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Verfahren zum Schutz elektrischer Anlagen gegen Überlastung.
Zur Sicherung der Leitung-sowie Stromerzeugungsanlagen gegen Fehler, die in den Leitungen auftreten, sei es Kurzschluss, Erdschluss oder Bruch der Leitung, schützt man sich allgemein durch eine Verbindung der Aussehalter mit einem System von Überstrom- und Richtungsrelais, durch das das fehlerhafte Leitungsstück selbsttätig ausgeschaltet wird. Im Anschluss an die Ausschaltung des ursprung lich beschädigten Stückes werden dann aber vielfach auch noch andere gesunde Leitungsstücke ausgeschaltet, wie es Fig. 1 schematisch unter beispielsweiser Verwendung einer Ringleitung zeigt. Bei 1 ist die Stromzuführung, bei 2-7 gehen Zweigleitungen ab, 10-16 sind die Teile, in die der Ring durch die Abzweigpunkte zerlegt wird. Es sei z.
B. ein Erdschluss in dem Leitungsstück 11, d. h. nahe der Zu- leitung 1, angenommen. Durch die Wirkung eines an dem Ring angebrachten Selektivschutzsystems wird zunächst das kranke Leitungsstück beiderseits abgeschaltet, wie in der Figur durch die Schalter 17 und 18 angedeutet ist. Durch diese Abtrennung wird aber die Strombelastung des ganzen Ringes eine völlig andere als die normale. Die Teile 10, 12-16 werden daher so weit stärker belastet, dass je nach Umständen noch eines oder noch weitere folgende Ringstücke abgeschaltet werden, obwohl sie völlig gesund sind. Diese Weiterwirkung eines Fehlers in einem Leitungsteil auf ein oder mehrere Leitungsteile und die damit verbundene Schädigung der betreffenden Abnehmer hat man bisher als unvermeidbar hingenommen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mittels dessen der Schaden, den die Rückwirkung eines Fehlers in andern Leitungsteilen als den verletzten herbeiführen kann, verringert wird, u. zw. im allgemeinen in solchem Grade, dass er überhaupt nicht mehr ernsthaft ins Gewicht fällt. Sie geht von der Überlegung aus, dass im allgemeinen an einem Leitungsstück zwischen zwei Knotenpunkten sowohl solche Abnehmer liegen werden, für die eine Stromunterbrechung eine schwere Schädigung bedeutet, als auch solche, die eine Stromunterbrechung leicht ertragen können. Beispielsweise möge an demselben Leitungsstück einer Ringleitung das Pumpwerk einer Wasserleitung und eine Beleuchtungsanlage angeschlossen sein. Die Gesamtbelastung des Leitungsstückes sei zufällig so gross, dass die Leitung sie nicht ertragen kann.
Infolgedessen würde bei Anwendung der bekannten Schutzschaltungen mit der ganzen Leitung auch das Beleuchtungsnetz stromlos werden.
Erfindungsgemäss wird nun in solchem Fall die entbehrlich Stromabnahme, im vorliegenden Beispiel nur das Pumpwerk, das vorübergehend stillgelegt werden kann-da der Wasservorrat zur Speisung der Leitung für eine Weile ausreicht-zunächst abgeschaltet und dadurch die Fortlieferung des Stromes in den gegen Unterbrechung empfindlichen Anlagen, im obigen Beispiel in der Beleuchtunganlage, gesichert.
Für die Anwendbarkeit des Verfahrens ist es gleichgültig, ob die zu vermeidende Überlastung Leitungsstücke oder Stromquellen irgendwelcher Art, Dynamos, Unterstationen oder Zentralen betrifft. Auch ist die Ursache der Überlastung ohne Belang. Es ist nicht nötig, dass sie in einer Beschädigung der Leitung liegt, ebensowenig, dass die überlastete Leitung ein Teil einer grossen Anlage ist. Eine Leitung kann so bemessen sein, dass sie die möglichste Gesamtbelastung nicht verträg, sondern in bezug auf Erwärmung oder Spannungsabfall überlastet sein würde.
Dieser Zustand tritt häufig ein infolge des Umstandes, dass vielfach die Belastung nach der Verlegung der Leitung noch in einem nicht vorher-
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Schalter 22 und 23 der Speiseleitungen 1 und 2 werden Kontakte 24 und 25 geschlossen, die parallel geschaltet sind und über die Kontakte 41 und 42 der Stromrelais 26 und 27, die mittels der Wandler 28 und 29 an die Abnahmeleitungen 4, 5 gelegt sind, sowie über die Auslösespule 28 und 29 der Aussehalter 19 und 20 an die Stromquelle 21 angeschlossen sind. Die Stromrelais 26 und 27 sind so eingestellt, dass bei Überschreiten der halben Normalstromstärke Kontakt gemacht wird.
Die Kontakte jedes Relais sind mit der zugehörigen Auslöserspule in Reihe geschaltet, also 41 mit 28, 42 mit 29, während sie untereinander parallel geschaltet sind. Wird nun beispielsweise die Leitung 1 stromlos, so öffnet sich der zugehörige Schalter 22. Der Kontakt 24 schliesst sich und die Stromkreise der Auslöserspulen 28 und 29 sind vorbereitet. Es entsteht aber noch kein Strom in diesen Spulen, solange die Kontakte 41 und 42 offen bleiben, d. h. solange beide Ströme in 4 und 5 unter dem Halbwert bleiben und der Gesamtstrom also nicht stärker ist als der normalen Leistung einer einzigen Speiseleitung, im Beispiel der Leitung 2,
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In Fig. 3 sind die beiden Speiseleitungen 9 und 10 von gleicher Leistung angenommen, die zeitweilig einzeln und zeitweilig zusammen arbeiten. Für den Fall, dass nur eine der Leitungen Strom liefert, soll die Belastung der Leitung 6 mittels der Auslösespule 30 selbsttätig abgeschaltet werden, sobald Überlastung der Strom liefernden Leitung oder der Stromquelle eintritt. Zu diesem Zweck sind an den Auslösern 31 und 32 der Leitungen 9 und 10 Kontakte 33 und 34 vorgesehen, die unter sich parallel geschaltet sind. Weiter sind zwei Überstromrelais 35 und 36 vorgesehen, die mittels der Stromwandler 37 und 38 an den Leitungen 9 und 10 liegen.
Ihre Kontakte 39 und 40 sind ebenfalls parallel geschaltet.
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leitung 9 stromlos, so ist der Kontakt bei 39 unterbrochen, dagegen derjenige bei 33 infolge Auslösung des Schalters 31 geschlossen. Der Kontakt bei 40 wird geschlossen, wenn in der Leitung 10 die zulässige Stromstärke überschritten wird, dagegen ist der Kontakt 34 geöffnet. Bei Überlastung der Leitung 10 findet der Strom der bei 21 angelegten Stromquelle für die Auslösespule 30 einen Weg von 21 über den Kontakt 40 und den Hilfskontakt 33 über die Spule 30 zur Stromquelle zurück.
Die Schaltungsanordnungen nach den Fig. 2 und 3 kann'man sich auch durch Zusammenlegen der Sammelschienen 3 vereinigt denken. Ein Beispiel einer derartigen Schaltung wäre etwa eine Zementfabrik, die von einer Überlandzentrale durch die parallelen Leitungen 1, 2 von der einen Seite gespeist würde und. weiter noch Strom von zwei Turbinen erhielte, die an 9 und. M angeschlossen sind. Von den Abnahmeleitungen mögen 7 und. ss dem Betrieb der Drehöfen und. Transportmittel dienen, bei denen eine Unterbrechung des Betriebes zim allgemeinen unzulässig ist. 4 und 5 mögen zum Betrieb von Roh- material-und Zementmühlen dienen und 6 zum : Betriebe von. Kohlenmühlen. Alle Mühlen können wegen der vorhandenen Vorräte in der Regel ohne Schaden eine Weile ausser Betrieb gesetzt werden.
Sie sind in der Schaltung so verteilt, dass die an 4 und 5 liegenden bei vollem Betriebe die gesamte Leistung der Speiseleitungen 1, 2 aufnehmen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Schutz elektrischer Anlagen gegen Überlastung, vorzugsweise bei Leitungsstörungen in den überlasteten Leitungsabschnitten, dadurch gekennzeichnet, dass entbehrlich Teillasten selbsttätig abgeschaltet werden, vorzugsweise unter entsprechender Einstellung bereits vorhandener Schaltorgans.