DE2753659A1 - Sammelschienen-spannungsnachbildung - Google Patents

Sammelschienen-spannungsnachbildung

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DE2753659A1 DE19772753659 DE2753659A DE2753659A1 DE 2753659 A1 DE2753659 A1 DE 2753659A1 DE 19772753659 DE19772753659 DE 19772753659 DE 2753659 A DE2753659 A DE 2753659A DE 2753659 A1 DE2753659 A1 DE 2753659A1
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Description

  • Sammelschienen-Spannungsnachbildung
  • Die Erfindung betrifft eine Sammelschienen-Spannungsnachbildung bei einer Hochspannungsanlage mit zwei Sammelschienen, zwei Abzweigen und einer Sammelschienenkupplung, mit einem Spannungswandler an jedem der Abzweige, Zuordnungsschaltern zum sekundärseitigen Durchschalten jedes Spannungswandlers auf jeweils ein der ersten bzw. der zweiten Samm@lschiene zugeordnet s Meß-, Steuer- und/oder Regelgerät, je einem Sicherheitssenalt @@@ischen einem Meß-, Steuer- und/oder Regelgerät und aem nächstgelegenen Zuor@nungsschalter und Kuppelschaltern zum sekundärseitigen Durchschalten eines Spannungswandlers auf das Meß-, Steuer-und/oder isfegelgerat auf das der Spannungswandler über die Zuo,anungsschalter alleine nicht durchgeschaltet ist, wobei die Schaitzustände der Kuppelschalter vom Schaltzustana der Sammelschienenkupplung abhängig sind.
  • Sammelschienen-Spannungsnachbiidungen der in Rede stehenden Art, finden in Hochspannungsanlagen Verwendung. Die hochspannungsmäßigen Verbinuungen una Schalterstellungen in Hochspannungsanlagen werden in einer derartigen Sammelschienen-Spannungsnachbilaung auß einem wesentlich niedrigeren Spannungsniveau simuliert.
  • Anstellc uut Sammelsehienen-Spannung wird die Spannung am elektisch nächstliegenden Abzweig, der auf die betreffende Sammelscniene geschaltet ist, abgegriffen una beispielsweise einem Meß-, Steuer- una/oder Regelgerät zugeführt. Werden über eine Sammelschienenkupplung zwei Sammelschienen hochspannungsmäßig verbunden, so kann entweder die Spannung auf den beiden Sammelschienen getrennt über die entsprechenden Abzweige abgegriffen erden oder es wird nur ein Abzweig auf eine der beiden Sammelschienen geschaltet und mit einem Kuppelschalter in der Spannungsnachbilaung die ausgangsseitige Spannung des diesem Abzweig zugeordneten Spannungswandlers an das der anderen Sammelschiene zugeordnete Meß-, Steuer- und/oder Regelgerät übertragen.
  • Unter bestimmten Bedingungen kann es passieren, daß die beiden Spannungswandler kurzzeitig im Verlauf eines Umschaltvorganges (transienter Betrieb) oder auch längere Zeit (stationärer Betrieb) ausgangsseitig parallel geschaltet sinu. hine solche Parallelschaltung ist von erheblichem Nachteil sowohl im transienten als auch im stationären Betrieb.
  • Im transienten Betrieb, d. h. bei schnellen und erheblichen Last änderungen in der Hochspannungsanlage treten hochspannungE,-seitig deutliche Spannungsunterschiede zwischen den beiden Abzweigen auf, da sowohl die Widerstände in der Hochspannungsanlage als auch die Schaltzeiten niemals unendlich klein sein können. Diese Spannungsunterschiee sind für die meisten vorhersehbaren Belastungsfälle berechenbar, so daß Schutzeinrichtungen an den Sammelschienen bzw. an den Abzweigen, beispielsweise ein Differentialschutz oder ein Impedanzschutz, in ihrem Ansprechverhalten auf solche zulässigen transienten Vorgänge abgestimmt werden können. Werden jedoch aufgrund einer Parallelschaltung der Ausgänge der Spannungswandler die Spannungen auf den Sammelschienen im transienten Betrieb von der Spannungsnachbildung her beeinflußt und verfälscht, so trifft die Auslegung und Abstimmung der Schutzeinrichtungen nicht mehr zu, so daß ciiese zu früh oder zu spät auslösen, was im Extremfall zu erheblichen Beschädigungen der gesamten Hochspannungsanlage führen kann.
  • Stationär führen beispielsweise die unvermeidlich vorhandenen Unterschiede im Ubertragungsfaktor der Spannungswandler im Leerlauf und unter Last und/oder unterschiedliche ausgangsseitige Belastungen der Spannungswandler im Falle der ausgangsseitigen Parallelschaltung zu erheblichen Ausgleichsströmen zwischen den Spannungswandlern, für die die Spannungsnachbildung nicht ausgelegt ist. Auch können die Spannungswandler selbst dabei beschädigt werden.
  • Um die ausgangsseitige Parallelschaltung der Spannungswandler zu J«^rhindern, ist es bekannt, bei einer Sammelschienen-Spannungsnachbildung aer in Rede stehenden Art je einen Sicherheitsschalter zwischen einem Meß-, Steuer- und/oder Regelgerät und dem nächstgelegenen Zuorunungsschalter anzuordnen. Dabei ist eine Verzögerungsschaltung zwischen je einem Sicherheitsschalter und je einem Kuppelschalter vorgesehen. Werden nun zwei Sammelschienen niteinancter gekuppelt, deren Spannung zunächst jeweils über einen Abzweig und einen Spannungswandler an ein Meß-, Steuer- und/oder regelgerät gegeben weiden ist und soll anschließend der Spannungswert der ersten Sammelschiene in der Spannungsnachbildung an beide Meß-, Steuer- und/ouer Regeigeräte abgegeben werden, so fällt - obwohl hochspannungsmäßig die Sammelschienenkupplung schon eingefallen ist - der Kuppelschalter erst nach Ablauf einer festen Verzögerungszeit ein. Der Beginn dieser Verzögerungszeit wird durch einen Stxerimpuls gegeben, der das Öffnen des Sicherheitsschalters für den Abzweig der zweiten Sammelschiene bewirkt.
  • Für den Fall, daß aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise Klebenbleiben eines Relaiskontaktes der Sicherheitsschalter des zweiten Abzweiges nicht öffnet, wird gleichwohl nach Ablauf der Verzögerungszeit der Kuppelschalter geschlossen , so daß eine unerwünschte ausgangsseitige Parallelschaltung der beiden Spannungswandler auftritt.
  • Ausgehend von den zuvor geschilderten Nachteilen der bekannten Sammelschienen-Spannungsnachbildung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Sammelschienen-Spannungsnachbildung so auszugestalten und weiterzubilden, daß unter allen Bedingungen eine ausgangsseitige Parallelschaltung zweier Spannungswandler sicher verhindert wird.
  • Die erfindungsgemäße Sammelschienen-Spannungsnachblldung, bei der diese Aufgabe gelöst ist, ist zunächst dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzustände der Kuppelschalter zusätzlich von den Schaltzuständen der Sicherheitsschalter abhängig sind. Errindungsgemäß werden also anstelle einer Verzögerungsschaltung, durch die nicht vollständig sicher verhindert werden kann, daß unter ungünstigen Umständen eine ausgangsseitige Parallelschaltung der Spannungswandler auftritt, eine Abfrage der Schaltzustände der Sicherheitsschalter vorgenommen und die Schaltzustände der Kuppelschalter entsprechend dem Ergebnis der Abfrage der Schaltzustände der Sicherheitsschalter gesteuert. Da die tatsächlichen Schaltzustände der Sicherheitsschalter und nicht die unter Umständen wirkungslosen Steuerimpulse auf die Sicherheitsschalter aufgenommen werden, können Fehlfunktionen wie Klebenbleiben eines Relaiskontaktes o. dgl. nicht zu unerwiinschten ausgangsseitigen Parallelschaltungen der Spannungswandler führen.
  • Selbstverständlich ist es möglich, die zuvor dargelegte Lehre auf Sammelschienen-Spannungsnachbildungen für Hochs pannungsanlagen mit mehr als zwei Sammelschienen, mehr als zwei Abzweigen, mehr als einer Sammelschienenkupplung, mehr als zwei Spannungswandlern und mehr als zwei Meß-, Steuer- und/oder Regelgeräten entsprechend anzuwenden. Grundsätzlich bleibt es dabei so, daß jeder Sammelschiene fest ein Meß-, Steuer- und/oder Regelgerät zugeordnet ist und daß durch entsprechend angeordnete Kuppelschalter die Spannung auf einer der Sammelschienen auf weitere Meß-, Steuer- und/oder Regelgeräte gegeben werden kann, die für sich genommen den anderen Sammelschienen zugeordnet sind.
  • Vorzugsweise sind bei der erfindungsgemäßen Sammelschienen-Spannungsnachbildung je ein Sicherheitsschalter und je ein Kuppelschalter gegeneinander verriegelt ausgerührt. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn der Sicherheitsschalter und der gegen den Sicherheitsschalter verriegelte Kuppelschalter als Öffner resp. Schließer eines Relais oder eines Schützes ausgebildet sind.
  • In einem besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Qammelschienen-Spannungsnachbildung werden die Schaltzustände beider Sicherheitsschalter in einer logischen NAND-Schaltung zusammengefaßt und das Ausgangssignal der NAND-Schaltung als Steuelsignal für einen Iiuppelschalter verwendet. Durch die Verwendung einer NAND-Schaltung wird zunächst eine Vereinfachung der Spannungsnachbildung möglich, da nur noch ein Kuppelschalter vorgesehen werden muß. Außerdem können auch komplexe Sammelschienen-Spannungsnachbildungen mit einer Vielzahl von Sicherheitsschaltern mit Hilfe von einfachen logischen Schaltungen gesteuert werden.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand einer lediglich ein Ausrührungs beis piel der erfindungsgemäßen Sammelschienen-Spannungsnachbildung darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt Fig. 1 den Schaltplan einer erfindungsgemäßen Sammelschienen-Spannungsnachbildung in stark vereinfachter Darstellung und Fig. 2 ausschnittsweise den Schaltplan einer bevorzugten AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Sammelschienen-S pannungs -nachbildung.
  • Fig. 1 zeigt zunächst schematisch eine erste Samnielschiene 1, eine zweite Sammelschiene 2, einen ersten Abzweig ), einen zweiten Abzweig 4 sowie eine Sammelschienenkupplung 5. Der Abzweig 3 besteht im wesentlichen aus zwei Trenuschaltern 6 bzw.
  • 7, einem Leistungsschalter 8, einem weiteren Trennschalter 9 und einem Erdungsschalter 10. Die Trennschalter 6 und 7 einerseits sowie der Trennschalter 9 und der Erdungsschalter 10 andererseits sind jeweils gegeneinander verriegelt. Der zweite Abzweig 4 ist aus Trennschaltern 11 bzw. 12, einem Leistungsschalter 13, einem weiteren Trennschalter 14 und einem Eruungsschalter 15 aufgebaut, die in entsprechender Weise miteinander verriegelt sind. Die Sammelschienenkupplung 5 weist ihrerseits miteinander verriegelte Trennschalter 16 bzw. 17 sowie einen Leistungsschalter 18 auf.
  • Am ersten Abzweig 3 bzw. am zweiten Abzweig 4 ist je ein Spannungswandler 19 bzw. 20 angeordnet. Die Spannungswandler 19 bzw. 20 bilden die Schnittstelle zwischen Hochspannungssystem und Spannungsnachbildung, was in der Zeichnung durch die Strichstärke angedeutet ist. Zum sekundärseitigen Durchschalten der Spannungswandler 19 bzw. 20 auf ein der ersten Sammelschiene 1 zugeordnetes Meß-, Steuer- und/oder Regelgerät 21 oder auf ein der zweiten Sammelschiene 2 zugeordnet es Meß-, Steuer- und/oder Regelgerät 22 sind Zuordnungsschalter 23, 24, 25 und 26 in der Spannungsnachbildung vorgesehen. Die Schaltzustände der Zuordnungsschalter 23, 24 bzw. 25, 26 hängen in bekannter Weise von den Schaltzuständen der Trennschalter 6, 7 bzw. 11, 12 der Abzweige 3 bzw. 4 ab, so daß stets das Meß-, Steuer- und/oder Regelgerät 21 der ersten Sammelschiene 1, das Meß-, Steuer- und/oder Regelgerät 22 der zweiten Sammelschiene 2 zugeordnet bleibt. Zwischen dem Meß-, Steuer- und/oder Itegelgerät 21 und dem nächstgelegenen Zuordnungsschalter 25 bzw. zwischen dem Meß-, Steuer- und/oder Regelgerät 22 una dçm nächstgelegenen Zuordnungsschalter 26 sind Sicherheitsschalter 27 bzw. 28 vorgesehen. Schließlich sind zum sekundärseitigen Durchschalten eines Spannungswandlers 19 bzw. 20 auf das bleß-, Steuer- und/odCr Elegèlgerät 22 bzw. 21, auf das der Spannungswandler 19 bzw. 20 durch die Zuordnungsschalter 23, 24, 25, 26 alleine nicht durchgeschaltet ist, Kuppelschalter 29 bzw.
  • 30 vorgesehen.
  • Die Schaltzustände der Kuppelsehalter 29, 30 sind selbstverständlich vom Schaltzustand der Sammelschienenkupplung 5 abhängig. Erfindungsgemäß sind die Schaltzustände der Kuppelschalter 29 bzw.
  • 30 jedoch zusätzlich auch von dem Schaltzustand der Sicherheitsschalter 27 bzw. 28 abhängig. Die erstgenannte Zuordnung ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet, die erfindungsgemäße zweitgenannte Zuordnung durch strichpunktierte Linien. Der Sicherheitsschalter 27 und der Kuppelschalter 29 bzw. der Sicherheitsschalter 28 und der Kuppelschalter 30 sind vorzugsweise gegeneinander verriegelt ausgeführt, beispielsweise als OfRner resp.
  • Schließer eines Relais oder eines Schützes.
  • In Fig. 2 ist ausschnittsweise der Schaltplan eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sammelschienen-Spannungsnachbildung dargestellt. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Schaltzustände beider Sicherheitsschalter 27, 28 in einer NAND-Schaltung 31 zusammengefaßt und das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 31 dient als Steuersignal für den Kuppelschalter 29.
  • Der zuvor notwendige Kuppelschalter 30 kann in diesem Fall in Wegfall kommen.
  • Die nachstehende Wahrheitstabelle verdeutlicht das Schaltverhalten der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung. Dabei bedeutet eine "0" einen geöffneten Schalter und eine "1" einen geschlossenen Schalter. Die Wahrheitstabelle macht nochmals deutlich, daß die Schaltzustände der verschiedenen Schalter in Form einer invertierenden NAND-Schaltung zusammenfaßbar sind.
    Schalter 27 28 29
    Schalt- 0 0 1
    zu- O 1 1
    stand 1 0 1
    1 1 0

Claims (4)

  1. Patentansprüche 1. Sammelschienen-Spannungsnachbildung bei einer Hochspannungsanlage mit zwei Sammelschienen, zwei Abzweigen und einer Sammelschienenkupplung, mit einem Spannungswandler an jedem der Abzweige, Zuordnungsschaltern zum sekundärseitigen Durcnschalten jedes Spannungswandlers auf jeweils ein der ersten bzw. der zweiten Sammelschiene zugeordnetes Meß-, Steuer- und/oder negelgerät, je einem Sicherheitsschalter zwischen einem Meß-, Steuer-und/oder Regelgerät und dem nächstgelegenen Zuordnungsschalter und Kuppeischaitern zum sekundärseitigen Durchscilalten eines Spannungswandlers auf das Meß-, Steuer- und/oder Regelgerät, aur das der Spannungswandler durch die Zuordnungsschalter alleine nicht durchgeschaltet ist, wobei die Schaltzustände der Kuppelschalter vom Schaltzustand der Sammelschienenkupplung abhängig sina, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schaltzustände der Kuppelschalter (29 bzw. 30) zusätzlich von den Schaltzuständen der Sicherheitsschalter (27 bzw. 28) abhängig sind.
  2. 2. Sammelschienen-Spannungsnachbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Sicherheitsschalter (27 bzw. 28) und je ein Kuppelschalter (29 bzw. 30) gegeneinander verriegelt ausgeführt sind.
  3. 3. Sammelschienen-Spannungsnachbildung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Sicherheitsschalter (27 bzw. 28) und der dagegen verriegelte Kuppelschalter (29 bzw. 30) als öffner resp. Schließer eines Relais oder eines Schutzes ausgebll'Iet sind.
  4. 4. Sammelschienen-Spannungsnaehbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzustände beider Sicherheitsschalter (27, 28) in einer NAND-Schaltung (31) zusammengefaßt sind und das Ausgangssignal der NAND-Schaltung (31) als Steuersignal für einen Kuppelschalter (29) dient.
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