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Title:
METHOD FOR PRODUCING A FAULT SIGNAL, WHICH INDICATES A FAULT PRESENT IN A SECONDARY CURRENT TRANSFORMER CIRCUIT, AND DIFFERENTIAL PROTECTIVE DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/034400
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a fault signal (F), which indicates a fault in the secondary circuit (for example 32a, 35a) of a current transformer (for example 31a, 34a), which interacts with a local differential protective device (33), which monitors a section end (30) of an electrical energy supply system, wherein in the method, measured current values which are detected by the current transformer (for example 41a, 34a) and indicate a current flowing through the section end (30) are monitored by the local differential protective device (33), and a suspicion signal (V) is produced if the absolute values of successive measured current values drop suddenly, and the fault signal (F) is produced if the suspicion signal (V) is present. In order to be able to identify a fault in a secondary current transformer circuit even more reliably with such a method, the invention proposes that a first reset signal (R1) is produced by the local differential protective device (33) if comparison measured current values, which are detected at the time at which the suspicion signal (V) is produced in at least one remote differential protective device, which monitors a further section end of the electrical energy supply system, likewise drop suddenly in terms of their absolute values, and the fault signal (F) is blocked if the first reset signal (R1) is present. The invention also relates to a correspondingly designed differential protective device.

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Inventors:
REGENBRECHT ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2006/001707
Publication Date:
March 27, 2008
Filing Date:
September 22, 2006
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
REGENBRECHT ANDREAS (DE)
International Classes:
H02H3/30; H02H1/00; H02H3/05
Foreign References:
EP1696531A22006-08-30
JPH0538041A1993-02-12
JP2001103654A2001-04-13
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen eines Fehlersignals (F), das einen Fehler im sekundären Stromkreis (z. B. 32a, 35a) eines Strom- wandlers (z. B. 31a, 34a) anzeigt, der mit einem ein

Abschnittsende (30) eines elektrischen Energieversorgungsnetzes überwachenden lokalen Differentialschutzgerät (33) zusammenwirkt, wobei bei dem Verfahren

- mit dem Stromwandler (z. B. 41a, 34a) erfasste Strommess- werte, die einen durch das Abschnittsende (30) fließenden

Strom angeben, von dem lokalen Differentialschutzgerät (33) überwacht werden und ein Verdachtssignal (V) erzeugt wird, wenn die Beträge aufeinander folgender Strommesswerte sprunghaft abfallen, und - das Fehlersignal (F) erzeugt wird, wenn das Verdachtssignal (V) vorliegt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- von dem lokalen Differentialschutzgerät (33) ein erstes Rücksetzsignal (Rl) erzeugt wird, wenn zum Zeitpunkt des Er- zeugens des Verdachtssignals (V) in zumindest einem ein weiteres Abschnittsende des elektrischen Energieversorgungsnetzes überwachenden entfernten Differentialschutzgerät erfasste Vergleichs-Strommesswerte hinsichtlich ihrer Beträge ebenfalls sprunghaft abfallen, und - das Fehlersignal (F) blockiert wird, wenn das erste Rücksetzsignal (Rl) vorliegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - bei einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz jeweils die von Stromwandlern (z. B. 31a, 31b, 31c) aller Phasen (Ll, L2 , L3) erfassten Strommesswerte hinsichtlich ihrer Beträge auf ein sprunghaftes Abfallen überwacht werden,

- das Verdachtssignal (V) erzeugt wird, wenn für mindestens eine Phase (z. B. Ll) bei den Beträgen aufeinander folgender Strommesswerte eines Stromwandlers (z. B. 31a) des lokalen Differentialschutzgerätes (33) ein sprunghaftes Abfallen er-

5 kannt wird, und

- das erste Rücksetzsignal (Rl) erzeugt wird, wenn für jeweils dieselbe Phase (z. B. Ll) bei den Beträgen aufeinander folgender Vergleichs-Strommesswerte eines Stromwandlers des zumindest einen entfernten Differentialschutzgerätes eben-

10 falls ein sprunghaftes Abfallen erkannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- in dem lokalen Differentialschutzgerät (33) die Sekundär- vl5 kreise (z. B. 32a, 32b, 32c) der Stromwandler (z. B. 31a,

31b, 31c) aller Phasen (Ll, L2 , L3) auf Stromfluss überwacht werden,

- ein zweites Rücksetzsignal (R2) erzeugt wird, wenn bei zumindest einem Stromwandler (z. B. 31a) bei vorhandenem Strotn-

20 fluss die Beträge aufeinander folgender Strommesswerte sprunghaft abfallen, und

- das Fehlersignal (P) auch blockiert wird, wenn zumindest das zweite Rücksetzsignal (R2) vorliegt.

25 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- in dem lokalen Differentialschutzgerät (33) einen Summenoder Erdstrom in dem Abschnittsende (30) angebende Summenoder Erdstrommesswerte erfasst werden,

30 - ein drittes Rücksetzsignal (R3) erzeugt wird, wenn zum

Zeitpunkt des Erzeugens des Verdachtssignals (V) der Verlauf aufeinander folgender Summen- oder Erdstrommesswerte eine sprunghafte änderung aufweist, und

- das Fehlersignal (F) auch blockiert wird, wenn zumindest das dritte Rücksetzsignal (R3) vorliegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- in dem lokalen Differentialschutzgerät (33) die Beträge der Strommesswerte aller Phasen (Ll, L2 , L3) auf überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes überwacht werden und ein viertes Rücksetzsignal (R4) erzeugt wird, wenn der Betrag der Strommesswerte zumindest einer Phase (z. B. Ll) den Schwellenwert übersteigt, und

- das Fehlersignal (F) auch blockiert wird, wenn zumindest das vierte Rücksetzsignal (R4) vorliegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- ein von dem lokalen Differentialschutzgerät (33) ansteuerbarer Leistungsschalter (39) hinsichtlich der Stellung seiner Schaltkontakte überprüft wird und ein fünftes Rücksetzsignal (R5) erzeugt wird, wenn die Schaltkontakte des Leistungsschalters (39) geöffnet sind, und

- das Fehlersignal (F) auch blockiert wird, wenn zumindest das fünfte Rücksetzsignal (R5) vorliegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- von dem lokalen Differentialschutzgerät (33) für alle Phasen (Ll, L2, L3) Spannungsmesswerte, die an dem Abschnittsende (30) anliegende Spannungen angeben, erfasst wer- den und ein sechstes Rücksetzsignal (R6) erzeugt wird, wenn zum Zeitpunkt des Erzeugens des Verdachtssignals (V) der Verlauf aufeinander folgender Spannungsmesswerte zumindest einer Phase (z. B. Ll) eine sprunghafte änderung aufweist, und

- das Fehlersignal (F) auch blockiert wird, wenn zumindest das sechste Rücksetzsignal (R6) vorliegt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- hinsichtlich einer Phase (z. B. Ll), zu der das Verdachtssignal (V) erzeugt worden ist, auf den Zeitpunkt des Erzeugens des Verdachtssignals (V) folgende weitere Strommesswerte überwacht werden und ein siebtes Rücksetzsignal (R7) erzeugt wird, wenn die Beträge dieser weiteren Strommesswerte größer sind als der Betrag desjenigen Strommesswertes, der zum Erzeugen des Verdachtssignals (V) geführt hat, und

- das Fehlersignal (F) auch blockiert wird, wenn zumindest das siebte Rücksetzsignal (R7) vorliegt.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- als Vergleichs-Strommesswerte des zumindest einen entfernten Differentialschutzgerätes solche Strommesswerte verwendet werden, die auch zur Durchführung der Differentialschutzfunktion von dem zumindest einen entfernten Differentialschutzgerät an das lokale Differentialschutzgerät (33) übertragen werden.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- bei vorliegendem Fehlersignal (F) die Differentialschutzfunktionen des lokalen Differentialschutzgerätes (33) und des zumindest einen entfernten Differentialschutzgerätes bezüg- lieh der von dem Fehler im sekundären Stromkreis (z. B. 32a, 35a) des entsprechenden Stromwandlers (z. B. 31a, 34a) betroffenen Phase (z. B. Ll) blockiert werden.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - das Vorliegen des Fehlersignals (F) von dem lokalen Differentialschutzgerät (33) und/oder dem zumindest einen entfernten Differentialschutzgerät und/oder einem Leitwartenrechner optisch angezeigt wird.

12. Differentialschutzgerät (33) zum überwachen eines Abschnittsendes (30) eines elektrischen Energieversorgungs- netzes, das - mit zumindest einem Stromwandler (z. B. 31a, 34a) zusammenwirkt, mittels dem von dem Differentialschutzgerät (33) Strommesswerte, die einen in dem Abschnittsende (30) des Energieversorgungsnetzes fließenden Strom charakterisieren, erfasst werden, und das - eine Recheneinrichtung (37) aufweist, die anhand der Strommesswerte und von zumindest einem entfernten Differential- schutzgerät an das lokale Differentialschutzgerät (33) übermittelter Vergleichs-Strommesswerte die überwachung des Abschnittsendes (30) durchführt, wobei die Recheneinrichtung (37) eine überwachungseinheit (40) aufweist, die einen sekundären Stromkreis (z. B. 32a, 35a) des Stromwandlers (z. B. 31a, 34a) auf Fehler überwacht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - die überwachungseinheit (40) zur Durchführung eines Verfah- rens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 eingerichtet ist.

Description:

Verfahren zum Erzeugen eines Fehlersignals, das einen in einem sekundären Stromwandlerstromkreis vorliegenden Fehler anzeigt, sowie Differentialschutzgerät

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Fehlersignals, das einen Fehler im sekundären Stromkreis eines Stromwandlers anzeigt, der mit einem ein Abschnittsende eines elektrischen Energieversorgungsnetzes überwachenden lokalen Differentialschutzgerät zusammenwirkt, wobei bei dem Verfahren mit dem Stromwandler erfasste Strommesswerte, die einen durch das Abschnittsende fließenden Strom angeben, von dem lokalen Differentialschutzgerät überwacht werden und ein Verdachtssignal erzeugt wird, wenn die Beträge aufeinander folgender Strommesswerte sprunghaft abfallen; das Fehlersignal wird erzeugt, wenn das Verdachtssignal vorliegt.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Differentialschutzgerät zum überwachen eines Abschnittsendes eines elektrischen Energieversorgungsnetzes, das mit zumindest einem Stromwandler zusammenwirkt, mittels dem von dem Differentialschutzgerät Strommesswerte, die einen in dem Abschnittsende des Energieversorgungsnetzes fließenden Strom charakterisieren, erfasst werden. Das Differentialschutzgerät weist eine Recheneinrichtung auf, die anhand der Strommesswerte und von zumindest einem entfernten Differentialschutzgerät an das lokale Differentialschutzgerät übermittelter Vergleichs-Strommesswerte die überwachung des Abschnittsendes durchführt, wobei die Recheneinrichtung eine überwachungseinheit aufweist, die einen sekundären Stromkreis des Stromwandlers auf Fehler überwacht.

Elektrische Differentialschutzgeräte werden in elektrischen Energieversorgungsnetzen zur überwachung ausgewählter Ab-

schnitte auf Fehler, wie z. B. Kurz- oder Erdschlüsse, eingesetzt. Typische mit Differentialschutzgeräten überwachte Abschnitte eines elektrischen Energieversorgungsnetzes sind beispielsweise elektrische Energieversorgungsleitungen oder Transformatoren. Zum überwachen des jeweiligen Abschnittes werden entsprechend der Anzahl der Enden des jeweiligen Abschnittes eine Anzahl von Differentialschutzgeräten benötigt. So wird beispielsweise bei einer drei Abschnittsenden aufweisenden Energieversorgungsleitung - also beispielsweise einer Hauptleitung mit einer davon abgehenden Abzweigleitung - entsprechend drei Differentialschutzgeräte benötigt, wobei an jedem Abschnittsende eines der Differentialschutzgeräte vorgesehen ist.

Die Differentialschutzgeräte arbeiten hierbei nach folgendem Schutzprinzip: Jedes Differentialschutzgerät erfasst für jeden Phasenleiter des von ihm überwachten Abschnittsendes Strommesswerte, die einen jeweils durch diesen Phasenleiter fließenden Strom angeben. Die an allen Enden des überwachten Abschnittes erfassten Strommesswerte werden daraufhin unter

Beachtung ihrer jeweiligen Vorzeichen addiert. Die Summenbildung kann hierbei entweder in einem ausgewählten Differentialschutzgerät oder auch in allen Differentialschutzgeräten erfolgen. Hierzu werden jeweils von den entfernten Differen- tialschutzgeräten zeitgleich erfasste Strommesswerte über zwischen den Differentialschutzgeräten verlaufende Datenübertragungsleitungen an das lokale Differentialschutzgerät übermittelt, so dass dieses lokale Differentialschutzgerät die Summe aus den eigenen erfassten Strommesswerten und den über- mittelten Strommesswerten der entfernten Differentialschutzgeräte bilden kann.

Im fehlerfreien Fall sollte die berechnete Stromsumme annähernd den Wert Null ergeben, d. h. der in den Abschnitt des

elektrischen Energieversorgungsnetzes hinein geflossene Strom fließt auch aus diesem Abschnitt wieder heraus. Im fehlerbehafteten Fall ergibt sich dahingegen eine Stromsumme, die von Null deutlich verschieden ist. Zur Durchführung des Differen- tialschutzprinzips muss also die berechnete Stromsumme mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen werden. Bei überschreitung des Schwellenwertes wird von dem jeweiligen lokalen Differentialschutzgerät ein Auslösesignal erzeugt, mit dem an den Abschnittsenden des fehlerbehafteten Abschnitts vorgesehene elektrische Leistungsschalter zum öffnen ihrer

Schaltkontakte veranlasst werden, wodurch der fehlerbehaftete Abschnitt von dem übrigen elektrischen Energieversorgungsnetz abgetrennt wird.

üblicherweise werden die zur Durchführung des erläuterten

Differentialschutzprinzips benötigten Strommesswerte zunächst über direkt an jedem Abschnittsende des elektrischen Energieversorgungsnetzes installierte Stromwandler - üblicherweise induktive Stromwandler - abgegriffen und über elektrische Leitungen zu dem jeweiligen elektrischen Differentialschutzgerät übermittelt. Da die Stromstärke der von diesen ersten Stromwandlern erfassten Ströme zur internen Verarbeitung in dem Differentialschutzgerät üblicherweise zu hoch ist, weist das elektrische Differentialschutzgerät ein- gangsseitig nochmals geräteinterne Stromwandler auf, mit denen die übermittelten Ströme nochmals auf ein niedrigeres Stromstärkenniveau transformiert werden. Anschließend werden die so erfassten Ströme üblicherweise einem Analog-Digital- Umsetzer zugeführt, der den analogen Strömen entsprechende digitale Strommesswerte zuordnet. Diese Strommesswerte werden in einer Recheneinrichtung des jeweiligen Differentialschutzgerätes zur Durchführung des Differentialschutzprinzips verwendet .

Da die Strommesswerte die Grundlage zur Durchführung des Differentialschutzes für den überwachten Abschnitt des Energieversorgungsnetzes bilden, ist ihr Weg von der Erfassung bis zur Verarbeitung im Differentialschutzgerät durchgängig zu überwachen. Es besteht nämlich die Möglichkeit, dass einer zur Erfassung der Strommesswerte einer Phase vorgesehenen Stromwandler auf seiner sekundären Seite von einem Fehler, beispielsweise einer Unterbrechung in einer der Spulenwicklungen oder einer der Leitungen (einem so genannten Draht- bruch) , betroffen ist, so dass das elektrische Differentialschutzgerät scheinbare Strommesswerte mit dem Wert Null misst, obwohl durch den entsprechenden Phasenleiter des Abschnittsendes durchaus Ströme fließen. Durch solche fehlerhaft erfassten Strommesswerte würde die Stromsumme maßgeblich verändern werden, so dass in diesem Fall die Differential- Schutzgeräte ungewollt ansprechen und ihre entsprechenden Leistungsschalter öffnen würden. Da eine solche überfunktion, also ein Abschalten eines eigentlich fehlerlosen Abschnittes des Energieversorgungsnetzes, für den Netzbetreiber mit großen Kosten verbunden ist, sollte sie wenn möglich vermieden werden.

Hierzu sind Verfahren bekannt, die die sekundären Stromkreise von Stromwandlern auf Fehler, wie beispielsweise Drahtbrüche, überwachen und ein entsprechendes Fehlersignal erzeugen, wenn sie einen Fehler im sekundären Stromkreis eines Stromwandlers festgestellt haben. Dieses Fehlersignal wird dazu verwendet, die Differentialschutzfunktion für die entsprechende Phase des Abschnitts des elektrischen Energieversorgungsnetzes zu blockieren, so dass keine ungewollte Abschaltung des Abschnitts erfolgt. Beispielsweise ist ein solches Verfahren aus dem Gerätehandbuch der Anmelderin „SIPROTEC, Leitungsdifferentialschutz mit Distanzschutz 7SD5, V4.3" (Bestellnr. 053000-01100-0169-1) bekannt, das im Abschnitt „überwachungs-

funktionell" ein Verfahren zur Drahtbruchüberwachung offenbart, bei dem die Strommesswerte jeder Phase überwacht werden. Falls der Verlauf der Strommesswerte sprunghaft auf Null absinkt, wird auf einen Fehler im sekundären Stromwandler- Stromkreis geschlossen. Ein den Fehler im sekundären Stromkreis des Stromwandlers anzeigendes Fehlersignal wird blockiert, wenn gleichzeitig auch ein Sprung im Verlauf er- fasster Erdstrommesswerte auftritt, da ein solcher Sprung im Erdstromverlauf auf einen tatsächlichen Fehler in dem Ab- schnitt des elektrischen Energieversorgungsnetzes hinweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Differentialschutzgerät der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem eine noch zuverlässigere Erkennung von Fehlern in sekundären Stromwandlerstromkreisen erreicht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass von dem lokalen Differentialschutzgerät ein erstes Rücksetzsignal erzeugt wird, wenn zum Zeitpunkt des Erzeugens des Verdachtssignals in zumindest einem ein weiteres Abschnittsende des elektrischen Energieversorgungsnetzes überwachenden entfernten Differential- sσhutzgerät erfasste Vergleichs-Strommesswerte hinsichtlich ihrer Beträge ebenfalls sprunghaft abfallen, und das Fehler- signal blockiert wird, wenn das erste Rücksetzsignal vorliegt .

Durch die Verwendung der von dem zumindest einen entfernten Differentialschutzgerät an einem anderen Abschnittsende er- fassten Vergleichs-Strommesswerte kann die Entscheidung, ob es sich um einen Fehler im sekundären Stromkreis eines Stromwandlers handelt, noch zuverlässiger getroffen werden, da die Wahrscheinlichkeit des gleichzeitigen Auftretens von Fehlern

in sekundären Stromwandlerstromkreisen voneinander entfernter Differentialschutzgeräte sehr gering ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsge- mäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass bei einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz jeweils die von Stromwandlern aller Phasen erfassten Strommesswerte hinsichtlich ihrer Beträge auf ein sprunghaftes Abfallen überwacht werden, das VerdachtsSignal erzeugt wird, wenn für mindestens eine Phase bei den Beträgen aufeinander folgender Strommesswerte eines Stromwandlers des lokalen Differentialschutzgerätes ein sprunghaftes Abfallen erkannt wird, und das erste Rücksetzsignal erzeugt wird, wenn für jeweils dieselbe Phase bei den Beträgen aufeinander folgender Vergleichs-Strommesswerte eines Stromwandlers des zumindest einen entfernten Differentialschutzgerätes ebenfalls ein sprunghaftes Abfallen erkannt wird.

Auf diese Weise kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch bei einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz zuverlässig ein Fehler in einem sekundären Stromwandlerstromkreis erkannt werden. Zudem werden auch in mehreren Phasen gleichzeitig auftretende Fehler in sekundären Stromwandlerstromkreisen erkannt; sogar in den sekundären Stromwandlerstromkreisen aller Phasen gleichzeitig auftretende Fehler werden zuverlässig erkannt .

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform wird darin gesehen, dass in dem lokalen Differentialschutzgerät die Sekundär- kreise der Stromwandler aller Phasen auf Stromfluss überwacht werden, ein zweites Rücksetzsignal erzeugt wird, wenn bei zumindest einem Stromwandler bei vorhandenem Stromfluss die Beträge aufeinander folgender Strommesswerte sprunghaft abfal-

len, und das Pehlersignal auch blockiert wird, wenn zumindest das zweite Rücksetzsignal vorliegt.

Auf diese Weise kann noch sicherer eine überfunktion des Dif- ferentialschutzgerätes verhindert werden, da das Fehlersignal auch dann blockiert wird, wenn ein Stromfluss in dem entsprechenden sekundären Stromwandlerstromkreis vorliegt, was auf einen intakten sekundären Stromwandlerstromkreis hindeutet .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass in dem lokalen Differentialschutzgerät einen Summen- oder Erdstrom in dem Abschnittsende angebende Summen- oder Erdstrommesswerte erfasst werden, ein drittes Rücksetzsignal erzeugt wird, wenn zum Zeitpunkt des Erzeugens des Verdachtssignals der Verlauf aufeinander folgender Summen- oder Erdstrommesswerte eine sprunghafte änderung aufweist, und das Fehlersignal auch blockiert wird, wenn zumindest das dritte Rücksetzsignal vorliegt.

Durch die Auswertung des Summen- oder Erdstroms kann eine überfunktion des Differentialschutzgerätes noch zuverlässiger verhindert werden, da ein Sprung in dem Summen- oder Erdstrom auf einen tatsächlichen Fehler in dem Abschnitt des elektri- sehen Energieversorgungsnetzes hindeutet.

Um außerdem eine Blockierung des Differentialschutzes bei sehr hohen Strömen in den Phasen des elektrischen Energieversorgungsnetzes zu verhindern, wird erfindungsgemäß außerdem vorgeschlagen, dass in dem lokalen Differentialschutzgerät die Beträge der Strommesswerte aller Phasen auf überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes überwacht werden und ein viertes Rucksetzsignal erzeugt wird, wenn der Betrag der Strommesswerte zumindest einer Phase den Schwellenwert über-

steigt, und das Fehlersignal auch blockiert wird, wenn zumindest das vierte Rücksetzsignal vorliegt.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsge- mäßen Verfahrens sieht außerdem vor, dass ein von dem lokalen Differentialschutzgerät ansteuerbarer Leistungsschalter hinsichtlich der Stellung seiner Schaltkontakte überprüft wird und ein fünftes Rücksetzsignal erzeugt wird, wenn die Schaltkontakte des Leistungsschalters geöffnet sind, und das Feh- lersignal auch blockiert wird, wenn zumindest das fünfte Rücksetzsignal vorliegt .

Hierdurch wird die Blockierung des Differentialschutzes für den Fall verhindert, dass sich der Abschnitt des elektrischen Energieversorgungsnetzes in einem abgeschalteten Zustand befindet .

Um noch zuverlässiger eine Aussage darüber treffen zu können, ob ein Fehler in einem sekundären Stromwandlerstromkreis vor- liegt, wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, dass von dem lokalen Differentialschutzgerät für alle Phasen Spannungsmesswerte, die an dem Abschnittsende anliegende Spannungen angeben, erfasst werden und ein sechstes Rücksetzsignal erzeugt wird, wenn zum Zeitpunkt des Erzeugens des Verdachts- Signals der Verlauf aufeinander folgender Spannungsmesswerte zumindest einer Phase eine sprunghafte änderung aufweist, und das Fehlersignal auch blockiert wird, wenn zumindest das sechste Rücksetzsignal vorliegt. Ein Sprung im Verlauf der erfassten Spannungen deutet nämlich ebenfalls auf einen tat- sächlich auf dem Abschnitt des Energieversorgungsnetzes aufgetretenen Fehler hin.

Außerdem kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass

hinsichtlich einer Phase, zu der das Verdachtssignal erzeugt worden ist, auf den Zeitpunkt des Erzeugens des Verdachtssignals folgende weitere Strommesswerte überwacht werden und ein siebtes Rücksetzsignal erzeugt wird, wenn die Beträge dieser weiteren Strommesswerte größer sind als der Betrag desjenigen Strommesswertes, der zum Erzeugen des VerdachtsSignals geführt hat, und das Fehlersignal auch blockiert wird, wenn zumindest das siebte Rücksetzsignal vorliegt. Auch hierdurch lässt sich die Zuverlässigkeit der Erkennung eines Fehlers im sekundären Stromwandler-Stromkreis weiter erhöhen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht zudem vor, dass als Vergleichs-Strommesswerte des zumindest einen entfernten Differentialschutz- gerätes solche Strommesswerte verwendet werden, die auch zur Durchführung der Differentialschutzfunktion von dem zumindest einen entfernten Differentialschutzgerät an das lokale Differentialschutzgerät übertragen werden.

Dies hat den Vorteil, dass über die zwischen den Differentialschutzgeräten bestehenden Kommunikationsleitungen keine zusätzlichen Daten übertragen werden müssen, um eine zuverlässige Entscheidung über einen Fehler im sekundären Stromwandlerstromkreis treffen zu können. Vielmehr kann mit den zur Durchführung des Differentialschutzes benötigten und daher ohnehin zwischen den Differentialschutzgeräten ausgetauschten Daten, wie beispielsweise den Strommesswerten der einzelnen Abschnittsenden, Stromzwischensummen oder Stabilisierungsstromwerten, das erfindungsgemäße Verfahren durchge- führt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird außerdem vorgesehen, dass bei vorliegendem Fehlersignal die Differentialschutzfunktionen

des lokalen Differentialschutzgerätes und des zumindest einen entfernten Differentialschutzgerätes bezüglich der von dem Fehler im sekundären Stromkreis des entsprechenden Stromwandlers betroffenen Phase blockiert werden.

Hierdurch kann eine überfunktion aller den entsprechenden Abschnitt des Energieversorgungsnetzes überwachenden Differen- tialschutzgeräte zugleich verhindert werden.

Um dem Betriebspersonal des elektrischen Energieversorgungs- netzes außerdem eine Information über einen ggf. aufgetretenen Fehler in einem sekundären Stromwandlerstromkreis mitzuteilen, wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Verfahrens zudem vorgesehen, dass das Vorliegen des Fehlersignals von dem lokalen Differential- schutzgerät und/oder dem zumindest einen entfernten Differentialschutzgerät und/oder einem Leitwartenrechner optisch angezeigt wird.

Hinsichtlich des Differentialschutzgerätes wird die oben genannte Aufgabe durch ein Differentialschutzgerät der eingangs angegebenen Art gelöst, bei dem die überwachungseinheit zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 eingerichtet ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierzu zeigen

Figur 1 eine schematische Ansicht eines Differentialschutz- Systems zum Schutz eines zwei Abschnittsenden aufweisenden Abschnitts eines Energieversorgungsnetzes,

Figur 2 eine schematische Ansicht eines Differentialschutzsystems zum Schutz eines drei Abschnittsenden aufweisenden Abschnitts eines Energieversorgungsnetzes,

Figur 3 ein Blockschaltbild mit einem an einem Abschnittsende angeordneten Differentialschutzgerät,

Figur 4 ein logisches AblaufSchema zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum

Erzeugen eines Fehlersignals,

Figur 5 ein weiteres logisches Ablaufschema zur Erläuterung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Erzeugen eines Fehlersignals und

Figur 6 ein weiteres logisches Ablaufschema zur Erläuterung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Erzeugen eines Fehlersignals.

Figur 1 zeigt einen Abschnitt 10 eines im übrigen nicht weiter dargestellten elektrischen Energieversorgungsnetzes. Der Abschnitt 10 ist in Figur 1 als Teil einer Energieübertragungsleitung dargestellt . Genauso kann es sich bei dem Ab- schnitt 10 des Energieversorgungsnetzes aber auch um einen Transformator oder um eine andere zu schützende Komponente eines elektrischen Energieversorgungsnetzes handeln.

Um den Abschnitt 10 auf Fehler, wie beispielsweise Kurz- oder Erdschlüsse, zu überwachen, ist an jedem Ende des Abschnittes 10 ein Differentialschutzgerät vorgesehen. So ist an einem ersten Abschnittsende IIa ein erstes Differentialschutzgerät 12a und an einem zweiten Abschnittsende IIb ein zweites Differentialschutzgerät 12b angeordnet. Die Differentialschutz-

gerate 12a und 12b nehmen über an den jeweiligen Abschnittsenden IIa, IIb angeordnete Stromwandler 13a, 13b Strommesswerte auf, die den durch das jeweilige Abschnittsende IIa, IIb fließenden Strom angeben. Handelt es sich bei dem elektrischen Energieversorgungsnetz um ein mehrphasiges, beispielsweise ein dreiphasiges, elektrisches Energieversorgungsnetz, so werden an den Abschnittsenden IIa, IIb entsprechend für jede Phase des Abschnittes 10 entsprechende Strommesswerte aufgenommen und dem jeweiligen Differentialschütz- gerät 12a, 12b zugeführt.

Die Differentialschutzgeräte 12a, 12b berechnen aus den eigenen Strommesswerten und zeitgleich erfassten Strommesswerten des jeweils entfernten Differentialschutzgerätes unter Be- rücksichtigung der jeweiligen Vorzeichen eine Stromsumme.

Hierzu können die Strommesswerte zwischen den einzelnen Differentialschutzgeräten 12a, 12b über eine Kommunikationsleitung 14 ausgetauscht werden. Im fehlerfreien Fall des Abschnittes 10 sollte die berechnete Stromsumme einen Wert von ungefähr Null annehmen. Liegt jedoch ein Fehler, wie beispielsweise ein Erdschluss auf dem Abschnitt 10 vor, so stimmen zu einem Zeitpunkt an den Abschnittsenden IIa, IIb in den Abschnitt 10 hinein geflossener Strom und aus ihm ausgetretener Strom nicht mehr überein und die berechnete Stromsumme nimmt einen Wert ungleich Null an. Die Berechnung der Stromsumme kann in beiden Differentialschutzgeräten 12a, 12b oder nur einem der beiden stattfinden. übersteigt die berechnete Stromsumme daher einen voreingestellten Schwellenwert, so wird auf einen Fehler auf dem Abschnitt 10 geschlossen und die Differentialschutzgeräte 12a, 12b erzeugen ein Auslösesignal A, das Leistungsschaltern 15a und 15b zugeführt wird, die an den jeweiligen Abschnittsenden IIa, IIb angeordnet sind, wodurch diese zum öffnen ihrer Schaltkontakte veran-

lasst werden. Auf diese Weise wird der fehlerbehaftete Abschnitt 10 von dem übrigen Energieversorgungsnetz abgetrennt.

In Figur 2 ist ein weiteres Differentialschutzsystem gezeigt. Die Darstellung gemäß Figur 2 stimmt im Wesentlichen mit derjenigen von Figur 1 überein. Lediglich wird mit dem Differentialschutzsystem gemäß Figur 2 ein Abschnitt 20 eines elektrischen Energieversorgungsnetzes überwacht, der nunmehr drei Abschnittsenden 21a bis 21c aufweist. Die Anzahl der Ab- schnittsenden ist nicht auf drei beschränkt, vielmehr kann ein Abschnitt mit einer beliebigen Anzahl von Abschnittsenden überwacht werden. Die Anzahl der hierfür verwendeten Diffe- rentialschutzgeräte entspricht der Zahl der Abschnittsenden.

Entsprechend ist bei dem Beispiel gemäß Figur 2 an jedem Abschnittsende 21a bis 21c ein elektrisches Differentialschutzgerät 22a bis 22c vorgesehen, mit dem über entsprechend angeschlossene Stromwandler 23a bis 23c Strommesswerte er- fasst werden. über alle drei Differentialschutzgeräte 22a bis 22c verbindende Kommunikationsleitungen 24 werden die Strommesswerte zwischen den Differentialschutzgeräten 22a bis 22c ausgetauscht und können so zur Bildung einer alle drei Abschnittsenden 21a bis 21c berücksichtigenden Stromsumme verwendet werden. Die Berechnung der Stromsumme kann auch hier- bei jeweils in allen Differentialschutzgeräten 22a bis 22c oder in einem ausgewählten Differentialschutzgerät stattfinden.

Entsprechend der Erläuterung zu Figur 1 wird von den Diffe- rentialschutzgeräten 22a bis 22c ein jeweiliges Auslösesignal

A erzeugt, wenn die berechnete Stromsumme einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet. Die Auslösesignale A veranlassen wiederum Leistungsschalter 25a bis 25c an den jeweiligen Abschnittsenden 21a bis 21c zum öffnen ihrer Schalt-

kontakte, wodurch der fehlerbehaftete Abschnitt 20 von dem restlichen Energieversorgungsnetz abgetrennt wird.

Da die an den einzelnen Abschnittsenden aufgenommen Strom- messwerte die Basis zur Berechnung der Stromsumme darstellen und somit absolut grundlegend für die Entscheidung sind, ob ein Fehler auf dem Abschnitt des elektrischen Energieversorgungsnetzes vorliegt, ist es notwendig, den Weg der Strommesswerte von ihrer Erfassung bis zur Verwendung im jeweili- gen Differentialschutzgerät auf möglicherweise auftretende

Fehler zu überprüfen. Dies wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 6 beispielhaft näher erläutert.

Figur 3 zeigt hierzu ein Abschnittsende 30 eines im übrigen nicht weiter dargestellten Abschnittes eines dreiphasigen Energieversorgungsnetzes. Entsprechend weist auch das Abschnittsende 30 drei Phasenleiter Ll, L2 und L3 auf. An den einzelnen Phasenleitern Ll, L2 und L3 sind erste Stromwandler 31a, 31b, 31c angeordnet, bei denen es sich beispielsweise um konventionelle induktive Stromwandler handeln kann. Die ersten Stromwandler 31a bis 31c geben an ihrer Sekundärseite den in den einzelnen Phasenleitern Ll, L2 und L3 fließenden Strömen proportionale Ströme geringerer Stromstärke ab, die über Messleitungen jeweils eines sekundären Stromwandlerstromkrei- ses 32a, 32b, 32c an Messeingänge eines Differentialschutzgerätes 33 übertragen werden.

Das Differentialschutzgerät 33 weist an seinen Messeingängen geräteinterne (zweite) Stromwandler 34a, 34b, 34c auf, die die über die sekundären Stromwandlerstromkreise der ersten Stromwandler 31a, 31b, 31c übertragenen Ströme nochmals auf ein niedrigeres Niveau transformieren, damit diese mit den empfindlichen elektronischen Schaltungen des Differential- schutzgerätes 33 verarbeitet werden können. Bei den gerätein-

ternen Stromwandlern 34a bis 34c handelt es sich beispielsweise ebenfalls um induktive Stromwandler. Auf ihrer Sekundärseite geben sie wiederum den an das Differentialschutzgerät 33 über die sekundären Stromwandlerstromkreise 32a bis 32c der ersten Stromwandler 31a bis 31c übertragenen Strömen proportionale Ströme ab.

Somit weisen auch die geräteinternen Stromwandler 34a bis 34c sekundäre Stromwandlerstromkreise 35a, 35b, 35c auf. Die in diesen sekundären Stromwandler-Stromkreisen 35a bis 35c der geräteinternen Stromwandler 34a bis 34c fließenden Ströme werden innerhalb des Differentialschutzgerätes 33 Analog/Digital-Umsetzern 36a, 36b, 36c zugeführt, die die analogen Ströme in digitale Strommesswerte überführen. Die jeweils erzeugten Strommesswerte werden einer Recheneinrichtung 37 des Differentialschutzgerätes 33 zugeführt.

Wie bereits zu den Figuren 1 und 2 erläutert, führt die Recheneinrichtung 37 des Differentialschutzgerätes 33 anhand der bezüglich der einzelnen Phasenleiter Ll, L2 , L3 erfassten eigenen Strommesswerte einerseits und von zumindest einem entfernten Differentialschutzgerät zeitgleich für die einzelnen Phasenleiter Ll, L2 , L3 an einem anderen Abschnittsende erfasster Vergleichs-Strommesswerte andererseits die Bildung einer Stromsumme durch. Hierzu weist die Recheneinrichtung 37 eine Kommunikationseinheit COM, die mit einer Datenübertragungsleitung 38 verbunden ist. über die Datenübertragungsleitung 38 und die Kommunikationseinheit COM können Vergleichs- Strommesswerte von zumindest einem anderen entfernten Diffe- rentialschutzgerät an das lokale Differentialschutzgerät 33 übermittelt werden. Entsprechend kann das lokale Differentialschutzgerät 33 auch an das zumindest eine entfernte Differentialschutzgerät über die Kommunikationseinheit COM und

die Datenübertragungsleitung 38 die eigenen Strommesswerte übertragen .

Im Falle eines Fehlers auf dem Abschnitt des elektrischen Energieversorgungsnetzes wird - wie bereits erläutert - die Stromsumme einen Wert ungleich Null annehmen. Das Differentialschutzgerät 33 überprüft hierfür mit seiner Recheneinrichtung 37, ob die berechnete Stromsumme einen voreingestellten Stromschwellenwert überschreitet, und erzeugt an einem Kommandoausgang ein Auslösesignal A, wenn eine Schwellenwertverletzung vorliegt. Das Auslösesignal A wird dazu verwendet, einen elektrischen Leistungsschalter 39 zum öffnen seiner Schaltkontakte zu veranlassen. Handelt es sich bei dem Fehler auf dem Abschnitt des elektrischen Energieversorgungs- netzes um einen einphasigen Fehler, beispielsweise einen Erd- schluss des Phasenleiters Ll, so genügt es, wenn der Leistungsschalter 39 nur diejenigen Schaltkontakte, die dem Phasenleiter Ll zugeordnet sind, öffnet. Bei einem mehrphasigen Fehler werden entsprechend die jeweiligen Schaltkontakte der betroffenen Phasenleiter Ll, L2 , L3 des Leistungsschalters 39 geöffnet. Dies geschieht sowohl an dem Abschnittsende 30 als auch an dem zumindest einen weiteren Abschnittsende des Abschnitts des elektrischen Energieversorgungsnetzes.

Häufig wird für die einzelnen Phasenleiter Ll, L2 , L3 des Abschnitts 30 des elektrischen Energieversorgungsnetzes auch ein Erdstrom oder ein Summenstrom erfasst. Ein Erdstrom kann bei einem geerdeten dreiphasigen Abschnitt eines elektrischen Energieversorgungsnetzes beispielsweise an der Verbindung zwischen Sternpunkt und Erde abgegriffen werden. Ein Summenstrom dagegen kann beispielsweise wie in Figur 3 angedeutet über einen Summenstromwandler, der als Umbauwandler 31c ausgeführt ist und alle Phasenleiter Ll bis L3 des Abschnitts 30 des elektrischen Energieversorgungsnetzes umgreift, erfasst

werden. Der erfasste Summenstrom werd wiederum über einen sekundären Stromwandlerstromkreis 32d des Umbauwandlers 31c, einen geräteinternen Stromwandler 34d und einen geräteinternen sekundären Stromwandlerstromkreis 35d einem weiteren Ana- log/Digital-Umsetzer 36d zugeführt, der den analogen Summenstrom in digitale Summenstrommesswerte überführt und an die Recheneinrichtung 37 des Differentialschutzgerätes 33 abgibt.

Sollte nun auf einem der sekundären Stromwandlerstromkreise (also entweder einem der sekundären Stromwandlerstromkreise 32a bis 32c der ersten Stromwandler 31a bis 31c oder einem der geräteinternen Stromwandlerstromkreise 35a bis 35c der geräteinternen Stromwandler 34a bis 34c) ein Fehler auftreten, so werden an die Recheneinrichtung 37 des Differential- schutzgerätes 33 fehlerbehaftete Strommesswerte übertragen. Im häufigsten Fall handelt es sich bei Fehlern in sekundären Stromwandlerstromkreisen um so genannte Drahtbrüche, d. h. um eine Unterbrechung beispielsweise der sekundären Wicklung des jeweiligen Stromwandlers oder der Messleitungen des Sekunda- ren Stromwandlerstromkreises. Hierbei handelt es sich z.B. um Unterbrechungen der Stromwandlerstromkreise 32a bis 32c der ersten Stromwandler 31a bis 31c, die aufgrund von Bautätigkeiten in der Nähe des Abschnittsendes ungewollt durch Baumaschinen hervorgerufen sein können. Im Falle einer solchen Un- terbrechung eines (oder mehrerer) sekundären Stromwandlerstromkreises werden der Recheneinrichtung 37 des Differentialschutzgerätes 33 keine korrekten Stromwandlermesswerte zugeführt, was zu einer fehlerhaften Berechnung der Stromsumme und somit zu einer ungewollten Auslösung des elektri- sehen Leistungsschalters 39 führen wird.

Um eine solche überfunktion des Differentialschutzgerätes 33, die für den Betreiber des elektrischen Energieversorgungsnetzes üblicherweise mit hohen Kosten verbunden ist, zu verhin-

dern, weist die Recheneinrichtung 37 des Differentialschutzgerätes 33 eine überwachungseinheit 40 auf, die die sekundären Stromwandlerstromkreise 32a, 32b, 32c der ersten Stromwandler 31a, 31b, 31c und/oder die geräteinternen sekundären Stromwandlerstromkreise 35a bis 35c auf Unterbrechungen überwacht und im Falle einer festgestellten Unterbrechung ein Fehlersignal abgibt. Bei vorliegendem Fehlersignal wird die Recheneinrichtung 37 zur Blockierung der Differentialschutzfunktionen für die entsprechend von dem Fehler im sekundären Stromwandlerstromkreis betroffenen Phasenleiter Ll, L2 , L3 veranlasst. Auf diese Weise wird die Abgabe eines Auslösesignals A auf Basis einer mit fehlerhaften Strommesswerten berechneten Stromsumme vermieden und die Leistungsschalterkontakte bleiben geschlossen.

Das von der überwachungseinheit 40 durchgeführte Verfahren soll im Folgenden anhand der Figuren 4 bis 6 näher erläutert werden .

Zunächst sei der Einfachheit halber in Figur 4 der Fall eines

Abschnittes eines einphasigen elektrischen Energieversorgungsnetzes angenommen. Der überwachungseinheit 40a dieses Ausführungsbeispiels werden an einem ersten Eingang 41a an dem einen Phasenleiter aufgenommene Strommesswerte IL zuge- führt. Die überwachungseinheit 40a überwacht - wie gemäß

Block 42a angedeutet - diese Strommesswerte daraufhin, ob der zeitliche Verlauf ihrer Beträge ein sprunghaftes Abfallen aufweist . Ein solches sprunghaftes Abfallen der Beträge der Strommesswerte kann auf eine Unterbrechung eines sekundären Stromwanderstromkreises, aber auch auf einen tatsächlichen

Fehler in dem überwachten Abschnitt des elektrischen Energieversorgungsnetzes hindeuten. Darum wird zunächst von der überwachungseinheit 40a noch kein einen Fehler in einem sekundären Stromwandlerstromkreis angebendes Fehlersignal abge-

geben, sondern lediglich ein Verdachtssignal V erzeugt, wie es durch Block 43a angedeutet ist. Wenn das Verdachtssignal V vorliegt, steht es an einem Eingang eines Blockes 44 zur Erzeugung des Fehlersignals F an. Zur Verifizierung des Vorlie- gens eines Fehlers in einem sekundären Stromwandlerstromkreis werden von der überwachungseinheit 40a Vergleichs-Strommess- werte IaL, IbL hinzugezogen, die für den Phasenleiter mit entfernten Differentialschutzgeräten an anderen Abschnittsenden des überwachten Abschnittes erfasst worden sind. Wie er- wähnt, werden diese Vergleichs-Strommesswerte dem lokalen Differentialschutzgerät von den entfernten Differential- Schutzgeräten über Datenübertragungsleitungen übermittelt. Die Vergleichs-Strommesswerte werden der überwachungseinheit an zweiten Eingängen 41b, 41 c zugeführt, die in Figur 4 durch einen gestrichelten Rahmen 41b hervorgehoben sind.

In Entsprechung zu der überwachung der eigenen Strommesswerte werden von der überwachungseinheit 40a auch die Beträge der Vergleichs-Strommesswert auf sprunghaftes Abfallen untersucht wie dies mit Blöcken 42b und 42c angedeutet ist. Liegt bei den Beträgen der Vergleichs-Strommesswerten zeitgleich zu den eigenen Strommesswerten ein sprunghaftes Abfallen, so deutet dies auf einen tatsächlichen Fehler in dem überwachten Abschnitt des elektrischen Energieversorgungsnetzes hin, da die Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen auftretenden Fehlers in den sekundären Stromwandlerstromkreisen an verschiedenen Abschnittsenden höchst unwahrscheinlich ist. Kann bei den Vergleichs-Strommesswerten jedoch kein sprunghaftes Abfallen der Beträge erkannt werden, so deutet dies auf einen Fehler im sekundären Stromwandlerstromkreis eines mit dem lokalen Differentialschutzgerät zusammenwirkenden Stromwandlers hin.

Entsprechend wird in einem Block 43b ein erstes Rücksetzsignal Rl erzeugt, wenn zeitgleich mit dem sprunghaften Abfallen

in den Beträgen der eigenen Strommesswerte auch bezüglich der Beträge der Vergleichs-Strommesswerte ein auftretendes sprunghaftes Abfallen erkannt wird. Dieses erste Rücksetzsignal Rl wird einem Blockiereingang des Blocks 44 zum Erzeugen des Fehlersignals F zugeführt und blockiert die Abgabe des Fehlersignals F.

Mit anderen Worten wird folglich genau dann ein Fehlersignal F von dem Block 44 erzeugt, wenn in den Beträgen der eigenen Strommesswerte ein sprunghaftes Abfallen erkannt worden ist, aber in den Vergleichs-Strommesswerten der entfernten Diffe- rentialschutzgeräte kein sprunghaftes Abfallen erkannt worden ist. Ist hingegen zeitgleich auch bei den Vergleichs-Strom- messwerten ein sprunghaftes Abfallen zu bemerken, so deutet dies auf einen tatsächlichen Fehler auf dem Abschnitt des elektrischen Energieversorgungsnetzes hin und wird entsprechend kein Fehlersignal F von der überwachungseinheit 40a abgegeben, das die Differentialschutzfunktionen des Differentialschutzgerätes blockiert.

Das gemäß Figur 4 bezüglich eines einphasigen Energieversorgungsnetzes erläuterte Verfahren zum Erzeugen eines einen Fehler in einem sekundären Stromwandlerstromkreis anzeigenden Fehlersignals F wird gemäß Figur 5 ' auf ein dreiphasiges Ener- gieversorgungsnetz erweitert. Figur 5 zeigt hierzu eine überwachungseinheit 40b, der an einem ersten Eingang 51a die an dem lokalen Differentialschutzgerät erfassten Strommesswerte ILl, IL2, IL3 der drei Phasenleiter zugeführt werden. Diese werden daraufhin überprüft, ob der Verlauf ihrer Beträge ein sprunghaftes Abfallen aufweist. Wird in zumindest einer Phase der Strommesswerte ein solches sprunghaftes Abfallen erkannt, so wird bei Block 53a das erste Verdachtssignal V erzeugt. Liegt in Block 53a das Verdachtssignal vor, so wird dieses an

einen Block 54 zum Erzeugen eines Fehlersignals weitergegeben.

Außerdem werden der überwachungseinheit 40b auch die Ver- gleichs-Strommesswerte IaLl bis IaL3 und IbLl bis IbL3 jeweils aller drei Phasen der entfernten Differentialschutzgeräte an Eingängen 51b und 51c zugeführt. Bei Blöcken 52b und 52c wird entsprechend zur Vorgehensweise bei dem einphasigen System gemäß Figur 4 überprüft, ob die Beträge der Ver- gleichs-Strommesswerte der entfernten Differentialschutzgeräte ein zeitgleich auftretendes sprunghaftes Abfallen aufweisen.

Bei einem Block 53b wird entsprechend genau dann ein erstes Rücksetzsignal Rl erzeugt, wenn bezogen auf denselben Phasenleiter, in dem der Sprung bei den eigenen Strommesswerten aufgetreten ist, auch ein sprunghaftes Abfallen in zumindest einem Verlauf der anderen Vergleichs-Strommesswerte erkannt wird. Block 53b benötigt hierfür die Information darüber, be- züglich welchem Phasenleiter das sprunghafte Abfallen in den eigenen Strommesswerten aufgetreten ist. Die übermittlung dieser Information ist durch eine gestrichelte Linie 56 in Figur 5 angedeutet .

Liegt bezüglich derselben Phase, zu der das Verdachtssignal V erzeugt worden ist, auch das erste Rücksetzsignal Rl vor, so wird dieses an den Blockiereingang des Blocks 54 zum Erzeugen des Fehlersignals F übermittelt und blockiert die Abgabe des Fehlersignals F, weil in diesem Fall auf einen tatsächlichen Fehler in dem Abschnitt des Energieversorgungsnetzes erkannt wird.

Der besondere Vorteil des erläuterten Verfahrens liegt darin, dass hiermit auch Unterbrechungen in allen drei sekundären

Stromwandlerstromkreisen erkannt werden können, wie sie beispielsweise durch eine äußere Einwirkung, z. B. durch Baumaschinen, auf die Messleitungen zwischen den ersten Stromwandlern und dem Differentialschutzgerät (vgl. Figur 3) entstehen können. In diesem Fall liegt nämlich bezüglich aller drei

Phasen in den eigenen Strommesswerten ein sprunghaftes Abfallen vor, während die von den entfernten Differentialschutzgeräten übermittelten Vergleichs-Strommesswerte hiervon unbe- einflusst sind. Auf diese Weise kann in einfacher Weise eine zuverlässige Entscheidung zum Erzeugen des Fehlersignals F auch bei einer Unterbrechung der sekundären Stromwandlerstromkreise aller drei Phasen getroffen werden.

In Figur 6 ist schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel einer überwachungseinheit dargestellt. Die überwachungseinheit 40c gemäß Figur 6 führt einige zusätzliche Prüfungen durch, durch die in noch zuverlässigerer Weise eine Entscheidung darüber getroffen werden kann, ob ein Fehler in einem sekundären Stromwandlerstromkreis aufgetreten ist oder ob ein tatsächlicher Fehler auf dem Abschnitt des elektrischen Energieversorgungsnetzes vorliegt.

Zunächst werden entsprechend der Funktion der überwachungseinheit 40b gemäß Figur 5 hinsichtlich aller Phasenleiter die eigenen Strommesswerte an Eingang 61a erfasst und bei Blöcken 62a auf sprunghaftes Abfallen geprüft. Es wird ein Verdachtssignal V bei Block 62a erzeugt, wenn eine solcher Sprung in den Strommesswerten zumindest einer Phase erkannt worden ist. Das Verdachtssignal V wird an Block 64 zur Erzeugung des Feh- lersignals F weitergegeben.

Ebenfalls entsprechend zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 werden die Vergleichs-Strommesswerte, die an Eingängen 61b und 61c anstehen, in Blöcken 62b und 62c auf zeitgleich auf-

tretendes sprunghaftes Abfallen ihrer Beträge überwacht. Sofern in den Vergleichs-Strommesswerten zumindest eines entfernten Differentialschutzgerätes bezogen auf dieselbe Phase ein sprunghaftes Abfallen erkannt werden kann, wird in Block 63b das erste Rücksetzsignal Rl erzeugt. Das erste Rücksetzsignal Rl wird einem Eingang eines ODER-Bausteins 65 zugeführt, der ausgangsseitig mit dem Blockiereingang des Blocks 64 zur Fehlersignalerzeugung in Verbindung steht .

Um die Zuverlässigkeit der Entscheidung über die Fehlersignalerzeugung noch weiter zu erhöhen, werden zusätzlich die sekundären Stromwandlerstromkreise auf Stromfluss überwacht. Ein Stromfluss kann beispielsweise durch entsprechend an den sekundären Stromwandlerstromkreisen eingesetzte Stromsenso- ren, beispielsweise Hall-Sensoren, erkannt werden. Diese Information wird an Eingang 61d der überwachungseinheit 40c eingespeist. In Blöcken 62d wird überprüft, ob ein entsprechender Stromfluss vorhanden ist und es wird ein zweites Rücksetzsignal R2 erzeugt, wenn bezüglich derjenigen Phase, zu der das Verdachtssignal V erzeugt worden ist, ein Stromfluss in einem sekundären Stromwandlerstromkreis vorliegt, da ein Stromfluss darauf hindeutet, dass der sekundäre Stromwandlerstromkreis nicht unterbrochen ist. Das zweite Rücksetzsignal wird ebenfalls dem ODER-Baustein 65 eingangsseitig zugeführt.

Die überwachungseinheit 40c erfasst an einem weiteren Eingang 6Ie zusätzlich den Summen- oder Erdstrom, der mit einem entsprechenden Wandler (vgl. Figur 3) an dem jeweiligen Abschnittsende erfasst worden ist. Gemäß Figur 6 soll beispielhaft der Summenstrom Isum erfasst werden. In einem Block 62e wird überprüft, ob zeitgleich mit dem sprunghaften Abfallen in den Beträgen der eigenen Strommesswerte auch ein Sprung im Verlauf des Summen- oder Erdstroms auftritt. Ist

dies der Fall, so wird ein drittes Rücksetzsignal erzeugt, da ein Sprung im Verlauf der Summen- oder Erdstrommesswerte auf einen tatsächlichen Fehler auf dem Abschnitt des elektrischen Energieversorgungsnetzes hinweist. Das dritte Rücksetzsignal R3 wird ebenfalls dem ODER-Baustein 65 zugeführt.

In einem weiteren Block 62f werden außerdem die lokal erfass- ten Strommesswerte daraufhin überprüft, ob sie eine vorgegebene Schwelle überschreiten. Ist dies der Fall, so wird ein viertes Rücksetzsignal R4 erzeugt, das dem ODER-Baustein 65 zugeführt wird. Hiermit soll ein Blockieren der Differential- schutzfunktionen für den Fall sehr hoher Ströme auf dem Abschnitt des Energieversorgungsnetzes vermieden werden. In einem solchen Fall kann es sich nämlich beispielsweise um in dem Abschnitt des elektrischen Energieversorgungsnetzes fließende Kurzschlussströme handeln, so dass die Differentialschutzfunktionen aus Sicherheitsgründen auf keinen Fall blockiert werden dürfen.

An einem weiteren Eingang 61g erhält die überwachungseinheit 40c eine Information über den Zustand (offen/geschlossen) der Schaltkontakte des dem lokalen Differentialschutzgerät zugeordneten Leistungsschalters. In Block 62g wird überprüft, ob die Schaltkontakte in der geöffneten Stellung sind,.d. h. ob der überwachte Abschnitt bereits vom Energieversorgungsnetz getrennt ist. Es wird ein fünftes Rücksetzsignal R5 erzeugt, wenn die Schaltkontakte des Leistungsschalters in geöffnetem Zustand sind. Dieses fünfte Rücksetzsignal R5 wird ebenfalls dem ODER-Baustein 65 zugeführt . Hierdurch soll erreicht wer- den, dass die Differentialschutzfunktionen nicht unterbrochen werden, wenn der Abschnitt des Energieversorgungsnetzes ausgeschaltet ist. Dies könnte nämlich bei Wiederinbetriebnahme des Abschnittes des Energieversorgungsnetzes zu einer ungewollten Blockierung des Differentialschutzes führen.

An einem weiteren Eingang 61h erhält die überwachungseinheit 40c bezüglich aller Phasen des Abschnitts des Energieversorgungsnetzes Spannungsmesswerte übermittelt. Der Einfachheit halber ist in Figur 6 jedoch lediglich ein Spannungsmesswert- eingang gezeigt; dieser steht stellvertretend für Spannungs- wertmesseinginge aller drei Phasen. Der Verlauf der Spannungsmesswerte wird in Block 62h daraufhin überprüft, ob er eine sprunghafte Veränderung aufweist und es wird in Block 63h ein sechstes Rücksetzsignal R6 erzeugt, sofern eine sprunghafte Veränderung des Verlaufs der Spannungsmesswerte zeitgleich mit der Erzeugung des Verdachtssignals V auftritt. Ein solcher sprunghafter Verlauf der Spannungsmesswerte würde nämlich ebenfalls auf einen Fehler auf dem Abschnitt des elektrischen Energieversorgungsnetzes und nicht auf einen Fehler im sekundären Stromwandlerstromkreis hindeuten.

Schließlich werden in Block 62i die lokal erfassten Strommesswerte daraufhin überprüft, ob der Verlauf ihrer Beträge auch nach Erzeugung des VerdachtsSignals V weiter abnimmt.

üblicherweise wird sich nämlich bei Vorliegen einer Unterbrechung in einem sekundären Stromwandler-Stromkreis der Betrag der Strommesswerte nach einem ersten sprunghaften Abfallen mit der Zeit dem Wert Null annähern, d. h. monoton abnehmen. Sollte diese monotone Abnahme der Beträge der Strommesswerte jedoch nicht vorliegen, so deutet dies darauf hin, dass kein Fehler in einem sekundären Stromwandlerstromkreis vorliegt. Folgerichtig wird ein siebtes Rücksetzsignal R7 in Block 63i erzeugt, sofern die Monotoniebedingung nicht erfüllt ist, d. h. , wenn die auf die Erzeugung des VerdachtsSignals V folgenden Strommesswerte sich nicht dem Wert Null annähern. Auch das siebte Rücksetzsignal R7 wird dem ODER-Baustein 65 zugeführt .

Der ODER-Baustein gibt an seinem Ausgang genau dann ein Signal an den Blockiereingang des Bausteins 64 zum Erzeugen des Fehlersignals F ab, wenn zumindest eines der Rücksetzsignale Rl bis R7 vorliegt. In einem solchen Fall soll die Erzeugung des Fehlersignals F blockiert werden, so dass die Differentialschutzfunktionen des Differentialschutzgerätes nicht beeinträchtigt sind.

Es ist festzuhalten, dass nicht notwendigerweise in einer überwachungseinheit im Sinne der Erfindung alle zu Figur 6 besprochenen überprüfungen zur Erzeugung der Rücksetzsignale Rl bis R7 durchgeführt werden müssen. Es kann auch eine entsprechende Auswahl getroffen werden. Wesentlich ist lediglich, dass gemäß der Darstellung von Figur 5 zusätzlich zu den eigenen Strommesswerten auch die Vergleichs-Strommess- werte der anderen Differentialschutzgeräte in die überprüfung einbezogen werden. Die weiteren überprüfungen, die gemäß Figur 6 angesprochen worden sind, dienen zur Verifizierung der Entscheidung über einen Fehler im sekundären Stromwandler- Stromkreis und können optional einzeln oder gemeinsam hinzugenommen werden.

Nach Erzeugung eines einen Fehler im sekundären Stromwandlerstromkreis angebenden Fehlersignals F werden die Differen- tialschützfunktionen für die betroffene Phase des elektrischen Energieversorgungsnetzes in dem lokalen Differential- schutzgerät und den entfernten Differentialschutzgeräten blockiert. Die Blockierung wird wieder aufgehoben, sobald das Fehlersignal F nicht mehr erzeugt wird, d. h. wenn der Fehler im sekundären Stromwandlerstromkreis behoben ist.

Gleichzeitig kann mit dem lokalen und/oder den entfernten Differentialschutzgeräten optisch eine Anzeige darüber gegeben werden, dass ein Fehler in einem sekundären Stromwandler-

Stromkreis erkannt worden ist . Dieser Fehler kann durch die Angabe der entsprechenden Phase und des Ortes des Stromwandlers näher spezifiziert werden. Eine solche Anzeige kann alternativ oder zusätzlich auch dem Betriebspersonal des elektrischen Energieversorgungsnetzes in einer Leitwarte über einen Leitrechner angezeigt werden. Auf diese Weise kann das Betriebspersonal umgehend Aktionen zur Behebung des Fehlers in dem sekundären Stromwandlerstromkreis in die Wege leiten.

Bei dem hier besprochenen Ausführungsbeispielen wurden jeweils die an den jeweils entfernten Differentialschutzgeräten gemessenen Vergleichs-Strommesswerte auf sprunghafte änderungen überprüft. Ebenso können beispielsweise auch der Verlauf der Stromsumme oder einer Stromzwischensumme oder der Verlauf von so genannten Stabilisierungsstromwerten, die zur Stabilisierung des Differentialschutzsystems benutzt werden können, verwendet werden. Die Art der verwendeten Information über die an den entfernten Differentialschutzgeräten aufgenommenen Strommesswerte sollte vorteilhafterweise so gewählt werden, dass ohnehin im Zuge des Differentialschutzverfahrens zwischen dem Differentialschutzgeräten ausgetauschte Werte für die Funktion der überwachungseinheit herangezogen werden. Hierdurch wird keine zusätzliche übertragungsbandbreite auf der Datenübertragungsleitung zwischen den Differentialschutz- geraten zur übertragung von zusätzlichen Informationen benötigt.