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Schutzanordnung für elektrische Netze.
Zum Überwachen von Streckenteilen elektrischer Netze ist es bekannt, an den beiden Enden von dem Auftreten eines Fehlersymptomes abhängige Anregerelais sowie Zeitrelais anzuordnen, die die Auslösung steuern. Als Anregerelais werden im allgemeinen Überstrom-oder Unterspannungsoder Unterimpedanzrelais vorgesehen, die beim Auftreten eines Fehlers das Zeitrelais in Gang setzen, wenn gleichzeitig ein in den Anlageteil hineingerichteter Energiefluss vorhanden ist. Die Zeitrelais können überstrom-oder widerstandsabhängig sein.
Verwendet man nun bei einer derartigen Einrichtung eine Ruhestromsehaltung, dann ist es möglich, das Vorhandensein des Ruhestromes und damit den Zustand der Schutzeinrichtung zu überwachen. Es besteht dann allerdings die Gefahr, dass beim Ausbleiben des Ruhestromes infolge eines Fehlers in der Schutzeinrichtung selbst beim späteren Auftreten eines Kurzschlusses ausserhalb der zu überwachenden Leitungsstrecke eine Fehlauslösung herbeigeführt wird. Um dies zu vermeiden, wird nach der Erfindung der Auslöseimpuls zwar von dem Ausbleiben eines Ruhestromes abhängig gemacht ; sein Ausbleiben wird jedoch nach einer zur Betätigung der Schutzeinrichtung erforderlichen Zeit wirkungslos gemacht.
In der Abbildung ist die Ausbildung der Schutzeinrichtung an einem Streckenende zur Darstellung gebracht. Das andere Streckenende ist natürlieh mit einer gleich ausgebildeten Einrichtung ausgerüstet. Mit an und q sind die Kontakte von Überstrom-Anrege-und Richtungsrelais bezeichnet, die in Serie zu der Betätigungsspule Z eines Zeitrelais an der Ortsbatterie liegen. Parallel zu Z ist die Auslösespule Ab sowie die drei Kontakte Si, %, 2g des Zeitrelais Z angeordnet. Die Kontakte Zi und Z2 liegen dabei in Serie zu den Kontakten V1 und von Impedanzstufenrelais.
Die Kontakte Vl werden bei einem Fehler in der ersten Zone, d. h. ungefähr in 80% des zu überwachenden Leitungsteiles, geschlossen ; die Kontakte V2 bei einem Fehler in der zweiten Zone.
Wenn nun in einer Station ein Fehler in der Grundzeit ausgelöst wird, d. h. durch die geschlossenen Kontakte i und vu, dans soll gleichzeitig ein Impuls an die andere Station gegeben werden, damit auch in dieser mit der Grundzeit der Schalter betätigt werden kann. Um dies zu erreichen, ist parallel zu der Auslösespule Ab ein Relais T geschaltet, dessen Kontakt t entsprechend dem Stromkreis I1 in Serie mit einem von Hand zu betätigenden Kontakt Tb und dem normalerweise geschlossenen
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Das Relais S kann ferner durch einen von Hand betätigten Kontakt Ta willkürlich an Spannung gelegt werden.
Das Relais Si, das den in Serie zur Spule S liegenden Kontakt s, p betätigt, liegt entsprechend dem Stromkreis IV in Serie zu einem Kontakt ally sowie einem Umschaltkontakt a, so dass das Relais von einem Ruhestrom durchflossen wird. Der Umschalter a,"V legt in seiner zweiten Stellung das Relais Si an einen aus einem Widerstand W und einem Serienkondensator GIV bestehenden Entladungskreis, der den Strom an dem Relais Si während einer Zeit aufrecht erhält, die länger ist als die zur Betätigung der Schutzeinrichtung erforderliche Zeit.
Um diese Zeit noch zu verlängern, liegt aueh während des Entladungsvorganges das Relais Si über einem Widerstand R an Spannung, dessen
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Ohmwert jedoch so hoch ist, dass der über ihn gehende Erregerstrom das Relais Si nicht zum Festhalten seiner Kontakte zu veranlassen vermag.
Die Kontakte allv werden von einem Alarmrelais gesteuert, das bei einem inneren Fehler in der Schutzeinrichtung, u. zw. an ihrem Einbauort, anspricht, also bei einem Fehler im Sender oder Empfänger, in den Röhren desselben od. dgl.
Zur Betätigung des Relais a ;, dient ein Relais Aidas vom Empfänger E (Stromkreis VI) gesteuert wird, also dann anspricht, wenn der Empfänger unter dem Einfluss einer von dem Sender der Nachbarstation ausgehenden Hochfrequenz in Tätigkeit sich befindet. Parallel zu dem Relais Aa ist ein kleiner Kondensator geschaltet, der den Zweck hat, den Übergang des Empfängers auf Notstrombetrieb zu gestatten, ohne dass hiedurch das Relais entregt wird. Diese Umschaltung kann dann erforderlich werden, wenn als normale Speisung ein an das Netz angeschlossener Spannungswandler mit Gleichrichter dient und nur zur Notversorgung eine Batterie eingebaut sein soll. Beim Umschalten von dem einen Betrieb auf den andern darf dann das Relais A3 nicht zum Abfallen kommen.
Das Relais A2 steuert weiterhin einen Kontakt al (Stromkreis 1), der in Serie zu dem normalerweise geschlossenen
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Spannung liegt.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende : Bei einem Fehler im Schutzbereich werden die Kontakte an und q geschlossen, Z wird erregt und schliesst mit Grundzeit seinen ersten Kontakt z1. Da auch der Kontakt Vl geschlossen ist, wird die Auslösespule Ab erregt und der Schalter der Station wird ausgelöst.
Gleichzeitig wird aber auch das Relais T erregt, das seinen Kontakt tl1 öffnet und dadurch das entsprechende Relais S entregt. Infolgedessen wird der Kontakt sv geschlossen, die Aussendung von Hochfrequenz unterbleibt.
In der Nachbarstation wird infolgedessen der Empfänger E ausser Wirkung gesetzt und das Relais A, a entregt. Dadurch werden in der Schutzeinrichtung dieser Station die Kontakte a31 geschlossen und, da auch hier die Kontakte an und q geschlossen sind, die Auslösespule Ab erregt. Durch das Ansprechen des Relais Aa, d. h. durch Verschwinden seiner Erregung, wird der Umschalter a umgelegt und das Relais Si entregt. Die Entregung erfolgt jedoch über den Stromkreis W, CIV in einer solch langen Zeit, dass die Kontakte spi si lange geschlossen bleiben, dass die Auslösespule Ab inzwischen betätigt werden konnte.
Bei einem Fehler ausserhalb des Schutzbereiches werden ebenfalls in der einen Station die Kontakte an und q geschlossen. Die Kontakte v, bleiben jedoch geöffnet, so dass die Kontakte Vz und Z2 nur dann geschlossen werden können, wenn nicht inzwischen eine andere Station abgeschaltet hat und so die Schutzeinrichtung der betrachteten Station wieder in ihre Ausgangslage zurückgekehrt ist. Es spielt hiebei keine Rolle, ob es sich um zweiseitige oder einseitige Speisung handelt.
Bei einem Defekt in der eigenen Station, also beim Verschwinden der Anoden-oder Gitterspannung, des heizstromes, der Relaisspannung, die durch irgendwelche inneren Fehler verursacht werden können, spricht das Alarmrelais an und öffnet seine Kontakte alla. Das Sicherheitsrelais Si wird sofort entregt. Dadurch wird der Kontakt s/geöffnet, so dass die Schutzeinrichtung nicht zum Ansprechen kommen kann. Gleichzeitig werden die Kontakte alIII geöffnet. Die Lampe L bleibt infolgedessen dunkel trotz des Schliessens der Kontakte slip. Das Tönen der Alarmvorrichtung ohne Aufleuchten der Lampe L lässt darauf schliessen, dass der Fehler in der eigenen Station sich befindet.
Ferner werden aber auch die Kontakte s geöffnet und dadurch das Relais S entregt. Die Kontakte sv werden geschlossen, so dass eine Sendung ausbleibt. In der Nachbarstation wird daher das Relais Aa entregt und schliesst die Kontakte < . Dies bleibt jedoch ohne Bedeutung, da die Kontakte an und q offen sind. Ferner werden die Kontakte a ; umgelegt und dadurch das Relais Si mit entsprechender Verzögerung entregt. Die Kontakte si in der Nachbarstation werden infolgedessen geöffnet und die Kontakte siIII geschlossen.
Das Öffnen der Kontakte s/hat zur Folge, dass, wenn nunmehr ein Fehler ausserhalb des Schutzbereiches auftritt, trotz Schliessens der Kontakte an und q keine Auslösung erfolgt, es sei denn über die Kontakte und %. Bei einem Fehler innerhalb des Schutzbereiches erfolgt in der einen Station die Auslösung über die Kontakte v, und Z, ; ein Signal an die andere Station zur Auslösung wird jedoch nicht gegeben. Diese kann nur über ihre Kontakte v2 und % ihren Schalter zum Auslösen bringen
Das Schliessen der Kontakte siIII hat zur Folge, dass die Lampe L aufleuchtet.
Dies zeigt an, dass es sich um einen inneren Fehler der Schutzeinrichtung selbst handelt, der ausserhalb der Station liegt
Bei einem Defekt im Übertragungskanal wird in beiden Stationen das Relais As entregt. Die Vorgänge sind in beiden Stationen die gleichen wie die zuvor betrachteten, welche in der einen Station auftreten bei einem Fehler in der Nachbarstation.
Es ist also zu sehen, dass bei einem Fehler in der überwachten Leitung die Schutzeinrichtung mit Grundzeit betätigt wird. Ein Defekt in dem Übertragungssystem hat lediglich zur Folge, dass
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diese Grundzeitauslösung in derjenigen Station unterbleibt, in der die Entfernung des Fehlerortes vom Einbauort entsprechend gross ist. Irgendeine Fehlauslösung wird nicht herbeigeführt.
Nur wenn gleichzeitig beim Auftreten eines Defektes ein Fehler im Netz vorhanden ist, also die Kontakte an, q und a geschlossen sind, dann kann eine Fehlauslösung eintreten, da die Kontakte s nicht schnell genug öffnen. Mit der Wahrscheinlichkeit eines derartigen Falles, mit dem gleichzeitigen Auftreten eines inneren Defektes der Schutzeinrichtung und eines Fehlers im überwachten Netz braucht jedoch nicht gerechnet zu werden, so dass die Anordnung hinsichtlich der Vermeidung von Fehlaus- lösungen allen Anforderungen genügt.
Die Kontakte Tb dienen dazu, willkürlich die Aussendung von Hochfrequenz zu unterbrechen und damit die Nachbarstation zum Auslösen zu bringen. Die Kontakte Ta gestatten, die Schutzeinrichtung in Betrieb zu nehmen. Durch die Erregung des Relais S werden nämlich die Kontakte Sv
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erregt und damit die Kontakte SiI geschlossen. Die Kontakte al und s/- werden also in einer solchen Reihenfolge betätigt, dass sie niemals gleichzeitig geschlossen sind, so dass also bei der Inbetriebnahme keine Fehlabschaltung herbeigeführt wird.
Ausserdem werden die Kontakte siIII geöffnet und die Kontakte s, geschlossen. Das Letztere hat zur Folge, dass das Senderelais der Nachbarstation erregt wird und seine Kontakte Sv öffnet. Dadurch gelangen in der einen Station die Kontakte a. und sI- in die richtige Lage, wie zuvor beschrieben ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schutzanordnung für elektrische Netze, bei der die Abschaltung an den Streekenenden von dem Ansprechen von Anregerelais und Zeitrelais abhängig ist und bei der ein Auslösekriterium, das von dem Ausbleiben eines Ruhestromes abhängig ist, von einem Streckenende an das andere bei Betätigung des Zeitrelais mit Grundzeit übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbleiben des Ruhestromes nach einer zur Betätigung der Schutzeinrichtung erforderlichen Zeit wirkungslos gemacht wird.