Selektives Anregeglied für Schutzrelaisanordnungen Die Erfindung betrifft ein selektives Anregeglied für Schutzrelaisanordnungen, insbesondere Distanzschutz relais, für starr geerdete Netze, bei dem die Anregung mittels phasenselektiver Unterimpedanzanregeglieder er folgt.
Bei starr oder niederohmig geerdeten Drehstrom netzen besteht - insbesondere unter ungünstigen Ver hältnissen - im Falle einpoliger Fehler die Schwierigkeit, dass einerseits sich die Leiter-Erdspannung des fehler behafteten Leiters nur relativ geringfügig ändert und ausserdem anderseits auch die nicht fehlerbehafteten Leiter Fehlerströme führen. Dadurch können sich für Distanzrelais falsche Anregungen und damit weiter fal sche Messungen ergeben, die ein fehlerhaftes Arbeiten der Schutzeinrichtungen sowie unerwünschte Betriebs unterbrechungen nach sich ziehen.
Darüber hinaus be steht bei vermaschten Netzen und Fehlern in benachbar ten Leitungsabschnitten die Gefahr, dass infolge des vor stehend dargelegten Verhaltens von Spannungen und Strömen bei starrer oder niederohmiger Erdnung bei einpoligen Fehlern als Reserveschutz vorgesehene Distanzrelais überhaupt nicht angeregt werden.
Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist bereits ein Anregeglied für Schutzrelaisanordnungen, insbeson dere Distanzschutzrelais bekanntgeworden, bei dem Strom und Spannung jeder Phase für sich als entspre chende elektrische Richtgrösse von gegebenenfalls unter schiedlichem Wert nachgebildet und jeweils die beiden zusammengehörigen Richtgrössen derselben Phase gegeneinandergeschaltet sind,
sowie jeweils der eine Pol der sich so ergebenden resultierenden Richtgrösse je einem nur in einer Stromrichtung ansprechenden Relais zugeführt ist und die anderen Pole aller resultierenden Richtgrössen zusammengefasst und mit den parallel ge schalteten entgegengesetzten Anschlüssen der Relais wicklungen über einen Widerstand verbunden sind.
Das bekannte Anregeglied arbeitet nun zwar bei einpoligen Fehlern selcktiv, jedoch kann es bei zwei- und drei- poligen Fehlern mit unsymmetrischen Phasenspannungen und/oder Strömen nicht einwandfrei arbeiten, da die Phase mit der stärksten auslösewirksamen Richtgrösse die Anregerelais der übrigen Phasen sperrt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein selektiv wirkendes Anregeglied für Schutzrelaisanord- nungen, insbesondere Distanzschutzrelais, für starr ge erdete Netze zu schaffen, das bei einpoligen Fehlern hochempfindlich und dennoch selektiv arbeitet und das bei mehrpoligen Fehlern etwa die Eigenschaften üblicher Unterimpedanzanregeglieder aufweist sowie die Schwie rigkeiten des bekannten Anregegliedes vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch ge löst, dass jedem Unterimpedanzanregeglied eine Rich tungsschaltung zugeordnet ist, der der Summenstrom des Netzes und die jeweilige Leiter-Erd-Spannung zuge führt werden und dass die Ausgangsgrösse der Rich tungsschaltung der Unterimpedanzmessung überlagert just. Die erfindungsgemässe Lösung geht von derErkennt- nis aus, dass bei einpoligen Fehlern ein Summenstrom zur Verfügung steht,
der zur Erzielung einer empfind lichen und trotzdem phasenselektiven Anregung ausge nutzt werden kann. Durch die Richtungsschaltung, der der Summenstrom des Netzes und die jeweilige Leiter- Erd-Spannung zugeführt werden, ergibt sich die ge wünschte Selektivität des Anregegliedes. Da weiter das Anregeglied einer Phase unabhängig von den Anrege gliedern der anderen Phasen arbeitet und insbesondere auf letztere nicht sperrend wirkt, ist ein einwandfreies Arbeiten des erfindungsgemässen Anregegliedes auch bei zwei- und dreipoligen Fehlern mit unsymmetrischen Pha senspannungen und/oder Strömen sichergestellt.
Es ist günstig, den Innenwinkel der Richtungsschaltung dem Winkel der zu schützenden Leitung anzupassen, damit der Ausgangsgleichstrom der Richtungsschaltung in der fehlerhaften Phase einen möglichst grossen Wert er reicht.
In einer zweckmässigen Ausführungsform des An regegliedes nach der Erfindung sind bei einer jeweils als Gleichrichterbrückenschaltung ausgeführten Richtungs schaltung und Unterimpedanzanregung die Gleichrichter brücken derart miteinander verbunden, dass bei fehler- haftem Leiter die Anregung durch die Richtungsmessung unterstützt wird.
Für die Anregeglieder der gesunden Phasen ergibt sich dann ein vom Vorliegen eines Sum menstromes abhängiger Zusatz-Gleichstro-m der deren Anregung unempfindlicher macht, da die Spannungen der gesunden Phasen gegenüber der fehlerhaften Leiter- Erdspannung um mehr als 90 verschoben sind.
Dies beseitigt die Gefahr einer falschen Anregung durch Aus gleichströme in gesunden Leitern, wobei die entspre chende Beeinflussung der Anregeglieder lediglich über den Summenstrom und in Abhängigkeit von dessen Vek- torlage zii den Leiter-Erdspannungen erfolgt. Diese hin sichtlich des Aufwandes einfachste Lösung besitzt jedoch die Eigenschaft, dass bei in Sperrichtung beaufschlagten Distanzrelais die Anregung der beiden gesunden Leiter ansprechen könnte, dagegen nicht diejenige des fehler haften Leiters.
Das braucht aber kein Nachteil zu sein, weil diese Distanzrelais selbst bei Anregung der fehler haften Phase doch wieder von den Richtungsrelais ge sperrt würden. Diese Sperrung ergibt sich ebenfalls bei Anregung in den beiden gesunden Leitern. In jedem Falle würden aber die Distanzmessglieder gesunde Mess- grössen erfassen und damit erst mit Endzeit auslösen.
Dieses Verhalten der Anregeglieder lässt sich jedoch beseitigen und auch im Falle sperrend wirkender Ener gierichtung eine Anregung der fehlerhaften Phase sicher stellen. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weisen dazu die Richtungsschaltungen jeweils einen Re- Iaisausgang auf, wobei Kontakte der Relaisausgänge der art geschaltet sind, dass bei einpoliger Kontaktgabe eine Anregung des zugehörigen Leiters, bei zweipoliger Kon taktgabe eine Anregung des dritten Leiters erfolgt.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, aus denen sich weitere Einzel heiten sowie auch weitere Vorteile ergeben.
Figur 1 zeigt in einpoliger Darstellung ein Netz, des sen Sternpunkt starr geerdet ist.
Figur 2 gibt ein Anregeglied nach der Erfindung an, bei dem die Anregung durch eine Richtungsmessung unterstützt wird.
In Figur 3a ist ein weiteres Anregeglied mit zusätz licher Anregung durch eine Richtungsmessung ange geben.
Figur 3b stellt die Schaltung der Kontakte für das Anregeglied nach Figur 3a dar.
Das in Figur 1 gezeigte Netz besitzt Stationen A, B, C, D, zwischen denen Leitungen 11 bis 15 in der darge stellten Weise geschaltet sind. Die Leitungen 11 bis 15 werden durch Distanzrelais 1 bis 10 geschützt. Das ein polig angegebene Netz besitzt eine starre Erdung. Im Falle eines einpoligen Fehlers auf der Leitung 12 in der Nähe der Station C besteht die Gefahr, dass die üblichen Unterimpedanzanregungen (Z-Anregungen) der benach barten Leitungen 11, 13, 15 nicht ansprechen, da sich die Leiter-Erdspannungen für diese Leitungen 11, 13, 15 nur relativ geringfügig ändern. Damit entfällt uner- wünschterweise der Reserveschutz für die Leitung 12.
Um auch in einem derartigen Fall eine Anregung ins besondere der Relais 1, 5, 9 benachbarter Leitungen 11, 13, 15 sicherzustellen, wird unter Verwendung des bei einem einpoligen Fehler in ausreichendem Masse vor liegenden Summenstromes Iü die Unterimpedanzanre- gung entsprechend Figur 2 oder Figur 3 ergänzt.
In Figur 2 ist ein selektives Anregeglied für ein Schutzrelais, insbesondere ein Distanzschu:tzreilais, dar gestellt, bei dem die Anregung mittels eines Unterimpe- danzanregegliedes erfolgt, das aus zwei Gleichrichter brücken 16, 18 sowie einem polarisierten Relais 17 be steht. Der Gleichrichterbrücke 16 wird dabei über Klem men<B>19,20</B> die Phasen-Erdspannung, beispielsweise URE, im sperrenden Sinne, der Gleichrichterbrücke 18 über die Klemmen 21, 20 der zugehörige Phasenstrom IR im auslösenden Sinne zugeführt.
Die Phasenelektivität ergibt sich durch die Anordnung einer Z-Anregung für jede Phase.
Dem Unterimpedanzanregeghed 16, 17, 18 ist eine Richtungsschaltung 25, 27 zugeordnet, der der Sum menstrom h1 über eine Leitung 31 und die entspre chende Leiter-Erdspannung URL über eine Leitung 30 zugeführt werden. Mittels Wandler 28, 29 werden - in an sich bekannter Weise - URE und I\i vektoriell addiert beziehungsweise subtrahiert. An die Sekundärwicklung von 28 ist die auslösend wirkende Gleichrichterbrücke 25, an die Sekundärwicklung von 30 die sperrend wir kende Brücke 27 angeschlossen.
Damit ergibt sich eine auf die Vektorlage des Summenstromes I,1 zur Leiter- Erdspannung URE bezogene Richtungsmessung. Um einen möglichst grossen Wert des Ausgangsgleichstromes der Richtungsschaltung 25, 27 zu erreichen, wird durch nicht darge,stellte Mittel - in an sich bekannter Weise der Innenwinkel der Richtungsschaltung dem Leitungswinkel angepasst. Dies kann durch auf Iai be ziehungsweise URE wirkende phasendrehende Mittel er folgen.
Der von der Richtungsschalung 25, 27 gelieferte Gleichstrom wird der von 16, 17, 18 bewirkten Unter- im:pedanzme.ssunig überlagert, indem die Gleichrichter- brücken 16, 18, 25, 27 derart miteinander verbunden sind, dass bei fehlerhaftem Leiter die Anregung durch die Richtungsmessung unterstützt wird. Diese Unter stützung wirkt vorteilhafterweise nur, wenn ein Sum menstrom h1 fliesst. Dadurch ergibt sich eine erwünschte Steigerung der Empfindlichkeit der Z-Anregung bei ein poligen Fehlern.
(Durch die bekannte Kopplung der Z- Anregung liesse sich in diesem Fall keine selektive An regung erzielen, da die Anregeglieder ohne Heran z1 ehung des Summemisitrom-#s überhaupt nicht ansprechen würden.) Die Phasenselektivität wird durch die Zuord nung je einer Richtungsschaltung zu der Unterimpedanz messung eines jeden Phasenleiters erreicht.
Es kann günstig sein, den Einfluss der Richtungs messung so gross zu bemessen, dass diese - zum Beispiel bei den Relais 1, 5, 9 für den in Figur 1 angegebenen Fehlerfall - bereits allein eine Anregung bewirkt. Zweck- mässigerweise wird die Richtungsmessung von einem nicht gezeigten Anregeglied im Summenstrompfad frei gegeben, das durch Schliessen eines Kontaktes 32 I@i aufschaltet.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Anregegliedes ergibt sich dadurch, dass der von der Richtungsschaltung 25, 27 gelieferte Zusatzgleichstrom in gesunden Phasen die Z-Anregung unempfindlicher macht, da die Spannung gesunder Phasen gegenüber der Spannung der fehlerhaften Leitung um mehr als 90 ver schoben ist. Damit wird die Gefahr einer falschen An regung durch Ausgleichsströme in gesunden Phasen be seitigt. Bezogen auf den in Figur 1 angegebenen Fehler fall bedeutet dies aber, dass bei den in Sperrichtung be- aufschlagten Relais 2, 6, 10 gerade die Anregung in den fehlerfreien Leitern, aber nicht die Anregung im fehler behafteten Leiter ansprechen kann.
Dies braucht jedoch kein Nachteil zu sein; denn selbst bei einer Anregung im fehlerhaften Leiter sperrt das Richtungsrelais der Distanzrelais 2, 6, 10 bei einer Anregung die Auslösung. Bei einer Anregung in den gesunden Phasen sperrt die Impedanzmessung eine Auslösung in den Staffelstufen. Die Distanzrelais 2, 6, 10 können daher erst mit Endzeit auslösen.
Bei dem in Figur 3a, 3b gezeigten Ausführungsbei spiel ist dieses Verhalten der Anregung beseitigt und auch bei sperrender Energierichtung erfolgt nur eine An regung im fehlerhaften Leiter. Impedanzmessung und Richtungsmessung werden in diesem Falle jeweils für sich vorgenommen. Die Richtungsschaltung 25, 27 be sitzt dementsprechend einen Relaisausgang 26. Die Lei tungen 23, 24 der Schaltung nach Figur 2 entfallen. Weitere Unterschiede der Schaltung nach Figur 3a ge genüber der Schaltung nach Figur 2 liegen nicht vor. Auf eine wiederholende Beschreibung kann daher verzichtet werden.
Der Relaisausgang 26 - in der praktischen Ausfüh rung beispielsweise gebildet von einem Drehspulrelais mit nachgeschaltetem Hilfsrelais, das jeweils einen Schliesser r1, einen Öffner r3 und einen Wechsler r2 be sitzt - ist mit seinen Kontakten r1, r2, r3 sowie mit Kon takten s1, s2, s3 und t1, t2, t3 von nicht dargestellten Relaisausgängen der Phasen S und T derart geschaltet, dass bei einpoliger Kontaktgabe eine Anregung bezogen auf den zugehörigen Leiter, bei zweipoliger Kontaktgabe eine Anregung bezogen auf den dritten Leiter erfolgt.
Wie vorstehend bereits ausgeführt, kann eine zweipolige Anregung durch Richtungsschaltungen bezüglich der fehlerfreien Leiter bei einem Fehler in Rückwärtsrich- tung auftreten. Daher hat in diesem Fall eine Anregung des Relais des dritten Leiters zu erfolgen.
Um eine derartige Anregung @durch :die Richtungs schaltungen der Phasen R, S, T zu erhalten, sind - wie in Figur 3b dargestellt - die Schliesser r1, s1, t1 der Re- laisiausgän;ge dein Richtwngssehialtungen über Leitungen 42, 43, 44 mit dem positiven Pol der Versorgungsspan nung sowie mit der Wurzel der Wechsler s2, t2, r2 ver bunden.
Der öffnerkontakt von s2 (entsprechend t2, r2) ist über den Öffner t3 (entsprechend r3, s3) und die Lei tung 45 (46, 47) mit dem Hilfsrelais 36 (37, 38) für die Messgrössenauswahl des verbunden. Der Schliesserkontakt von s2 (t2, r2) ist über eine Leitung 48 ' (49. 50) mit der Leitung 47 (45, 46) und damit mit dem Hilfsrelais 38 (36, 37) verbunden.
Durch diese Schaltung wird erreicht, dass bei einem Ansprechen nur einer Richtungsschaltung, beispielsweise 25, 26 der Phase R, das Distanzrelais auf den zugehörigen Leiter geschaltet wird, indem - bezogen auf den angenommenen Fall r1 schliesst, womit das Hilfsrelais 36 anspricht und die erforderlichen Schaltungen im Distanzrelais veranlasst. Bei einem Ansprechen zweier Richtungsschaltungen, bei spielsweise der Phasen S, T, schliessen s1, t1, öffnen s3, t3 und s2, t2 schalten um. Damit wird ebenfalls über 43, isl, t2, 49, 45 das der Phiase R zugeordnete Hilfsrelais 36 erregt.
Das Hilfsrelais 36 (entsprechend 37, 38) kann aus- serdem über die Leitung 39 (40, 41) durch Schliessen 'dies Kontaktes 33 (34, 35) düs polarisierten Relais 17 der Unterimpedanzanregung der Phase R angeregt wer den. Der Kontakt 34 wird vom Relais der Phase S, der Kontakt 35 vom Relais der Phase T der jeweiligen Unterimpedanzanregungen betätigt.
Es kann zweckmässig sein, bei einer Anregung durch Richtungsmessung - entsprechend dem in Figur 3a, 3b angegebenen Beispiel - die Sperrung des Distanzrelais durch dessen Richtungsglied aufzuheben. Dies hat den Vorteil, dass dann bei dem in Figur 1 angegebenen Feh lerfall auch die Distanzrelais 2, 6, 10 auslösen können. Die Distanzrelais 2, 6, 10 messen gegenüber den Di stanzrelais 1, 5, 9 nämlich eine um die jeweilige Lei- itung 11,13,15 verminderte Impedanz. Die Relais 1,<B>5,9</B> können daher leichter in den Bereich der Endzeit gelan gen, in dem eine selektive Zeitstaffelung problematisch wird.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein Anregeglied für Schutz relaisanordnungen, insbesondere Distanzrelais, für starr geerdete Netze geschaffen wurde, das bei einpoligen Fehlern hochempfindlich und dennoch selektiv arbeitet und das bei mehrpoligen Fehlern die Eigenschaften üb licher Unterimpedanzanregeglieder aufweist.
Selective excitation element for protective relay arrangements The invention relates to a selective excitation element for protective relay arrangements, in particular distance protection relays, for rigidly earthed networks, in which the excitation by means of phase-selective underimpedance excitation elements follows.
In the case of solidly or low-resistance earthed three-phase networks - especially under unfavorable conditions - the problem with single-pole faults is that on the one hand the conductor-earth voltage of the faulty conductor changes only relatively slightly and, on the other hand, the non-faulty conductors also carry fault currents. This can result in incorrect excitations for distance relays and thus further incorrect measurements, which can result in incorrect operation of the protective devices and undesired interruptions in operation.
In addition, in the case of meshed networks and faults in adjacent line sections, there is a risk that, due to the behavior of voltages and currents described above, with rigid or low-resistance earthing, distance relays provided as backup protection will not be activated at all in the case of single-pole faults.
To avoid these difficulties, a starting element for protective relay arrangements, in particular distance protection relays, has become known, in which the current and voltage of each phase are simulated for themselves as corresponding electrical reference values of possibly different values and the two associated reference values of the same phase are switched against each other.
as well as the one pole of the resulting resulting guide value is fed to a relay that responds only in one current direction and the other poles of all the resulting guide values are combined and connected to the opposite connections of the relay windings connected in parallel via a resistor.
The well-known excitation element works selectively with single-pole faults, but it cannot work properly with two- and three-pole faults with asymmetrical phase voltages and / or currents, since the phase with the strongest triggering guide value blocks the excitation relays of the other phases.
The invention is therefore based on the object of creating a selectively acting excitation element for protective relay arrangements, in particular distance protection relays, for rigidly grounded networks, which is highly sensitive to single-pole faults and yet works selectively and which, for multipole faults, has about the properties of conventional underimpedance excitation elements as well as the Avoids difficulties of the known stimulating member.
This object is achieved according to the invention in that each underimpedance triggering element is assigned a directional circuit to which the total current of the network and the respective conductor-earth voltage are supplied and that the output of the directional circuit is just superimposed on the underimpedance measurement. The solution according to the invention is based on the knowledge that a total current is available for single-pole faults,
which can be used to achieve a sensitive and nonetheless phase-selective excitation. The directional switching, which is supplied with the total current of the network and the respective conductor-earth voltage, results in the desired selectivity of the excitation element. Since the excitation element of one phase works independently of the excitation elements of the other phases and in particular does not have a blocking effect on the latter, the inventive excitation element works properly even with two- and three-pole faults with asymmetrical phase voltages and / or currents.
It is advantageous to adapt the internal angle of the directional circuit to the angle of the line to be protected so that the output direct current of the directional circuit in the faulty phase is as large as possible.
In an expedient embodiment of the stimulating member according to the invention, the rectifier bridges are connected to one another in a directional circuit and underimpedance excitation, each designed as a rectifier bridge circuit, so that if the conductor is faulty, the excitation is supported by the direction measurement.
For the excitation elements of the healthy phases there is then an additional direct current dependent on the presence of a total current which makes their excitation less sensitive, since the voltages of the healthy phases are shifted by more than 90 compared to the faulty conductor-earth voltage.
This eliminates the risk of incorrect excitation through equalization currents in healthy conductors, the corresponding influencing of the excitation elements only taking place via the total current and depending on its vector position zii the conductor-earth voltages. This solution, which is simplest in terms of effort, has the property that when the distance relay is applied in the reverse direction, the excitation of the two healthy conductors could respond, but not that of the faulty conductor.
This need not be a disadvantage, however, because these distance relays would be blocked again by the direction relay even if the faulty phase was excited. This blocking also results from stimulation in the two healthy conductors. In any case, however, the distance measuring elements would record healthy measured quantities and thus only trigger them at the end of the day.
However, this behavior of the excitation elements can be eliminated and an excitation of the defective phase can be ensured even in the case of a blocking energy direction. In an advantageous further development of the invention, the directional circuits each have a relay output, contacts of the relay outputs being switched in such a way that the associated conductor is excited with single-pole contact and the third conductor is excited with two-pole contact.
In the following the invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown schematically in the figures, from which further individual units as well as further advantages result.
Figure 1 shows a single-pole representation of a network whose star point is rigidly grounded.
FIG. 2 indicates an excitation element according to the invention, in which the excitation is supported by a direction measurement.
In Figure 3a, a further excitation member is given with additional Licher excitation by a direction measurement.
Figure 3b shows the circuit of the contacts for the exciter according to Figure 3a.
The network shown in Figure 1 has stations A, B, C, D, between which lines 11 to 15 are connected in the manner presented Darge. Lines 11 to 15 are protected by distance relays 1 to 10. The network specified as one pole has a rigid grounding. In the event of a single-pole fault on line 12 near station C, there is a risk that the usual underimpedance excitations (Z excitations) of the neighboring lines 11, 13, 15 will not respond, since the conductor-earth voltages for these lines 11 , 13, 15 change only relatively slightly. This undesirably eliminates the backup protection for line 12.
In order to ensure an excitation in particular of the relays 1, 5, 9 of adjacent lines 11, 13, 15 even in such a case, the underimpedance excitation according to FIG. 2 or FIG. 2 is generated using the sum current Iü which is sufficiently present in the event of a single-pole fault 3 added.
In Figure 2, a selective excitation element for a protective relay, in particular a distance protection relay, is shown, in which the excitation takes place by means of a Unterimpe- danzanregegliedes, which bridges two rectifiers 16, 18 and a polarized relay 17 is available. The rectifier bridge 16 is fed the phase ground voltage, for example URE, in the blocking sense via terminals 21, 20, the associated phase current IR in the triggering sense.
The phase selectivity results from the arrangement of a Z excitation for each phase.
A directional circuit 25, 27 is assigned to the Unterimpedanzanregeghed 16, 17, 18, to which the sum flow h1 via a line 31 and the corresponding conductor-ground voltage URL via a line 30 are supplied. URE and I \ i are vectorially added or subtracted by means of converters 28, 29, in a manner known per se. The tripping rectifier bridge 25 is connected to the secondary winding of 28, and the blocking bridge 27 is connected to the secondary winding of 30.
This results in a direction measurement related to the vector position of the total current I, 1 in relation to the conductor-earth voltage URE. In order to achieve the greatest possible value of the output direct current of the directional circuit 25, 27, the internal angle of the directional circuit is adapted to the conduction angle in a manner known per se. This can be done by phase-rotating means acting on Iai or URE.
The direct current supplied by the directional formwork 25, 27 is superimposed on the under- im: pedanzme.ssunig caused by 16, 17, 18 in that the rectifier bridges 16, 18, 25, 27 are connected to one another in such a way that if the conductor is faulty, the excitation is supported by the direction measurement. This support is advantageous only when a total flow h1 flows. This results in a desired increase in the sensitivity of the Z excitation in the case of one-pole faults.
(Due to the known coupling of the Z excitation, no selective excitation could be achieved in this case, since the excitation elements would not respond at all without using the summation current.) The phase selectivity is achieved through the assignment of one directional switching to the Underimpedance measurement of each phase conductor achieved.
It can be advantageous to dimension the influence of the direction measurement so large that it alone causes an excitation - for example in the case of relays 1, 5, 9 for the error case indicated in FIG. 1. The direction measurement is expediently released by an excitation element (not shown) in the total current path, which switches on by closing a contact 32 I @ i.
Another advantage of the inventive excitation element results from the fact that the additional direct current supplied by the directional circuit 25, 27 makes the Z excitation less sensitive in healthy phases, since the voltage of healthy phases is shifted by more than 90 compared to the voltage of the faulty line. This eliminates the risk of incorrect excitation due to equalizing currents in healthy phases. In relation to the error case indicated in FIG. 1, however, this means that when relays 2, 6, 10 are acted upon in the reverse direction, the excitation in the fault-free conductors can respond, but not the excitation in the faulty conductor.
However, this need not be a disadvantage; because even in the event of an excitation in the faulty conductor, the directional relay of the distance relays 2, 6, 10 blocks the triggering when an excitation occurs. In the event of a stimulation in the healthy phases, the impedance measurement blocks a triggering in the graduated stages. The distance relays 2, 6, 10 can therefore only trigger with the end time.
In the game Ausführungsbei shown in Figure 3a, 3b, this behavior of the excitation is eliminated and even with a blocking energy direction, only an excitation occurs in the faulty conductor. In this case, impedance measurement and direction measurement are carried out separately. The directional circuit 25, 27 be seated accordingly a relay output 26. The lines 23, 24 of the circuit according to Figure 2 are omitted. There are no further differences between the circuit according to FIG. 3a and the circuit according to FIG. A repetitive description can therefore be dispensed with.
The relay output 26 - in the practical version formed, for example, by a moving coil relay with a downstream auxiliary relay that has a make contact r1, a break contact r3 and a changeover contact r2 - is with its contacts r1, r2, r3 and with contacts s1, s2 , s3 and t1, t2, t3 of the relay outputs (not shown) of phases S and T are switched in such a way that, when one-pole contact is made, an excitation occurs with respect to the associated conductor;
As already explained above, a two-pole excitation by directional switching with respect to the fault-free conductor can occur in the event of a fault in the reverse direction. Therefore, in this case, the relay of the third conductor must be excited.
In order to obtain such an excitation through: the directional circuits of the phases R, S, T, the make contacts r1, s1, t1 of the relay outputs are - as shown in FIG. 3b - the relay outputs via lines 42, 43, 44 with the positive pole of the supply voltage and with the root of the changeover contacts s2, t2, r2 connected.
The break contact of s2 (corresponding to t2, r2) is connected via the break contact t3 (corresponding to r3, s3) and the line 45 (46, 47) to the auxiliary relay 36 (37, 38) for the selection of the measured variable. The normally open contact of s2 (t2, r2) is connected via a line 48 '(49, 50) to the line 47 (45, 46) and thus to the auxiliary relay 38 (36, 37).
This circuit ensures that when only one directional circuit responds, for example 25, 26 of phase R, the distance relay is switched to the associated conductor by - based on the assumed case r1 closes, with which the auxiliary relay 36 responds and the required circuits initiated in the distance relay. When two directional switches respond, for example phases S, T, s1, t1 close, s3, t3 open and s2, t2 switch. The auxiliary relay 36 assigned to phase R is thus also excited via 43, is1, t2, 49, 45.
The auxiliary relay 36 (corresponding to 37, 38) can also be excited via the line 39 (40, 41) by closing this contact 33 (34, 35) the polarized relay 17 of the underimpedance excitation of the phase R. The contact 34 is actuated by the relay of phase S, the contact 35 by the relay of phase T of the respective underimpedance excitations.
It can be useful, in the event of an excitation by direction measurement - corresponding to the example given in FIGS. 3a, 3b - to cancel the blocking of the distance relay by its directional element. This has the advantage that the distance relays 2, 6, 10 can then also trigger in the event of the fault indicated in FIG. The distance relays 2, 6, 10 measure compared to the distance relays 1, 5, 9 namely an impedance which is reduced by the respective line 11, 13, 15. The relays 1, <B> 5, 9 </B> can therefore more easily get into the area of the end time, in which a selective time graduation becomes problematic.
The advantages achieved with the invention are in particular that an excitation element for protective relay arrangements, in particular distance relays, was created for rigidly earthed networks, which is highly sensitive to single-pole faults and yet works selectively and which has the properties of usual underimpedance activation elements for multi-pole faults.