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Energierichtungsrelais zum Schutz zweiseitig gespeister Drehstromleitungen.
Sowohl bei Anwendung des Impedanzprinzips als auch der sogenannten gegenläufigen Zeit- staffelung für den Schutz von zweiseitig gespeisten Drehstromleitungen, besteht im Falle von Doppel- erdschlüssen bekanntlich der Übelstand, dass je nach Lage der beiden Fehlerstellen zuerst die einseitige
Abschaltung der einen Fehlerstelle, sodann die einseitige Abschaltung der andern Fehlerstelle und schliesslich die vollständige Abschaltung der ersten Fehlerstelle eintreten kann. Obwohl nur die doppelseitige Abschaltung einer einzigen Fehlerstelle notwendig wäre, wird also auch die zweite Fehlerstelle einseitig abgeschaltet.
Diese unerwünschte Vergrösserung des Störungsbereiches wird beim Impedanz- schutz in bekannter Weise dadurch vermieden, dass bei Doppelerdschlüssen die eine Fehlerstelle vor der andern, je nachdem welcher Phase der Drehstromleitung die Fehlerstellen angehören, bevorzugt wird.
Die Bevorzugung geschieht meistens in der Weise, dass die Schutzeinrichtungen auf Ströme in der Phase S nicht ansprechen und dass sie bei Überstrom in der Phase T allein, wenn zugleich aus den Spannungsverhältnissen hervorgeht, dass Doppelerdsehluss zwischen den Phasen Rund T besteht. gesperrt werden ; bei Doppelerdschlüssen zwischen den Phasen R und S wird dann nur die Fehlerstelle R abgeschaltet, bei Doppelerdschlüssen zwischen den Phasen S und T nur die Fehlerstelle T und bei Doppelerdschlüssen zwischen den Phasen R und T nur die Fehlerstelle R.
Sinngemäss lassen sich die für diese Wirkungsweise erforderlichen Zusatzeinrichtungen auch beim Schutz mit gegenläufiger Zeitstaffelung anwenden ; diese Zusatzeinrichtungen sind jedoch selbstverständlich verhältnismässig kompliziert, was bei den einfachen Einrichtungen für gegenläufige Zeitstaffelung besonders ins Gewicht fällt.
Die Erfindung ermöglicht die Bevorzugung einer Phase in allen Doppelerdschlussfällen ohne jede zusätzliche Apparatur ; sie geht davon aus, dass bei der gegenläufigen Zeitstaffelung dann eine richtige Abschaltung von nur einer Fehlerstelle bewirkt wird. wenn sämtliche Richtungsrelais auf ein und dieselbe Fehlerstelle hinweisen.
Erfindungsgemäss wird dies zunächst dadurch erreicht, dass das Richtungsrelais zwei mechanisch gekuppelte wattmetrische Systeme aufweist, von welchen das erste vom Strom der ersten Phase J und der Spannung zwischen den beiden andern Phases vu und das zweite vom Strom der dritten Phase JT und von der Spannung zwischen dieser und der ersten
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das zweite wattmetrisehe System keinen Kurzschlussstrom, so dass also das erste wattmetrische System massgebend ist, welches unter dem Einfluss des Stromes J R und der Spannung !' : c steht und demgemäss auf die Fehlerstelle R hinweist. Bei Doppelerdschlüssen zwischen den Phasen S, T ist in analoger Weise
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an.
Bei Doppelerdschlüssen zwischen den Phasen R, T führen beide wattmetrische Systeme Kurzschlussstrom, jedoch wird das erste von der gesunden Spannung vw und das zweite von der zusammengebrochenen Spannung uw erregt. Infolge des Grössenuntersehiedes zwischen diesen beiden Spannungen ist also das erste wattmetrische System massgebend und es zeigt demgemäss das Richtungsrekis zur Fehlerstelle R, auch wenn in dem betreffenden Leitungsabschnitt die Fehlerstellen Rund T in entgegengesetzter Richtung liegen ; wegen des Grossenunterschiedes zwischen der gesunden und der kranken Spannung ergibt sich diese gewünschte Richtungsanzeige auch dann, wenn der zur Fehlerstelle R fliessende Strom wesentlich kleiner ist als der zur Fehlerstelle T fliessende Strom.
Selbstverständlich kann bei dieser Schaltung von der bekannten Massnahme, dem Strom im Spannungspfad eine künstliche Phasenverschiebung zu erteilen, mit Vorteil Gebrauch gemacht werden.
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Die Bevorzugung der Phase R im Falle eines Doppelerdschlusses zwischen den Phasen R, T kann noch verstärkt werden, wenn an Stelle von zwei mechanisch gekuppelten wattmetrischen Systemen drei solche Systeme verwendet werden. Erfindungsgemäss werden dann zwei dieser Systeme vom Phasenstrom J und der Spannung vs und eines der Systeme vom Phasenstrom JT und der Spannung un, erregt. Durch Addition der Drehmomente der beiden ersten Systeme wird bei dieser Anordnung ein noch stärkeres Überwiegen dieser Drehmomente gegenüber dem Drehmoment des dritten Systems im Falle des Doppelerdschlusses zwischen den Phasen R, T erreicht.
Die angegebene erfindungsgemässe Schaltung bringt auch den Vorteil mit sich, dass im Falle von zweipoligen Kurzschlüssen auch dann ein kräftiges Drehmoment vom Richtungsrelais im entsprechenden Sinn erzeugt wird, wenn die Spannung zwischen den kurzgeschlossenen Phasen vollständig auf Null zusammenbricht. Diese Wirkungsweise. wird zwar auch bei der bekannten Schaltung, bei welcher jeweils der Strom der einen Phase und die Spannung zwischen den beiden andern Phasen auf ein wattmetrisehes System wirken ; erzielt, doch weist diese bekannte Schaltung nicht den Vorteil auf, dass sie eine Bevorzugung einer Phase in allen Doppelerdschlussfällen ergibt.
Die erfindungsgemässe Schaltung kann auch für Anordnungen benützt werden, bei welchen nur ein wattmetrisches System verwendet wird, wenn entsprechende Einrichtungen zur Umschaltung der Spannung und Stromphasen im Falle eines Kurzschlusses oder Doppelerdschlusses zwischen den Phasen S, T vorgesehen sind. Der Vorteil der erfindungsgemässen Schaltung liegt dann vor allem darin, dass nur eine Klemme des Spannungspfades umgeschaltet werden muss, u. zw. von der Spannung v
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umgeschaltet werden.
Selbstverständlich kann die grundsätzlich gleiche Wirkungsweise wie bei der oben angegebenen Schaltung auch durch Schaltungen erreicht werden, bei welchen die Phasen zyklisch vertauscht sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Energierichtungsrelais zum Schutz zweiseitig gespeister Drehstromleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass auf das vom Strom der ersten Phase (JE) erregte Wattsystem die Spannung zwischen den beiden andern Phasen (vw) des Drebstromsystems und auf das vom Strum der dritten Phase (JT) erregte Wattsystem die Spannung zwischen dieser und der ersten Phase (uw) einwirkt.