DE2615034A1

DE2615034A1 - Pruefeinrichtung zur primaerpruefung von schutzrelais

Info

Publication number: DE2615034A1
Application number: DE19762615034
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Fiorentzis
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1976-03-15
Filing date: 1976-04-07
Publication date: 1977-09-22
Also published as: DE2615034C2; CA1088156A; NL7702686A; GB1531382A; SE7702806L; FR2344947B1; SE410231B; FR2344947A1; CH599555A5

Description

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Ro/Ca 10.3.76

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Prüfeinrichtung zur Primärprüfung von Schutzrelais

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung zur Primärprüfung von Schutzrelais, insbesondere Spannungs-, Strom- und/oder Frequenzrelais für den Generatorschutz, mit einer ersten Schaltung zur Erzeugung und Umformung der den Prüflingen zuzuführenden Prüfgrössen, einer zweiten Schaltung zur Vorprogrammierung der den Prüflingen zuzuführenden Prüfgrössen, einer Signal- und Steuervorrichtung zur Steuerung des Prüfverlaufes und einer Messvorrichtung zur Messung der Relais-Ansprechwerte .

Prüfeinrichtungen der vorgenannten Art, bei welchen zur

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Prüfung eines Relais die Prüfgrösse auf der Primärseite des Relais eingespeist wird und die Prüfung als Primärprüfung bezeichnet wird, sind schon seit längerer Zeit bekannt. Diese Einrichtun gen besitzen jedoch die Nachteile, dass zur Erzeugung der den Prüflingen zuzuführenden Prüfgrössen, welche variable Spannungen, Ströme oder Frequenzen sein können, aufwendige Vorrichtungen notwendig sind. Bei zahlreichen von der Anmelderin realisierten Schutzeinrichtungen werden zur Erzeugung variabler Prüfspannungen Potentiometer mit beweglichen Teilen verwendet, die im Betrieb störungsanfällig sind und deren Steuerung kompliziert ist. Für die Prüfung von Frequenzrelais sind komplizierte Mittel zur Messung der Relaisfrequenz vorgesehen. Ferner sind die bekannten Prüfeinrichtungen in ihrer Gesamtheit aufwendig und kostspielig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Prüfeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Erzeugung der Prüfgrössen, seien diese Spannungen, Ströme oder Frequenzen, mit einfachen Mitteln auf wirtschaftliche Weise · gewährleistet werden kann, und die sich zur manuellen oder selbsttätigen Prüfung sowohl von einfachen wie auch von komplizierten Schutzeinrichtungen eignet.

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Die'se Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die erste Schaltung einen ersten Schaltkreis zur Speisung der Spannungsrelais und Stromrelais mit Spannungs- bzw. Stromprüfgrössen aufweist, welcher die erste Sekundärwicklung ei-

statisches nes Prüfwandlers, ein zu dieser parallelgeschaltetesVrotentiometer, welches aus einer Parallelkombination von Serieschaltungen aus je einem Widerstand und einem vorgeschalteten elektronischen Schalter besteht, und den Prüflingen über einen festen Widerstand oder über diesen und einen Stromwandler Prüfgrössen in fein abgestuften Werten zuführt, dass die erste Schaltung einen zweiten Schaltkreis zur Speisung der Frequenzrelais mit Frequenzprüfgrössen aufweist, welcher die zweite Sekundärwicklung des Prüfwandlers und einen mit diesem in Serie geschalteten Spannungs-Frequenzwandler aufweist, und dass die zweite Schaltung eine Schienenanordnung von sich in Form einer Matrix angeordneten Gitterpunkten kreuzenden Schienen aufweist, welch durch in eine Richtung elektrisch leitende Verknüpfungselemente verknüpft sind und Information betreffend die zu speisenden Prüfgrössen speichern, und dass die mit der Schienenanordnung in Betriebsverbindung stehende und von dieser die genannte Information empfangende Signal- und Steuervorrichtung ein vorbestimmtes Prüfverlaufprogramm speichert und den Prüfverlauf entsprechend steuert.

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Die erfindungsgemässe Prüfeinrichtung hat die folgenden Vorteile:

Zur Zuführung der Prüfgrössen an die verschiedenen Prüflinge wird ein Potentiometer verwendet, welches keine beweglichen Teile besitzt, daher auf Störungen nicht anfällig ist und leicht steuerbar ist. Die Prüfgrösse Spannung, Strom oder Frequenz wird dem Prüfling annähernd kontinuierlich wachsend oder sinkend zugeführt und beim Erreichen des Ansprechwertes angezeigt und abgedruckt. Eine Menge von verschiedenen Schutzrelais, wie Spannungs-, Strom-j und/oder Frequenzrelais kann auf diese Weise auf Ansprechwert und Ansprechzeit der Reihe nach geprüft werden. Die Entscheidung, ob die erzielten Werte richtig oder falsch sind, wird dem Prüfer des Protokolls überlassen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.

Die Figur zeigt eine automatische Prüfeinrichtung zur Primärprüfung von Schutzrelais, verdeutlicht an einer Generatorschutzeinrichtung. Im Betrieb sind die Schutzrelais von Betriebsströmen durchströmt bzw. unter Betriebsspannungen gehalten, die von der Kraftwerkanlage herrühren. Diese ist in

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der Figur durch den Generator 42, den Block-Transformator 43, die Hauptstromwandler 39 und 40 und den Hauptspannungswandler 31 schematisch angedeutet. Der Einfachheit halber sind nur drei Relais gezeigt, ein Spannungsrelais 1, ein Stromrelais und ein Frequenzrelais 3. In der Praxis ist jedoch die Anzahl der zu prüfenden Relais viel höher. Die Relais werden während der Prüfung in vorbestimmter Reihenfolge mit ihren entsprechenden Prüfgrössen gespeist und ihr Ansprechverhalten gemessen, angezeigt und protokolliert.

Die Erzeugung und Umformung der den Prüflingen zuzuführenden Prüfgrössen wird in einer ersten Schaltung gewährleistet. Diese weist einen Prüfwandler 4, 5, 6 mit einer an eine Wechselspannungsquelle angeschlossenen Primärwicklung 4 und zwei Sekundärwicklungen 5 und 6 auf. Die erste Schaltung besitzt einen ersten Schaltkreis 5, H₅ 8, 37, 38, 7, 9 zur Speisung der Spannungsrelais 1 und Stromrelais 2 mit Spannungs- bzw. Stromprüfgrössen und einen zweiten Schaltkreis 6, 14 zur Speisung der Frequenzrelais 3 mit Frequenzprüfgrössen. Der erste Schaltkreis weist die erste Sekundärwicklung 5 des Prüfwandlers 4, 5, 6,ein zu dieser parallelgeschaltetes statisches Potentiometer 11, welches aus einer Parallelkombination von Serieschaltungen aus je einem Widerstand 12 und einem vorgeschalteten elektronischen Triac-Schalter 13 besteht und den Prüflingen

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über den festen Widerstand 8 Prüfspannungen oder über den festen Widerstand 8 und dem Stromwandler 7, 9 Prüfströme in fein abgestuften Werten zuführt. Das Potentiometer 11 hat die Funktion, die Grosse der Prüfspannung bzw. des Prüfstromes nach Bedarf zu variieren. Die dem Relais zuzuführenden Prüfgrössen können daher wachsende oder sinkende Grossen sein, zur Prüffung entsprechender Relais.

Der zweite Schaltkreis 6, lH besteht aus der zweiten Sekundärwicklung 6 des Prüfwandlers 4, 5,6 und dem mit diesem in Serie geschalteten Spannungs-Frequenzwandler 14, dessen Ausgang zum Frequenzrelais 3 führt. Die in der Sekundärwicklung 6 als Spannung auftretende Grosse wird im Wandler I¹I in eine Frequenz umgewandelt und in dieser Form dem Frequenzrelais 3 zugeführt. Jedoch wird die Prüfgrösse gemessen, während sie noch Spannung ist, über den Spannungs-Messwandler 37» 38, vor ihrer Umformung in eine Frequenz, so dass keine Frequenzmessung notwendig ist.

Die zur Vorprogrammierung der den Prüflingen zuzuführenden Prüfgrössen vorgesehene zweite Schaltung weist eine Schienenanordnung 33 (Prüfmatrix) auf, mit fünf vertikalen Schienen 20 und zehn horizontalen Schienen 21 bis 30, welche sich in Gitterpunkten kreuzen, die in Form einer Matrix angeordnet sind und Information betreffend die zu speisenden Prüfgrössen

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speichern. Die Programmierung der Schienenanordnung 33 erfolgt durch Steckdioden (nicht dargestellt), mit welchen die Schienen miteinander dem Zweck entsprechend verknüpft sind. In der Zeichnung dienen die Schienen 20 der Stromprüfung, die Schiene 21 der Spannungsprüfung, die Schiene 22 der Prüfung von Minimalrelais, die Schiene 23 der Umschaltung auf einen zweiten Empfindlichkeitsbereich, die Schiene 2*1 der Prequenzprüfung, die Schiene 25 zur Prüfung von Stromrelais mit Inverscharakteristik, die Schiene 26 der Prüfung der zweiten Ansprechstufe der Relais, die Schiene 27 zum Ueberspringen der nicht zu prüfenden Relais und die Schienen 28, 29 und 30 der Steuerung eines Umschalters 18 für die Phasenwahl über die weiter unten zu beschreibende Kompensationsvorrichtung.

Entsprechend ist die Schiene 21 mit der Spannungsspeiseschaltung, die Schienen 22 und 25 mit einem das statische Poten-

ersten
tiometer 11 kontrollierendenYZähler 3^» die Schiene 2k mit dem Spannungs-Frequenzwandler 14, die Schienen 26 und 27 mit einer Steuervorrichtung 35 j die mit der Schienenanordnung· 33 in Betriebsverbindung steht und von dieser die Information betreffend die zu speisenden Prüfgrössen empfängt. Die Steuervorrichtung 35 speichert ausserdem ein vorbestimmtes Prüfverlaufprogramm und steuert den Prüfverlauf nach diesem Programm. Zu diesem Zweck ist die Steuervorrichtung 35 mit den

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Prüflingen 1, 2, 3 verbunden und steht mit den Prüfkontakten der Relais I₃ 2,3 in Steuerverbindung.

Der mit dem statischen Potentiometer 11 in Betriebsverbindung stehende Zähler J>H öffnet in Dual-Code die acht Triacs des statischen Potentiometers 11, so dass der Gesamtstrom durch die Parallelschaltung der acht Triacs in 256 Stufen von Null auf seinen Maximalwert wächst oder von seinem Maximalwert auf Null sinkt. Das statische Potentiometer 11 wird dabei vom Zähler 34 so kontrolliert, dass es die Prüfgrösse Spannung, Strom oder Frequenz annähernd kontinuierlich wachsend oder sinkend dem unter Prüfung stehenden Relais zuführt. Das betreffende Relais arretiert im Augenblick seines Ansprechens den Zähler 3^ bei einer dem Relais-Ansprechwert entsprechenden Zählung. Ein zweiter Zähler 36, welcher mit der Steuervorrichtung 35 in Betriebsverbindung steht, zählt die Ansprechzeit des unter Prüfung stehenden Relais. Das genannte Relais arretiert den Zähler 36 bei der der Ansprechzeit entsprechenden Zählung. Ein mit den Zählern 3¹J und 36 in Betriebsverbindung stehendes Anzeigegerät 31 gewährleistet die Anzeige und der Kleindrucker 32 das automatische Ausdrucken der Ansprechzeit und/oder des Ansprechwertes.

Die Messung der Prüfspannungen und die Messung der Prüfströme

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sind zwei verschiedene Probleme. Bei der Prüfung von Spannungsund Frequenzrelais wird die Betriebsspannung während der Prüfung abgeschaltet, so dass die Relais von den Prüfgrössen Spannung bzw. Frequenz durchflossen werden. Diese beiden Prüfgrössen werden als Spannungen gemessen. Zu diesem Zweck ist ein Spannungsmesswandler 37, 38 vorgesehen, mit einer mit dem festen Widerstand 8 verbundenen Primärwicklung 37, welche die Prüfspannung empfängt und einer Sekundärwicklung 38, welche mit dem digitalen Anzeigegerät 31 und dem Kleindrucker 32 in Betriebsverbindung steht.

Die Prüfung der Stromrelais 2 wird dagegen im Betrieb ohne Unterbruch der Betriebsströme ausgeführt, so dass diese von einer Mischung aus Betriebs- und Prüfstrom durchflossen werden, Gemessen wird dabei nicht der Prüfstrom selbst, sondern die geometrische Summe aus Betriebsstrom und Prüfstrom. Phasenunterschiede zwischen diesen Strömen werden in einer Kompensationsvorrichtung 15, 17, 18, 19 kompensiert. Diese weist erste Primärwicklungen 15 auf, welche von dem vom Strom- · wandler 7, 9 herrührenden, für die Stromrelais 2 bestimmten Prüfstrom durchströmt sind, zweite Primärwicklungen 17, welche von dem vom Hauptstromwandler 39 der Kraftwerkanlage herrührenden Betriebsstrom durchströmt sind, und Sekundärwicklungen 19, in welchen der phasenkompensierte Prüfstrom entsteht.

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Der durch die Schienen 28, 29, 30 der Schienenanordnung 33 gesteuerte, mit dem Anzeigegerät 31 und dem Kleindrucker in Betriebsverbindung stehende Umschalter 18 wählt die entsprechende der Phasen R, S, T und führt den phasenkompensierten Prüfstrom zum Anzeigegerät 31 und zum Kleindrucker 32.

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Claims

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Patentansprüche

1. Prüfeinrichtung zur Primärprüfung von Schutzrelais, insbesondere Spannungs-, Strom- und/oder Frequenzrelais für den Generatorschutz, mit einer ersten Schaltung zur Erzeugung und Umformung der den Prüflingen zuzuführenden Prüfgrössen, einer zweiten Schaltung zur Vorprogrammierung der den Prüflingen zuzuführenden Prüfgrössen, einer Signal- und Steuervorrichtung zur Steuerung des Prüfverlaufes und einer Messvorrichtung zur Messung der Relais-Ansprechwerte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltung einen ersten Schaltkreis (5, 11, 8, 37, 38, 7, 9) zur Speisung der Spannungsrelais (1) und Stromrelais (2) mit Spannungs- bzw. Stromprüfgrössen aufweist, welcher eine erste Sekundärwicklung (5) eines Prüfwandlers (Ί, 5, 6) aufweist, ein zu dieser parallelgeschaltetes statisches Potentiometer (11), welches aus einer Parallelkombination von Serieschaltungen aus je einem Widerstand (12) und einem vorgeschalteten elektronischen Schalter (13) besteht und den Prüflingen über einen festen Widerstand (8) oder über diesen und einen Stromwandler (7, 9) Prüfgrössen in fein abgestuften Werten zuführt, dass die erste Schaltung einen zweiten Schaltkreis (6, IM) zur Speisung der Frequenzrelais (3) mit Frequenzprüfgrössen aufweist, welcher die zweite Sekundärwicklung (6) des

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ORIGINAL INSPECTED

Prüfwandlers (4, 5> 6) und einen mit diesem in Serie geschalteten Spannungs-Frequenzwandler (I¹O aufweist, und dass die zweite Schaltung eine Schienenanordnung (33) von sich in Form einer Matrix angeordneten Gitterpunkten kreuzenden Schienen (20 - 30) aufweist, welche durch in eine Richtung elektrisch leitende Verknüpfungselemente verknüpft sind und Informationen betreffend die zu speisenden Prüfgrössen speichern, und dass die mit der Schienenanordnung (33) in Betriebsverbindung stehende und von dieser die genannte Information empfangende Signal- und Steuervorrichtung (35) ein vorbestimmtes Prüfverlaufprogramm speichert und den Prüfverlauf entsprechend steuert.

2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit dem statischen Potentiometer (11) in Betriebsverbindung stehenden ersten Zähler (3¹O, welcher das Potentiometer (11) derart kontrolliert, dass dieser die Prüfgrösse Spannung, Strom oder Frequenz annähernd kontinuierlich wachsend oder sinkend dem unter Prüfung stehenden* Relais zuführt, welche letzterer im Augenblick seines Ansprechens den Zähler (3¹I) bei einer dem Ansprechwert des Relais entsprechenden Zählung arretiert.

3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

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einen über die Steuervorrichtung (35) mit dem unter Prüffung stehenden Relais in Betriebsverbindung stehenden zweiten Zähler (36) , welcher die Ansprechzeit des Relais zählt,

*J. Prüfeinrichtung nach Ansprüchen 2 und/oder 3₅ gekennzeichnet durch ein digitales Anzeigegerät (31) und einen Kleindrucker (32) zur Anzeige bzw. zum Ausdrucken der Ansprechzeit und/oder des Ansprechwertes des geprüften Relais.

5. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 und *J, dadurch gekennzeichnet, dass die Hessvorrichtung einen Spannungsmesswandler (37j 38) aufweist, mit einer mit dem festen Widerstand (8) verbundenen Primärwicklung (37), welche die Prüfspannung empfängt, und einer Sekundärwicklung (38), welche mit dem digitalen Anzeigegerät (3D und/oder dem Kleindrucker (32) in Betriebsverbindung steht.

6. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch getennzeichnet, dass die Messvorrichtung eine Kompensationsvorrichtung¹ (15, 17, 19) zur Kompensierung der bei der in vollem Betrieb ausgeführten Prüfung der Stromrelais (2) auftretenden Phasenunterschiede zwischen Betriebsströmen und Prüfströmen aufweist, mit ersten Primärwicklungen (15), welche von dem vom Stromwandler (7, 9) herrührenden, für

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die Stromrelais (2) bestimmten Prüfstrom durchströmt sind, zweiten Primärwicklungen (17), welche von dem vom Hauptstromwandler (39) herrührenden Betriebsstrom durchströmt sind, und Sekundärwicklungen (19), in welchen der phasenkompensierte Prüfstrom entsteht.

7. Prüfeinrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Umschalter (18), welcher durch entsprechende Schienen (28, 29, 30) der Schienenanordnung (33) gesteuert zur Wahl der Phase umschaltbar ist und mit dem Anzeigegerät (31) in Betriebsverbindung steht.

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.