance protection device a trigger signal and thus activated NEN circuit breaker, which in turn the corresponding Disconnects the line section from the overall network. The distance protection device is used to localize the fault location by removing from the determined impedance the distance of the error from the ent speaking measuring station is determined, with decreasing Impedance the distance to the fault decreases.

Das Distanzschutzgerät erhält die Strom- und Spannungswerte über entsprechende Meßwandler, deren sekundärseitiger Meß strom- und Meßspannungskreis ein dem Betriebs- oder Leiter strom der zu schützenden Leitung proportionales Stromsignal bzw. ein der Netzspannung proportionales Spannungssignal lie fern. Eine Schutz- oder Überwachungseinrichtung, beispiels weise in Form eines Rechners oder Mikroprozessors, bildet aus dem Quotienten aus Spannungs- und Stromsignal die Impedanz (Z) und vergleicht diese mit einem Sollwert (Z_soll). Sinkt im Falle eines Kurzschlusses oder eines Leiterbruchs die Meß spannung und damit die Impedanz, so er folgt eine Abschaltung des überwachten Leitungsabschnitts, wenn das Auslösekriterium (Z<Z_soll) erfüllt ist.The distance protection device receives the current and voltage values via appropriate measuring transducers, the secondary-side measuring current and measuring voltage circuit deliver a current signal proportional to the operating or conductor current of the line to be protected or a voltage signal proportional to the mains voltage. A protective or monitoring device, example, in the form of a computer or microprocessor forms the quotient of voltage and current signal, the impedance (Z) and compares it with a desired value (Z _desired). If the measuring voltage and thus the impedance drops in the event of a short circuit or a wire break, the monitored line section is switched off if the tripping criterion (Z <Z _Soll ) is met.

Problematisch ist das Auftreten eines Fehlers in Meßkreis, insbesondere ein Ausfall des Spannungssignals im Meßspan nungskreis (Meßspannungsausfall). Ein solcher Fehler kann z. B. aufgrund eines Kurzschlusses oder eines Leiterbruchs auf der Sekundärseite des Spannungswandlers auftreten. Das Auf treten eines solchen Fehlers führt bei fließenden Betriebs strom zu einer ungewollten Abschaltung des Schutzobjektes, d. h. der Leitung oder des Leitungsabschnittes, da dann das Auslösekriterium ebenfalls erfüllt ist. Die Überwachungsein richtung kann in diesem Fall nicht zwischen einem derartigen Fehler im Meßspannungskreis und einem kurzschlußartigen Lei tungsfehler in unmittelbarer Nähe des Distanzschutzgerätes unterscheiden, da in beiden Fällen die Meßspannung unterhalb eines Sollwertes liegt oder im Extremfall sogar Null ist. In jedem Fall unterschreitet die daraus abgeleitete Impedanz den Sollwert. Zur fehlerfreien Funktion des Distanzschutzgerätes ist es daher notwendig, unabhängig von der Netzart des zu schützenden Objektes eine eindeutige Unterscheidung zwischen einem Leitungsfehler und einem Fehler im Meßkreis zu gewähr leisten.The occurrence of an error in the measuring circuit is problematic, in particular a failure of the voltage signal in the measuring chip circuit (measuring voltage failure). Such a mistake can e.g. B. due to a short circuit or a wire break occur on the secondary side of the voltage converter. The up Such an error occurs during smooth operation current to an unwanted shutdown of the protected object, d. H. the line or the line section, because then that Trigger criterion is also met. The surveillance In this case, the direction cannot be between such Error in the measuring voltage circuit and a short-circuit-like Lei errors in the immediate vicinity of the distance protection device differentiate, since in both cases the measuring voltage is below a setpoint or, in extreme cases, even zero. In in any case, the derived impedance falls below the Setpoint. For the faultless function of the distance protection device it is therefore necessary, regardless of the type of network protective object a clear distinction between to guarantee a line fault and a fault in the measuring circuit Afford.

Ist dem Spannungswandler im Meßspannungskreis ein Schutz schalter zugeordnet, so kann dessen Schaltzustand, z. B. über eine Binäreingabe des Distanzschutzgerätes, zur Auswertung herangezogen werden. Ein entsprechendes Ausschaltsignal des Spannungswandler-Schutzschalters kennzeichnet einen Kurz schluß im Meßspannungskreis und kann daher zur Blockierung der Distanzschutzfunktion genutzt werden. Dadurch kann eine Überfunktion des Distanzschutzgerätes bei kurzschlußartigen Fehlern im Meßspannungskreis verhindert werden. Nachteilig dabei ist, daß mit einem solchen Verfahren nur ein Teil der möglichen Fehler im Meßkreis erkannt werden können. So kann z. B. eine Leiterunterbrechung im Meßkreis nicht erkannt wer den.Is a protection for the voltage transformer in the measuring voltage circuit assigned switch, its switching state, z. B. about a binary input of the distance protection device, for evaluation be used. A corresponding switch-off signal from Voltage transformer circuit breaker indicates a short in the measuring voltage circuit and can therefore be blocked the distance protection function can be used. This can cause a Overfunction of the distance protection device in the event of short-circuit Errors in the measuring voltage circuit can be prevented. Disadvantageous is that with such a method only a part of the possible errors in the measuring circuit can be recognized. So can e.g. B. a wire break in the measuring circuit is not recognized who the.

Bei einem dreiphasigen geerdeten Netz besteht die Möglichkeit einer Überwachung der Nullspannung und des Nullstroms. Eine entsprechende Überwachungseinrichtung könnte dann die Di stanzschutzfunktion blockieren, wenn ein einstellbarer Grenz wert der Nullspannung überschritten wird und gleichzeitig kein Nullstrom aufgetreten ist. Nachteilig bei einem derarti gen Verfahren ist die eingeschränkte Anwendbarkeit, zumal dieses Prinzip ungünstig in einphasigen Netzen und in Netzen mit nicht geerdetem Sternpunkt ist.This is possible with a three-phase earthed network monitoring of the zero voltage and the zero current. A appropriate monitoring device could then Di block the punch protection function if an adjustable limit value of the zero voltage is exceeded and at the same time no zero current has occurred. A disadvantage of such a process is the limited applicability, especially this principle unfavorable in single-phase networks and in networks with an ungrounded star point.

Darüber hinaus reagiert dieses Verfahren fehlerhaft bei drei poligen Unterbrechungen im Meßspannungskreis, da aufgrund der in diesem Fall fehlenden Nullspannung wiederum eine unge wollte Auslösung des Distanzschutzgerätes erfolgt. In einem digitalen Distanzschutzgerät ist zudem die Blockierung der Schutzfunktion bei einem Meßspannungsausfall häufig automa tisch mit der Aktivierung einer Not-Schutzfunktion, vorzugs weise einer Überstromzeit-Schutzfunktion, verbunden.In addition, this method responds incorrectly to three pole interruptions in the measuring voltage circuit, because of the in this case, zero voltage is missing again wanted to trigger the distance protection device. In one digital distance protection device is also blocking the Protective function in the event of a measuring voltage failure often automa table with the activation of an emergency protection function, preferred an overcurrent protection function.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Schutzgerätes anzugeben, mit dem eine zuver lässige Erfassung eines Fehlers im Meßkreis des Schutzgerä tes, insbesondere eines Meßspannungsausfalls im Meßspannungs kreis eines Distanzschutzgerätes, gewährleistet ist. Bei ei nem nach diesem Verfahren arbeitenden Schutzgerät soll eine Überfunktion infolge eines Meßspannungsausfalls sicher ver mieden werden.The invention has for its object a method for Operate a protective device with which a verver casual detection of an error in the measuring circuit of the protection device tes, in particular a measuring voltage failure in the measuring voltage circle of a distance protection device is guaranteed. With egg A protective device working according to this procedure should have a Overfunction due to a measuring voltage failure be avoided.

Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß ge löst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dabei wird die logi sche Verknüpfung eines erfaßten Spannungseinbruches und einer Stromsprungerkennung genutzt. Durch eine entsprechende Aus wertung des Strom- und Spannungssignals sowie deren logische Verknüpfung ist einerseits eine zuverlässige Unterscheidung zwischen einem Leitungsfehler und einem Ausfall im Meßkreis, insbesondere im Meßspannungskreis eines Distanzschutzgerätes, sichergestellt. Andererseits wird eine Auslösezeitverzögerung bei einem Fehler des überwachten Leitungsabschnitts, insbe sondere bei einem Leitungskurzschluß sicher vermieden.With regard to the method, the object according to the invention is ge solves by the features of claim 1. The logi linking a detected voltage drop and one Current jump detection used. By an appropriate off evaluation of the current and voltage signal as well as their logical Linking is a reliable distinction on the one hand between a line fault and a failure in the measuring circuit, especially in the measuring voltage circuit of a distance protection device, ensured. On the other hand there will be a trip delay in the event of an error in the monitored line section, in particular especially avoided in the event of a short circuit in the line.

Bei Erkennung eines Stromsprungs wird auf einen Leitungs- oder Netzfehler geschlossen. Die logische Verknüpfung eines den Spannungseinbruch charakterisierenden ersten Erkennungs signals mit einem den Stromsprung charakterisierenden zweiten Erkennungssignal führt zu keiner Blockierung der Schutzfunk tion des Schutzgerätes. Dadurch ist eine Unterfunktion des Schutzgerätes sicher vermieden, so daß das Schutzgerät wei terhin einen möglichen Kurzschluß im Netz abschalten kann.When a jump in current is detected on a line or Grid fault closed. The logical combination of a the first detection characterizing the voltage drop signals with a second characterizing the current jump Detection signal does not block the protective radio tion of the protective device. This is a subfunction of the Protection device safely avoided, so that the protection device knows can also switch off a possible short circuit in the network.

Durch die Überwachung des Spannungssignals und damit der Netzspannung auf Unterschreiten eines einstellbaren Schwell wertes wird gegebenenfalls ein Auslöse- oder Ausgangssignal zur Blockierung des Schutzgerätes ausgegeben, wenn kein Stromsprung detektiert wurde und das Stromsignal eine untere Stromgrenze nicht unterschritten und eine obere Stromgrenze nicht überschritten hat. Dadurch ist eine Überfunktion des Schutzgerätes ebenfalls sicher vermieden. By monitoring the voltage signal and thus the Mains voltage below an adjustable threshold a trigger or output signal may be valuable issued to block the protective device if none Current jump was detected and the current signal a lower Current limit not undercut and an upper current limit has not exceeded. This is an overfunction of the Protection device also safely avoided.

Dazu wird zweckmäßigerweise das aus dem Kriterium des Strom sprungs abgeleitete zweite Erkennungssignal zeitlich verlän gert und invertiert mit dem aus dem Kriterium des Spannungs einbruches abgeleiteten ersten Erkennungssignal logisch ver knüpft. Parallel hierzu wird das Stromsignal mit einem unte ren Schwellwert, d. h. mit einer unteren Stromgrenze vergli chen und ein daraus abgeleitetes drittes Erkennungssignal wird mit dem zweiten Erkennungssignal logisch verknüpft. Au ßerdem wird zweckmäßigerweise das Stromsignal mit einem obe ren Schwellwert, d. h. mit einer oberen Stromgrenze vergli chen und ein daraus abgeleitetes viertes Erkennungssignal wird mit dem ersten und zweiten Erkennungssignal logisch ver knüpft. Somit werden auch Leiterunterbrechungen im Meßkreis, insbesondere im Meßspannungskreis, erkannt und eine uner wünschte Auslösung der Schutzfunktion verhindert.For this purpose, it is expedient to use the current criterion jump-derived second detection signal extend in time device and inverted with that from the criterion of voltage intrusion derived first detection signal logically ver ties. In parallel to this, the current signal with a bottom its threshold, d. H. compare with a lower current limit chen and a derived third detection signal is logically linked to the second detection signal. Au In addition, the current signal is advantageously with an above its threshold, d. H. compare with an upper current limit chen and a fourth detection signal derived therefrom is logically ver with the first and second detection signals ties. In this way, conductor interruptions in the measuring circuit, especially in the measuring voltage circuit, recognized and an un desired triggering of the protective function prevented.

Liegt der Wert des überwachten Stromsignals außerhalb ein stellbarer Stromgrenzen, so wird die Generierung eines Aus gangssignals und damit eine Blockierung der Schutzfunktion generell verhindert. Die Schutzfunktion ist beim Auftreten von großen Strömen im Kurzschlußstrombereich folglich stets wirksam. Die Schwellwertüberwachung mit Generierung entspre chender Erkennungssignale verhindert somit eine unerwünschte Blockierung der Schutzfunktion bei Netzkurzschlüssen. Zusätz lich ist die Schutzfunktion und damit der Distanzschutz gene rell wirksam bei sehr kleinen Werten des Stromsignals und wird durch die Überwachung nicht blockiert oder deaktiviert. Der ausgeschaltete Zustand der Anlage, d. h. der Leitung, ist somit ebenfalls berücksichtigt.If the value of the monitored current signal is outside adjustable current limits, so the generation of an off output signal and thus a blocking of the protective function generally prevented. The protective function is when it occurs consequently always of large currents in the short-circuit current range effective. The threshold value monitoring with generation corresponds Detection signals prevent unwanted Blocking of the protective function in the event of network short-circuits. Additional The protective function and thus the distance protection is suitable rell effective for very small values of the current signal and is not blocked or deactivated by the monitoring. The switched-off state of the system, i.e. H. the lead, is thus also taken into account.

In zweckmäßiger Weiterbildung wird das anhand der Erkennungs signale erzeugte Ausgangssignal sowohl zur Blockierung des Schutzgerätes oder der Distanzschutzfunktion als auch zur Ak tivierung einer Not-Schutzfunktion verwendet. Die durch die ses Kriterium erkannte Fehlfunktion oder Störung des Schutz gerätes wird dann zweckmäßigerweise während einer einstellba ren Zeitdauer gemeldet. Sobald das Spannungssignal einen die sem zugeordneten Schwellwert wieder überschreitet oder das Stromsignal einen diesem zugeordneten Schwellwert unter schreitet, wird das anhand der Erkennungssignale erzeugte Ausgangssignal zur Blockierung des Schutzgerätes wieder deak tiviert. Die Überwachung nimmt somit wieder ihren Ausgangszu stand ein, wenn die Spannungswiederkehr erkannt wird oder der Wert des Stromsignals eine Minimalstromgrenze unterschreitet.In practical training, this is based on the recognition Output signals generated both for blocking the Protection device or the distance protection function as well as for Ak used an emergency protection function. The through the Detected malfunction or malfunction of the protection device is then expediently during an adjustable period time period reported. As soon as the voltage signal hits you this assigned threshold value again or that Current signal a threshold assigned to this steps, the generated on the basis of the detection signals Output signal to block the protection device again low activated. The surveillance thus increases again stood when the voltage recovery is recognized or the Value of the current signal falls below a minimum current limit.

Das Verfahren eignet sich sowohl für ein einphasiges und zweiphasiges Netz als auch für ein dreiphasiges Netz mit ge erdetem Sternpunkt. Dabei erfolgt die Stromsprungerkennung phasenabhängig oder phasenbezogen. Zur Überwachung eines dreiphasigen Netzes mit isoliertem oder kompensiertem Stern punkt wird zweckmäßigerweise zusätzlich die Verlagerungsspan nung in die logische Verknüpfung einbezogen. Dazu wird aus einem Vergleich der Verlagerungsspannung mit einem Schwell wert ein weiteres Erkennungssignal erzeugt und mit zumindest dem ersten und zweiten Erkennungssignal verknüpft. Dabei ist die Überwachung nur dann wirksam, wenn der einstellbare Schwellwert von der aktuell erfaßten Verlagerungsspannung nicht überschritten wird.The procedure is suitable for both a single phase and two-phase network and for a three-phase network with ge grounded star point. The jump in current occurs here phase-dependent or phase-related. To monitor a three-phase network with isolated or compensated star The relocation chip is also useful included in the logical link. To do this a comparison of the displacement voltage with a threshold worth another detection signal generated and at least linked to the first and second detection signals. It is the monitoring is only effective if the adjustable Threshold value from the displacement voltage currently detected is not exceeded.

Bezüglich des Schutzgerätes wird die genannte Aufgabe erfin dungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 10. Vor teilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der auf diesen rückbezogenen Unteransprüche.With regard to the protective device, the aforementioned task is invented appropriately solved by the features of claim 10. Before partial configurations are the subject of this back-related subclaims.

Dazu umfaßt das Schutzgerät eine Überwachungseinrichtung, die mit einem Meßkreis zur Umwandlung des Leiter- oder Be triebsstroms und der Netzspannung in dazu proportionale Strom- bzw. Spannungssignale verbunden ist, und die mittels einer Anzahl logischer Schaltglieder aus dem Spannungssignal und aus dem Stromsignal ein Auslöse- oder Ausgabekriterium zur Blockierung des Schutzgerätes generiert. Dazu ist ein er stes UND-Glied zur Verknüpfung eines aus dem Stromsignal ab geleiteten ersten Erkennungssignals mit einem aus dem Span nungssignal erzeugten zweiten Erkennungssignal vorgesehen. Dem ersten UND-Glied wird zweckmäßigerweise über ein Ver gleichs- oder Kippglied ein aus einer Abweichung des Stromsi gnals von einem oberen Schwellwert abgeleitetes (viertes) Er kennungssignal zugeführt.For this purpose, the protective device comprises a monitoring device which with a measuring circuit for converting the conductor or load drive current and the mains voltage in proportional to it Current or voltage signals is connected, and the means a number of logic switching elements from the voltage signal and a trigger or output criterion from the current signal generated to block the protective device. He is one of them stes AND gate to link one from the current signal guided first detection signal with a chip voltage signal generated second detection signal provided. The first AND gate is expediently via a ver equal or flip-flop on from a deviation of the current si gnals derived from an upper threshold (fourth) Er identification signal supplied.

Des weiteren ist vorteilhafterweise ein zweites UND-Glied zur Verknüpfung des ersten Erkennungssignals mit einem aus einer Abweichung des Stromsignals von einem unteren Schwellwert ab geleiteten (dritten) Erkennungssignals vorgeordnet. Ein die sem zweiten UND-Glied wiederum vorgeordnetes Zeitglied dient zur zeitlichen Verlängerung des zweiten Erkennungssignals und damit des Stromsprungs. Nach Erkennung eines Stromsprungs wird mittels des Zeitgliedes eine Zeitstufe in der Überwa chungseinrichtung gestartet, die bis zu einem vorgebbaren Zeitablauf die Ausgabe eines Ausgangssignals zur Blockierung des Schutzgerätes verhindert. Die Zeitspanne ist zweckmäßi gerweise länger als die längste Staffelzeit des Schutzgerä tes, um in Kurzschlußfall die Überwachungseinrichtung sicher sperren.Furthermore, a second AND gate is advantageously used Linking the first detection signal with one from one Deviation of the current signal from a lower threshold upstream (third) detection signal. A the its second AND gate in turn serves as an upstream timer to extend the time of the second detection signal and hence the jump in electricity. After detection of a jump in current is a time step in the Supervision by means of the timer chungseinrichtung started up to a predetermined Timeout the output of an output signal for blocking of the protective device prevented. The time period is expedient sometimes longer than the longest relay device relay time tes to ensure the monitoring device in the event of a short circuit lock.

Um das Ausgabekriterium zur Blockierung des Schutzgerätes auch dann noch aufrechtzuerhalten, wenn mit Ausnahme des Kri teriums des Stromsprungs alle anderen Kriterien zur Blockie rung des Schutzgerätes weiterhin erfüllt sind, ist das erste UND-Glied ausgangsseitig mit einem seiner Eingänge über ein ODER-Glied verbunden, dem wiederum eingangsseitig das zweite Erkennungssignal für einen Stromsprung zugeführt ist. Dadurch ist sichergestellt, daß das Ausgangssignal auch bei Zeitab lauf des Stromsprungs aktiviert bleibt, solange der detek tierte Meßkreisfehler vorhanden ist. Das Ausgangssignal wird zweckmäßigerweise über ein zweites Zeitglied zur Generierung eines die entsprechende Störung anzeigenden Meldesignals ge führt.The output criterion for blocking the protective device even if, with the exception of the Kri all other criteria for blocking protection is still fulfilled, is the first AND gate on the output side with one of its inputs via a OR gate connected, which in turn is the second side Detection signal for a current jump is supplied. Thereby it is ensured that the output signal even at time current jump remains activated as long as the detec tured measuring circuit error is present. The output signal is expediently via a second timer for generation a message signal indicating the corresponding fault leads.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson dere darin, daß durch eine logische Verknüpfung eines erfaß ten Spannungseinbruchs und einer Stromsprungerkennung eine zuverlässige Überwachung eines Schutzgerätes, insbesondere eines Distanzschutzgerätes, ohne Einschränkung der schnellen Reaktionszeit gegeben ist. Die Überwachung ermöglicht eine zuverlässige Unterscheidung zwischen einem Anlagen- oder Lei tungsfehler, d. h. einem Fehler im überwachten Schutzobjekt, und einer Störung im Meßkreis des Schutzgerätes, insbesondere aufgrund eines Kurzschlusses oder einer Leiterunterbrechung im Meßspannungskreis. Dabei wird eine Auslösezeitverzögerung bei einem Netz- oder Leitungskurzschluß sicher verhindert. Das beschriebene Verfahren und das entsprechende Schutzgerät eignen sich sowohl für einphasige als auch für mehrphasige Netzanlagen, wobei sowohl eine Überfunktion als auch eine Un terfunktion des Schutzgerätes sicher vermieden ist. Eine be vorzugte Anwendung ist der Distanzschutz, z. B. in der Bahn technik.The advantages achieved with the invention are in particular the other is that by logically linking one voltage dip and a surge detection reliable monitoring of a protective device, in particular a distance protection device, without restricting the fast Response time is given. The monitoring enables one reliable distinction between a system or Lei mistake, d. H. an error in the monitored protection object, and a fault in the measuring circuit of the protective device, in particular due to a short circuit or a wire break in the measuring voltage circuit. This will cause a trip delay safely prevented in the event of a mains or line short circuit. The procedure described and the corresponding protective device are suitable for both single-phase and multi-phase Network systems, both an overfunction and an Un terfunction of the protective device is safely avoided. A be preferred application is distance protection, e.g. B. in the train technology.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below a drawing explained in more detail. In it show:

Fig. 1 schematisch ein Schutzgerät mit einer Überwachungseinrichtung, Fig. 1 shows diagrammatically an apparatus with a monitoring device,

Fig. 2 die Überwachungseinrichtung für ein einphasiges Netz, Fig. 2, the monitoring device for a single-phase mains,

Fig. 3 die Überwachungseinrichtung für ein dreiphasiges Netz mit geerdetem Sternpunkt, und Fig. 3, the monitoring device for a three-phase network with grounded star point, and

Fig. 4 die Überwachungseinrichtung für ein dreiphasiges Netz mit kompensiertem oder isoliertem Sternpunkt. Fig. 4, the monitoring device for a three-phase network with compensated or isolated star point.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are in all figures with the provided with the same reference numerals.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Schutzrelais oder Distanzschutz gerät 1 als Schutzeinrichtung für ein ein- oder mehrphasiges elektrisches Leitungsnetz mit einer der Anzahl der Phasen entsprechenden Anzahl von Leitungen oder Leitungsabschnit ten L_n. Über einen Meßkreis 2 mit einem Spannungswandler 3 und mit einem Stromwandler 4 werden dem Distanzschutzgerät 1 ein der Netzspannung U_Ln der jeweiligen Phase L_{1. . .n} proportio nales Spannungssignal U_n und ein dem Leiter- oder Betriebs strom I_Ln in diesem Leitungsabschnitt L_n proportionales Strom signal I_n zugeführt. Fig. 1 shows schematically a protective relay or distance protection device 1 as a protective device for a single-phase or multi-phase electrical line network with a number of lines corresponding to the number of phases or line sections th L _n . Via a measuring circuit 2 with a voltage converter 3 and with a current converter 4 , the distance protection device 1 receives a line voltage U _{Ln of} the respective phase L _{1. .n} proportional voltage signal U _n and a current signal I _{n which is} proportional to the line or operating current I _Ln in this line section L _n .

Innerhalb des Distanzschutzgerätes 1 werden diese Signale U_n, I_n über einen Filter 5 des Meßkreises 2 einem Analog-Digi tal-Wandler 6 zugeführt, der die analogen Signale U_n, I_n in digi tale Signale umwandelt. Die digitalisierten Signale U_n, I_n werden in einem Rechner oder Mikroprozessor 7 einer Impedanz stufe 8 und einer Überwachungseinrichtung 9 zugeführt. Der Rechner 7 ist ausgangsseitig mit einem Ausgangs- oder Schutz relais 10 verbunden, das mit einem in der zu schützenden Lei tung L_n liegenden Leistungsschalter 11 gekoppelt ist.Within the distance protection device 1 , these signals U _n , I _{n are} fed through a filter 5 of the measuring circuit 2 to an analog-Digi tal converter 6 , which converts the analog signals U _n , I _n into digital signals. The digitized signals U _n , I _n are in a computer or microprocessor 7 an impedance level 8 and a monitoring device 9 supplied. The computer 7 is connected on the output side to an output or protection relay 10 , which is coupled to a circuit breaker 11 lying in the line L _n to be protected.

Die Impedanzstufe 8 des Rechners 7 bildet den Quotient aus Spannungssignal U_n und dem Stromsignal I_n und vergleicht die so ermittelte Impedanz Z mit einem vorgegebenen Grenz wert Z_soll. Ist das Auslösekriterium Z < Z_soll erfüllt, so wird das Relais 10 angesteuert und der Leistungsschalter 11 öff net. Mittels dieser Schutzfunktion wird im Falle eines Netz kurzschlusses der entsprechende Leitungsabschnitt L_n vom elektrischen Gesamtnetz abgetrennt. Dieses Auslösekriterium ist auch erfüllt, wenn der Fehler oder die Störung, d. h. der Kurzschluß oder die Unterbrechung, im Meßkreis 2 zwischen den Wandlern 3, 4 und den Verarbeitungsstufen, z. B. dem Filter 5, dem Analog-Digital-Wandler 6 oder dem Rechner 7, des Distanz schutzgerätes 1 aufgetreten ist.The impedance stage 8 of the computer 7 forms the quotient of the voltage signal U _n and the current signal I _n and compares the impedance Z thus determined with a predetermined limit value Z _target . If the tripping criterion Z <Z target _is met, the relay 10 is activated and the circuit breaker 11 opens. In the event of a network short circuit, this protective function is used to isolate the corresponding line section L _n from the overall electrical network. This triggering criterion is also met if the error or fault, ie the short circuit or the interruption, in the measuring circuit 2 between the transducers 3 , 4 and the processing stages, for. B. the filter 5 , the analog-digital converter 6 or the computer 7 , the distance protection device 1 has occurred.

Zur Erfassung derartiger Fehler im Meßkreis 2, insbesondere Meßspannungskreis zur Generierung des Spannungssignals U_n, wertet die Überwachungseinrichtung 9 das Spannungssignal U_n (Meßspannungssignal) und das Stromsignal I_n (Meßstromsignal) durch logische Verknüpfung aus. Diese Auswertung gewährlei stet eine sichere Unterscheidung zwischen einem Netz- oder Anlagenfehler und einem Ausfall im Meßkreis 2.To detect such errors in the measuring circuit 2 , in particular the measuring voltage circuit for generating the voltage signal U _n , the monitoring device 9 evaluates the voltage signal U _n (measuring voltage signal) and the current signal I _n (measuring current signal) by means of a logical combination. This evaluation ensures a reliable distinction between a network or system fault and a failure in measuring circuit 2 .

Fig. 2 veranschaulicht die Art und Weise der logischen Ver knüpfung des Spannungssignals U_n und des Stromsignals I_n für ein einphasiges Netz. Dazu weist die Überwachungseinrich tung 9 ein erstes UND-Glied 20 auf, das eingangsseitig mit einem ersten Kippglied 21 zum Vergleichen des Spannungs signals U_n mit einem ersten Schwellwert U_s verbunden ist. Des weiteren ist das UND-Glied 20 eingangsseitig mit einem zwei ten Kippglied 22 zum Vergleichen des Stromsignals I_n mit ei nem oberen Schwellwert oder einer oberen Stromgrenze I_o ver bunden. Ferner ist das UND-Glied 20 über ein ODER-Glied 23 mit einem zweiten UND-Glied 24 verbunden, das eingangsseitig mit einem dritten Kippglied 25 zum Vergleichen des Stromsi gnals I_n mit einem unteren Schwellwert oder einer unteren Stromgrenze I_u verbunden ist. Fig. 2 illustrates the manner of the logical linkage of the voltage signal U _n and the current signal I _n for a single-phase network. For this purpose, the monitoring device 9 has a first AND gate 20 , which is connected on the input side to a first flip-flop 21 for comparing the voltage signal U _n with a first threshold value U _s . Furthermore, the AND gate 20 is connected on the input side to a two-way flip-flop 22 for comparing the current signal I _n with an upper threshold value or an upper current limit I _o . Furthermore, the AND gate 20 is connected via an OR gate 23 to a second AND gate 24 , which is connected on the input side to a third flip-flop 25 for comparing the current signal I _n with a lower threshold value or a lower current limit I _u .

Ein invertierender Eingang 26 des zweiten UND-Gliedes 24 ist über ein erstes Zeitglied 27 mit einem Differenzierglied 28 zur Bildung des Differentialquotienten dI/dt des Stromsig nals I_n verbunden. Mittels des Differenziergliedes 28 wird innerhalb eines definierten Zeitintervalls dt eine sprungar tige Stromänderung dI (Stromsprung) detektiert. Das erste UND-Glied 20 ist ausgangsseitig mit einem Eingang des ODER-Gliedes 23 und mit einem zweiten Zeitglied 29 verbunden. An inverting input 26 of the second AND gate 24 is connected via a first timing element 27 to a differentiating element 28 to form the differential quotient dI / dt of the current signal I _n . By means of the differentiating element 28 , a sudden change in current dI (current jump) is detected within a defined time interval dt. The first AND gate 20 is connected on the output side to an input of the OR gate 23 and to a second timing element 29 .

Beim Betrieb des Schutzgerätes 1 wird das aus der Netzspan nung U_Ln abgeleitete Spannungssignal U_n zunächst im Kipp glied 21 mit dem einstellbaren Schwellwert U_s verglichen. Im Ergebnis dieses Vergleichs wird ein erstes Erkennungs signal E1 in Form eines Binärcodes an das erste UND-Glied 20 geführt. Solange das Spannungssignal U_n den Schwellwert U_s überschreitet, ist der dem Erkennungssignal E1 zugeordnete Eingang des UND-Gliedes 20 logisch "0". Analog wird das aus dem Betriebsstrom I_Ln abgeleitete Stromsignal I_n im Kipp glied 22 mit der oberen Stromgrenze I_o verglichen und ein daraus abgeleitetes (viertes) Erkennungssignal E4 wird wiederum in Form eines Binärcodes dem UND-Glied 20 zugeführt. Solange das Stromsignal I_n diese obere Stromgrenze I_o unterschreitet, liefert das Erkennungssignal E4 eine logische "1" an das UND-Glied 20. Mittels des Kippgliedes 25 wird das Stromsignal I_n auf Überschreiten der unteren Stromgrenze I_u überwacht. Gegebenenfalls führt ein daraus abgeleitetes (drittes) Erkennungssignal E3 eine logische "1" an das zweite UND-Glied 24.When the protective device 1 is operating, the voltage signal U _n derived from the mains voltage U _{Ln is} first compared in the flip-flop 21 with the adjustable threshold value U _s . As a result of this comparison, a first detection signal E1 in the form of a binary code is passed to the first AND gate 20 . As long as the voltage signal U _n exceeds the threshold value U _s , the input of the AND gate 20 assigned to the detection signal E1 is logic "0". Analogously, the current signal I _n derived from the operating current I _Ln in the flip-flop 22 is compared with the upper current limit I _o and a (fourth) detection signal E4 derived therefrom is again fed to the AND gate 20 in the form of a binary code. As long as the current signal I _n falls below this upper current limit I _o , the detection signal E4 supplies a logic “1” to the AND gate 20 . The flip-flop 25 monitors the current signal I _n for exceeding the lower current limit I _u . If appropriate, a (third) detection signal E3 derived therefrom leads a logic “1” to the second AND gate 24 .

Bei Detektion eines Stromsprungs dI/dt im Differenzier glied 28 wird ein durch ein zweites Erkennungssignal E2 cha rakterisierter Binärcode dem invertierenden Eingang 26 des zweiten UND-Gliedes 24 zugeführt. Zuvor wird nach Erkennen eines Stromsprungs dI/dt die Zeitstufe 27 gestartet. Für die Dauer einer einstellbaren Zeit (Sprungzeit) t_Spr wird der ent sprechende Binärcode im UND-Glied 24 mit dem Erkennungs signal E3 verknüpft. Aufgrund der Invertierung des zweiten Erkennungssignals E2 geht der Ausgangszustand des UND-Glie des 24 nur dann in einen aktivierten Zustand und damit von logisch "0" auf logisch "1" über, wenn kein Stromsprung dI/dt vorhanden ist und das Stromsignal I_n die untere Strom grenze I_u überschreitet. Unterschreiten das Stromsignal I_n gleichzeitig die obere Stromgrenze I_o und das Spannungs signal U_n den Schwellwert U_s (Spannungseinbruch), so geht das erste UND-Glied 20 von seinem Ausgangszustand in einen Auslö sezustand über, wobei ein Ausgangssignal A zur Blockierung der Distanzschutzfunktion erzeugt wird. In diesem Fall sind alle Eingänge des UND-Gliedes 20 logisch "1". Mit anderen Worten: Werden bei einer Unterschreitung des ersten Schwell wertes U_s ein Spannungseinbruch U_n<U_s sowie gleichzeitig kein zum Starten des Zeitgliedes 27 führender Stromsprung dI/dt detektiert und liegt dabei das Stromsignal I_n innerhalb der Stromgrenzen I_u, I_o, so erfolgt aufgrund der logischen Verknüpfung der Erkennungssignale E1 und E2 im UND-Glied 20 die Ausgabe des Ausgangssignals A als Blockiersignal.Upon detection of a current jump dI / dt in the differentiating element 28 , a binary code characterized by a second detection signal E2 is fed to the inverting input 26 of the second AND element 24 . Before a jump in current dI / dt is detected, time stage 27 is started. For a duration of an adjustable time (jump time) t _Spr , the corresponding binary code in the AND gate 24 is linked to the detection signal E3. Due to the inversion of the second detection signal E2, the output state of the AND gate of the 24 only goes into an activated state and thus from logic "0" to logic "1" if there is no current jump dI / dt and the current signal I _n the lower current limit I _u exceeds. If the current signal I _n simultaneously falls below the upper current limit I _o and the voltage signal U _n the threshold value U _s (voltage drop), the first AND gate 20 changes from its initial state to a tripping state, with an output signal A for blocking the distance protection function is produced. In this case, all inputs of the AND gate 20 are logically "1". In other words: If a drop in voltage U _n <U _s and at the same time no current jump dI / dt leading to the start of the timer 27 are detected when the first threshold value U _{s is} undershot, the current signal I _n lies within the current limits I _u , I _o , the output signal A is output as a blocking signal on the basis of the logical combination of the detection signals E1 and E2 in the AND gate 20 .

Gleichzeitig wird für die Dauer einer einstellbaren Melde zeit t_Mel ein Meldesignal M erzeugt, das die Störung im Meß kreis 2, beispielsweise einen Kurzschluß oder eine Leiterun terbrechung im Meßspannungskreis, anzeigt. Des weiteren wird ein Notsignal N zur Aktivierung einer Not-Schutzfunktion er zeugt.At the same time, a message signal M is generated for the duration of an adjustable message time t _Mel , which indicates the fault in the measuring circuit 2 , for example a short circuit or a wire break in the measuring voltage circuit. Furthermore, an emergency signal N for activating an emergency protection function is generated.

Bei Erkennung eines Stromsprungs dI/dt wird auf einen Netz- oder Anlagenfehler geschlossen und die Überwachungseinrich tung 9 blockiert für die Dauer der Sprungzeit t_Spr die Ausgabe eines Ausgangs- oder Blockiersignals A. Die Blockierung er folgt mittels des zweiten Erkennungssignals E2, da aufgrund der Invertierung über dieses an das erste UND-Glied 20 eine logische "0" geführt wird. Damit kann die Schutzfunktion des Schutzgerätes 1 weiterhin einen möglichen Kurzschluß in der Leitung L_n und damit im Netz in Schnellzeit abschalten.When a current jump dI / dt is detected, a network or system fault is inferred and the monitoring device 9 blocks the output of an output or blocking signal A for the duration of the jump time t _Spr . The blocking is carried out by means of the second detection signal E2, because of the Inversion via this to the first AND gate 20 a logical "0" is performed. Thus, the protective function of the protective device 1 can continue to switch off a possible short circuit in the line L _n and thus in the network in a short time.

Infolge der logischen Verknüpfung der Erkennungssignale E1 bis E4 wird auch eine Leiterunterbrechung im Meßkreis 2, ins besondere im Meßspannungskreis, erkannt, ein entsprechendes Meldesignal M generiert und eine unerwünschte Auslösung des Schutzgerätes 1 verhindert. Liegt das Stromsignal I_n außer halb der einstellbaren Stromgrenzen I_u, I_o, so wird aufgrund der logischen Verknüpfung der Erkennungssignale E1 bis E4 eine Ausgabe des Ausgangssignals A zur Blockierung des Schutzgerätes 1 generell verhindert. Die Schutzfunktion ist beim Auftreten von großen Betriebsströmen I_Ln (Kurzschlußstrombereich) folglich stets wirksam. Dadurch ist eine unerwünschte Blockierung der Schutzfunktion bei Netzkurzschlüssen sicher verhindert. Auch ist bei sehr kleinen Leiterströmen I_Ln die Schutzfunktion generell wirksam und wird durch die Überwachungseinrichtung 9 nicht blockiert. Der ausgeschaltete Zustand des Leitungsabschnitts L_n ist somit ebenfalls berücksichtigt.As a result of the logical combination of the detection signals E1 to E4, an open circuit in the measuring circuit 2 , in particular in the measuring voltage circuit, is also detected, a corresponding signal signal M is generated and an unwanted triggering of the protective device 1 is prevented. If the current signal I _n lies outside of the adjustable current limits I _u , I _o , the output of the output signal A for blocking the protective device 1 is generally prevented due to the logical combination of the detection signals E1 to E4. The protective function is therefore always effective when large operating currents I _Ln (short-circuit current range) occur. This reliably prevents unwanted blocking of the protective function in the event of network short-circuits. Even with very small conductor currents I _Ln, the protective function is generally effective and is not blocked by the monitoring device 9 . The switched-off state of the line section L _n is therefore also taken into account.

Durch die Rückkopplung des Ausgangssignals A über das ODER-Glied 23 bleibt das Ausgangssignal A unabhängig vom Zustand des Erkennungssignals E2 aktiv, bis der Spannungseinbruch aufgehoben ist oder das Stromsignal I_n die obere Strom grenze I_o überschreitet.Through the feedback of the output signal A via the OR gate 23 , the output signal A remains active regardless of the state of the detection signal E2 until the voltage drop is eliminated or the current signal I _n exceeds the upper current limit I _o .

Fig. 3 zeigt die logische Verknüpfung der Erkennungssignale E1 bis E4 in der Überwachungseinrichtung 9 bei einem dreiphasi gen Netz mit entsprechend drei zu überwachenden Leitungen L₁ bis L₃. Die entsprechenden Spannungssignale U₁ bis U₃ und die entsprechenden Stromsignale I₁ bis I₃ werden im Meßkreis 2 phasenabhängig aus den entsprechenden Netzspannungen U_Ln bzw. den entsprechenden Leiterströmen I_Ln abgeleitet und über den Analog-Digital-Wandler 6 der Überwachungseinrichtung 9 ge trennt zugeführt. In diesem Fall ist das erste Kippglied 21' dreikanalig ausgeführt, wobei das Spannungssignal U_n jeder Phase mit dem ersten Schwellwert U₃ verglichen wird. Fig. 3 shows the logic operation of the detection signals E1 to E4 in the monitoring device 9 at a dreiphasi gen network corresponding to three lines to be monitored, L ₁ to L _3. The corresponding voltage signals U ₁ to U ₃ and the corresponding current signals I ₁ to I ₃ are derived in the measuring circuit 2 depending on the phase from the corresponding mains voltages U _Ln or the corresponding conductor currents I _Ln and separated via the analog-digital converter 6 of the monitoring device 9 fed. In this case, the first flip-flop 21 'is of three-channel design, the voltage signal U _{n of} each phase being compared with the first threshold value U ₃ .

Analog erfolgt die Überwachung der Stromsignale I₁ bis I₃ auf eine Grenzwertüberschreitung der Stromgrenzen I_o, I_u in drei kanalig ausgeführten Kippgliedern 22' bzw. 25'. Auch ist die Stromsprungerkennung dI/dt dreikanalig ausgeführt, wobei je Phase ein dieser zugeordnetes Differenzierglied 28a, 28b, 28c vorgesehen ist. Die Differenzierglieder 28a bis 28c sind auf ein gemeinsames ODER-Glied 30 geführt, das wiederum das zweite Erkennungssignal E2 über das Zeitglied 27 dem inver tierenden Eingang 26 des zweiten UND-Gliedes 24 zuführt.Analogously, the current signals I ₁ to I _{3 are} monitored for a limit value violation of the current limits I _o , I _u in three flip-flops 22 'and 25 ', respectively. The current step detection dI / dt is also designed in three channels, a differentiator 28 a, 28 b, 28 c assigned to each phase being provided. The differentiators 28 a to 28 c are guided to a common OR gate 30 , which in turn supplies the second detection signal E2 via the timing element 27 to the inverting input 26 of the second AND gate 24 .

Der übrige Aufbau und die Funktionsweise der Überwachungsein richtung 9 entsprechen denjenigen des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2. Während dort die Überwachungseinrichtung 9 für einphasiges Netz ausgelegt ist, berücksichtigt der Aufbau der Überwachungseinrichtung 9 gemäß Fig. 3 die Strom- und Spannungssignale I_n bzw. U_n eines zwei- oder dreiphasigen Netzes mit geerdetem Sternpunkt.The rest of the structure and the mode of operation of the monitoring device 9 correspond to those of the exemplary embodiment according to FIG. 2. While there the monitoring device 9 is designed for a single-phase network, the structure of the monitoring device 9 according to FIG. 3 takes the current and voltage signals I _n and U into account _{n of} a two- or three-phase network with a grounded neutral point.

Gemäß Fig. 4 wird für ein dreiphasiges Netz mit isoliertem oder kompensiert betriebenem Sternpunkt innerhalb der Überwa chungseinrichtung 9 zusätzlich die Verlagerungsspannung U_v überwacht. Dazu ist ein zusätzliches Kippglied 31 vorgesehen, das einem invertierenden Eingang 32 eines dritten UND-Glie des 33 ein fünftes Erkennungssignal E5 zuführt. Diesem UND-Glied 33 wird außerdem das erste Erkennungssignal E1 ein gangsseitig zugeführt. Bei Überschreiten eines zweiten ein stellbaren Schwellwertes U_e detektiert die Überwachungsein richtung 9 einen einpoligen Fehler im Netz und sperrt die Er zeugung und Ausgabe des Ausgangssignals A als Blockiersignal.According to FIG. 4, 9 additionally the displacement voltage U _v monitored for three-phase networks with isolated or compensated star point Actuated monitoring device within the surveil. For this purpose, an additional flip-flop 31 is provided, which feeds a fifth detection signal E5 to an inverting input 32 of a third AND gate 33 . This AND gate 33 is also supplied with the first detection signal E1 on the input side. When a second adjustable threshold value U _{e is} exceeded, the monitoring device 9 detects a single-pole fault in the network and blocks the generation and output of the output signal A as a blocking signal.

Wird der Schwellwert U_e von der Verlagerungsspannung U_v un terschritten, so wird das erste Erkennungssignal E1 über das UND-Glied 33 zum UND-Glied 20 durchgeschaltet und es wird wiederum ein Ausgangssignal A erzeugt, wenn in keiner der Phasen (L₁ bis L₃) ein Stromsprung aufgetreten ist und gleichzeitig die entsprechenden Stromsignale I₁ bis I₃ inner halb der einstellbaren Stromgrenzen I_u, I_o liegen.If the threshold voltage U _e falls below the zero sequence voltage U _v , the first detection signal E1 is switched through to the AND gate 33 and the AND gate 20 and an output signal A is again generated if none of the phases (L ₁ to L ₃ ) a jump in current has occurred and at the same time the corresponding current signals I ₁ to I _{3 are} within the adjustable current limits I _u , I _o .

Entsprechend der Funktionsweise der Überwachungseinrichtung 9 für ein einphasiges Netz wird auch im Falle eines mehrphasi gen Netzes gemäß den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und 4 das Ausgangssignal A der Überwachungseinrichtung 9 vorzugs weise zur Blockierung der Schutzfunktion des Schutzgerätes 1 verwendet. Das Ausgangssignal A dient des weiteren zur Gene rierung des Notsignals N und damit zur Aktivierung einer Not- Überstromzeit-Schutzfunktion sowie zur Erzeugung des Meldesi gnals M. Darüber hinaus fällt die Überwachungseinrichtung 9 unabhängig von der Anzahl der Phasen in ihren Ausgangszustand zurück, wenn eine Spannungswiederkehr aufgrund der erneuten Erfüllung des Kriterium U<U_s erkannt wird oder das Stromsi gnal I_n jeder Phase L_{1. . .n} die untere Stromgrenze I_u (Minimal stromgrenze) unterschreitet.According to the mode of operation of the monitoring device 9 for a single-phase network, the output signal A of the monitoring device 9 is preferably used for blocking the protective function of the protective device 1 even in the case of a multi-phase network according to the exemplary embodiments according to FIGS. 3 and 4. The output signal A is also used for generating the emergency signal N and thus for activating an emergency overcurrent protection function and for generating the message signal M. In addition, the monitoring device 9 falls back into its initial state regardless of the number of phases when a voltage recovery due to the renewed fulfillment of the criterion U <U _s or the current signal I _{n in} each phase L ₁ .. _{.n falls below} the lower current limit I _u (minimum current limit).

Die Überwachungseinrichtung 9 kann sowohl in einphasigen Net zen als auch in mehrphasigen Netzen unabhängig von der Stern punktbehandlung eingesetzt werden. Mittels der Überwachungs einrichtung 9 wird sowohl ein Kurzschluß als auch eine Unter brechung, z. B. in Form eines Leiterbruchs, im Meßkreis 2 des Schutzgerätes 1 erkannt.The monitoring device 9 can be used both in single-phase networks and in multi-phase networks regardless of the star point treatment. By means of the monitoring device 9 , both a short circuit and an interruption, for. B. in the form of a wire break, in the measuring circuit 2 of the protective device 1 detected.

Die Überwachungseinrichtung 9 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wurde in einem Versuch mit einem 16 2/3 Hz-Ober leitungsschutz vom Siemens-Typ 7SA517 mit folgenden Einstell daten realisiert:
The monitoring device 9 according to the exemplary embodiment according to FIG. 2 was implemented in an experiment with a 16 2/3 Hz overhead line protection of the Siemens type 7SA517 with the following setting data:

dI/dt = 0,05 I_N/60 ms
I_o = 1,2 I_N
I_u = 0,06 I_N
t_Spr = 10 s
t_Mel = 5 s
U_s = 5 V,
dI / dt = 0.05 I _N / 60 ms
I _o = 1.2 I _N
I _u = 0.06 I _N
t _Spr = 10 s
t _Mel = 5 s
U _s = 5 V,

wobei I_N den Nennbetriebsstrom darstellt. Beim Ausführungs beispiel gemäß Fig. 4 wurde als zusätzlicher Parameter der Schwellwert U_e=50 V verwendet. where I _{N represents} the nominal operating current. At the execution according to Fig example. 4, the threshold value U = _e was used as an additional parameter V 50.

Die Verknüpfung eines Spannungseinbruchs (U<U_s) und eines Stromsprungs dI/dt ist prinzipiell zur Erkennung und Erfas sung eines Meßspannungsausfalls bei den verschiedensten Schutzgeräten im Mittel- und Hochspannungsbereich verwendbar.The linking of a voltage dip (U <U _s ) and a current jump dI / dt can in principle be used for the detection and detection of a measuring voltage failure in a wide variety of protective devices in the medium and high voltage range.

Claims

1. Verfahren zur Überwachung eines Schutzgerätes (1), insbe sondere eines Distanzschutzgerätes, für ein elektrisches Lei tungsnetz (L_n), bei dem aus der Netzspannung (U_Ln) ein Span nungssignal (U_n) und aus dem Leiterstrom (I_Ln) ein Stromsi gnal (I_n) abgeleitet werden, dadurch gekenn zeichnet, daß ein bei einem Spannungseinbruch (U_n<U_s) aus dem Spannungssignal (U_n) abgeleitetes erstes Er kennungssignal (E1) und ein bei einem Stromsprung (dI/dt) aus dem Stromsignal (I_n) abgeleitetes zweites Erkennungssignal (E2) logisch verknüpft werden.1. A method for monitoring a protective device ( 1 ), in particular a distance protective device, for an electrical line network (L _n ), in which a voltage signal (U _n ) from the mains voltage (U _Ln ) and from the conductor current (I _Ln ) a current signal (I _n ) can be derived, characterized in that a first detection signal (E1) and a current jump (dI / dt) derived from the voltage signal (U _n ) in the event of a voltage dip (U _n <U _s ) second detection signal (E2) derived from the current signal (I _n ) can be logically linked.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das erste Erkennungssignal (E1) durch einen Vergleich des Spannungssignals (U_n) mit einem ersten Schwellwert (U_s) gebildet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the first detection signal (E1) is formed by a comparison of the voltage signal (U _n ) with a first threshold value (U _s ).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das zweite Erkennungssignal (E2) zeitlich verlängert und invertiert wird, und daß das Stromsignal (I_n) mit einer unteren Stromgrenze (I_u) vergli chen und ein daraus abgeleitetes drittes Erkennungs signal (E3) mit dem zweiten Erkennungssignal (E2) logisch verknüpft wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the second detection signal (E2) is extended in time and inverted, and that the current signal (I _n ) with a lower current limit (I _u ) Chen and a third detection derived therefrom signal (E3) with the second detection signal (E2) is logically linked.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromsignal (I_n) mit einer oberen Stromgrenze (I_o) verglichen und ein daraus abge leitetes viertes Erkennungssignal (E4) mit dem ersten und zweiten Erkennungssignal (E1, E2) logisch verknüpft wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the current signal (I _n ) compared with an upper current limit (I _o ) and a fourth detection signal derived therefrom (E4) with the first and second detection signal (E1, E2 ) is logically linked.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß anhand der Erkennungs signale (E1 bis E4) ein Ausgangssignal (A) zur Blockierung des Schutzgerätes (1) erzeugt wird, wobei bei Erkennung eines Stromsprungs (dI/dt) die Erzeugung des Ausgangssignals (A) gesperrt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that based on the detection signals (E1 to E4) an output signal (A) for blocking the protective device ( 1 ) is generated, the detection of a current jump (dI / dt) Generation of the output signal (A) is blocked.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erzeugung eines Aus gangssignals (A) zur Blockierung des Schutzgerätes (1) anhand der Erkennungssignale (E1 bis E4) ein Notsignal (N) zur Akti vierung einer Not-Schutzfunktion und/oder ein Meldesignal (M) erzeugt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that when generating an output signal (A) for blocking the protective device ( 1 ) based on the detection signals (E1 to E4) an emergency signal (N) for activating an emergency protection function and / or a message signal (M) is generated.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mehrphasigen Lei tungsnetz (L_n) ein Stromsprung (dI/dt) phasenabhängig erfaßt und einer ODER-Verknüpfung zur Erzeugung des zweiten Erken nungssignals E2 zugeführt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that in a multi-phase Lei line network (L _n ) a current jump (dI / dt) phase-dependent detected and an OR operation for generating the second detection signal E2 is supplied.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem dreiphasigen Lei tungsnetz (L_n) mit isoliertem oder kompensiertem Sternpunkt ein aus einem Vergleich einer Verlagerungsspannung (U_v) mit einem zweiten Schwellwert (U_e) erzeugtes fünftes Erkennungs signal (E5) mit dem ersten Erkennungssignal (E1) logisch ver knüpft wird, wobei bei Überschreiten des Schwellwertes (U_e) die Erzeugung eines Ausgangssignals (A) gesperrt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in a three-phase Lei line network (L _n ) with an isolated or compensated star point from a comparison of a displacement voltage (U _v ) with a second threshold value (U _e ) generated fifth detection signal (E5) with the first detection signal (E1) is logically linked, the generation of an output signal (A) being blocked when the threshold value (U _e ) is exceeded.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein anhand der Erkennungs signale (E1 bis ES) erzeugtes Ausgangssignal (A) zur Blockie rung des Schutzgerätes (1) deaktiviert wird, wenn das Span nungssignal (U_n) einen ersten Schwellwert (U_s) überschreitet oder das Stromsignal (I_n) eine untere Stromgrenze (I_u) unter schreitet oder eine obere Stromgrenze (I_o) überschreitet. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that an on the basis of the detection signals (E1 to ES) generated output signal (A) for blocking the protection device ( 1 ) is deactivated when the voltage signal (U _n ) one exceeds the first threshold value (U _s ) or the current signal (I _n ) falls below a lower current limit (I _u ) or exceeds an upper current limit (I _o ).

10. Schutzgerät für ein elektrisches Leitungsnetz (L_n), ins besondere Distanzschutzgerät, dem über einen Meßkreis (2) ein aus der Netzspannung (U_Ln) abgeleitetes Spannungssignal (U_n) und ein aus dem Leiterstrom (I_Ln) abgeleitetes Stromsi gnal (I_n) zugeführt ist, gekennzeichnet durch eine mit dem Meßkreis (2) verbundene Überwachungs einrichtung (9), die ein aus dem Spannungssignal (U_n) abge leitetes erstes Erkennungssignal (E1) für einen Spannungsein bruch (U_n<U_s) und ein aus dem Stromsignal (I_n) abgeleitetes zweites Erkennungssignal (E2) für einen Stromsprung (dI/dt) logisch verknüpft.10. Protection device for an electrical line network (L _n) and in particular the distance protection device to which a measuring circuit (2) from the mains voltage (U _Ln) derived voltage signal (U _n) and from the line current (I _Ln) derived Stromsi gnal ( I _n ) is supplied, characterized by a monitoring device ( 9 ) connected to the measuring circuit ( 2 ) which derives a first detection signal (E1) derived from the voltage signal (U _n ) for a voltage break (U _n <U _s ) and a second detection signal (E2) derived from the current signal (I _n ) for a current jump (dI / dt) logically linked.

11. Schutzgerät nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (9) ein erstes UND-Glied (20) zur Verknüpfung des ersten Erken nungssignals (E1) und des zweiten Erkennungssignals (E2) auf weist.11. Protection device according to claim 10, characterized in that the monitoring device ( 9 ) has a first AND gate ( 20 ) for linking the first detection signal (E1) and the second detection signal (E2).

12. Schutzgerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrich tung (9) ein zweites UND-Glied (24) zur Verknüpfung des ersten Erkennungssignals (E1) mit einem aus einer Abweichung des Stromsignals (I_n) von einem unteren Schwellwert (I_u) abgeleiteten dritten Erkennungssignal (E3) aufweist.12. Protection device according to claim 10 or 11, characterized in that the supervising device ( 9 ) has a second AND gate ( 24 ) for linking the first detection signal (E1) with a from a deviation of the current signal (I _n ) from a lower threshold (I _u ) derived third detection signal (E3).

13. Schutzgerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste UND-Glied das er ste und zweite Erkennungssignal (E1, E2) mit einem aus einer Abweichung des Stromsignals (I_n) von einem oberen Schwell wert (I_o) abgeleiteten vierten Erkennungssignal (E4) ver knüpft.13. Protection device according to claim 11 or 12, characterized in that the first AND gate he ste and second detection signal (E1, E2) with a value derived from a deviation of the current signal (I _n ) from an upper threshold (I _o ) fourth detection signal (E4) linked.

14. Schutzgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß die Überwa chungseinrichtung (9) ein Zeitglied (27) zur Verlängerung des zweiten Erkennungssignals (E2) aufweist.14. Protection device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the monitoring device ( 9 ) has a timer ( 27 ) for extending the second detection signal (E2).

15. Schutzgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß das erste UND-Glied (20) ausgangsseitig mit einem ODER-Glied (23) verbunden ist, das eingangsseitig mit dem zweiten UND-Glied (24) und ausgangsseitig mit dem ersten UND-Glied (20) verbunden ist.15. Protection device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the first AND gate ( 20 ) is connected on the output side to an OR gate ( 23 ), the input side with the second AND gate ( 24 ) and the output side with the first AND gate ( 20 ) is connected.

16. Schutzgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß die Überwa chungseinrichtung (9) ausgangsseitig an ein zweites Zeit glied (29) zur zeitlichen Verlängerung eines aus der logi schen Verknüpfung abgeleiteten Meldesignals (M) geführt ist.16. Protection device according to one of claims 10 to 15, characterized in that the monitoring device ( 9 ) on the output side to a second time element ( 29 ) for the time extension of a logic signal derived from the signaling signal (M) is performed.

17. Schutzgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß die Überwa chungseinrichtung (9) eine Anzahl von Differenzierglie dern (28) zur phasenabhängigen Erfassung des Strom sprungs (dI/dt) umfaßt, wobei bei einem mehrphasigen Lei tungsnetz (L_n) den Differenziergliedern (28a bis 28c) ein ODER-Glied (30) nachgeschaltet ist.17. Protection device according to one of claims 10 to 16, characterized in that the monitoring device ( 9 ) comprises a number of differentiators ( 28 ) for phase-dependent detection of the current jump (dI / dt), with a multi-phase line network ( L _n ) the differentiators ( 28 a to 28 c) is followed by an OR gate ( 30 ).

18. Schutzgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 17, da durch gekennzeichnet, daß die Überwa chungseinrichtung (9) bei einem mehrphasigen Leitungs netz (L_n) mit isoliertem oder kompensiertem Sternpunkt ein drittes UND-Glied (32) zur Verknüpfung des zweiten Erken nungssignals (E2) mit einem aus einem Vergleich der Verlage rungsspannung (U_v) mit einem zweiten Schwellwert (U_e) abge leiteten fünften Erkennungssignal (E5) aufweist.18. Protection device according to one of claims 10 to 17, characterized in that the monitoring device ( 9 ) in a multi-phase line network (L _n ) with an isolated or compensated star point, a third AND gate ( 32 ) for linking the second detection signal (E2) with a fifth detection signal (E5) derived from a comparison of the displacement voltage (U _v ) with a second threshold value (U _e ).