Distanzschutzeinriehtung für Drehstromleitungen. Für den Selektivschutz von Drehstrom leitungen werden allgemein Distanzrelais angewendet, die entweder als Impedanz relais., als Reaktanzrelais oder Resistanz- relais ausgebildet sind. Diese Relais, beste hen gewöhnlich aus drei Hauptgliedern, die einzeln bestimmte Funktionen zu erfüllen haben. Man unterscheidet das Anregeglied, das Ablaufglied und das Energierichtungs- glied. Bei manchen Relais ist das Ablauf glied so ausgebildet, dass es auch als.
Energie richtungsglied wirkt.
Es ist Aufgabe des Distanzrelais, sich bei Kurzschlüssen auf den Quotienten
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beziehungsweise <SEP> # <SEP> sin <SEP> p einzustellen, das heisst den Schein- bezw. Blindwiderstand der Kurzschlussschleife zu messen. Um diese Messung zu ermöglichen, muss den Relais Strom und Spannung der Kurzschlussschleife zugeführt werden. In Drehstromleitungen können drei verschiedene zweipolige Kurzschlüsse und der dreipolige Kurzschluss auftreten. Um diese Störungs fälle zu erfassen, wird gewöhnlich in jede Phase ein Stromwandler eingebaut und an jeden Stromwandler ein Distanzrelais ange schlossen.
Jedem der Relais wird ausserdem eine der drei verketteten Spannungen zu geführt. Es ergibt sich demnach die allge mein angewandte Schaltung, wonach zum Beispiel das Distanzrelais am Stromwandler der Phase R die Spannung URT, das Relais am Stromwandler der Phase S die Span nung Usx und das Relais am Stromwand ler der Phase T die Spannung UTS erhält.
Bei den drei zweipoligen Kurzschlüssen liegt dann stets .eines der drei Relais an der Span nung der Kurzschlussschle ife. Ist der Kurz schluss dreipolig, so stellen sich alle drei Relais auf den Widerstand der Kurzschluss schleife ein.
Nach der Erfindung .soll nun gegenüber det Einrichtung mit drei Distanzrelais und drei Stromwandlern der Selektivschutz da- durch erreicht werden, dass die zur tber- wachung sämtlicher Phasen dienende Schutz einrichtung nur ein Ablaufglied, nur ein Energierichtungsglied und zwei Anrege glieder aufweist.
In Abb. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem durch das Ansprechen eines oder beider Anrege glieder der zur richtigen Impedanz- oder Reaktanzmessung erforderliche Strom und die zugehörige Spannung auf das Ablauf und das Energierichtungsglied geschaltet werden. An die in die Phasen R und T ein gebauten Stromwandler a und b sind die Stromspulen i und g der Anregeglieder c, d einer Distanzschutzeinrichtnug angeschlossen.
Die Stromspulen des Energierichtungs- und Ablaufgliedes 1 des Impedanzrelais e sind über die Klemmen ss und 4 mit den An regegliedern c und d direkt verbunden. Im Normalbetrieb .sind aber diese Stromspulen durch die von den Anregegliedern i und g zu betätigenden Kontakte<I>h</I> und<I>f</I> über brückt, während beim Ansprechen eines der Anregeglieder die Stromspulen des Energie- richtungs- und des Ablaufgliedes in den Stromkreis dieses Anregegliedes eingeschal tet werden.
Der Kontakt f .schliesst bei sei ner Betätigung gleichzeitig den Stromwand ler<I>b</I> über die Stromspule des Anregegliedes <I>i</I> kurz.
Der richtige Anschluss' der Spannungs spule des Distanzrelais e an den Spannungs- wandler m wird über die Klemmen 5 und 6 jeweils durch die von den Anregegliedern i und g zu betätigenden Kontakte k1 bis k6 bewirkt.
Dazu ist die Phase R des Span- nungswandlers m über den Kontakt kl des Anregegliedes d an die Klemme 6, die Phase <I>T</I> über den Kontakt<I>k4</I> des Anregegliedes c an die Klemme 5 geführt.
Die Klemmer und 6 sind weiterhin an die Kontakte k2 und k, angeschlossen, die wiederum über die im Normalbetrieb überbrückten Kontakte -ka und lcs mit der Phasenspannung S des Span- nungswandlers in verbunden sind.
Durch das Ansprechen der Distanzschutzeinri(-h- tung werden die Kontakte k7 betätigt und damit die Auslösespule des Schalters s er- regt.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Im Normalbetrieb fliesst der Be- triebs.strom von den Stromwandlern a und b durch die Magnete i und g über die Kon- takte <I>h</I> und<I>f</I> zu den Wandlern zurück.
Bei zweipoligem Kurzschluss zwischen den Phasen R und S spricht der Magnet g an und betätigt die Kontakte f, k1 bis k, Der Kurzschlussstrom fliesst dann über die Klemme 4 zu dem Ablauf- und Energie richtungsglied 1 des Distanzrelais und über die Klemme ä und den geschlossenen Ruhe kontakt h zum Wandler zurück.
Gleich zeitig wird mit der Betätigung der Kontakte k,, k;, k 3 die Spannung der Kurzschluss schleife Uxs an das Distanzrelais <B>gelegt.</B> Der Kontakt k, führt die Phase R an die Klemme 6 des Distanzrelais., während die Phase S durch den Kontakt k 2 über ka an die Klemme 5 gelegt wird. Bei zweipoligem Kurzschluss zwischen den Phasen S und T spricht der Magnet i des Anregerelais c an.
Der Ruhekantakt h wird geöffnet und der Kurzschlussstrom der Phase T fliesst über die Klemme 3 zum Distanzrelais und über die Klemme 4 und den Umschaltkontakt f zum Wandler zurück. Die Spannung der Kurzschlusssehleife ST wird durch die Kon takte k4 und k, an die Klemmen 5 und 6 geführt. Bei zweipoligem Kurzschluss zwi schen den Phasen R und T fliesst nur der Strom der Phase R in das Distanzrelais, denn mit dem Umschalten des Kontaktes f wird der Wandler b direkt kurzgeschlossen.
Mittelst der Spannungsschalter k,. bis lcE wird die Spannung UpT an die Klemmen 5 und 6 des Distanzrelais gelegt, wobei die Spannungsphase S durch k3 und lci unter brochen wird. Bei dreipoligem Kurzschluss arbeitet die Einrichtung genau wie bei zweipoligem Kurzschluss zwischen den Pha sen B und T. Bei allen betrachteten Störungsfällen soll die Energierichtungsanzeige .sich nicht ändern, solange die Energierichtung in der Leitung die gleiche bleibt.
Die Schaltung ist aus diesem Grunde so getroffen, dass beim Ansprechen. des einen oder andern oder beider Anregeglieder die Ausschlägsrich- tung des Energzerichtungsgliedes die gleiche ist. Damit bei einem wattmetrischen System die Ausschlagsrichtung unverändert bleibt, ist es erforderlich, bei Umkehren .des Stro mes um 180 auch die Spannung um 180 zu drehen.
Wenn in Abb. 1 bei zweipoligem Kurzschluss zwischen den Phasen RS die Klemmen 4 und 6 des Energierichtungs- glied@es korrespondieren, das heisst beide an derselben Phase liegen, so ergibt sich der gleiche Richtungssinn, bei zweipoligem Kurz schluss zwischen den Phasen ST, wenn die Klemmen 3 und 5 korrespondieren. Bei zwei poligem Kurzschluss zwischen den Phasen RT und bei dreipoligem Kurzschluss kor respondieren die Klemmen 4 und 6 mitein ander.
In der Einrichtung nach Abb. 1 ist das Spannungssystem im Normalbetrieb, das heisst solange die Anregeglieder nicht angesprochen haben, spannungslos. Wird eine Selbstüberwachung des Spannungspfades ge wünscht, so wird nach Abb. 2, in der ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt ist, über die Kontakte k$ und k<B>±,</B> bei Normal betrieb die Spannung URT angelegt. Da durch kann jederzeit festgestellt werden, ob Strom in dem Spannungspfad fliesst und dieser demnach in Ordnung ist.
Die Um schaltung auf die Spannung der vom Kurz schluss'betroffenen Phasen erfolgt in der glei chen Weise wie nach Abb. 1.
Die Anregeglieder sind in Abb. 1 und 2 als Überstrom-Anregeglied-er dargestellt. Na turgemäss können auch andere Anregeglieder, wie zum Beispiel Unterspannung- oder U n- terimpedanz-Ansprechglieder in entsprechen der Weise geschaltet werden. Auch ist es nur eine Konstruktionsfrage, alle Einzel- glieder in einem Relaisgehäuse unterzu bringen.
In manchen Fällen wird es nicht möglich sein, alle Hillfskontakte direkt vom Anrege relais aus betätigen zu lassen. Es können dann Hilfsrelais vorgesehen werden, welche die Kontakte <I>h, f,</I> k, bis ke, k$ und<B>14</B> steuern und die an eine unabhängige Strom quelle angeschlossen sind. Die Stromkreise der Hilfsrelais werden dann von einem Kon takt der Anregeglieder geschlossen.
Distance protection device for three-phase lines. For the selective protection of three-phase lines, distance relays are generally used, which are designed either as impedance relays., As reactance relays or resistance relays. These relays usually consist of three main elements, each of which has to fulfill certain functions. A distinction is made between the stimulus element, the flow element and the energy direction element. In some relays, the sequence element is designed so that it can also be used as.
Energy direction link acts.
It is the task of the distance relay to refer to the quotient in the event of a short circuit
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or <SEP> # <SEP> sin <SEP> p to be set, i.e. the dummy resp. Measure reactance of the short-circuit loop. To enable this measurement, the relay must be supplied with current and voltage in the short-circuit loop. Three different two-pole short circuits and the three-pole short circuit can occur in three-phase lines. In order to detect these faults, a current transformer is usually installed in each phase and a distance relay is connected to each current transformer.
In addition, one of the three linked voltages is fed to each of the relays. This results in the general circuit used, according to which, for example, the distance relay on the current transformer of phase R receives the voltage URT, the relay on the current transformer of phase S receives the voltage Usx and the relay on the current transformer of phase T receives the voltage UTS.
In the case of the three two-pole short circuits, one of the three relays is always connected to the voltage of the short circuit loop. If the short circuit is three-pole, all three relays adjust to the resistance of the short circuit loop.
According to the invention, the selective protection compared to the device with three distance relays and three current transformers should now be achieved in that the protective device used to monitor all phases has only one flow element, only one energy direction element and two excitation elements.
In Fig. 1 an embodiment of the invention is shown in which the response of one or both Anrege members of the correct impedance or reactance measurement required current and the associated voltage are switched to the flow and the energy direction member. The current coils i and g of the excitation elements c, d of a distance protection device are connected to the current transformers a and b built into the phases R and T.
The current coils of the energy direction and sequence element 1 of the impedance relay e are connected via the terminals ss and 4 with the to c and d directly. In normal operation, however, these current coils are bridged by the contacts <I> h </I> and <I> f </I> to be actuated by the excitation elements i and g, while when one of the excitation elements is triggered, the current coils of the energy direction - and the sequence element are switched into the circuit of this excitation element.
When it is operated, contact f. Simultaneously short-circuits the current transformer <I> b </I> via the current coil of the excitation element <I> i </I>.
The correct connection of the voltage coil of the distance relay e to the voltage converter m is effected via terminals 5 and 6 by the contacts k1 to k6 to be actuated by the exciter elements i and g.
For this purpose, phase R of voltage converter m is connected to terminal 6 via contact kl of exciter element d, phase <I> T </I> via contact <I> k4 </I> of exciter element c to terminal 5 guided.
The terminals 6 and 6 are also connected to the contacts k2 and k, which in turn are connected to the phase voltage S of the voltage converter in via the contacts -ka and lcs bridged during normal operation.
When the distance protection device responds, contacts k7 are actuated and the tripping coil of switch s is excited.
The device works as follows: In normal operation, the operating current flows from the current transformers a and b through the magnets i and g via the contacts <I> h </I> and <I> f </I> back to the converters.
In the event of a two-pole short circuit between phases R and S, magnet g responds and actuates contacts f, k1 to k, The short circuit current then flows via terminal 4 to the drain and energy direction element 1 of the distance relay and via terminal ä and the closed Rest contact h back to the converter.
Simultaneously with the actuation of contacts k ,, k ;, k 3, the voltage of the short-circuit loop Uxs is applied to the distance relay. </B> Contact k, leads phase R to terminal 6 of the distance relay., while phase S is applied to terminal 5 through contact k 2 via ka. In the event of a two-pole short circuit between phases S and T, magnet i of trigger relay c responds.
The rest contact h is opened and the short-circuit current of phase T flows via terminal 3 to the distance relay and via terminal 4 and the changeover contact f back to the converter. The voltage of the short-circuit loop ST is passed through contacts k4 and k, to terminals 5 and 6. In the event of a two-pole short circuit between phases R and T, only the current of phase R flows into the distance relay, because when contact f is switched over, converter b is directly short-circuited.
Middle the voltage switch k ,. to lcE the voltage UpT is applied to terminals 5 and 6 of the distance relay, the voltage phase S being interrupted by k3 and lci. In the case of a three-pole short circuit, the device works exactly as it does for a two-pole short circuit between phases B and T. In all of the malfunctions considered, the energy direction display should not change as long as the energy direction in the line remains the same.
For this reason, the circuit is made so that when responding. of one or the other or both of the excitation members, the direction of deflection of the energy dissipation member is the same. So that the direction of deflection remains unchanged in a wattmetric system, it is necessary to turn the voltage by 180 when reversing the current by 180.
If in Fig. 1 with a two-pole short circuit between the phases RS the terminals 4 and 6 of the energy direction element @ es correspond, that is, both are connected to the same phase, the same sense of direction results, with a two-pole short circuit between the phases ST, if terminals 3 and 5 correspond. In the case of a two-pole short circuit between the RT phases and a three-pole short circuit, terminals 4 and 6 correspond with one another.
In the device according to Fig. 1, the voltage system is de-energized during normal operation, i.e. as long as the excitation elements have not responded. If self-monitoring of the voltage path is desired, according to Fig. 2, in which a further embodiment is shown, the voltage URT is applied via the contacts k $ and k ±, </B> during normal operation. As a result, it can be determined at any time whether current is flowing in the voltage path and whether it is therefore OK.
Switching to the voltage of the phases affected by the short circuit takes place in the same way as in Fig. 1.
The excitation elements are shown in Fig. 1 and 2 as overcurrent excitation elements. Naturally, other excitation elements, such as, for example, undervoltage or lower impedance response elements, can also be switched in a corresponding manner. It is also just a matter of design to accommodate all individual links in a relay housing.
In some cases it will not be possible to activate all auxiliary contacts directly from the starter relay. Auxiliary relays can then be provided which control the contacts <I> h, f, </I> k, to ke, k $ and <B> 14 </B> and which are connected to an independent power source. The circuits of the auxiliary relays are then closed by a contact of the exciter.