(Zusatzpatent zum Hauptpatent Nr. 423 951) Phasenvergleich-Schutzanordnung für eine elektrische Leitung Den Gegenstand des Hauptpatentes bildet eine Pha- senvergleich-Schutzanordnung für eine elektrische Lei tung, bei der an jedem Ende der zu schützenden Leitung beim Auftreten eines Fehlers die Phasendifferenz zwi schen einer aus den Leiterströmen an jeweils dem einen Ende der Leitung abgeleiteten, einphasigen Messgrösse und einer aus den Leiterströmen an jeweils dem anderen Ende der Leitung abgeleiteten und über eine Hochfre- quenzverbindung an das jeweils eine Ende der Leitung übertragenen,
einphasigen Vergleichsgrösse ermittelt wird und bei der bei einer einen inneren Fehler kennzeichnenden, vorgegebenen Phasendifferenz die zu schützende Leitung durch an ihren Enden angeordnete, über Schalteinrichtungen beeinflusste Leistungsschalter abgeschaltet wird und bei der jeder Schalteinrichtung eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, die beim Auftreten eines äusseren oder inneren Fehlers die bisher gesperrte Schalteinrichtung freigibt, worauf die Schalteinrichtung im Falle eines äusseren Fehlers nach einer vorgegebenen Zeit durch die Steuereinrichtung wieder gesperrt,
im Falle eines inneren Fehlers vor Eintreten dieser Sperrung durch eine sich in Abhängigkeit von der Phasendifferenz bildende Grösse zur Abgabe eines Auslösesignals veran- lasst wird, während im Falle eines während eines äusseren Fehlers zusätzlich auftretenden inneren Fehlers die nach der vorgegebenen Zeit wieder gesperrte Schalt einrichtung erneut durch die Steuereinrichtung freigege ben wird und die Abgabe eines Auslösesignals veranlas sen kann.
Bei der im Hauptpatent beschriebenen Phasenver- gleich-Schutzanordnung wird der Fehler mittels einer Einrichtung zur Messwertbildung erfasst, die eine ein phasige, pulsierende Ausgangsgrösse oder eine einphasi ge Wechselspannung erzeugt. Die Amplitude dieser Wechselspannung wird dazu verwendet, um das Auftre ten eines Fehlerstromes in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt zu ermitteln, und die Phasenlage dieser Wechselspannung wird dazu benutzt, um den Fehlerort festzustellen.
Wenn die Amplitude der von der Einrichtung zur Messwertbildung erzeugten, einphasigen Wechselspan nung einen Wert erreicht, der die Existenz eines Fehlers anzeigt, dann sendet die an jedem Ende des zu überwa chenden Leitungsabschnittes angeordnete Relaisanord nung eine Serie von Sperrsignalen aus, deren Phasenlage durch die Flussrichtung des Stromes am Ort der Relais anordnung bestimmt ist.
Der zu überwachende Leitungsabschnitt ist an bei den Enden mit einander ähnelnden Relaisanordnungen versehen, von denen jede auf die Fehlerströme anspricht, die an ihrem Einbauort fliessen; dabei sendet jede Relaisanordnung eine eigene, bezüglich der Phasenlage individuell bestimmte Reihe von Sperrsignalen aus. Die ausgesendeten Sperrsignale werden zwischen zwei oder mehreren Relaisanordnungen durch geeignete Mittel, beispielsweise über eine einen Leiter des zu überwachen den Leitungsabschnittes verwendende Trägerfrequenz verbindung, über eine besondere Drahtverbindung, die zwei Relaisanordnungen miteinander verbindet oder auch über eine Kurzwellenverbindung übertragen.
Wenn der Fehler innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes auftritt, dann haben die Fehlerströ me an beiden Enden des zu überwachenden Leitungsab schnittes dieselbe Richtung (sie fliessen an beiden Enden des zu überwachenden Leitungsabschnittes in diesen hinein) und die Phasenlage der ausgesendeten Sperrsi gnale ist derart, dass die Relaisanordnungen die zugehö rigen Leistungsschalter betätigen, um den fehlerbehafte ten Leitungsabschnitt abzutrennen.
Liegt ein bezüglich des zu überwachenden Leitungsabschnittes äusserer Feh ler vor, dann haben die Fehlerströme an den beiden Enden des zu überwachenden Leitungsabschnittes entge gengesetzte Richtungen (sie fliessen an dem einen Ende in den zu überwachenden Leitungsabschnitt hinein und an dem anderen Ende aus dem zu überwachenden Leitungsabschnitt heraus), und die Phasenlage zwischen den ausgesendeten Sperrsignalen ist derart, dass die Relaisanordnungen die zugeordneten Leistungsschalter nicht auslösen.
In vielen Fällen arbeitet eine solche Phasenvergleich- Schutzanordnung zufriedenstellend; unter gewissen Um ständen jedoch, beispielsweise im Falle eines dreiphasi- gen Fehlers, lässt sich die Amplitude der einphasigen, von der Einrichtung zur Messwertbildung erzeugten Wechselspannung praktisch nicht mehr von derjenigen Amplitude dieser Wechselspannung unterscheiden, die bei hohen, aber zulässigen Lastströmen in der Einrich tung zur Messwertbildung erzeugt wird.
In einem sol chen Fall würde also die Phasenvergleich-Schutzanord- nung auch dann ansprechen, wenn überhaupt kein Fehler aufgetreten ist; der Sender jeder Relaisanordnung würde zu arbeiten beginnen, und es würden die von den Sendern ausgesendeten Signale an sich unnötigerweise zu den Empfängern der Relaisanordnungen übertragen wer den, um das Auslösen der zugeordneten Leistungsschal ter zu verhindern.
Diese an sich unnötige Übertragung der von den Sendern erzeugten Signale ist aus mehreren Gründen unerwünscht. Beispielsweise kann dadurch ein falsches Auslösen eines oder mehrerer Leistungsschalter verur sacht werden, wenn während der Übertragung der Signale irgendein Fehler in der Phasenvergleich-Schut- zanordnung selbst auftritt; ausserdem wird durch die an sich unnötige Übertragung der Signale eine Benutzung der Übertragungsmöglichkeiten für Zwecke der Übertra gung von Nachrichten oder von Betätigungssignalen zwischen den verschiedenen Relaisanordnungen verhin dert.
Diese Schwierigkeiten bei der Phasenvergleich- Schutzanordnung gemäss dem Hauptpatent lassen sich gemäss der Zusatzerfindung dadurch beseitigen, dass zusätzlich an jedem Ende der zu schützenden Leitung zwei Distanzrelais angeordnet sind, von denen das jeweils eine Distanzrelais einen zumindest die zu schüt zende Leitung einschliessenden Auslösebereich und das jeweils andere, an demselben Ende der Leitung angeord nete Distanzrelais einen ausserhalb der zu schützenden Leitung liegenden, sich an das jeweils selbe Ende der Leitung anschliessenden Auslösebereich aufweist,
und dass das erstgenannte Distanzrelais beim Auftreten eines mehrphasigen Fehlers in seinem Auslösebereich sowohl die Steuereinrichtung zur Freigabe der Schalteinrichtung anreizt als auch die Übertragung der Messgrösse veran lasst, während das zweitgenannte Distanzrelais beim Auftreten eines mehrphasigen Fehlers in seinem Auslö- sebereich nur die Übertragung der Messgrösse veran lasst.
Die gemäss der Zusatzerfindung verbesserte Phasen vergleich-Schutzanordnung ist in der Lage, einerseits sehr empfindlich auf das Auftreten von Fehlern in der zu schützenden Leitung zu reagieren und andererseits Fehl- auslösungen durch zulässige Lastströme zu vermeiden; in der verbesserten Phasenvergleich-Schutzanordnung werden die Relaisanordnungen also nur bei Fehlern in der zu schützenden Leitung betätigt.
Ausserdem kann die gemäss der Zusatzerfindung verbesserte Phasenvergleich-Schutzanordnung auch zur Überwachung solcher Leitungsabschnitte eingesetzt wer den, die mit Serienkondensatoren ausgerüstet sind. Eine solche Phasenvergleich-Schutzanordnung bleibt auch dann unbeeinflusst, wenn die Serienkondensatoren durch Funkenüberschlag an den Kondensatoren parallelliegen den Funkenstrecken während eines Fehlers abgeschaltet sind.
Eine Ausführungsform der Zusatzerfindung ist nach folgend an Hand der Figuren näher erläutert, von denen die Fig. 1 ein Blockschaltbild einer verbesserten Phasen vergleich-Schutzanordnung zeigt und die F!-. 2 und 3 Blockschaltbilder der verschiedenen Typen von Übertra- gungsleitungen darstellen, die mit einer Anordnung gemäss Fig. 1 überwacht werden können;
die Fig. 4a und 4b zeigen den Impedanzverlauf einer übertragungslei- tung mit Serienkondensatoren und in der Fig. 5 ist ein der Fig. 4b ähnliches Diagramm dargestellt, das den Auslösebereich der verschiedenen Distanzrelais wieder gibt.
In der Fig. 6 ist schematisch die Schaltung eines Distanzrelais dargestellt, das in der in der Fig. 1 dargestellten Schaltung verwendet werden kann, und die Fig. 7 zeigt einen Teil der verbesserten Phasenvergleich- Schutzanordnung mit den Kontakten der Distanzre lais.
Die Leitung 1 enthält, wie die Fig. 2 zeigt, einen ersten zu überwachenden Leitungsabschnitt A-B und einen zweiten zu überwachenden Leitungsabschnitt C-D. Der Leitungsabschnitt A-Bist an seinen mittels an den Orten A und B angeordneten Leistungsschaltern an Hauptversorgungsleitungen 1A und 1C angeschlos sen. Der zu überwachende Leitungsabschnitt C-Dsteht über an den Orten C und D angeordnete Leistungsschal ter mit den Hauptversorgungsleitungen 1C und 1D in Verbindung.
Die Leitung 1' der Fig. 3 ist bis auf die Kondensato ren 3 mit der in der Fig. 2 dargestellten Leitung identisch; die Kondensatoren 3 sind in dem zu überwa chenden Leitungsabschnitt AB' angeordnet, um eine induktive Kompensation zu erreichen, durch die dieser Leitungsabschnitt zur Übertragung grösserer Leistungen geeignet ist. Die Serienkondensatoren 3 sind in üblicher Weise mit Funkenstrecken 5 versehen, die bei ausseror- dentlich hohen, durch den Leitungsabschnitt AB' flies- senden Strömen überschlagen.
Die an den Orten A und B liegenden Leistungsschal ter 2A und 2B werden für sich durch je eine Relaisan ordnung 4 kontrolliert, die das Auftreten eines Fehlers in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt A -B erfas sen. Eine typische Relaisanordnung 4 ist in der Fig. 1 dargestellt; sie enthält eine Einrichtung 6 zur Messwert bildung, die in Abhängigkeit von dem Strom eine einphasige Wechselspannung erzeugt.
Bei einigen Feh lerfällen ist die Amplitude der von der Einrichtung 6 zur Messwertbildung gebildeten, einphasigen Wechselspan nung erheblich grösser als die Amplitude, die bei durch den zu überwachenden Leitungsabschnitt fliessenden Lastströmen von der Einrichtung 6 erzeugt wird. Bei diesen Fehlern wird die Amplitude der von der Einrich tung 6 zur Messwertbildung erzeugten Wechselspannung dazu verwendet, die Relais 16 und 18 zu betätigen, wie es im Hauptpatent beschrieben ist. Bei anderen Fehler fällen hingegen, beispielsweise bei einem dreiphasigen Fehler, kann die Amplitude der einphasigen Wechsel spannung niedriger sein als bei zulässigem Laststrom.
Um auch in diesen Fällen eine einwandfreie Fehlererfas sung zu ermöglichen, ist die Verwendung von Distanzre lais P und S vorgesehen. Zur Überwachung von Lei tungsabschnitten mit Serienkondensatoren ist mitunter der Einsatz eines dritten Distanzrelais R von Vorteil.
Die Distanzrelais P, R und S, die identisch aufgebaut und in üblicher Weise ausgeführt sein können, sind in der Fig. 6 schematisch dargestellt. Die Ausführung des Relais 7 ist in diesem Rahmen nur insofern von Bedeutung, als es beim Auftreten von Fehlern in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt erregt werden muss. Jedes Distanzrelais ist mit auf Fehler ansprechenden Betätigungsorganen 9 und 11 versehen, von denen jedes beim Auftreten eines dreiphasigen Fehlers oder eines Fehlers zwischen Phase und Phase innerhalb des Auslö- sebereiches der Distanzrelais normalerweise offene und normalerweise geschlossene Kontaktsätze 45 und 47 betätigt.
Die zum Arbeiten der Distanzrelais erforderli chen Ströme und Spannungen sind mittels Strom- und Spannungswandleranordnungen 8 und 13 gewonnen und den Strom- und Spannungseingängen 8a, 8b, 8c und 13a, 13b, 13c zugeführt. Um zu erreichen, dass die Ströme für die Distanzrelais P, R und S als auch für die Einrichtung 6 zur Messwertbildung von einer einzigen Stromwandleranordnung 8 abgeleitet werden können, sind die Distanzrelais mit Stromausgangsklemmen 8d, 8e, 8f ausgerüstet.
Wenn ein dreiphasiger Fehler innerhalb des Auslöse bereiches des Distanzrelais auftritt, dann wird sein Relais bzw. sein Betätigungsorgan 9 dazu veranlasst, die normalerweise offenen Kontakte des Kontaktsatzes 45 zu schliessen und die normalerweise geschlossenen Kon takte des Kontaktsatzes 45 zu öffnen. In ähnlicher Weise wird das Betätigungsorgan 11 bei einem Fehler zwischen Phase und Phase oder bei einem Fehler zwischen Phase- Phase-Erde, der innerhalb des Auslösebereiches des Distanzrelais auftritt, betätigt, wobei der Kontaktsatz 47 umgeschaltet wird.
Wie in der Fig. 7 dargestellt, sind die normalerweise geschlossenen Kontakte 21Sa und 21Pa des Kontaktsat zes 45 der Distanzrelais S und P in Reihe mit den normalerweise geschlossenen Kontakten 21Sb und 21Pb des Kontaktsatzes 47 der Distanzrelais S und P in Reihe mit den normalerweise geschlossenen Kontakten 16a des Relais 16 angeordnet.
Daher wird durch das Öffnen eines der normalerweise geschlossenen Kontakte 16a, 21Sa, 21Sb, 21Pa oder 21Pb die Klemme 132 von der negativen Klemme 80 abgetrennt, wodurch die Klemme 120 über die Leitung 121 ein positives Potential an den Sender 24 und den Tastkreis 22 anlegen kann. Der auf diese Weise eingeschaltete Sender 24 wird durch die Einrichtung 6 zur Messwertbildung der Steuerung durch den Tastkreis 22 in einer Weise unterworfen, die aus dem Hauptpatent bekannt ist.
Um die Schalteinrichtung 42 (Fig. 1) freizugeben, sind die normalerweise offenen Kontakte 21Pc, 21Pd des Distanzrelais P unter Mitwirkung des Relais 300 parallel zu den normalerweise offenen Kontakten 18a des Relais 18 angeordnet. Das Relais 300 wird erregt, um seine normalerweise offenen Kontakte 300a beim Schliessen der normalerweise offenen Kontakte 21Pc oder 21Pd des Distanzrelais P zu schliessen.
Dadurch werden die Kontakte 300a, die parallel zu den normaler weise offenen Kontakten 18a liegen, geschlossen, und die Steuereinrichtung 46 (Fig. 1) wird veranlasst, die Schalteinrichtung 42 der Kontrolle des Phasen-UND- Verknüpfungsgliedes 34 zu unterstellen. Um eine Zeit verzögerung zwischen dem Schliessen der Kontakte 21Pc und 21Pd und den Kontakten 300a zu erzielen, können mehrere Wege beschritten werden, beispielsweise kann, wie in der Fig. 7 dargestellt, ein Kondensator parallel zur Spule des Relais 300 angeordnet sein.
In der Fig. 4A sind an Hand eines R-X-Diagramms die Auslösebereiche der Distanzrelais dargestellt, wie sie im Rahmen der Zusatzerfindung Verwendung finden können. Die Auslösebereiche sind dargestellt für Relais, die an den Orten A und B des in der Fig. 3 dargestellten, zu überwachenden Leitungsabschnittes 1' mit Serienkon densatoren angeordnet sind. Die R- und X-Achsen des Diagramms sind aus der normalen Lage herausgedreht worden, um die Linie X-G, die die Impedanz der gesamten Leitung darstellt, in eine Lage zu bringen, in der sie waagerecht in der Figur erscheint.
Diese Drehung gestattet eine vereinfachte Darstellung der Auslöseberei- che der an den Orten C und D sowie an den Orten A und B angeordneten Distanzrelais. Die Serienkondensa toren 3 sind in der Nähe des Leistungsschalters am Orte B angeordnet, und zwar auf der Seite des Leistungsschal ters, die dem Ort A zugewendet ist. In dem in der Fig. 4A gezeigten Diagramm ist der Einfluss der Serienkon densatoren 3 durch die Strecke H-B wiedergegeben.
Wie dem R-X-Diagramm zu entnehmen ist, ist das am Orte A liegende Distanzrelais S derart eingestellt, dass es bei jedem dreiphasigen Fehler betätigt wird, der in dem Abschnitt der Linie X-G auftritt, der innerhalb des den Auslösebereich des Distanzrelais S darstellenden Kreises 21SA liegt.
Der Auslösebereich des Distanzrelais S umschliesst mindestens genauso viel des Leitungsab schnittes Y -Z wie der den Auslösebereich des Distanz relais P am Orte B wiedergebende Kreis 21PB. In ähnlicher Weise kann das Distanzrelais P am Orte A die Fehler erfassen, die innerhalb des Abschnittes der gesamten Leitung X-G auftreten, der innerhalb des Kreises 21PA liegt. Die Kreise 21PB, 21SB und 21RB bezeichnen die Abschnitte der gesamten Leitung X-G, die, wenn in ihnen ein dreiphasiger Fehler auftritt, eine Betätigung der Distanzrelais P, S oder R am Orte B bewirken.
Da das hauptsächliche Interesse den Abschnitten der Linie X-G mit den Kreisen gilt, die durch die Auslöse bereiche der Distanzrelais P, R und S beschrieben sind, lassen sich die Auslösebereiche, wie in der Fig. 4B gezeigt, durch Rechtecke darstellen, die entlang der Linie X-G angeordnet sind und eine Länge besitzen, die dem Auslösebereich des jeweiligen Distanzrelais oder der Länge des Leitungsabschnittes entspricht, den das entsprechende Distanzrelais überwacht. Diese Darstel lung vereinfacht die Figuren, ohne die Erklärung der Er findung zu beeinträchtigen.
In der Fig. 5 ist die gesamte Leitung X-G für den Fall dargestellt, dass die die Serienkondensatoren 3 schützenden Funkenstrecken 5 gezündet haben. Dieses Zünden macht die Serienkondensatoren 3 wirkungslos, so dass der Punkt B mit dem Punkt H zusammenfällt. Der Leitungsabschnitt C-D der Fig. 5 stellt den Leitungsabschnitt 1 der Fig. 2 dar und gibt die typische Einstellung der Auslösebereiche der Distanzrelais wie der.
Die übrigen Einzelheiten der verbesserten Phasen vergleich-Schutzanordnung lassen sich am besten an Hand der folgenden Beschreibung der Funktionsweise erklären.
Bei normalem, fehlerlosem Betrieb der Leitung 1 befinden sich die Relais 16 und 18 sowie die Distanzre lais P und S und, falls verwendet, auch das Distanzrelais R in ihrer kein Fehler anzeigenden Lage, wie es in der Fig. 7 dargestellt ist. Wenn ein genügend grosser Laststrom fliesst, dann wird dem Verzögerungsnetzwerk 38 eine von der Einrichtung 6 zur Messwertbildung erzeugte Wechselgrösse über den ersten Impulsformer 14 der Relaisanordnung 4 nach Fig. 1 und das Phasen UND-Verknüpfungsglied 34 zugeführt. Der Kondensa tor 148 des Verzögerungsnetzwerkes 38 wird abwech selnd geladen und entladen, was aber,
da die Schaltein richtung 42 durch die Steuereinrichtung 46 gesperrt ist, nicht zum Sperren des Transistors 170 der Schalteinrich tung 42 führt, und zwar auch dann nicht, wenn der Transistor 166 der Schalteinrichtung 42 etwas leitend ist. Die normalerweise geschlossenen Kontakte 16a des Relais 16, die normalerweise geschlossenen Kontakte 21Sa und 21Sb des Distanzrelais S und die normalerwei se geschlossenen Kontakte 21Pa und 21Pb des Distanz relais P bleiben geschlossen.
Dadurch ist die Leitung 121 direkt mit der negativen Leitung 83 verbunden, wodurch eine Erregung des Tastkreises 22 und ein Einschalten des Senders 24 unterbunden ist. Ausserdem wird der Transistor 114 des Tastkreises 22 leitend gehalten, und dadurch wird jede Beeinflussung des Senders 24 durch die Einrichtung 6 zur Messwertbildung verhindert.
Da die Wirkungsweise der Phasenvergleich-Schut- zanordnung bei den Fehlern bereits ausführlich im Hauptpatent beschrieben ist, bei denen die von der Einrichtung 6 zur Messwertbildung erzeugte einphasige Wechselspannung eine höhere Amplitude als bei grossen, zulässigen Lastströmen besitzt, ist im folgenden die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Phasenvergleich- Schutzanordnung nur für die Fälle beschrieben, in denen die Amplitude der einphasigen Wechselspannung bei einem dreiphasigen Fehler kleiner als bei zulässigen, jedoch fehlerfreien Lastbedingungen ist.
Ein solcher Fall tritt dann ein, wenn die Last, die über die gesamte Leitung übertragen wird, unter der maximalen Kapazität der Leitung liegt und wenn die Kapazität der Generatoren, die die Hauptversorgungslei tungen 1A, 1B und 1C speisen, kleiner ist als die, die bei Nennlast über die Leitung übertragen wird. In einem sol chen Fall wird sich die Spannung an einer oder mehreren der Hauptstromleitungen 1A, 1B und 1C wegen der Spannungsabfälle in den die Hauptversorgungsleitungen speisenden Strompfaden und/oder wegen der inneren Impedanz der Generatoren nicht den Nennwert errei chen.
Daher kann der in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt fliessende Strom auch dann, wenn in dem zu überwachenden Leitungsabschnitt ein dreiphasi- ger Kurzschluss mit niedriger Impedanz auftritt, so klein sein, dass die Amplitude der einphasigen Wechselspan nung der Einrichtung 6 zur Messwertbildung beträcht lich kleiner ist als die Amplitude der Wechselspannung, die bei mehreren angeschlossenen Generatoren und einer grösseren über die Leitung übertragenen Leistung in der Einrichtung 6 gebildet wird.
In einigen Fällen ist es möglich, die Anregebedingungen der Relaisanordnungen jeweils dann zu ändern, wenn die Zahl der Generatoren, die die Leitungen versorgen, oder die Leistung verändert wird, die über den zu überwachenden Leitungsabschnitt fliesst; solche Massnahmen sind aber aus vielen Gründen unerwünscht. Daher wird die Relaisanordnung 4, falls die Relais 16 und 18 alle dreiphasigen Fehler erfassen können, was notwendig ist, falls der Leitungsabschnitt einwandfrei überwacht werden soll, auch bei zulässigen, fehlerfreien Lastbedingungen erregt.
Bei Fehlern zwischen Phase und Phase, die in der Nähe eines Endes des zu überwachenden Leitungsab schnittes, fern von dem Ort der Einrichtung 6 zur Messwertbildung auftreten, ist der Unterschied zwischen der Amplitude der einphasigen Wechselspannung der Einrichtung 6 zur Messwertbildung, die als Folge eines grossen Laststromes entsteht, und der Amplitude, die bei einem Fehlerstrom erzeugt wird, zu klein, um eine sichere Betätigung der Relais 16 und 18 bei einer einen Fehler anzeigenden Amplitude zu sichern, ohne dass eine Betätigung der Relais 16 und 1 8 bei schweren Lastströmen eintritt.
Um eine Betätigung dieser Relais bei derartigen Fehlern zu sichern, müsste in Kauf genommen werden, dass die Relais 16 und 18 auch bei grossen, fehlerlosen Lastströmen betätigt werden.
Eine Betätigung der Relaisanordnungen 4 infolge grosser Lastströme würde zwar, wenn kein Fehler auftritt, nicht zum Auslösen der zugeordneten Leistungs schalter führen, da die Betätigung einem äusseren Fehler entspricht, bringt aber die Sender unnötiger- und uner- wünschterweise zum Arbeiten.
Dies ist deshalb uner wünscht, weil erstens, da ständig ein Phasenvergleich stattfindet, ein Fehler in einem Teil der Trägerfrequenz- einrichtung zu einem sofortigen Auslösen an einem oder beiden Enden des zu überwachenden Leitungsabschnit tes führen kann, zweitens der Trägerfrequenzkanal nicht zu anderen Zwecken ausgenutzt werden kann und drittens eine fortwährende Übertragung von Signalen über längere Zeitabschnitt zu Interferenzerscheinungen mit Nachrichten in benachbarten der zugeordneten Einrichtungen führen kann.
Diese Schwierigkeiten lassen sich durch die Verwen dung von Distanzrelais vermeiden, die in Ergänzung zu den Relais 16 und 18 vorgesehen sind, wodurch die Relaisanordnung 4 in die Lage versetzt wird, zwischen einem dreiphasigen Fehler bei kleiner Last und schwerer zulässiger Last auf fehlerfreier Strecke zu unterscheiden. Um diese Vorteile bei einem Leitungsabschnitt mit Serienkondensatoren, beispielsweise bei dem Netzwerk 1 der Fig. 2 zu erreichen, enthält jede der an den Enden des zu überwachenden Leitungsabschnittes angeordneten Relaisanordnung ein Paar Distanzrelais P und S.
Eines der Distanzrelais P hat einen in Vorwärtsrich tung liegenden Auslösebereich und übernimmt, wenn es betätigt wird, die Funktion der Relais 16 und 18. Wie weiter unten näher erläutert wird, ist der Auslösebereich des Relais P derart gewählt, dass es nach Möglichkeit allein nur auf solche Fehler anspricht, die innerhalb des von ihm zu überwachenden Leitungsabschnittes auftre ten. Wenn der Fehler ausserhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes liegt, soll der zugeordnete Leistungs schalter nicht betätigt werden.
Wenn es möglich wäre, den Auslösebereich des Distanzrelais P in der beschriebenen Weise festzulegen, dann wäre überhaupt keine zusätzliche Schutzanordnung erforderlich. Es wäre dann unzweckmässig, den teueren und komplizierteren Phasenvergleichschutz zu verwen den. Da der Auslösebereich der Distanzrelais P aber nicht so genau eingestellt werden kann, muss der Auslösebereich des Distanzrelais ausreichend weit über das Ende des zu. überwachenden Leitungsabschnittes hinausreichen, um sicherzustellen, dass das Distanzrelais P mit Sicherheit auf jeden dreiphasigen Fehler anspricht, der innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes auftritt.
Bei einer solchen Einstellung des Auslöseberei- ches der Distanzrelais P können von ihnen aber auch dreiphasige Fehler erfasst werden, die ausserhalb des zu schützenden Leitungsabschnittes liegen.
Um in diesem Falle ein unerwünschtes, fehlerhaftes Auslösen der Lei stungsschalter zu verhindern, sind Distanzrelais S vorge sehen, deren Auslösebereiche die an den zu überwachen den Leitungsabschnitt angrenzenden Leitungsabschnitte umfassen. So muss beispielsweise der Auslösebereich des Distanzrelais S am Ort D einen Bereich des Abschnittes E-F umfassen, der gleich oder grösser als der Abschnitt ist, der von dem Auslösebereich des Distanzrelais P am Ort C innerhalb des Leitungsabschnittes E-F umfasst wird.
Diese Verhältnisse sind in der Fig. 5 durch die Auslösebereiche wiedergegeben, die durch die Rechtecke 21SD und 21PC dargestellt sind.
Die Distanzrelais S bewirken nur ein Einschalten der Sender; die Schalteinrichtung 42 können sie nicht freige ben. Daher kann durch das der jeweiligen Relaisanord nung 4 zugeordnete Distanzrelais S der Leistungsschalter der jeweiligen Relaisanordnung nicht betätigt werden. Durch das Arbeiten des Senders werden die benachbar ten Relaisanordnungen mit einem den Fehlerort kenn zeichnenden Signal versorgt, wie eingangs beschrieben. Dieses Signal verhindert ein Auslösen der Leistungs schalter des Leitungsabschnittes C-D, wenn der Fehler innerhalb des Leitungsabschnittes E-Fliegt.
Wie oben bereits kurz angedeutet wurde, ist die erfindungsgemässe Phasenvergleich-Schutzanordnung auch zur Überwachung von Leitungen geeignet, die mit Serienkondensatoren ausgerüstet sind. Eine Leitung die ser Art ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt.
Sind die Distanzrelais P und S an den Orten A und B wie beschrieben ausgebildet, dann ist es offensichtlich, dass das Distanzrelais P am Orte B, nachfolgend kurz mit Distanzrelais PB bezeichnet, nicht den Abschnitt H'-H des zu überwachenden Leitungsabschnittes AB umfasst und infolgedessen nicht bei einem dreiphasigen Fehler im Abschnitt H'-H betätigt wird.
Da es aus mancherlei Gründen unerwünscht ist, den den Auslöse bereich des Distanzrelais PB darstellenden Kreis 21PB so zu vergrössern, dass er den Abschnitt H'-H umfasst, ist ein zusätzliches Distanzrelais R am Orte B vorgesehen, das im folgenden kurz mit Distanzrelais RB bezeich net wird.
Das Distanzrelais RB ist im Hinblick auf die Erfassung von dreiphasigen Fehlern innerhalb des Krei ses 21RB eingestellt und derart angeordnet, dass es, wie in der Fig. 7 dargestellt, bei seiner Betätigung die Schalteinrichtung 42 der Relaisanordnung 4B (Relaisan ordnung 4 am Orte B) freigibt.
Beim Auftreten eines Fehlers im Abschnitt H'-H schaltet das Distanzrelais 21SB den Sender 24 der Relaisanordnung 4B ein, um ein Signal zu erzeugen, das zusammen mit dem Signal des Senders 24 der Relaisan ordnung 4A (betätigt durch das Distanzrelais PA) entscheidet, ob der Fehler innerhalb des zu überwachen den Leitungsabschnittes A-B liegt. Die Freigabe der Schalteinrichtung 42 der Relaisanordnung 4B durch das Distanzrelais RB versetzt die Relaisanordnung 4B in die Lage, den zugeordneten Leistungsschalter 2B zu öffnen oder auszulösen.
Die Schalteinrichtung 42 der Relaisan ordnung 4A wurde inzwischen durch das Distanzrelais PA bereits freigegeben, so dass, da der Fehler innerhalb des zu überwachenden Leitungsabschnittes A-B liegt, die Leistungsschalter 2A öffnen können.
Ist ein Fehler innerhalb des Leitungsabschnittes C-H" des Abschnittes C-D aufgetreten, der ausser- halb des Leitungsabschnittes A -B liegt, dann läuft die Betätigung der Distanzrelais PA, RB und SB in der eben beschriebenen Weise ab;
da aber die Einrichtungen 6 zur Messwertbildung anzeigen, dass der Fehlerstrom am Orte A in den Leitungsabschnitt A-B hineinfliesst und am Orte B des Leitungsabschnittes A-B herausfliesst, folglich ein äusserer Fehler vorliegt, verhindern die Signale der Sender 24 an den Orten A und B eine Betätigung der Leistungsschalter 2A und 2B.
In den obigen Ausführungen ist angenommen wor den, dass die den Serienkondensatoren 3 parallelliegen den Funkenstrecken 5 nicht gezündet haben und dass die Impedanz des Leitungsabschnittes A-B den in der Fig. 4 dargestellten Verlauf aufweist. In vielen Fällen ist dies jedoch nicht der Fall, da die Funkenstrecken 5 wegen der Amplitude des Fehlerstromes überschlagen; der Impedanzverlauf des Leitungsabschnittes A-B nimmt dann die in der Fig. 5 dargestellte Gestalt an.
Die Betätigung der Relaisanordnungen 4A und 4B läuft zwar wie beschrieben ab, aber die Leitungsabschnitte der Leitung X-G" die von den Distanzrelais P, R und S überwacht werden, sind etwas unterschiedlich, wie das die Fig. 5 zeigt. Die Distanzrelais P, R und S, die den zu überwachenden Leitungsabschnitt A-B überwachen, müssen daher anders ausgelegt werden als die, die in Verbindung mit den Relais beschrieben worden sind, die den Abschnitt C-D überwachen, der keine Serienkon densatoren enthält.
Bevorzugte Einstellung der Distanzrelais P, R und S an den Orten A und B sind in der Fig. 4A dargestellt. Die Auslösebereiche der Distanzrelais RB, SB und SA sollen so eingestellt werden, dass der Kreis 21RB den Punkt H enthält, der Kreis 21PA den Kreis 21RB umfasst und der Kreis 21SA über den Kreis 21PB hinausgeht, wenn die Serienkondensatoren wirksam sind.
Die Auslösebereiche der Distanzrelais PA und PB sollen so gewählt sein, dass bei Überschlag der Funkenstrecken 5 der Kreis 21 PA den Kreis 21 RB und den Kreis 21 PB den Punkt A enthält.
Aus den obigen Ausführungen geht hervor, dass die Distanzrelais PC und PD auf Fehler ansprechen, die in dem Leitungsabschnitt H'-H auftreten, der ausserhalb des Leitungsabschnittes C-D liegt und auf bezüglich des Leitungsabschnittes C-Dinnere Fehler ansprechen.
Die Leistungsschalter 2C und 2D werden nicht betätigt, wenn der Fehler innerhalb des Leitungsabschnittes H'-H liegt; wegen der den Fehlerort erfassenden Einrichtungen 6 zur Messwertbildung und der von diesen Einrichtungen ausgehenden Steuerung der Sender zur Abgabe von Signalen, die zwischen den Relaisanord nungen 4C und 4D gewechselt werden, sprechen sie jedoch an, wenn der Fehler innerhalb des Leitungsab schnittes C-D auftritt.