DE2451940A1

DE2451940A1 - Schutzeinrichtung fuer gleichstromuebertragungsleitungen

Info

Publication number: DE2451940A1
Application number: DE19742451940
Authority: DE
Inventors: Fumio Andou; Tsuneo Horiuchi; Takeyuki Matsubara; Narito Oyabu; Keisuke Sediya; Tatsuya Takenouchi; Tokio Ueki; Atsumi Watanabe
Original assignee: Electric Power Development Co Ltd; Hitachi Ltd; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd Electric Power Development Co Ltd
Priority date: 1973-11-02
Filing date: 1974-10-31
Publication date: 1975-05-28
Also published as: JPS5073158A; SE7413772L; DE2451940C2; SE402190B; GB1492181A; JPS5231067B2

Description

HITACHI LIMITED 31. Oktober 1974

ELECTRIC POlVER DEVELOPMENT

COMPANY LIMITED

TOKYO- SHIBAURA ELECTRIC COMPANY

LIMITED

DA-11484

Priorität: 2. November 1973, Japan, Nr. 122859/73

Schutzeinrichtung für Gleichstrom-Übertragungsleitungen

Wie bei Wechselstrom-Übertragungssystemen bestehen auch für Gleichstrom-Übertragungssysteme in dem Fall, daß zwischen den Übertragungsleitungen untereinander oder zwischen den Leitungen und Erde Kurzschluß auftritt, strenge Anforderungen hinsichtlich einer raschen.Feststellung derartiger Fehler und einer Reparatur der beschädigten Abschnitte.

Zur Fehlerermittlung bedient man sich weitgehend der Differenzstrommethode. Gemäß dieser bekannten Methode werden die an der Sende- oder Erzeugerseite und an der Empfänger- oder Verbraucherseite fließenden Ströme miteinander verglichen; wird zwischen diesen beiden Strömen eine Differenz festgestellt, so wird daraus geschlossen, daß in der Übertragungsleitung ein Fehler vorliegt. Bei dieser bekannten Methode werden jedoch momentane analoge Größen übertragen, weshalb eine schnelle und teure Übertragungsleitung erforderlich ist. Bei Verwendung von Kabeln, bei denen die Übertragungsleitungen hohe Kapazität gegenüber Erde aufweisen, rufen ferner Schwankungen in der Gleichspannung bei Beginn und Beendigung der Übertragung sowie bei Umkehr des Energieflusses Ladeströme zur Aufladung der gegenüber Erde bestehenden Kapazität hervor. Dabei wird die Differenz zwischen den durch

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-Z-

die beiden Enden der Leitung fließenden Strömen durch andere Ursachen als Leitungsfehler hervorgerufen. Um fehlerhaften Betrieb der Schutzeinrichtung infolge solcher Ladeströme zu vermeiden, wäre daran zu denken, entsprechend einer Schwankung der Gleichspannung den Funktionsausgang zu verriegeln und den Funktionszeitpunkt zu verzögern (wobei einer adäquate Verzögerung aufrechterhalten wird, bis ein Funktionausgangssignal abgegeben wird). Derartige Maßnahmen sind jedoch unbefriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile, wie sie bei Einrichtungen nach dem Stand der Technik auftreten, zu vermeiden oder mindestens abzumildern. Insbesondere besteht eine Aufgabe darin, eine rasch ansprechende und stabile oder gleichmäßig arbeitende Fehlerdetektoranordnung für Gleichstrom-Übertragungsleitungen zu schaffen, ohne auf teure schnelle Übertragungsleitungen angewiesen zu sein.

Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, daß dann, wenn in den Übertragungsleitungen ein Fehler auftritt und. die Gleichspannung absinkt, ein durch einen Gleichrichter fließender Strom vorübergehend ansteigt und ein durch einen Wechselrichter fließender Strom vorübergehend absinkt, bevor gewisse Konstantstrom-Steuerkreise in Tätigkeit treten. Erfindungsgemäß wird anhand eines gleichzeitigen Auftretens eines Stromanstiegs durch den Gleichrichter und eines Stromabfalls durch den Wechselrichter festgestellt, daß in den·Übertragungsleitungen ein Fehler vorliegt, Da zwischen den Erzeuger- und Empfängereaden zur Fehlerermittlung in der Übertragungsleitung nur das Vorhandensein oder Fehlen von Stromastiegen und -abfällen ausgetauscht wird, wird eine einfache Übertragungseinrichtung zur Verfügung gestellt, und fehlerhafter Betrieb infolge etwaiger Ladeströme auf den Leitungen wird vermieden; dadurch wird sichergestellt, daß Fehler in den Übertragungsleitungen, rasch festgestellt werden.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiele

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der Erfindung;

' Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung von Kennlinien eines Gleichstrom-Übertragungssystems;

Fig. 3 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung eines

Grundsatzes der Erfindung;
■ Fig. 4 ein Schaltbild für einen Pegeldetektor,

wie er vorzugsweise für die erfindungsgemäße Einrichtung verwendbar ist;

Fig. 5 ein Schaltbild eines weiteren in der Erfindung vorzugsweise verwendbaren Pegeldetektors;

Fig« 6 ein Blockschaltbild für ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7 ein Schaltbild für einen in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. β verwendbaren Primär-Verzögerungskreis;

Fig. 8 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6;

Fig. 9 ein Blockschaltbild für einen Hauptteil einer Variante des in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiels;

Fig. 10 ein Schaltbild für einen in der Variante nach Fig. 9 verwendbaren Verzögerungskreis;

Fig. 11 ein Schaltbild für einen weiteren in der

Variante nach Fig. 9 verwendbaren Verzögerungskreis; und

Fig. 12 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 9 gezeigten Variante.

In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel enthält der strichpunktierte Kasten eine erfindungsgemäße, generell mit FD bezeichnete Detektorschaltung, während andere Teile der Darstellung in Fig. 1 einem gewöhnlichen Gleichstrom-Übertragungssystem entsprechen. Mit A und B sind Wechselstromsysteme bezeichnet, während BA und BB Wechselstrom/Gleichstrom-Umformer angeben, die mit Thyristoren oder Quecksilberdampflampen arbeiten. Der Umformer BA ist mit dem Umformer BB über Gleichstromdrosseln DCL und DCL¹ sowie Gleichstromübertragungsleitungen TL verbunden. Mit den Symbolen CTA und CTB sind Gleichstromwandler zur Ermittlung der durch die Übertragungsleitungen fließenden Ströme be-

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Am Sende- oder Erzeugerende der Leitung ist eine Steuerung CC, am Empfangs- oder Verbraucherende eine identische Steuerung CC vorgesehen. Die beiden Steuerungen CC und CC⁹ versorgen die Umformer BA bzw. BB mit Zündimpulsen geeigneter Phase. Aus einem Einstellgerät STU werden den Steuerungen CC und CC ferner ein Gleichstrom mit dem eingestellten Wert Idp sowie ein weiterer Gleichstrom mit dem eingestellten Bereichs- oder Differenzwert Aldp zur Differenzbildung eines vorgegebenen Wertes für die Erzeugerseite mit dem von der Verbraucherseite zugeführt. Im vorliegenden Falle ist das Einstellgerät STU in einer Wandlerstation an dem Wechselstromsystem B angeordnet, und die eingestellten Werte werden der Steuerung CC an dem Gleichstromsystem A durch Übertrager T und T' zugeführt.

Der Gleichstrom mit dem eingestellten Wert Idp wird in dem Einstellgerät STU dadurch erzeugt, daß eine Bezugsspannung VST mittels eines variablen Widerstands VR unterteilt und einer Klemme 3 zugeführt wird. Der andere Gleichstrom mit dem eingestellten Differenzwert ΔIdp wird von einer Konstantspannungsq.uelle VB erzeugt und je nach der Stellung des Wahlschalters SW entweder über eine Klemme 1 oder über eine Klemme 2 geleitet. Befindet sich der Schalter SW in der linken Stellung, in der er den Gleichstrom ΔIdp der Klemme 1 zuführt, so dient der Umformer BA als Wechselrichter, während der Umformer BB als Gleichrichter arbeitet. Befindet sich der Schalter SW in der gezeigten rechten Stellung, so arbeiten die beiden Umformer oder Stromrichter BA, BB umgekehrt. Da die Steuerung CC dann, wenn ihr der eine Gleichstrom mit dem Wert Idp und der andere Gleichstrom mit dem Viert -Aldp zugeführt wird, die Summe dieser Gleichströme als eingestellten Gleichstromwert einer Konstantstrom-Steuerschaltung für die Sendeseite erzeugt und da dann, wenn der Steuerung CC der Gleichstrom mit dem Wert Idp sowie der weitere Gleichstrom mit dem Wert -Aldp zugeführt wird, diese Steuerung wiederum die Summe dieser Gleichströme als eingestellten Gleichstromwert einer weiteren Konstantstrom-Steuerschaltung für die Empfangsseite erzeugt, so wird der durch den Schalter SW als Wechselrichter geschaltste Umformer auf Idp-Aldp und der als Gleichrichter geschaltete Umformer aui Idp eingestellt. Generell besteht die Steuerung aus einer Konstantstrom-Steuerschaltung in Kombination

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mit einer Steuerschaltung für konstanten Bereichs- oder Differenzwinkel und weist eine bekannte Regelkennlinie, wie sie in Fig. gezeigt ist, auf. ...

In Fig. 2 ist an der Abszisse der Gleichstrom Id auf den Übertragungsleitungen und an der Ordinate die Gleichspannung Vd aufgetragen. In dieser Figur gibt die Kurve REC die Regelkennlinie 'für den Gleichrichter und die Kurve INV die Kennlinie für den Uechselrichter wieder. Der normale Arbeitspunkt ist mit P1 bezeichnet, an dem der Gleichstrom den Wert Idp hat. Ändert sich der Wert von Idp gemäß der Belastung der Gleichstrom-Übertragungsleitungen, so kann die Konstantstrom-Steuerschaltung ohne Verzögerung dieser Änderung folgen, so daß sich der Wert des Gleichstroms Id annähernd auf dem Wert Idp halten läßt, da die Änderungsgeschwindigkeit bei Idp bei normalem Betrieb gering ist. Tritt nun ein Kurzschluß an der Stelle F in dem System nach Fig. 1 auf (bei einem einpoligen System mit Erdrückleitung entsprechen diesem Phänomen Kurzschlüsse gegenüber Erde oder Erdfehler), so sinkt die Gleichspannung auf Null oder einen Minimalwert, und der Arbeitspunkt P1 verlagert sich zu den in Fig. 2 gezeigten stabilen Punkten P2 und P3, Daher fließt durch den Gleichrichter der Gleichstrom mit dem Wert Idp, während durch den Wechsel-. richter der Gleichstrom mit dem Werd Idp~ &Idp fließt.

Vorübergehend schwanken diese Gleichströme jedoch in der in dem Impulsdiagramm nach Fig. 3 gezeigten Weise. Fig. 3» in der die Abszisse die Zeit angibt, zeigt Wellenformen für den Fall, daß der Umformer BA als Gleichrichter und der Umformer BB als Wechselrichter arbeitet. In Fig. 3 ist mit Vd der Verlauf der Gleichspannung auf den Gleichstrom-Übertragungsleitungen bezeichnet, mit IdA der Gleichstrom durch den Umformer BA und mit IdB der · Gleichstrom durch den Umformer BB.

Tritt zum Zeitpunkt t_Q ein Fehler auf, so sinkt die Gleichspannung Vd auf-den Übertragungsleitungen auf Null oder nahezu auf Null ab. Da der Ausgang des Gleichrichters BA kurzgeschlossen ist, steigt sein Ausgangsstrom IdA rasch an, bis die Konstantstrom-Steuerschaltung in Tätigkeit tritt. Sodann beginnt der Ausgangs-

strom IdA abzufallen, bis er den Endwert Idp erreicht. Da andererseits der Eingangsstrom des Wechselrichters BB Null wird, sinkt sein Ausgangssignal ab. Da ferner die Konstantetrom-Steuerschaltung, deren Wert auf Idp-Aldp eingestellt ist, in Tätigkeit tritt, beginnt der Ausgangsstrom des Umformers BB zu steigen bis er den Endwert Idp—Aldp erreicht. Auf diese Weise steigt bei Auftreten eines Fehlers in den Übertragungsleitungen der Gleichstrom durch den Gleichrichter vorübergehend an, während der Gleichstrom durch den Wechselrichter vorübergehend absinkt.

Die in Fig. 1 gezeigte Detektorschaltung FD stellt dieses Ereignis fest, und schließt daraus, daß auf den Übertragungsleitungen ein Fehler besteht. Die Detektorschaltung FD umfaßt Detektoren LD1 und LD¹1, die ein Ansteigen des Leitungsstroms über den eingestellten Wert feststellen, sowie Detektoren LD2 und LD'2, die ein Absinken des LeitungsStroms unter den eingestellten Wert feststellen. Die Detektoren LD1 und LD2 sind an der Sendeseite angeordnet, die Detektoren LDM und LD^!2 an der Empfangsseite. Die Ausgangssignale dieser Detektoren werden zwischen den beiden Enden der Leitung durch Übertrager DT ausgetauscht. Mit AND1, AND2, AND3 und AND4 sind UND-Schaltungen, mit OR1 und 0R2 ODER-Schaltungen bezeichnet. Die Ausgänge OA und OB der ODER-Schaltungen bilden die Detektorausgänge, die anzeigen, ob auf den Übertragungsleitungen ein Fehler vorliegt.

Anhand von Fig. 3 soll die Arbeitsweise der Detektorschaltung FD erläutert werden.

In Fig. 3 geben die Symbole 0LD1, 0LD2, OLDM und OLD'2 die Ausgangssignale der Detektoren LD1, LD2, LD¹I bzw. LD'2 an. Mit OLD'2DT ist der Verlauf des Ausgangssignals OLD»2 nach Übertragung an die Sendeseite mit Hilfe des Übertragers DT bezeichnet, während 0LD1DT den Verlauf des Ausgangssignals OLD1 nach Übertragung an das Empfangsende mittels des Übertragers DT bezeichnet. Die Symbole OAND1 und 0AND4 geben die Ausgangssignale der UND-Schaltungen AND1 bzw. AND4 wieder. Die Detektoren LD1, LDM, LD2 und LD'2 sind so ausgelegt, daß sie in Tätigkeit treten, wenn der Gleichstrom auf den Üb^rtragungsleitungen von einem

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Schwellenwert gegenüber dem eingestellten Wert Idp abweicht; wie weiter unten beschrieben, können sie beispielsweise durch die in Fig. 4 und 5 gezeigten Schaltungen verwirklicht sein. Wird der Schwellenwert zu klein festgelegt, so werden die Detektoren gegen kleine Schwankungen empfindlich, und die Zuverlässigkeit ihrer Funktion wird beeinträchtigt. Daher sollte der Schwellenwert groß gewählt werden, vorausgesetzt, daß er noch eine Fehlerermittlung gestattet. Die in Fig. 3 gezeigten gestrichelten Linien entsprechen dem Arbeitspegel.

Schwanken die Signale IdA und IdB, so erzeugen die Detektoren LD1 und LD'2 Aus gangs signale OLD1 bzw. OLD'2, während die Detektoren LD2 und LDΊ außer Betrieb sind und ihre Ausgangssignale Null betragen. Das Ausgangssignal OLD'2 wird übertragen und dabei in das Signal OLD'2DT verwandelt. Entsprechend tritt die ' UND-Schaltung AND4, die die Signale OLD1 und OLD'2DT empfängt, in Tätigkeit und erzeugt das Ausgangssignal OAND4. Andererseits wird das Ausgangssignal OLD1 an die Empfangsseite übertragen und dabei in das Signal OLD1DT verwandelt. Die beiden Signale OLD'2 und OLD1DT werden von der UND-Schaltung AND1 empfangen, die das Ausgangssignal OAND1 erzeugt.

Auf diese Weise lassen sich an den Klemmen OA und OB Ausgangssignale abnehmen. In Fig. 3 sind mit Td und T'd Übertragungs-Verzögerungszeiten bezeichnet.

In der obigen Beschreibung ist die Arbeitsweise der Einrichtung für den Fall dargelegt worden, daß der Umformer BA als Gleichrichter und der Umformer BB als Wechselrichter arbeitet. Wie aus der obigen Beschreibung in Verbindung mit Fig.1 und 3 ersichtlich, läßt sich ein Fehlerdetektor-Ausgangssignal an den Klemmen OA und OB auch dann abnehmen, wenn die Umformer BA und BB umgekehrt arbeiten.

Anhand von Fig. 4 und 5 sollen im folgenden Pegeldetektorkreise beschrieben werden. Dabei zeigt Fig. 4 eine Schaltung, wie sie für die Detektoren LD1 und LDΊ verwendbar ist. In Fig. 4 sind mit R Widerstände, mit AM ein Differentialverstärker, mit -Vs

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eine negative Bezugsspannung und mit VRB ein veränderbarer Widerstand bezeichnet. An der Klemme TId liegt der durch den Stromwandler CTA oder CTB gemessene Gleichstrom Id, während an der Klemme TIdp der Gleichstrom mit dem eingestellten Wert Idp liegt. Wird die negative Bezugssp;&jnung -Vs durch den veränderbaren Widerstand VRB auf eine Spannung -Vsb unterteilt, so wird das Ausgangssignal des Differentialverstärkers AM gemäß Fig. 4 positiv, wenn Id-Vsb > Idp oder Id > Idp+Vsb ist.

Fig. 5 zeigt einen für die Detektoren LD2 und LD¹2 verwendbaren Schaltkreis. Ähnlich wie bei Fig. 4 wird dann, wenn der Klemme TIdp ein Gleichstrom des eingestellten Wertes Idp und der Klemme TId der Leitungsgleichstrom Id zugeführt wird, das Ausgangssignal des Differentialverstärkers All unter der Bedingung positiv, daß Id < Idp-Vsb ist. Die Detektoren LD1, LDM, LD2 und LD'2 lassen sich also durch die in Fig. 4 und 5 gezeigten Schaltkreise realisieren.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, läßt sich ,das Vorhandensein von Fehlern in den Gleichstrom-Übertragungsleitungen dadurch beurteilen, daß der Gleichstromanstieg und -abfall ermittelt wird, wozu ein Gleichstrom-Bezugswert benötigt wird. Falls der Gleichstrom auf den Übertragungsleitungen konstant ist, kann auch der Bezugswert konstant sein, und die Schwankung in dem Leitungsstrom kann mit diesem konstanten Wert verglichen v/erden. In der Praxis ist jedoch davon auszugehen, daß sich die über die Leitung übertragene Energiemenge je nach den Jahresund Tageszeiten erheblich ändert. Daher ist es erforderlich, den Bezugsstrom nach einem geeigneten Wert zu bestimmen, der die unterschiedlichen Energieanforderungen erfüllt.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem Änderungen in dem Bezugswert dadurch erzeugt werden, daß der zu messende Gleichstrom als solcher benützt wird. Dabei ist insbesondere ein Primär-Verzögerungskreis mit einer verhältnismäßig langen Zeitkonstante vorgesehen, der ein Ausgangssignal erzeugt, das mit einem Eingangssignal identisch ist, wenn sich das Eingangssignal langsam ändert, der jedoch einer raschen

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Änderung in dem Eingangssignal nicht folgen kann, so daß also das Ausgangssignal eine Speicherung des Eingangssignals über eine kurze Zeitspanne darstellt. Wird nun der Leitungsstrom einem solchen Primärverzögerungskreis zugeführt, dessen Ausgangssignal als Bezugs-wert zur Ermittlung des Anstiegs und Abfalls des Leitungsstroms benutzt wird, und wird der Leitungsstrom mit dem Bezugswert verglichen, so wird von dem Anstiegs- und Abfallsdetektor nur dann ein Ausgangssignal gewonnen, wenn sich der Gleichstrom auf der Übertragungsleitung rasch ändert.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel der Anstieg und Abfall des Leitungsgleichstroms unter Verwendung des aus dem Leitungstrom selbst abgeleiteten Bezugswerts ermittelt wird, ist nicht nur keine dem sich jeweils ändernden Energietransport-Bedarf entsprechende Arbeitsweise sondern auch keine Übertragung des Bezugswertes zwischen der Sende- und der Empfangsseite für die Feststellung eines Fehlers erforderlich. Da ferner der Bezugswert aus dem Leitungsstrom selbst abgeleitet, wird, kann es nicht vorkommen, daß die Bezugswerte an der Sende- und an der Empfangsseite nicht übereinstimmen. Daher ist die Schutzeinrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft, da sie in der Lage ist, die Anwesenheit oder Abwesenheit von Fehlern in der Übertragungsleitung unter Verwendung des Leitungsstroms selbst festzustellen.

Fig* 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Primärverzögerungskreises, wie er für dieses Ausführungsbeispiel anwendbar ist. In Fig. 7 ist mit Rd ein Widerstand und mit Cd ein Kondensator bezeichnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 empfangen Primärverzögerungskreise DL und DL¹ AusgangsSignaIe von den in den Übertragungsleitungen TL vorgesehenen Stromwandlern CTA bzw. CTB. Das Ausgangssignal des Verzögerungskreises DL wird den Pegeldetektoren LD1 und LD2, das Ausgangssignal des Verzögerungskreises DL¹ den Pegeldetektoren LDM und LD»2 zugeführt. Die übrigen Symbole bezeichnen gleiche Teile wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Daher läßt sich die Fehlerermittlung gemäß dem Aus-

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führurgsbeispiel nach Fig.. 6 im wesentlichen anhand des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 und des Impulsdiagramms nach Fig. 3 erläutern mit Ausnahme der Bestimmung des Bezugswertes.- Anhand von Fig. 8 soll erläutert werden, wie der Bezugswert bestimmt wird. Tritt zum Zeitpunkt t ein Fehler auf, so ändern sich die Gleichstr.öme IdA und IdB entsprechend den ausgezogenen Kurven in Fig. in ähnlicher Weise wie in Fig. 3. Die Ausgangssignale der Primärverzögerungskreise DL und DL¹ ändern sich dagegen entsprechend den gekrümmten gestrichelten Linien, die den Verläufen der Gleichströme IdA und IdB zugeordnet sind. Die Gleichströme IdA und IdB werden den Primarverzogerungskreisen DL und DL^f zugeführt, wobei am Ausgang dieser Kreise die Ströme IdADL und IdBDL entstehen; ist Id > IdADL + Vsb, so tritt der Pegeldetektor LD1 in Tätigkeit, ist dagegen Id < IdBDL - Vsb, so. tritt der Pegeldetektor LD2 in Aktion. Der Arbeitspegel wird also, wie in Fig. 8 gezeigt, durch die den Verlaufen der Gleichströme IdA und IdB zugeordneten strichpunktierten Linien bestimmt, wobei an den Pegeldetektoren LD1 und LD^f2 die Ausgangssignale OLD1 und OLD¹2 entstehen. Die weitere Arbeitsweise ist der nach Fig. 3 ganz ähnlich.

Wie oben beschrieben, kann bei diesem Ausführungsbeispiel ein Fehler unter Benützung des LeitungsStroms selbst festgestellt werden. Der Primärverzögerungskreis muß jedoch eine große Zeitkonstante haben. Dies ruft ein Problem hervor. Wie aus dem Verlauf des Stromes IdA in Fig. 8 ersichtlich, besteht bei einer großen Zeitkonstante ein·Intervall, in dem IdA < IdADL ist, das in Fig. 8 mit TE bezeichnet ist. Wird die Zeitkpnstante kleiner, , so wird der Unterschied zwischen IdA und IdADL so groß, daß der Gleichstrom IdA fälschlicherweise als vorübergehend abfallend beobachtet wird. Daher ist es nötig, die Zeitkonstanten der Primärverzögerungskreise DL und DL¹ groß zu wählen. Bei einer zu großen Zeitkonstante weicht andererseits dann, wenn der Gleichstrom auf den Übertragungsleitungen innerhalb weiter Bereiche schwankt, der Strom IdADL vom Leitungsstrom Id ab. Tritt in diesem Zustand ein Fehler auf, so wird die Genauigkeit der Fehlerermittlung beeinträchtigt. Zur Beseitigung dieses Nachteils dient die in Fig. 9 gezeigte Variante des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6, wobei in Fig. 9 nur der geänderte Teil der Anordnung nach Fig„ 6 dargestellt ist. Dabei sind die in Fig.

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und 11 gezeigten Verzögerungskreise DL1 und DL2 zu der Schaltung entsprechend der Variante nach Fig. 9 miteinander verbunden.

Der Verzögerungskreis DL1 nach Fig. 10 arbeitet als Primärverzögerungskreis, wenn die Eingangsspannung steigt; seine Ausgangsspannung folgt jedoch (bzw. wird gleich) der Eingangsspannung, wenn diese unter die Spannung an den Ausgangsklemmen sinkt, wobei die in einem Kondensator Cd gespeicherte·elektrische Ladung über eine Diode D rasch entladen wird. Bei Auftreten einer Änderung in dem Gleichstrom IdA gemäß Fig. 12 ändert sich dabei das Ausgangssignal des Verzögerungskreises DL1 längs der gekrümmten gestrichelten Linie IdADLI, so daß das Intervall TE beseitigt ist, obwohl die 2eitkonstante CdRd klein ist. Der am Eingang des Pegeldetektors LD2 oder LD'2 vorgesehene Verzögerungskreis DL2 wirkt gemäß Fig. 11 als Primärverzögerungskreis mit der Zeitkonstante CdRd, wenn die Eingangsspannung abnimmt. Seine Ausgangsspannung folgt jedoch der Eingangsspannung, wenn diese über die Ausgangsspannung steigt, wobei sich der Kondensator Cd rasch über die Diode D entlädt. Bei Auftreten einer Änderung in dem Gleichstrom IdB gemäß der ausgezogenen Linie in Fig. 12 ändert sich dabei das Ausgangssignal des Verzögerungskreises DL2 längs der gekrümmten gestrichelten Linie IdBDL2. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Pegeldetektoren LD2 und LD'2 Änderungen in den Leitungsgleichströmen genau feststellen, wobei sich gleichzeitig das in Fig. 8 gezeigte Intervall TE beseitigen läßt. Die weiteren in Fig. 12 gezeigten Kurven im Anschluß an die Kurve 0LD1 werden in ganz ähnlicher Weise wie in Fig. 8 erzeugt .

Gemäß Fig. 9 dienen die Primärverzögerungskreise ausschließlich für den Anstieg und den Abfall in dem Gleichstrom, so daß sich die Zeitkonstante relativ klein wählen läßt und viel Freiheit hinsichtlich des Aufbaus und der Bemessung der Einrichtungen erzielt wird.

In den obigen Ausführungsbeispielen sind die Verzögerungskreise DL als Analogschaltungen aufgebaut; die Signale können jedoch auch digital behandelt werden. Mit anderen Worten ist es möglich, den Eingangsstrom in eine digitale Größs umzusetzen, die ihrer-

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seits um eine entsprechende Zeit verzögert und dann abgegeben wird.

Ferner läßt sich in der obigen Beschreibung ein Fehler sowohl auf der Sende- als auch auf der Empfangsseite feststellen; die Übertragung der Ausgangssignale von den Pegeldetektoren LD1 und LD2 an das Empfangsende sowie die UND-Schaltungen AND1 und AND2 und die ODER-Schaltung OR1 können jedoch auch weggelassen werden, so daß die Fehlerfeststellung nur an einem Ende, beispielsweise an der Sendeseite, erfolgt und nur das Endsignal vom Ausgang OA an die. Empfangsseite übertragen wird.

Falls ferner das Ausgangssignal OLD¹2 des Pegeldetektors LD¹2 nicht an die Sendeseite übertragen wird, bevor das Ausgangssignal OLD1 des Pegeldetektors LD1 verschwindet, können die Pegeldetektoren LD1 und LD'2 die UND-Bedingung nicht erfüllen, und der Fehler wird nicht festgestellt. Aus diesem Grund läßt sich für die Fehlerermittlung kein Übertrager mit sehr niedriger Geschwindigkeit verwenden. Soll ein solcher verwendet werden, so ist es zweckmäßig, an die Ausgänge der Fegeldetektoren LD1, LD2, LD'1 und LD'2 geeignete monostabile. MuIt!vibratoren anzuschließen, so daß die Pegeldetektoren, sobald sie in Tätigkeit getreten sind, eine ausreichende Zeitlang weiter in Tätigkeit bleiben.

Wie beschrieben, wird erfindungsgemäß ein auf Gleichstrom-Übertragungsleitungen aufgetretener Fehler auf der Grundlage eines für Leitungsfehler spezifischen Phänomens ermittelt, wodurch eine sehr zuverlässige Erkennung von Leitungsfehlern sichergestellt wird. Da ferner nur ein Ergebnis der Ermittlung eines Anstiegs und eines Abfalls in dem Gleichstrom auf den Übertragungsleitungen zwischen den beiden Umformern ausgetauscht wird, sind schnelle Übertragungsleitungen, wie sie zur Übertragung einer Gleichstromamplitude mit konstanten Komponenten unerläßlich sind, erfindungsgemäß nicht erforderlich.

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Claims

Patentansprüche

1. Schutzeinrichtung für ein Gleichstrom-Übertragungssystem, bei dem ein Wechselstromsystem an einen Gleichrichter und ein weiteres Wechselstromsystem an einen Wechselrichter angeschlossen ist und Gleichrichter und Wechselrichter miteinander durch Gleichstrom-Übertragungsleitungen verbunden sind, gekennzeichnet durch Schaltungen (LD) zur Ermittlung eines Anstiegs in dem durch den Gleichrichter (BB) fließenden Gleichstrom und eines Abfalls in dem durch den Wechselrichter (BA) fließenden Gleichstrom durch Vergleich dieser Ströme mit eingestellten Werten, sowie eine Einrichtung (DT), die zwischen den beiden Enden des Übertragungssystems Meßsignale austauscht, die dann erzeugt werden, wenn der Stromanstieg am Gleichrichter und der Stromabfall an Wechselrichter Schwellenwerte überschreiten, wobei ein in den Übertragungsleitungen auftretender Fehler dann ermittelt wird, wenn gleichzeitig ein Anstieg des Gleichstroms durch den Gleichrichter und ein Abfall des Gleichstroms durch den Wechselrichter gemessen wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Schaltungen (LD) zur Ermittlung des Stromanstiegs und -abfalls eingestellte Werte zugeführt werden, die gleich den durch Primärverzögerungskreise (DL) geleiteten Strömen durch den Gleichrichter (BB) bzw. Wechselrichter (BA) sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstanten der Primärverzögerungskreise (DL) in Abhängigkeit vom Typ der Gleichstromschwankung differenziert werden, so daß

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die .Zeitkonstante der Schaltung (LD) zur Ermittlung des Stromanstiegs klein wird, wenn der Gleichstrom abnimmt, und die Zeitkonstante der Schaltung" (LD) zur Ermittlung des Stromabfalls klein wird, wenn der Gleichstrom steigt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgänge der Schaltungen (LD) zur Ermittlung des Stromanstiegs und Abfalls an den Enden des Übertragungssystems monostabile Multivibratorschaltungen angeschlossen sind, so daß die Ausgangssignale der Ermittlungsschaltungen (LD) eine bestimmte Dauer aufweisen.

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