DE606544C - Distance protection device depending on the line resistance - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 5. DEZEMBER 1934ISSUED ON DECEMBER 5, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 c GRUPPE 68soCLASS 21 c GROUP 68so

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)General Electricity Society in Berlin *)

Vom Leitungswiderstand abhängige DistanzschutzeinrichtungDistance protection device dependent on the line resistance

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Juni 1933 abPatented in the German Empire on June 18, 1933

Bei Distanzschutzeinrichtungen hat man bereits die Betätigung von widerstandsabhängigen Relais mit verschiedener Auslösezeit abhängig gemacht. Man hat dabei Relais vorgesehen, welche beim Unterschreiten eines bestimmten Impedanzwertes ansprechen und diese derart ausgebildet, daß das Relais, das dann anspricht, wenn der Impedanzwert um den größten Betrag unterschritten ist, die kürzeste Auslösezeit besitzt. Wenn dann der Fehler in einer Zone auftritt, die dem Einbauort des Relais am nächsten liegt, dann wird dieses Relais ansprechen und in der kürzesten Auslösezeit die Schalter betätigen. Wenn dagegen der Fehler in der nächsten Zone auftritt, dann wird die in dem Relais wirkende Impedanz nur so weit unterschritten, daß das Relais mit der nächsthöheren Auslösezeit anspricht, so daß inzwischen das Relais der dem Fehler näher benachbarten Stationen angesprochen hat. Eine derartige Einrichtung erfordert eine Anzahl von Unterimpedanzrelais, die der Anzahl der einzelnen Zonen oder der eingestellten Auslösezeiten entspricht. Will man also mit einer Ein- richtung drei verschiedene benachbarte Zonen überwachen, dann sind drei Unterimpedanzrelais erforderlich.In the case of distance protection devices, one already has the operation of resistance-dependent ones Relay made dependent with different tripping times. Relays have been provided which respond when falling below a certain impedance value and this in such a way designed that the relay, which responds when the impedance value by the greatest amount has fallen below, has the shortest tripping time. If then the fault is in a zone occurs which is closest to the installation location of the relay, then this relay will respond and operate the switch in the shortest tripping time. If, on the other hand, the mistake occurs in the next zone, then the impedance acting in the relay is only so far fallen below that the relay responds with the next higher tripping time, so that meanwhile the relay of the stations closer to the error has responded. Such a device requires a number of underimpedance relays that correspond to the number of individual zones or the set tripping times. So if you want to Monitor three different neighboring zones in the direction of the other, then three underimpedance relays are activated necessary.

Nach der Erfindung läßt sich nun ein widerstandsabhängiges Relais ersparen, wenn man die widerstandsabhängigen Relais so ausbildet, daß sie nicht beim Unterschreiten, sondern beim Überschreiten eines bestimmten Widerstandswertes ansprechen, und daß die Auslösezeit der Schutzeinrichtung um so länger wird, je mehr Relais, angesprochen haben. Die kürzeste Auslösezeit wird sich demnach dann einstellen, wenn keines der widerstandsabhängigen Relais, sondern nur die Anregeglieder sich aus ihrer Ruhelage entfernt haben.According to the invention, a resistance-dependent relay can now be saved if one the resistance-dependent relay trains so that they do not fall below, but respond when a certain resistance value is exceeded, and that the tripping time the protective device becomes longer, the more relays have responded. the The shortest tripping time will therefore be set if none of the resistance-dependent Relay, but only the excitation elements have moved out of their rest position.

In der Abb. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, bei der die einzelnen Relais elektrisch gegeneinander verriegelt sind. An das Netz sind über einen Stromwandler 1 die Stromspulen 2, 2' zweier widerstandsabhängiger Kipprelais 3, 3' angeschlossen sowie die Stromspulen eines Energierichtungsrelais 4 und eines stromabhängigen Anregerelais 5. Die Spannungsspulen 6, 6' der Kipprelais 3, 3' sowie die Spannungsspule des Energierichtungsrelais 4 sind über einen Spannungswandler 7 ebenfalls an das Netz gelegt. Das Anregerelais 5 betätigt einmal einen Kontakt 8, der die verschiedenen Spannungsspulen an den Wandler 7 beim Auftreten eines Fehlers legt, sowie einen Kontakt 9, der die Betätigungsspule 10 eines Zeitrelais 11 an eine Hilfsstromquelle 12 anschaltet. Das Zeitrelais 11 besitzt drei Kontaktpaare 13, 14, 15, die nach immer größer werdendem Zeitablauf betätigt werden. Die Kontakte 13, also diejenigen, welche nach der kürzesten Laufzeit geschlossen werden, sind über die Ruhekontakte 16, 17 der beiden Widerstands-In Fig. 1, an embodiment of the invention is described in which the individual relays are electrically interlocked. The current coils 2, 2 'of two resistance-dependent toggle relays 3, 3' and the current coils of an energy direction relay 4 and a current-dependent excitation relay 5 are connected to the network via a current transformer 1 Energy direction relays 4 are also connected to the network via a voltage converter 7. The excitation relay 5 actuates a contact 8 once, which applies the various voltage coils to the converter 7 when an error occurs, and a contact 9 which connects the actuation coil 10 of a timing relay 11 to an auxiliary power source 12. The timing relay 11 has three pairs of contacts 13, 14, 15, which are actuated as the time increases. The contacts 13, i.e. those which are closed after the shortest running time, are connected via the normally closed contacts 16, 17 of the two resistance

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Georg Stark in Berlin-Karlshorst.Georg Stark in Berlin-Karlshorst.

relais 3, 3' und über die Arbeitskontakte 18 des richtungsabhängigen Anregerelais 4 an die Betätigungsspule 19 eines Netzschalters 20 gelegt. Pie Kontakte 14, also diejenigen Kontakte des Zeitrelais 3 mit der nächsthöheren Auslösezeit, sind über die Ruhekontakte sämtlicher Widerstandsrelais mit Ausnahme desjenigen mit dem kleinsten Ansprechwert und die Kontakte des Anregerelais ebenfalls an die Betätigungsspule 19 des Schalters 18 gelegt. Da bei dem Ausführungsbeispiel nur zwei Widerstandsrelais vorgesehen sind, sind demnach die Kontakte 14 nur über die Kontakte 17, 18 an die Spule 19 angeschlossen. Es ist also bei der Schaltung angenommen, daß das Widerstandsrelais 3 bei Überschreiten eines kleineren Widerstandswertes eher anspricht als das Widerstandsrelais 3'. relay 3, 3 'and via the normally open contacts 18 of the Direction-dependent excitation relay 4 is placed on the actuating coil 19 of a power switch 20. Pie contacts 14, i.e. those contacts of the Time relay 3 with the next higher tripping time are via the normally closed contacts of all resistance relays with the exception of the one with the lowest response value and the contacts of the excitation relay also to the actuating coil 19 of the switch 18 placed. Since in the embodiment only two resistance relays are provided, the contacts 14 are accordingly only via the contacts 17, 18 to the coil 19 connected. It is therefore assumed in the circuit that the resistance relay 3 at Exceeding a smaller resistance value responds sooner than the resistance relay 3 '.

Es ergibt sich dann folgende Arbeitsweise der Schutzeinrichtung, die an Hand der Abb. 2 erläutert sein soll; dabei ist angenommen, daß das Relais 3 so eingestellt ist, daß es beim Überschreiten des Impedanzwertes Z anspricht, während das Relais 3' beim Überschreiten des Wertes Z' seine Kontakte betätigt. Wenn dann ein Kurzschluß in der ersten Zone auftritt, bei dem also der Impedanzwert Z nicht erreicht wird, dann sprechen nur die Relais 4, 5 an, infolgedessen werden nur die Kontakte 18 betätigt und damit ein Stromkreis über die Kontakte 13 des Zeitrelais 11 geschlossen. Die Schutzeinrichtung löst also mit der kürzesten Auslösezeit aus. Wenn dagegen der Kurzschluß in der zweiten Zone liegt, dann wird noch zusätzlich das Relais 3 betätigt. Die Kontakte 16 werden infolgedessen geöffnet und der Stromkreis über die Kontakte 13 des Zeitrelais Ii unterbrochen. Bei der Betätigung der Kontakte 14 des Zeitrelais 11 wird ein Stromkreis über die Auslösespule 19 hergestellt und diese daher erst nach Ablauf einer Zeit erregt, die inzwischen der Distanzschutzeinrichtung der dem Fehler näher benachbarten Stationen die Auslösung ermöglicht hat. Nur wenn diese Schutzeinrichtung nicht angesprochen hat, wird der Schalter 20 ausgelöst.This then results in the following mode of operation of the protective device, which will be explained with reference to Fig. 2; It is assumed that the relay 3 is set so that it is responsive when crossing the impedance value Z, while the relay 3 'when exceeding the value Z' operates its contacts. If a short circuit then occurs in the first zone, in which the impedance value Z is not reached, then only the relays 4, 5 respond, as a result only the contacts 18 are actuated and a circuit via the contacts 13 of the timing relay 11 is closed. The protective device therefore trips with the shortest tripping time. If, on the other hand, the short circuit is in the second zone, the relay 3 is also actuated. The contacts 16 are opened as a result and the circuit is interrupted via the contacts 13 of the timing relay Ii. When the contacts 14 of the timing relay 11 are actuated, a circuit is established via the trip coil 19 and this is therefore only energized after a time has elapsed, which in the meantime has enabled the distance protection device of the stations closer to the fault to trip. The switch 20 is only triggered if this protective device has not responded.

Bei einem Fehler in der dritten Zone sprechen beide Relais 3, 3' an. Infolgedessen wird erst bei Erreichen der Kontakte 15 durch den Betätigungshebel des Zeitrelais 11 der Stromkreis der Auslösespule 19 hergestellt, d. h. die längste Auslösezeit erreicht.In the event of an error in the third zone, both relays 3, 3 'respond. As a result, only when reaching the contacts 15 through the operating lever of the timing relay 11, the circuit the trip coil 19 produced, d. H. reached the longest tripping time.

Statt einer elektrischen Verriegelung der Überimpedanzrelais kann natürlich auch eine mechanische Verriegelung vorgenommen werden. Die durch das Überstromanregerelais 5, das natürlich auch unterimpedanzabhängig ausgebildet sein kann, betätigten Kontakte 8 sind aus dem Grunde vorgesehen, um ein Ansprechen der Relais 16, 17 im normalen Betriebe zu vermeiden. Erst wenn ein Fehler auftritt, sollen die Impedanzrelais 3, 3' an Spannung gelegt werden. Bis zur Betätigung der Kontakte 13, die durch den Kontaktschluß bei 9 eingeleitet wird, sind in dem Relais 3, 3' die Fehlergrößen genügend lange in Wirksamkeit, um ein sicheres Ansprechen zu erreichen.Instead of an electrical interlocking of the overimpedance relay, a mechanical locking can be made. The through the overcurrent starting relay 5, the can of course also be designed as a function of the under-impedance, actuated contacts 8 are provided for the reason to prevent the relays 16, 17 from responding in normal operation. Only when an error occurs should the impedance relays 3, 3 'be connected to voltage will. Until the actuation of the contacts 13, which is initiated by the contact closure at 9 is, are in the relay 3, 3 ', the error variables long enough in effectiveness to ensure a safe To achieve response.

Die Spannungsspulen der Relais 6, 6' können natürlich in bekannter Weise bei den verschiedenen Fehlerarten so umgeschaltet werden, daß in allen Fällen die gleichen Auslösezeiten sich ergeben. Handelt es sich um Netze mit Kurzschlußreaktanz, dann wird zweckmäßig bei Doppelerdschluß in dem Spannungsspulenkreis eine Impedanz geschaltet, welche den Strom entsprechend der Verminderung der wirksamen Schleifenimpedanz Leiter-Erde gegenüber der bei einem Kurzschluß wirksamen Impedanz Leiter-Leiter vermindert.The voltage coils of the relays 6, 6 'can of course in a known manner in the various Error types are switched over so that the same tripping times are used in all cases surrender. If it is a matter of networks with short-circuit reactance, then it is expedient in the event of a double earth fault in the voltage coil circuit, an impedance is switched which the Current corresponding to the reduction in the effective loop impedance compared to conductor-earth which reduces the effective conductor-conductor impedance in the event of a short circuit.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Schutzeinrichtung einphasig gezeichnet. Es ist selbstverständlich, daß sie für ein Dreiphasennetz ebensowohl dreiphasig ausgeführt werden kann wie auch, daß sie nach dem bekannten und vorgeschlagenen Ein- bzw. Zweirelais-Schutzsystem für ein dreiphasiges ,Netz unter Verwendung entsprechender Umschaltrelais eingebaut werden kann. In allen Fällen hat die Einrichtung den Vorteil, daß der wechselnde Lichtbogenwiderstand und das Gleichstromglied des Stoßkurzschlußstromes auf die Impedanzmessung keinen Einfluß besitzt.In the exemplary embodiment, the protective device is drawn in a single phase. It goes without saying that it can be designed as three-phase for a three-phase network as well as that it is based on the known and proposed One or two relay protection system for a three-phase, network using A corresponding changeover relay can be installed. In all cases the institution has the Advantage that the alternating arc resistance and the direct current element of the surge short-circuit current has no influence on the impedance measurement.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Distanzschutzeinrichtung, bei der je nach der Stellung von widerstandsabhängigen Relais der Auslösestromkreis mit verschiedener Auslösezeit betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die widerstandsabhängigen Relais (3, 3') so ausgebildet sind, daß sie beim Überschreiten eines bestimmten Widerstandswertes (Z, Z') ansprechen und daß die Auslösezeit der Schutzeinrichtung um so langer ist, je mehr Relais angesprochen haben.1. Distance protection device, in which, depending on the position of the resistance-dependent relay, the tripping circuit is actuated with different tripping times, characterized in that the resistance-dependent relays (3, 3 ') are designed so that they are exceeded when a certain resistance value (Z, Z') ) respond and that the tripping time of the protective device is longer, the more relays have responded. 2. Distanzschutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzeste Auslösezeit sich dann einstellt, wenn nur die Anregeglieder (4, 5) ange-2. Distance protection device according to claim i, characterized in that the The shortest tripping time occurs when only the starting elements (4, 5) are . sprachen haben. .. have languages. . 3. Distanzschutzeinrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskontakte (18) eines Anregerelais (4) über die Ruhekontakte (16, 17) sämtlicher Widerstandsrelais (3, 3') an diejenigen Kontakte (13) des Zeitrelais (11) geführt sind, welche nach der kürzesten Laufzeit geschlossen werden, an die Kontakte (14) mit der nächstlängeren Auslösezeit über die Ruhekontakte sämtlicher Widerstandsrelais mit Ausnahme desjenigen (16) mit dem kleinsten Ansprechwert, an die Kontakte (15) mit3. Distance protection device according to claim ι and 2, characterized in that the normally open contacts (18) of a start relay (4) via the normally closed contacts (16, 17) of all Resistance relays (3, 3 ') are connected to those contacts (13) of the timing relay (11), which are closed after the shortest running time to the contacts (14) with the next longer tripping time via the normally closed contacts of all resistance relays Except for the one (16) with the lowest response value to the contacts (15) with einer noch längeren Betätigungszeit über die Ruhekontakte sämtlicher Widerstandsrelais mit Ausnahme desjenigen mit dem kleinstenan even longer actuation time via the normally closed contacts of all resistance relays except for the one with the smallest (16) und dem nächsthöheren Ansprechwert(16) and the next higher response value (17) usw.(17) etc. 4. Distanzschutzeinrichtung nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspulen an die Widerstandsrelais erst beim Auftreten eines Fehlers an Spannung gelegt werden.4. Distance protection device according to claim ι to 3, characterized in that the voltage coils to the resistance relays only when an error occurs Tension to be put. 5. Distanzschutzeinrichtung nach Anspruch ι bis 4 für Netze mit Kurzschlußreaktanzen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Doppelerdschluß in dem Spannungsspulenkreis eine Impedanz geschaltet wird, welche den Strom entsprechend, der Verminderung der wirksamen Schleifenimpedanz Leiter-Erde gegenüber der bei einem Kurzschluß wirksamen Impedanz Leiter-Leiter vermindert.5. Distance protection device according to claim ι to 4 for networks with short-circuit reactances, characterized in that in the case of a double earth fault in the voltage coil circuit an impedance is switched, which corresponds to the current, the reduction the effective loop impedance conductor-earth compared to the effective impedance conductor-conductor in the event of a short circuit reduced. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings