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Von Strom und Spannung abhängiges Sehutzrelais für Kurzschlussschutz und Erdkurzschlussschutz mehrphasiger Leitungen.
Die Erfindung bezieht sich auf von Strom und Spannung abhängige Schutzrelais für Kurzschlussschutz und Erdkurzschlussschutz mehrphasiger Leitungen.
Erfindungsgemäss werden die Stromsysteme der Schutzrelais bei Kurzschluss von der geometrischen Differenz zweier Phasenströme und bei Erdkurzschluss dementsprechend von der geometrischen Differenz eines Phasenleiterstromes und des Summenstromes erregt.
Es ist zwar bekannt, bei Relais, die bei Kurzschluss nur von je einem Phasenstrom erregt werden, zusätzlich eine Einwirkung des Summenstromes bei Doppelerdschluss anzuwenden, damit die Relaislauf-
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auch bei Erdkurzschluss die geometrische Differenz geeigneter Ströme auf das Relais einwirkt, wird nicht lediglich eine gewisse Angleichung der Relaislaufzeiten erzielt, sondern es wird bei den beiden Fehlerfällen die gleiche Relaismessung mit entsprechend gleichartigen Messgrössen durchgeführt und auch bei beiden Fehlerarten die entsprechend gleiche Messgrösse der kranken Leitung gemessen.
Bei beispielsweise den Leitungswiderstand überwachenden Schutzrelais, welche das Verhältnis der verketteten Spannung zum verketteten Strom messen, wird also erfindungsgemäss sowohl bei Phasenkurzsehluss wie auch bei Erdkurzschluss der halbe Schleifenwiderstand der Kurzschlussschleife gemessen. Wenn dagegen bei Phasenkurzschluss nur ein Phasenstrom, bei Erdkurzschluss dagegen ein aus einem Phasenstrom und dem Summenstrom gebildeter verketteter Strom das Widerstandsrelais erregt, dann messen die bei Doppelerdschluss zwischen den beiden Erdschlussstellen liegenden Relais den halben Widerstand der Kurzschlussschleife vom Relaisort bis zu der einen Fehlerstelle, während diejenigen Relais, welche nicht zwischen den beiden Erdschlussstellen liegen, den ganzen Widerstand der Kurzschlussschleife messen.
Dadurch wird die gewollte und notwendige Zeitstaffelung der Relais des gesamten Leitungssehutzes zerstört.
In Fig. 1 ist eine Dreieckschaltung der Stromwandler vorausgesetzt, wie sie für Leitungsschutzeinrichtungen verwendet wird, bei denen das Schutzrelais durch die Differenz zweier Leiterströme erregt werden soll. Von den Dreieckverbindungen der Wandler der Phasen R, S, T geht je eine Leitung aus, an welcher die Stromspule je eines Widerstandsrelais liegt. Diese Stromspulen Rn, S11, Tn sind in Stern
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entspricht. Ausser dieser Spule enthalten die Relais noch je eine zweite Stromwicklung R12, S12 bzw. T, welche über eine besondere Stromwandler-Summenschaltung r, s, t entsprechend dem Summenstrom erregt werden. Bei Kurzschluss zwischen zwei Phasenleitern tritt kein Summenstrom auf. Die Stromspulen ja, , Tjs bleiben stromlos.
Bei Auftreten eines einfachen oder Doppelerdschlusses tritt ein Summenstrom auf, welcher diese Spulen durchfliesst. Damit bei einem Doppelerdschluss die Relaisspulen R"nicht den verketteten Strom, sondern nur einfachen Leiterstrom führen, sind in die Verbindungsleitungen der Dreieckschaltung der Stromwandler Umschalter U1, U2, U2 eingeschaltet. Wen eine verkettete Spannung zusammenbricht und ausserdem ein Summenstrom oder eine Nullpunkt-
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spannung entsteht, d. h. also wenn ein Doppelerdschluss z.
B. zwischen den Phasen Rund S vorliegt, wird ein l'mschalter U1 umgestellt, so dass durch die arbeitende Relaiswicklung Rn nur der Strom der
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Phase und dem Strom in der Erde-dem Summenstrom-erregt wird und, wie eingangs beschrieben wurde, richtig zu arbeiten vermag. Der Summenstrom kann auch durch Wandler, die in den Verbindungsleitungen der Dreieckschaltung liegen, wie gestrichelt angedeutet ist, oder irgend eine sonstige geeignete Schaltung erhalten werden.
Wenn für den Kurzschlussschutz der Strecke bereits eine Schaltung vorhanden ist, bei der die
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oder T13, T14 derart erregen, dass das resultierende Stromfeld der Differenz zweier Phasenströme entspricht, kann auch die in Fig. 2 beispielsweise angegebene Schaltung verwendet werden, ohne dass eine Änderung der Stromwandlerschaltung erforderlich wird. Jedes Relais erhält zu dem Zweck ausser den
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lungen R15, 815 und T15 sind in Reihe geschaltet und werden über einen Zwischenwandler H erregt, sofern ein Summenstrom auftritt. Auch bei dieser Anordnung sind Umschalter U4, U5 und U6 vorgesehen. Bei Auftreten eines Doppelerdschlusses wird einer von diesen umgelegt, und dadurch werden
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eines Phasenleiters erregt werden kann.
In den dritten Wicklungen jedes Relais tritt aber gleichzeitig der Summenstrom auf.
Eine für den Zeitstufenreaktanzschutz besonders geeignete Schaltung zur Durchführung des Erfindungsgedankens ist in Fig. 3 schematisch wiedergegeben. In der Darstellung sind die drei Phasen-
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ströme dieser Stromwandler erregen drei Primärwicklungen I, II, III eines Zwisehenwandlers IV. In der Sekundärwicklung des Zwisehenwandlers wird auf diese Weise der Summenstrom der Leiterströme gebildet. Ferner sind drei TJmschalter U"U, und P, vorgesehen, mit deren Hilfe die Phasenwicklungen der Stromwandler kurzgeschlossen und zugleich von den Stromspulen der Relais abgeschaltet werden können. Die Relais besitzen Stromwicklungen, welche in Stern geschaltet sind. Diese sind mit RH R2 bzw. zig S2 bzw.
T1. T2 bezeichnet, Es mögen dies die festen Feldspulen jedes Reaktanzgerätes sein, welches ausserdem zwei mechanisch miteinander gekuppelte bewegliche Spulen besitzt. Mit den Spulen Ri, S und Tl wirken von der Spannung zwischen den Leitern R, 8 bzw. dem Leiter R und Erde, zwischen den Leitern 8, T oder der Leitung S und Erde bzw. zwischen den Leitern T und R oder der Leitung T und Erde erregte Spulen r1, s1 und f1 zusammen. Mit den andern Stromspulen , 82 bzw. T2 wirkt je eine ebenfalls vom Strom erregte bewegliche Spule r2, s2 und t2 zusammen. Ihre Erregung erhalten diese Spulen von Zwischenwandlern w.
Abweichend von der Ausführung gemäss Fig. 4 ist keine besondere Spule vorgesehen, welche vom Summenstrom erregt wird, sondern die Spulen r, s. und f2, welche von den Leiterströmen durchflossen werden, werden ausserdem auch von dem Summenstrom durchflossen. Zu dem Zweck liegen sie in Reihe an der Sekundärwicklung des Zwischenwandlers IV.
Die Umschaltung der Spannungsspulen ru, sol und t1 von der verketteten Spannung auf die Spannung zwischen Leiter und Erde kann von dem Auftreten eines Summenstromes oder einer Spannung zwischen Nullpunkt des Netzes und Erde abhängig gemacht werden. Die Anregung des Schutzes kann durch ein Zwisehenrelais erfolgen, das bei Zusammenbruch einer verketteten Spannung und der Erregung eines Stromrelais anspricht. Dadurch wird bei einem Doppelerdschluss erreicht, dass nur die Relais einer Phase ansprechen. Durch Abschaltung des einen Erdschlusses wird der Kurzschluss zweier Phasen beseitigt.
Die vorhin genannten Umschalter U7, UB und Uo können in der gleichen Weise wie die Umsehaltvorrich- tungen für die Spannungsspulen r1, s1, und t1 entweder bei Auftreten einer Nullpunktspannung gegen Erde oder bei Auftreten eines Summenstromes betätigt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Von Strom und Spannung abhängiges Schutzrelais für den Kurzsehlusssehutz und Erdkurzschluss- schutz mehrphasiger Leitungen, dadurch gekennzeichnet, dass das bei Phasenkurzschluss von der geome-
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Phasenleiterstromes und des Summenstromes erregt wird.