DE3436908C2

DE3436908C2 -

Info

Publication number: DE3436908C2
Application number: DE19843436908
Authority: DE
Inventors: Johann 8520 Erlangen De Jaeger; Helmut 8060 Dachau De Lindner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-10-08
Filing date: 1984-10-08
Publication date: 1988-06-09
Also published as: DE3436908A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung für eine Umspann station nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Schutzschaltung nach dem Oberbegriff ist aus der DE-OS 15 13 116 bekannt.

Bei dieser Stromversorgungsschaltung für elektrische Schutz relais wird die Schutzschaltung von wechselspannungs- bzw. wechselstromabhängigen Gleichrichtern und einer diese unter stützenden Batterie gespeist, die parallel zu den Gleich richtern an diese so angeschlossen ist, daß sie von diesen im geladenen und ungeladenen Zustand als gleichzeitige zusätz liche Stromquelle verwendet wird, so daß bei Ausfall der Batterie eine nicht ausreichende Stromversorgung der Schutz schaltung eintreten kann.

Die aus der Praxis bekannte Anwendung zweier getrennter Gleich spannungsquellen in Form von Batterien zur Beeinflussung des Auslöserelais eines Leistungsschalters für die Umspannstation erhöht zwar die Betriebssicherheit der Schutzschaltung gegen über nur einer Batterie je Umspannstation beim Ansprechen der Stationsschutzeinrichtung im Falle eines Kurzschlusses in der Umspannstation, jedoch ist durch Blitzschlag in der Station die Gefahr des Ausfalls beider Gleichspannungsquellen in vielen Fällen nicht auszuschließen, so daß bei Kurzschluß in der Umspannstation trotz ansprechendem Stationsschutz keine Aus lösung des Leistungsschalters erfolgen kann, so daß für die betreffende Umspannstation die Gefahr einer Zerstörung besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zumindest eine der beiden Spannungsquellen auch bei transienten Störeinflüssen, wie z. B. Blitzschlag, arbeitsfähig zu erhalten und bei Anspre chen des Stationsschutzes ein Auslösen des betreffenden Leistungsschalters und damit ein Abschalten der gefährdeten Umspannstation auf jeden Fall zu sichern.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die kennzeich nenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Bei einwandfreiem Zustand der netzunabhängigen, aber blitzge fährdeten Gleichspannungseinrichtung (Batterie) erfolgt die Speisung des Auslösekreises des Leistungsschalters über den dann durchgeschalteten Stationsschutz durch die Batterie, dagegen bei beschädigter Batterie durch eine von der überge ordneten Wechselspannung gespeiste Gleichspannungseinrichtung nach der Erfindung, die infolge des Spannungswandlers von der übergeordneten Wechselspannung galvanisch getrennt ist und somit durch Blitzschlag in der Wechselspannungsleitung oder in der Umspannstation nicht beschädigt werden kann. Bei einem Kurzschluß in der Umspannstation (z. B. 20 kV) bricht die übergeordnete Wechselspannung von beispielsweise 110 kV am 110 kV/100 V Spannungswandler für die Versorgung der Gleich spannungseinrichtung nur um höchstens etwa 20% ein. Mit einem Zwischentransformator kann die erforderliche Gleich spannung für den Auslösekreis an den Wert der Batteriespannung angepaßt werden.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Anspruchs 1 ist im Anspruch 2 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Figur darge stellten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierbei sind alle Schaltkontakte im unerregten Zustand dargestellt.

An ein Oberspannungsnetz RST von beispielsweise 110 kV ist jeweils über einen Leistungsschalter LS mit zugeordnetem Auslösekreis AL ein Umspanner US angeschlossen, der sekun därseitig eine Umspannstation von beispielsweise 20 kV speist. Jeder Umspannstation ist in bekannter Weise ein Stationsschutz SS zugeordnet, der bei Störungen in der Umspannstation anspricht und den Auslösekreis AL des Lei stungsschalters LS mit einer Gleichspannungseinrichtung verbindet, deren Gleichspannung PN den Leistungsschalter zum Ansprechen bringt, so daß die gestörte Umspannstation von dem Oberspannungsnetz RST getrennt wird. Hinter dem Leistungsschalter LS ist hierzu an die Verbindung zum Umspanner US an jeder Phase in bekannter Weise ein strom abhängiges Schaltglied J _R, J _S, J _T zur Versorgung von nicht dargestellten Hilfseinrichtungen vorgesehen und eine Leitung für die über geordneten Wechselspannungen U′, V′, W′, M′ abgezweigt, an die nicht dargestellte übliche Hilfseinrichtungen der ein zelnen Umspannstationen (von denen nur eine gezeigt ist) sowie an sich bekannte nicht dargestellte Mittel zur Spannungsauswahl angeschlossen sind.

In üblicher Weise ist jeder Umspannstation eine Batterie B zugeordnet, die über die Ruheseite von Umschaltkontakten a ₂ mit dem Stationsschutz SS verbunden ist und bei dessen Ansprechen den Auslösekreis AL mit ihrer Gleichspannung PN erregt. Bei Ausfall der Batterie B durch Blitzschlag wäre der Auslösekreis AL nicht mehr erregbar, so daß bei Kurz schluß in der Umspannstation kein Abschalten derselben durch den Leistungsschalter LS vorgenommen werden könnte und die Umspannstation zerstört würde. Um diese Gefahr zu mindern, ist vielfach eine getrennte zweite Batterie mit dem Stationsschutz SS verbunden. Es hat sich gezeigt, daß unter ungünstigen Umständen aber beide Batterien durch Blitzschlag gleichzeitig ausfallen können und damit der Stationsschutz SS unwirksam bleibt.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist nach der Erfindung als zweite Gleichspannungseinrichtung ein aus dem Ober spannungsnetz RST über den Spannungswandler Sp und einen Zwischentransformator Tr gespeister Gleichrichter G vorgesehen, der bei Ausfall der Batterie B an den Zwischen transformator Tr angeschlossen und auf den Stationsschutz SS geschaltet wird bei gleichzeitigem Trennen der Batterie B vom Stationsschutz SS. Hierzu ist ein Umschaltrelais U mit der Batterie B fest verbunden, dessen Ruhekontakte u ₁ und u ₂ in Reihe mit der Parallelschaltung der Arbeitskontakte i _R, i _S, i _T der stromabhängigen Schaltglieder J _R, J _S, J _T im Stromkreis eines verzögert ansprechenden Zeitrelais T liegen, das bei seinem Ansprechen durch seinen Arbeitskontakt t ein Relais A parallelschaltet.

Die Arbeitskontakte a ₁ des erregten Relais A schließen den Gleichrichter G an die Sekundärkreise der Spannungswandler Sp und des Zwischentransformators Tr, die die Wechselspannung des Oberspannungsnetzes RST von 110 kV auf einen Wert von z. B. 100 V (Batteriespannung) herabsetzen. Umschaltkontakte a ₂ des Relais A schließen den Stationsschutz SS unter Trennung von der Batterie B an den Gleichrichter G an.

Bei einwandfrei arbeitender Batterie B sind die Kontakte u ₁, u ₂ des erregten Relais U geöffnet, das Relais A somit un erregt und somit der Gleichrichter G von der Wechselspannung getrennt. Die Umschaltkontakte a ₂ befinden sich in Ruhelage und legen die Batterie B an den Stationsschutz SS.

Bei einem Ausfall der Batterie B schließen die Ruhekon takte u ₁, u ₂.

Tritt in der Umspannstation auf der Unterspannungsseite des Umspanners US ein Kurzschluß auf, dann bricht die Spannung auf der Oberspannungsseite (110 kV) um höchstens 20% ein. Die Stromglieder J _R, J _S, J _T sprechen einzeln oder insge samt an und schließen über die Arbeitskontakte i _R, i _S, i _T das Relais T an die übergeordnete Wechselspannung W′, M′ an. Das Relais T schließt verzögert seinen Arbeits kontakt t und legt das Relais A an die Wechselspannung W′, M′. Das Relais A schließt seine Arbeitskontakte a ₁ und schaltet die Umschaltkontakte a ₂ auf den nunmehr an die übergeordneten Wechselspannungen U′, V′, W′, M′ geschalteten Gleichrichter G, der über den angesprochenen Stationsschutz SS allein den Auslösekreis AL erregt, der den Leistungsschalter LS zum Ansprechen bringt und dieser die Trennung der Umspannstation vom Oberspannungsnetz RST bewirkt. Das Zeitglied T ist auf die Staffel zeit des nicht dargestellten vorhandenen Netzschutzes ein gestellt.

Eine Prüfeinrichtung ist mit ihrem Ruhekontakt pr ₁ in die Verbindung der Umschaltkontakte a ₂ mit dem Stationsschutz SS und mit ihren Ruhekontakten pr ₂ und pr ₃ parallel zu den Ruhekontakten u ₁, u ₂ gelegt, so daß im störungsfreien und wirkungslosen Zustand der erfindungsgemäßen redundanten Gleichspannungseinrichtung deren Einsatzfähigkeit geprüft werden kann, z. B. über Anzeigeelemente L.

Claims

1. Schutzschaltung für eine Umspannstation, die über einen Umspanntransformator durch einen Leistungsschalter mit einem Speisenetz verbunden ist, wobei die Schutzschaltung eine über eine spannungswandelnde Einrichtung aus einem Wechselspannungs netz gespeiste Gleichrichteranordnung sowie eine Batterie ent hält und über eine Stationsschutzeinrichtung bei Kurzschluß in der Umspannstation den Auslösekreis des Leistungsschalters aktiviert und dieser die betreffende Umspannstation vom Speise netz trennt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Batterie (B) ein Relais (U) erregt, das mit mindestens einem Ruhekontakt (u ₁, u ₂) einen Erregerkreis für ein Schalt relais (A) über ein Verzögerungsglied (T) schaltet,
daß der Erregerkreis für das Schaltrelais (A) von einer der hinter den Leistungsschalter (LS) abgenommenen Wechselspan nungen (U′, V′, W′, M′) gespeist wird,
daß der Erregerkreis für das Schaltrelais (A) parallel ange ordnete Arbeitskontakte (i _r, i _s, i _t) von kurzschlußstromabhän gigen Schaltgliedern (I _R, I _S, I _T) aufweist,
daß das Schaltrelais (A) über Arbeitskontakte (a ₁) die spannungswandelnde Einrichtung (Tr) an übergeordnete Wechsel spannungen (M′, U′, V′, W′) schaltet und
daß das Schaltrelais (A) durch Umschaltkontakte (a ₂) den Auslösekreis (AL) von der Batterie (B) auf die Gleichrichter anordnung (G) umschaltet.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Umschaltkontakten (a ₂) und dem Stationsschutz (SS) Ruhekontakte (pr ₁) und parallel zu den Ruhekontakten (u ₁, u ₂) Arbeitskontakte (pr ₂, pr ₃) einer Prüfeinrichtung für die von den übergeordneten Wechselspannungen (U′, V′, W′, M′) gespeisten Gleichrichteranordnung (G) vorgesehen sind.