Schnellwirkende Distanzschutzanordnung für Drehstromnetze. <U>Für</U> den Distanzschutz in Drelistromlioch- spannungsnetzen benutzte man ursprünglich Dreirelaisschaltungen, bei denen jeder Leiter ein eigenes Distanzrelais erhielt. Zur Ver ringerung des Aufwandes ging man dann zur Zwei- und Einrelaissehaltung über (Spar- sehaltungen), bei denen<B>je D</B> rehstromleitungs- ende nur zwei bzw. ein Distanzrelaissystem vorhanden sind.
Diese Anordnungen erfor dern dafür aber bestimmte Auswahlschaltun gen, die in Abhängigkeit von den Anrege- bedingungen in den einzelnen Leitern die für den jeweiligen Fehlerfall massgebenden elek trischen Messgrössen des Stromes und der ,Spannung (meist über Hilfsrelaisanordnun- gen) auf die Distanzrelaissysteme schalten.
Diese Auswahlschaltungen erfordern na türlich infolge der Eigenzeiten der vor das eigentliche Distanzrelaissystem geschalteten Anrege- und Hilfsrelais bestimmte Mindest- auslösezeiten, die heute fÜr Höchstspannungs- netze, insbesondere bei starrer Nullpunkts- ürdung, als niel-it mehr tragbar angesehen wer den.
Man verwendet daher neuerdings wieder Mehrrelaissehalt-tuigen, um die für die Mess- grössenauswahl erforderliche Zeit einzusparen. Hierzu ist eigentlich eine SechsreIaisschaltung erforderlich, von denen drei Relais so geschal tet sind, dass sie die drei Schleifen Leiter/Erde überwachen, während drei weitere Relais für die überwachung der Schleifen Leiter/Leiter vorgesehen sein müssten. Der Aufwand von sechs Distanzrelais ist aber natürlich gegenüber den bisherigen Schal tungen sehr erheblich,
und man bemüht sich daher, wenigstens mit ni'ir drei Relais eine wirtschaftlich wie technisch vertretbare Lö sung zu finden. Eine exakte Ausmessung der Fehlerstelle bedingt dann aber wieder be stimmte Umschaltungen und diese bringen wieder eine gewisse Erhöhung der Auslösezeit mit sich.
Die bisher bekannten Dreirelaisschal- tungen arbeiten alle so, dass die Relais nor malerweise die drei Schleifen zwischen den Leitern überwachen und erst bei zusätzlichem Auftreten von Erdfehlerkriterien die Mess- kreise der Relais<B>-</B> entweder sämtlich oder mit einer bestimmten Phasenbevorzugung<B>-</B> auf die Schleifen Leiter/Erde iunschalten.
Da nun aber nach allgemeiner praktischer Erfahrung Kurzschlüsse über Erde<B>-</B> insbe sondere in starr geerdeten Netzen<B>-</B> weit häu figer auftreten als solche ohne Erdbeteiligung, sollen die Messkreise der drei Relais entgegen dem bisherigen Brauch erfindungsgemäss so angeordnet werden, dass sie von Haus aus die Schleifen Leiter/Erde überwachen.
Diese er findungsgemässe Anordnung bringt den Vor teil, dass die Relais in den am häufigsten auf tretenden Fehlerfällen, nämlich einpoligen Erdgehüssen, bereits von vornherein mit den hierfür massgebenden Strom- und Spannungs- messgrössen beaufsehlagt werden und somit ohne jede Verzögerung für eine vorherige Messgrössenwahl schnellstens auslösen können.
Für die Erfassung von zwei- oder drei- poligen Fehlern kann die Anordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung so getroffen sein, dass in allen Fällen bei Feh lern ohne Erdbeteilig-Lmg bzw. zwischen zwei oder mehreren Phasenleitern eine Umschal tung auf die Schleifen zwischen den Leitern <B>.</B> erfolgt. Für diese selteneren Fehler tritt dann eine gewisse zusätzliche Verzögerung für die Auswahl auf; dafür ist aber der Umfang der Schutzanordnung von sechs auf drei Relais sehr stark reduziert.
Nach einem besonders vorteilhaften, in Fig. <B>1</B> bis<B>3</B> dargestellten Ausführungsbeispiel kann überdies diese etwas erhöhte Auslösezeit bei zwelpoligen Fehlern mit Erdbeteiligung dadurch vermieden werden, dass auch im Un- symmetriestromkreis der Stromwandler ein Anregeglied (Unsymmetrierelais) vorgesehen ist, das beim Auftreten von Summenströmen,
anspricht und entweder direkt oder über nach geschaltete Hilfsrelais eine Umschaltung der Messglieder auf -verkettete Messwerte verliin- dert.
Gemäss Fig. <B>1</B> liegen in den Phasen<I>R,</I> S und T des zu überwachenden Netzes die Strom wandler<B>81,<I>S2,</I></B> Ss. Die Sekundärströme dieser Stromwandler durchiliessen die überstroin- anregerelais <B>A"</B> A" At und das-zusätzlich vor gesehene Summenstromrelais <B>A".</B> Die Mess- widerstände R,
bis R4 dienen zur Erzeugung definierter Spann-umgsabfälle. Während bei einpoligen Fehlern in bekannter Weise<B>je-</B> weils eines der überstromanregeglieder <B><I>A" A,</I></B> oder<B>A,</B> anspricht, wird das Überstromanrege- glied A., das sog. Unsymmetrierelais, nur bei zweipoligen Fehlern mit Erdbetei-lig-LLug durch den S-Lunmenstrom angeregt.
Die Schaltungsanordnung für die Relais kontakte nach Fig. <B>1</B> ist aus dem Gleichstrom- plad der SeliLitzanordn-Lmg gemäss Fig. 2 zu ersehen. Während jedes der überstromanrege- relais <B><I>A, A,</I></B> und At nur<B>je</B> einen Kontakt be sitzt (a" a" at), hat das Unsymmetrierelais <B>A.</B> drei Kontakte (a.', a"2, a"3).
Die Relais<I>B" B,</I> -und Bt sind Hilfsrelais, die bei überstroin im Leiter<I>R,<B>S</B></I> oder T durch Schliessung der Kontakte a" <I>a.,</I> oder at zum Ansprechen gebracht werden.
Diese Hills- relais bringen die hier nicht dargestellten und die Abschaltung einleitenden Zeitrelais zum Ablauf und besitzen ferner die in Fig. 2 dar gestellten Kontakte<B>b" b,</B> und bt, die in zykli scher Vertauschung den Stromkreisen für die Kontakte at, a, -und a, zugeordnet sind.
Sobald in einem dieser Stromkreise sämtliche Relais kontakte geschlossen sind, spricht eines der zusätzlichen Hilfsrelais (B"" B, .t oder Bt,) an.
Tritt beispielsweise im Leiter R ein Über strom auf, so spricht das Überstromanrege- glied <B>A,</B> an und schliesst den Kontakt a,. Da mit spricht das Hilfsrelais B, an und bringt das hier nicht dargestellte Zeitrelais für die Abschaltung des fehlerhaften Leiters zum<B>Ab-</B> lauf. Ausserdem wird der IEI.illsrelaiskontakt br geschlossen, was aber für diesen Fehlerfall ohne Bedeutung ist, da der Kontakt at offen ist.
Bei einem zweipoligen Kurzsehluss ohne Erdbeteiligung, der beispielsweise die Phasen R und S betrifft, werden die Kontakte ar und a, geschlossen. Durch das Ansprechen der Hilfsrelais B, und B" werden die Zeitrelais zum Ablauf gebracht und die Kontakte br und <B>b,</B> geschlossen.
Da in diesem Falle kein Un- symmetriestrom auftritt, bleiben die Kontakte a,' bis a,3 geschlossen, so dass also zusätzlich, das Hilfsrelais Br, anspricht und die Umschal tung des in Fig. <B>3</B> dargestellten Messgliedes vom Leiter R auf die Schleife RS bewirkL Tritt dagegen ein zweipoliger Fehler mit Erd- beteiligung auf,
so wird durch den Unsymme- triestrom das Unsymmetrierelais <B>A.</B> erregt und öffnet seine Kontakte aJ bis a"3. Die Stromkreise für die Hilfsrelais B", B,t und Bt, können nunmehr nicht geschlossen werden, so dass eine Umsellaltung der Messglieder auf die verketteten Spannungen und Ströme ver hindert wird.
Das in Fig. <B>3</B> dargestellte, Mess- glied für den Leiter R und die Schleife RS wird mit seinen Leitern (r), (o) und (s) an die entsprechend bezeichneten Potential punkte der Schaltung nach Fig. <B>1</B> angeschlos sen. Die Leitungen u, v und e werden an die entsprechenden Spannungsleiter bzw. an Erde gelegt.
Eine dem Strom proportionale Grösse wird über den Vorwiderstand Ri, den Strom wandler Üi und die Gleiehrichter Gl auf die Stronispule des Impedanzmessgliedes Z, ge geben.
Ganz analog wird die Spannungsspule des Impedanzmessgliedes über den Vorwider- stand R", den Übertrager ü" und die Gleich- richteranordnung G. von der Spannung be- aufschlagt. Normalerweise nehmen die Kon takte b"' und bJ die gezeichnete Lage ein.
Beim Ansprechen des Hilfsrelais B" werden die Kontakte br,11 und b",2 umgelegt, so dass in diesem Fall vom Impedanzmessglied die ver ketteten Spannungen und Ströme erfasst wer den.
Da beim Auftreten von Unsymmetrieströ- men diese Umschaltung durch das Unsymme- trierelais <B>A,</B> verhindert wird, werden durch die Einsparung der Umschaltezeit zweipolige P ehler mit Erdberührung in der sehnellst- möglichen Weise erfasst.
Ein weiterer Vorteil dieser beschriebenen Anordnung besteht darin, dass einpolige Erd- schlüsse auch bei Auftreten von überstrom in den gesunden Leitern (Bauchsehes Paradoxon) auf alle Fälle einwandfrei erfasst werden. Ohne diese Anordnung würde in diesen Fäl len eine Umsehaltung auf verkettete Werte erfolgen, was zu falschen Impedanzmessungen führen würde.
Eine zusätzliche Einsparung an Auslöse- zeit lässt sich für die weitaus am häufigsten vorkommenden einpoligen Erdschlüsse gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung noch dadurch erreichen, dass man für die Schnellstufe der Distanzrelais auf jede be sondere Anregung durcli Überstrom,
Unter schreiten der Betriebsimpedanz usw. ver- 9"iehtet. Da die Messglieder und Energierich- tungsglieder dauernd an Strom und Span- ni.ing liegen, kann die Schnellstufe der Distanzrelais auf Kurzsehlüsse im. Netz sofort reagieren.
Die Auslösezeit lässt sich auch dadurch ver kürzen, dass gemäss Fig. 4 Überstromkontakt a., Euergierichtungskontakt n und Impedanz- kontakt z mit der Spule des Ausschaltschützes in Reihe liegen. Beim Auftreten irgendwelcher Fehler beginnt also für jeden dieser Kontakte die Schliesszeit abzulaufen, so dass die Aus lösung erfolgt, wenn der letzte dieser drei Kontakte geschlossen wird. Zeitlich arbeiten diese Kontakte also parallel.
Normalerweise werden die Kontakte n und z zuerst geschlos sen sein, so dass der Auslösebefehl durch den Anregekontakt a freigegeben wird.