DE2640934C3 - Überwachungs-Schal tungsanordnung für eine Schutzeinrichtung - Google Patents

Description

Schaltvorgänge beeinflußt werden können. Treten nämlich solche Schaltvorgänge auf, dann wird von der Meßwert-Erfassungseinrichtung ein Änderungen der Amplitude und/oder der Phasenlage der Meßgröße kennzeichnendes Signal erzeugt und eine Steuereinrichtung beeinflußt. Die Steuereinrichtung unterdrückt einen Auslösebefehl der zugeordneten Schutzeinrichtung dann, wenn dieser gleichzeitig mit dem Signal am Ausgang der Meßwert-Erfassungseinrichtung auftritt; außerdem erfolgt eine Unterdrückung des Auslösebefehls immer dann, wenn innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer nach dem Auftreten des Signals am Ausgang der Meßwert-Erfassungseinrichtung ein oder auch mehrere Auslösebefehle gebildet werden.

Die Unterdrückung des Auslösebefehls kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Arbeitet die Schutzeinrichtung im Vergleich zur Überwachungs-Schaltungsanordnung langsam, dann kann durch einen Eingriff der Überwachungs-Schaltungsanordnung in die Schutzeinrichtung eine Umschaltung derart vcgenommen werden, daß ein Aiislösebefehl von vornherein nicht gebildet wird; ohne Eingriff in die Schutzeinrichtung kann aber auch die Weitet leitung eines gebildeten Auslösebefehls durch die Überwachungs-Schaltungsanordnung an den nachgeordneten Leitungsschalter verhindert werden. Bei einer etwa gleich schnell wie die Überwachungs-Schaltungsanordnung arbeitenden

Schutzeinrichtung wird die Weiterleitung des gebildeten Auslösebefehls verhindert.

Die Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Überwachungs-Schaltungsanordnung kann unterschiedlich ausgebildet sein. Besitzt die zugeordnete Schutzeinrichtung eine im Vergleich zur Überwachungs-Schaltungsanordnung langsame Arbeitsweise, dann besteht die Steuereinrichtung in vorteilhaft einfacher Weise aus einem Trigger mit nachgeordnetem Zeitglied, das mit seinem Ausgang an die Schutzeinrichtung angeschlossen ist. Bei einem störenden Schaltvorgang wird von der Steuereinrichtung schnell ein Signal an die Schutzeinrichtung gegeben und dadurch dort eine Umschaltung für eine vorgegebene Zeitdauer vorgenommen. Es wird daher während dieser Zeitdauer ein Auslösebefehl nicht erzeugt, so daß ein Fehlauslösen des zugeordneten Leistungsschalters nicht eintreten kann.

Arbeitet die Schutzeinrichtung etwa gleich schnell wie die erfindungsgemäße Überwachungs-Schaltungsanordnung, dann kann der Auslösebefehl infolge eines Schaltvorganges schon entstanden sein, wenn am Ausgang der Mcßwert-Erfassungseinrichtung das Signal entsteht. Die Überwachungs-Schaltungsanordnung muß dann die Weiterleitung des Auslösebefehls verhindern und enthält deshalb in vorteilhafter Weise einen Trigger, dem ein Zeitglied nachgeordnet ist; das Zeitglied ist mit seinem Ausgang an ein der Schutzeinrichtung nachgeordnetes Verzögerungsglied und an einen Eingang eines Gatters angeschlossen, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Verzögerungsgliedes verbunden ist. Beim Auftreten oben beschriebener störender Schaltvorgänge wird die Weiterleitung eines Auslösebefehls der Schutzeinrichtung verhindert, so daß ein Auslösebefehl der Schutzeinrichtung für diese vorgegebene Zeitdauer nicht zum zugeordneten Leistungsschalter gelangt und dieser daher keine Abschaltung des Leistungsabschnittes vornehmen kann. Sind keine Unregelmäßigkeiten von der Überwachungs-Schaltungsanordnung feststellbar, dann wird von der Meßwert-Erfassungseinrichtung auch kein Signal erzeugt und das Zeitglied läuft nicht an. Daher wird das der Schutzeinrichtung iiachgeordnete Verzögerungsglied mit Gatter nicht gesperrt; der Auslösebefehl der Schutzeinrichtung wird an den Leistungsschalter weitergegeben. Die erfindungsgemäße Über-■-, wachungs-Schaltungsanordnung bewirkt daher ohne wesentlichen Zeitverlust eine Oberprüfung der Schutzeinrichtung eines elektrischen Energieversorgungsnetzes auf Fehlfunktionen durch Schaltvorgänge.

Die Meßwert-Erfassungseinrichtung der erfindungs-U) gemäßen Oberwachungs-Schaltungsanordnung kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. So kann es vorteilhaft sein, wenn die Meßwert-Erfassungseinrichtung in einfacher Weise aus einem Differenzierer besteht. Einer solchen Ausbildung der Meßwert-Erfas- !■-, sungseinrichtung wird man immer dann den Vorzug geben, wenn die den Betriebszustand des Energieversorgungsnetzes widerspiegelnde Meßgröße im Kurzschlußfalle, z. B. die Netzspannung, sehr stark absinkt, so daß dann durch Differenzieren der Meßgröße die Amplitudensprünge erfaßt und ein entsprechendes Signal zur Beeinflussung des Zeilgliedes erzeugt werden kann.

Bei vielen Energieversorgungsnetzen kann aber nicht davon ausgegangen werden, daß die den Betriebszu- >-, stand des Energieversorgungsnetzes widerspiegelnde Meßgröße im Kurzschlußfalle sehr stark absinkt. In diesem Falle erscheint es vorteilhaft, wenn die Meßwert-Erfassungseinrichtung eine Anordnung zur Verhältnisbildung enthält, die den jeweils durch einen in Amplitudensprung während eines Kurzschlußes geänderten Meßgrößenwert in Beziehung zu dem Wert vor dem Amplitudensprung setzt.

Als besonders vorteilhaft wird es erachtet, wenn die

Meßwert-Erfassungseinrichtung einen Speicher enthält,

γ, in dem die Meßgröße speicherbar ist; an den Ausgang des Speichers ist ein Differenzierer angeschlossen.

Diese Ausbildung der Meßwert-Erfassungseinrichlung hat den Vorteil, daß in jedem Falle eine Änderung der Meßgröße eindeutig erfaßt und über den Trigger zur

.id Ansteuerung des Zeitgliedes ausgenutzt werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Überwachungs-Schaltungsanordnung kann der Speicher ständig an die den Betriebszustand des Energieversorgungsnetzes widerspiegelnde Meßgröße angeschlossen sein. Vorteilhafter ;- erscheint es jedoch zur Erzielung eindeutiger Verhältnisse, wenn der Speicher bei einer Anregung der Schutzeinrichtung über einen Schalter an die Meßgröße angeschlossen wird. In diesem Falle ist dem Zeitglied ein weiteres Zeitglied zugeordnet, welches das erste <-,,> Zeitglied für eine bestimmte Zeitdauer nach einer Anregung der Schutzeinrichtung sperrt. Diese Sperrung erscheint zweckmäßig, damit nicht durch die auf einen Impuls bei der Anregung der Schutzeinrichtung eintretende Speicherung der Meßgröße im Amplituden- Vi Speicher fälschlicherweise eine Amplitudenänderung der Meßgröße erfaßt und das erste Zeitglied angesteuert wird. Der Speichervorgang nach Anschalten des Speichers soll durch das weitere Zeitglied ohne Einfluß auf die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Clberwa-Wi chungs-Schaltungsanordnung bleiben.

Als vorteilhaft wird es ferner angesehen, wenn dein Speicher ein weiterer Schalter zugeordnet ist, über den bei einer Anregung kurzzeitig eine Entladung des Speichers erfolgt. Eine solche Entladung ist zweckmäh-> Big, damit jeweils von einem definierten Ausgangszustand des Speichers ausgegangen wird.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in den F i g. 1 und 2 jeweils ein Blockschaltbild unterschiedlicher Ausfüh-

rungsformen der erfindurgsgemäßen Überwachungs-Schaltungsanordr.ung dargestellt.

Eine Überwachungs-Schaltungsanordnung 1 nach I'i g. 1 enthält eine Meßwert-Erfassungseinrichtung 2 und eine Sttucrcinrich'UTg 3. Die Meßwert-ErfassungseinrLlitung 2 weist eingangsseitig einen Speicher 4 auf, dessen ringang S in r.lch; dargestellter Weise mit einer Gleichrichter-Anordnung verbunden ist, die mit einer währerd einer Störung aus dem ebenfalls nicht dargestellten Energieversorgungsnet/, gewonnenen Meßgröße beaufschlagt ist. Diese Meßgröße kann beispielsweise eine aus eier Spannung des Energievcrlorgungsnetzes abgeleitete Spannung sein. Dem Speicher 4 ist ein Differenzierer 6 nachgeordnet. An den Differenzierer 6 ist die Steuereinrichtung 3 mit einem Trigger 7 angeschlossen. Dem Triggpr 7 ist ein Zeitglied 8 nachgeordnet, das mit seinem Ausgang an einen Umschalteingang 9 einer Schutzeinrichtung 10 angeschlossen ist. Bei der Schutzeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Distanzschutzanordnung bekannter Ausführung oder um eine Richtungsvergleichsschutzanordnung ebenfalls bekannter Ausführung handeln.

Die Steuereinrichtung 3 der Überwachungs-Schaltungsanordnung 1 enthält ferner ein weiteres Zeitglied 11. das mit seinem Eingang 12 mit einem Ausgang 13 einer Anregeschaltung 14 bekannter Ausführung und mit ihrem Ausgang 15 mit einem Sperreingang des Zeitgliedes 8 verbunden ist. Die Anregeschaltung 14 ist mit einem weiteren Ausgang 16 mit dem Speicher 4 und mit einem zusätzlichen Ausgang 17 mit der Schutzeinrichtung 10 verbunden. Die Anregeschaltung 14 und die Schutzeinrichtung 10 sind in bekannter Weise an das elektrische Energieversorgungsnetz angeschlossen.

Die dargestellte Schaltungsanordnung arbeitet in folgender Weise: Wird von der Anregeschaltung 14 ein Kurzschluß im zu überwachenden elektrischen Energieversorgungsnetz bzw. in dem Leitungsabschnitt des Energieversorgungsnetzes festgestellt, dem die Anregeschaltung zugeordnet ist. dann werden von der Anregeschaltung 14 Anregeimpulse sowohl an die Schutzeinrichtung 10 als auch an den Speicher 4 und an das weitere Zeitglied 11 gegeben. Durch das Anregesignal wird der Speicher 4 kurzzeitig vollkommen entladen und außerdem ein nicht dargestellter, dem Speicher 4 vorgeordneter Schalter geschlossen und damit eine am Eingang 5 anstehende Meßgröße U an den Speicher 4 angelegt. Die Meßgröße U wird im Speicher 4 gespeichert. Ändert sich die Amplitude der Meßgröße U. dann wird vom Differenzierer 6 ein Impuls an den Trigger 7 abgegeben, der beim Überschreiten einer vorgegebenen Höhe des Impulses durchschaltet und das Zeitglied 8 anlaufen läßt.

Durch den Anregeimpuls am Ausgang 13 der Anregeschaltung 14 wird außerdem das weitere Zeitglied 11 gestartet, das für eine vorgegebene Zeitdauer 11 einen Ausgangsimpuls erzeugt, durch den das Zeitglied 8 gesperrt wird. Während der Zeitdauer r 1 kann daher das Zeitglied 8 auf einen Impuls des Triggers 7 hin nicht anlaufen. Die Zeitdauer 11 des weiteren Zeitgliedes 11 ist so gewählt, dall eine aufgrund des Speichervorganges der Meßgröße IJ vorn Differenzierer ', erfaßte Ampliiudenänderung und ein dadurch erzeugter Ausgangsimpuls des Triggers 7 das Zeitglied 8 nicht beeinflussen kann. Frst wenn der Speichervorgang abgeschlossen ist, was nach der Zeit 11 der lall ist, und wenn d^nn ein Ausgangsimpuls am Trigger 7 entsteht, wird von dem Zeilglied 8 iür eine Zeitdauer t 2 ein Signal übf-ι den Umschalteingang 9 an die Schulzeinrichtung Io gegeben, wodurch diese für die 7eitdc"er ti umgeschaltet wird. Während der Zeitdauer r 2 wird dann von der Schutzeinrichtung i0 infoige der Umschaltung ein Auslösesignal infolge von Schahvorgängen überhaupt nicht erzeugt.

Wird dagegen von dem Differenzierer 6 keine Änderung Her im Speicher 4 gespeicherten Amplitude der Meßgröße {.' erfaßt, dann wird auch von dem Trigger 7 an das Zeitglied 8 ein Signal nicht abgegeben und die Schutzeinrichtung 10 wird nicht umgeschaltet. Die Schutzeinrichtung 10 erzeugt daher ohne Verzögerung einen Auslösebefehl, der eine Betätigung des zugeordneten Leistungsschalters hervorruft.

Die in F i g. 2 dargestellte Überwachungs-Schaltungsanordnung 1 enthält ebenfalls eine Meßwert-Erfassungseinrichtung 2, die ebenso wie die in Fig. 1 dargesstellte Einrichtung mit einem Speicher 4 und einem Differenzierer 6 versehen ist. Auch die Steuereinrichtung 3 stimmt hinsichtlich der Verwendung eines Triggers 7, eines Zeitgliedes 8 und eines weiteren Zeitgliedes 11 mit der Steuereinrichtung nach Fig. 1 überein. An einen Ausgang 28 des Zeitgliedes 8 ist hier jedoch ein Verzögerungsglied 29 und ein Eingang 30 eines Gatters 31 angeschlossen; ein weiterer Eingang 32 dieses Gatters ist mit dem Ausgang des Verzögerungsgliedes 29 verbunden.

Das Verzögerungsglied 29 ist mit einer Schutzeinrichtung 34 verbunden, die etwa genauso schnell wie die Überwachungs-Schaltungsanordnung 1 arbeiten kann Außerdem ist die Anregeschaltung 14 vorhanden, die — wie im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits beschrieben — mit dem Speicher 4, dem weiteren Zeitgiied 11 und der Schutzeinrichtung 34 verbunden ist.

In der Wirkungsweise unterscheidet sich die Überwachungs-Schaltungsanordnung nach F i g. 2 von der nach Fig. 1 dadurch, daß ein von der Schutzeinrichtung 34 abgegebener Auslösebefehl in dem Verzögerungsglied 29 verzögert und beim Auftreten eines Signals am Ausgang 28 des Zeitgliedes 8 mittels des Gatters 31 gesperrt wird, weil dieser Auslösebefehl in unerwünschter Weise infolge von Schaltvorgängen im Energieversorgungsnetz gebildet worden ist.

Mit der Erfindung wird eine Überwachungs-Schaltungsanordnung für eine Schutzeinrichtung für elektrische Energieversorgungsnetze vorgeschlagen, die ein Fehlauslösen der Schutzeinrichtung bei Schaltvorgängen im Kurzschlußfalle mit Sicherheit verhindert, ohne daß die sonstigen Eigenschaften der Schutzeinrichtung insbesondere die Kommandozeit, ungünstig beeinflußi werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Paten tansprüche:

1. Überwachungs-Schaltungsanordnung für eine Schutzeinrichtung für elektrische Energieversorgungsnetze mit einer Meßwert-Erfassungseinrichtung, in der eine aus dem Energieversorgungsnetz gewonnene Meßgröße überwacht ist, und mit einer an den Ausgang der Meßwert-Erfassungseinrichtung angeschlossenen Steuereinrichtung, deren Ausgang zur Unterdrückung eines Auslösebefehls mit der Schutzeinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Änderungen der Phasenlage und der Amplitude oder Änderungen der Amplitude der Meßgröße (U) während eines Kurzschlusses an dem Ausgang der Meßwert-Erfassungseinrichtung (2) ein Signal erzeugt ist und daß durch die Steuereinrichtung (3) auf das Signal der Meßwert-Eifassungseinrichtung (2) hin für eine vorgegebene Zeitdauer (t 1) ein gleichzeitiger oder ein innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer (ti) liegender, späterer Auslösebefehl der Schutzeinrichtung (10) unterdrückt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwert-Erfassungseinrichtung aus einem Differenzierer besteht. 2Ί

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwert-Erfassungseinrichtung eine Anordnung zur Verhältnisbildung enthält.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch jo gekennzeichnet, daß die Meßwert-Erfassungseinrichtung (2) einen Speicher (4) enthält, in dem die Meßgröße (U) speicherbar ist, und daß an den Ausgang des Speichers (4) ein Differenzierer (6) angeschlossen ist. j-,

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (3) einen an den Ausgang der Meßwert-Erfassungseinrichtung (2) angeschlossenen Trigger (7) mit einem nachgeordneten Zeitglied (8) enthält, dessen Ausgang mit einem Umschalteingang (9) der Schutzeinrichtung (10) verbunden ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (3) einen an den Ausgang der 4-, Meßwert-Erfassungseinrichtung (2) angeschlossenen Trigger (7) mit einem nachgeordneten Zeitglied (8) enthält, dessen Ausgang (28) an ein der Schutzeinrichtung (34) nachgeordnetes Verzögerungsglied (29) und an einen Eingang (30) eines -,o Gatters (31) angeschlossen ist, dessen anderer Eingang (32) mit dem Ausgang des Verzögerungsgliedes (29) verbunden ist (F i g. 2).

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Speicher (4) ein Schalter vorgeordnet ist, über den bei einer Anregung der Schutzeinrichtung (10) die Meßgröße (U) an den Speicher (4) anlegbar ist, und daß dem Zeitglied (8) ein weiteres Zeitglied (11) zugeordnet ist, welches das erste Zeitglied (8) für eine bestimmte (,0 Zeitdauer (t 1) nach einer Anregung der Schutzeinrichtung (10) sperrt.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Speicher (4) ein weiterer Schalter zugeordnet ist, über den bei einer μ Anregung kurzzeitig eine Entladung des Speichers erfolgt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungs-Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Oberwachungs-Schaltungsanordnung ist aus der CH-PS 4 93 124 bekannt In dieser Schaltungsanordnung wird eine mittels einer Meßwert-Erfassungseinrichtung gewonnene Meßgröße mittels zwei Schwellstufen mit unterschiedlichen Schwellwerten und nachgeordneten Impulsverlängerern überwacht Die beiden Impulsverlängerer sind an ein UND-Glied angeschlossen, das eine Steuereinrichtung darstellt Die Schaltungsanordnung enthält ferner eine Freigabeschaltanordnung, die bei fehlendem Kurzschluß aufgrund ihrer vorgewählten Schwellwerte das Rechteckumformern nachgeordnete UND-Glied sperrt. Störimpulse, die unmittelbar nach Abschalten eines Kurzschlusses auftreten, können daher die bekannte Schutzrelaisschalteranordnung nicht in fälschlicherweise zur Abgabe eines Auslöseimpulses veranlassen. Während eines Kurzschlusses hingegen ist die Freigabeschaltanordnung wirksam, weil dann in jedem Falle die Schwellwerte der Schwellwertstufen erreicht sind. Bei der bekannten Schaltungsanordnung geht es also darum, nach Fortschalten eines Kurzschlusses durch eingestreute Impulse möglicherweise sich ergebende Auslösekriterien nicht zur Wirkung kommen zu lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung vorzuschlagen, die eine Fehlauslösung durch die Schutzeinrichtung bei Schaltvorgängen während eines Kurzschlusses im zu überwachenden elektrischen Energieversorgungsnetz verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Überwachungs-Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß während eines Kurzschlusses in einem elektrischen Energieversorgungsnetz an mehreren Stellen des Netzes angeordnete Schutzeinrichtungen nahezu gleichzeitig den gestörten Betriebszustand erfassen; nur die an jeweils den Enden des vom Kurzschluß betroffenen L.eitungsabschnittes des Energieversorgungsnetzes installierten Leistungsschalter dürfen jedoch von den zugeordneten Schutzeinrichtungen den Abschaltbefehl erhalten und ausführen. Die übrigen Schutzeinrichtungen des Energieversorgungsnetzes hingegen dürfen den ihnen zugeordneten Leistungsschaltern einen Abschaltbefehl zunächst nicht erteilen. Diese Funktionsweise der Schutzeinrichtungen kann dadurch gestört werden, daß beim Abschalten eines kurzschlußbehafteten Leitungsabschnittes bzw. bei einem Fehlerwechsel während eines Kurzschlusses, z. B. Wechsel der Fehlerart oder gleichzeitiger Kurzschluß an verschiedenen Orten, Amplituden- und/oder Phasensprünge von Strömen und Spannungen im Energieversorgungsnetz entstehen. Diese Amplituden- und/oder Phasensprünge können zu einer Fehlfunktion von Schutzeinrichtungen führen und diese zur Abgabe eines Abschaltbefehls veranlassen, obwohl der Ort der Störung nicht innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes liegt.

Mit der erfindungsgemäßen Überwachungs-Schaltungsanordnung werden fehlerhafte Abschaltbefehle durch derartige Schaltvorgänge verhindert, indem ein Abschaltbefehl der Schutzeinrichtungen an die zugehörigen Leistungsschalter nur dann weitergeleitet wird, wenn den Schutzeinrichtungen während eines Kurzschlusses zugeführte Meßgrößen nicht durch störende