Selektivschutzeinrichtung bei vermaschten Boehspannungsnetzen mit mehreren Speisepunkten. In Hochspannungsnetzen mit mehreren Speisepunkten, die zum Zwecke des Be lastungsausgleiches durch Verbindungslei tungen miteinander verbunden und vermascht werden, wird ein Selektivschutz dadurch er lieblich erschwert, dass bei Auftreten eines Kurzschlusses oder Überstromes die Fehler stelle von verschiedenen Seiten gespeist wird.
Gemäss der Erfindung wird diese Schwie rigkeit dadurch behoben, dass in jede Verbin dungsleitung zwischen je zwei Speisepunkten ein selbsttätiger Überstromschalter eingebaut ist, welcher bei Überstrom die Verbindung der Speisepunkte untereinander nach einer bestimmten Zeit a aufhebt, so dass ein einge tretener Fehler nur von einer Speiseleitung gespeist wird.
In den Speiseleitungen werden dabei vor teilhaft Überstromrelais angeordnet, welche bei Überstrom die Speiseleitungen in der Zeit a + <I>b</I> öffnen. Die Anordnung kann ferner so getroffen sein, dass die in den Verbin dungsleitungen liegenden Überstromschalter sich selbsttätig nach der Zeit ca + b -I- c wie der einschalten, sofern die zusammenzuschal tenden Teile die volle Spannung haben.
Die Abb. 1 zeigt beispielsweise ein ver- maschtes Hochspannungsnetz mit einer Se lektivschutzeinrichtung gemäss der Erfin dung in schematischer Darstellung.
Von dem Kraftwerk 1 führen die Speise leitungen 2, 3, 4, 5 und 6 zu den einzelnen Speisepunkten 7, 8, 9, 10, 11. Die einzelnen Speisepunkte sind durch Verbindungsleitun gen 12, 13, 14, 15, 16 und 17 miteinander verbunden. In sämtlichen Verbindungsleitun gen der Speisepunkte liegen selbsttätige Überstromschalter 18. In den Speiseleitun gen 2 bis 6 liegen Überstromrelais 19.
Die selbsttätigen Überstromschalter 18 sind so ge baut, dass sie bei Auftreten eines Überstro- mes nach der Zeit a sich selbsttätig aus schalten und nach der Zeit a + b + c sich selbsttätig wieder einschalten, sofern die von ihnen zu verbindenden Leitungen die vorge schriebene volle Spannung führen. Die in den Speiseleitungen liegenden Überstrom relais 19 öffnen die Speiseleitungen bei Auf treten eines Überstromes in der Zeit a + b.
Tritt beispielsweise an der Stelle 20 auf der Verbindungsleitung 17 ein Kurzschluss auf, so fliesst dem Fehler Energie nicht allein durch die Speiseleitungen 2 und 6 über die Verbindungsleitung 17 zu, sondern in der Regel auch über benachbarte Verbindungs leitungen, zum Beispiel 12 und 16. Nach der Zeit a unterbrechen infolgedessen die Über stromschalter 118 die Verbindungsleitungen 16, 17 und 12, so dass die Fehlerstelle 20 nur noch von der Speiseleitung 6 gespeist wird. Diese wird durch ihr Überstromrelais 19 nach der Zeit a -E- b abgeschaltet.
Nach der Zeit a + b -'t- c versuchen darauf die geöff neten Überstromschalter sich selbsttätig wie der einzuschalten. Die in den Verbindungs leitungen 12, 13, 14 und 15 liegenden Über stromschalter werden sich auch nach dieser Zeit schliessen, da die von ihnen zu verbin denden Leitungen die volle Spannung über die Speiseleitungen 2 bis 5 erhalten.
Die in den Speiseleitungen 16 und 17 auf beiden Seiten der Fehlerstelle 20 liegenden Über- s@romschalter können sieh ,jedoch nicht ein- scbalten, da die Speiseleitung 6 und die an sie angeschlossenen Teile der Verbindungs leitungen 16 und 17 spannungslos sind. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass durch einen Fehler an irgend einer Stelle nur eine Speiseleitung und somit nur der Teil des Netzes abgeschaltet wird, der von dem Feh ler betroffen ist.
Der gesunde Teil des Net zes wird nicht nur mit Energie weiter belie fert, sondern auch soweit wie möglich wieder vermascht. Ist dann der Fehler in dem kran- ken-Netzteil beseitigt, kann die Speiseleitung 6 vom Kraftwerk aus wieder eingeschaltet werden, darauf schliessen sich dann auch die in den Verbindungsleitungen 16 und 17 liegenden Überstromschalter 18,. da die von ihnen zu verbindenden Leitungen jetzt wie der die volle Spannung haben.
Die Abb. 2 zeigt einen für die Zwecke der Erfindung besonders ausgebildeten über stromschalter in schematischer Darstellung. Die Speiseleitungen 2 und 6, sowie die Ver bindungsleitung 17 mit dem Überstromschal- ter 18 sind hier angedeutet. 21 ist die Aus lösespule und 22 die Einschaltspule des Schalters. Bei Auftreten eines Überstromes wird die an einen Stromwandler 23 ange schlossene Überstromspule 24 erregt und zieht eine Klinke 2!5 entgegen der Wirkung der Feder 26 an. Hierdurch wird die mit einem Zeitv#erk 27 gekuppelte Scheibe 28, die normalerweise von der Sperrklinke 25 festgehalten wird, freigegeben.
Sie dreht sich entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. Nach der Zeit a kommt das Kontaktstück 2'9, das mit dem einen Pol einer Hilfsstromquelle 30 verbunden ist, mit der Kontaktbürste 31 iii Verbindung. Dadurch wird der Stromkreis der Auslösespule 21 geschlossen und der Schalter ausgelöst. Das Zeitwerk läuft wei ter und nach der Zeit<I>a</I> + b + <I>c</I> kommt das Kontaktstiick 29 mit der Bürste 32 in Berüh rung, die mit der Einschaltspule 22 verbun den ist.
Der Stromkreis der Einschaltspule ist iiber die Kontakte 33 und 34 der Volt meter (oder Spannungsrelais) 35 und 36 "ge- führt. Das Voltmeter 35 ist an den Teil der Verbindungsleitung 17 angeschlossen, der mit der Speiseleitung 2 verbunden ist, wäh rend das Voltmeter 36 mit dem andern von der Speiseleitung 6 gespeisten Teil verbun den ist. Haben beide Leitungsteile die volle Betriebsspannung, so sind die beiden Kon takte 33 und 34 geschlossen.
In dem Augen blick, wo nun die Bürste 32 mit dem Kon taktstück 29 in Berührung kommt, ist der Stromkreis der Einschaltspule 32 geschlossen und der Schalter wird wieder eingeschaltet. -Das Zeitwerk 27 dreht nun die Scheibe 28 weiter bis in die Stellung, bei der die Klinke 25 unter der Wirkung der Feder 26 in den auf der Scheibe befindlichen Einschnitt ein greift. Damit ist dann der normale Betriebs 7ustand wieder hergestellt. Der Antrieb des Zeitwerkes 27 kann entweder durch ein Uhr werk erfolgen, welches in bekannter Weise aufgezogen werden kann, oder er kann auch von der Hilfsstromquelle 30 aus bewirkt wer den.
Ist dagegen mindestens eine Speiseleitung spannungslos, kann sich der Schalter 18 nicht einschalten, da der Stromkreis seiner Ein schaltspule mindestens an einem von den bei den Kontakten 33 oder 34 unterbrochen ist. In der Stellung der Scheibe 28, in der sie von der Klinke 25 festgehalten wird, muss die Bürste 32 noch gerade das Kontaktstück 29 berühren, damit in dem Augenblick, wo die Spannung nach längerer Zeit wiederkehrt und der eine bezw. beide Kontakte 33, 34 geschlossen werden, der Schalter selbsttätig durch die Einschaltspule wieder eingeschal tet werden kann.
Damit die Einschaltspule nicht dauernd unter Spannung steht, ist es auch möglich in bekannter Weise durch einen Schleppschalter den Stromkreis der Ein- schaltspule-. nach erfolgter Einschaltung des Schalters zu unterbrechen. Die Erfindung lässt sich auch in Netzen verwenden, die nicht nur von einem einzigen Kraftwerk, sondern von mehreren parallel arbeitenden Kraftwerken gespeist werden.
Dabei kann die Anordnung entweder so ge troffen sein, dass beim Auflösen des Netzes durch die Uberstromschalter die Kraftwerke nicht gänzlich voneinander getrennt werden, sondern gekoppelt bleiben, zum Beispiel durch Leitungen, die unmittelbar von einem Kraftwerk zum andern führen. Nachdem die kranke Leitung unschädlich gemacht ist, schalten sich die Überstromschalter in dersel ben Weise wie oben beschrieben wieder ein.
Die Anordnung kann aber auch so ge troffen werden, dass bei Entmaschung des Netzes die Kraftwerke völlig voneinander getrennt werden. In diesem Falle ist es er forderlich, die Kraftwerke vor der Wieder- zUsaniinenschaltung zu synchronisieren.
Erst wenn dies geschehen ist, dürfen sich die i;"berstromschalter selbsttätig wiedereinschal- ten. Soll die Wiedereinschaltung auch bei dieser Anordnung vollkommen selbsttätig er folgen, so empfiehlt es sich, besondere Schalt stellen ein für alle Mal auszuwählen, an denen die automatischen Sy nchronisierungs- einrichtungen angeordnet werden. Die Zeit spanne c, innerhalb der auch die übrigen Schalter sich wieder schliessen, muss länger bemessen werden, als die grösste, für die Synchronisierung erforderliche Zeit.
In Abb. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für diese Anordnung schematisch dargestellt. 18 sind wieder die Überstromschalter in den Verbindungsleitungen der verschiedenen Speisepunkte und 19 die Überstromrelais in den zu den einzelnen Speisepunkten führen den Speiseleitungen. Mit den Zahlen 40, 41, 42 sind die Kraftwerke bezeichnet. Die Schalter 43 sind mit automatischen Sy nchro- n.isierungseinrichtungen versehen und schal ten sich bei Auftreten eines Überstromes ebenso wie die Überstromschalter 18 in dnr Zeit a aus.
Das Netz wird dadurch in drei voneinander getrennte Netzteile zerlegt, von denen jeder von einem einzigen Kraftwerke gespeist wird. Nach der Zeit b wird die> kranke Leitung durch ihr Überstromrelais 19 abgeschaltet. Darauf fangen die autornati- sch.en Synchronisierunseinrichtungen an zii arbeiten lind schalten# nach erfolgter Syn chronisierung der Netzteile diese an den be treffenden Stellen zusammen.
Nach der Zeit spanne c, die länger bemessen ist als die grösste, für die Synchronisierung erforder liche Zeit. schalten sich auch die Überstrom- schalt er 18 wieder ein. mit Ausnahme der zu beiden Seiten der abgeschalteten, kranken Speiseleitung liegenden Überstromschalter. Diese schalten. sich nach Beseitigung des Fehlers wieder selbsttätig ein.
Selective protection device for meshed high voltage networks with several feed points. In high-voltage networks with several feed points that are connected and meshed with each other by connecting lines for the purpose of load balancing, selective protection is made more difficult because the fault point is fed from different sides when a short circuit or overcurrent occurs.
According to the invention, this difficulty is remedied in that an automatic overcurrent switch is built into each connection line between two feed points, which in the event of an overcurrent interrupts the connection of the feed points to one another after a certain time a, so that a fault that occurs is only from one feed line is fed.
Overcurrent relays are arranged in the feed lines, which open the feed lines in the time a + <I> b </I> in the event of an overcurrent. The arrangement can also be made so that the overcurrent switches located in the connecting lines switch on automatically after the time ca + b -I- c, provided that the parts to be connected together have full voltage.
Fig. 1 shows, for example, a meshed high-voltage network with a selective protection device according to the invention in a schematic representation.
From the power plant 1, the feed lines 2, 3, 4, 5 and 6 lead to the individual feed points 7, 8, 9, 10, 11. The individual feed points are through connecting lines 12, 13, 14, 15, 16 and 17 with each other connected. Automatic overcurrent switches 18 are located in all of the connecting lines of the feed points. Overcurrent relays 19 are located in the feed lines 2 to 6.
The automatic overcurrent switches 18 are built in such a way that when an overcurrent occurs they switch themselves off automatically after time a and automatically switch on again after time a + b + c, provided that the lines to be connected by them reach the prescribed full Lead tension. The overcurrent relays 19 located in the feed lines open the feed lines when an overcurrent occurs in the time a + b.
If, for example, a short circuit occurs at point 20 on connecting line 17, energy does not flow to the fault solely through feed lines 2 and 6 via connecting line 17, but also usually via adjacent connecting lines, for example 12 and 16 As a result, the time a interrupt the over current switch 118, the connecting lines 16, 17 and 12, so that the fault location 20 is only fed by the feed line 6. This is switched off by its overcurrent relay 19 after the time a -E- b.
After the time a + b -'t- c, the opened overcurrent switches try to switch on automatically. The over-current switch located in the connecting lines 12, 13, 14 and 15 will also close after this time, since the lines to be connected by them receive the full voltage via the feed lines 2 to 5.
The over-circuit switches located in the feed lines 16 and 17 on both sides of the fault location 20 can see, but not switch on, since the feed line 6 and the parts of the connecting lines 16 and 17 connected to it are de-energized. This arrangement ensures that only one feed line and thus only that part of the network that is affected by the error is switched off due to a fault at any point.
The healthy part of the network is not only supplied with energy, but also meshed again as far as possible. If the fault in the sick power supply is then eliminated, the feed line 6 can be switched on again from the power station, and the overcurrent switches 18, located in the connecting lines 16 and 17 then also close. because the lines to be connected by them now have full voltage again.
Fig. 2 shows a specially designed for the purposes of the invention over current switch in a schematic representation. The feed lines 2 and 6 as well as the connection line 17 with the overcurrent switch 18 are indicated here. 21 is the release coil and 22 is the closing coil of the switch. When an overcurrent occurs, the overcurrent coil 24 connected to a current transformer 23 is energized and pulls a pawl 2! 5 against the action of the spring 26. As a result, the disk 28, which is coupled with a timer 27 and which is normally held by the pawl 25, is released.
It rotates counterclockwise. After time a, the contact piece 2'9, which is connected to one pole of an auxiliary power source 30, is connected to the contact brush 31. This closes the circuit of the trip coil 21 and triggers the switch. The timer continues to run and after the time <I> a </I> + b + <I> c </I> the contact piece 29 comes into contact with the brush 32, which is connected to the switch-on coil 22.
The circuit of the closing coil is carried out via the contacts 33 and 34 of the voltmeter (or voltage relay) 35 and 36 ". The voltmeter 35 is connected to that part of the connecting line 17 which is connected to the feed line 2, while the voltmeter 36 is connected to the other part fed by the feed line 6. If both line parts have full operating voltage, the two contacts 33 and 34 are closed.
At the moment when the brush 32 comes into contact with the con tact piece 29, the circuit of the closing coil 32 is closed and the switch is turned on again. The timer 27 now rotates the disc 28 further to the position in which the pawl 25 engages under the action of the spring 26 in the incision located on the disc. The normal operating status is then restored. The drive of the timer 27 can either be done by a clockwork, which can be wound in a known manner, or it can also be caused by the auxiliary power source 30 from who the.
If, on the other hand, at least one feed line is dead, the switch 18 cannot turn on because the circuit of its switching coil is interrupted at at least one of the contacts 33 or 34. In the position of the disc 28 in which it is held by the pawl 25, the brush 32 just has to touch the contact piece 29 so that at the moment when the tension returns after a long time and the one bezw. both contacts 33, 34 are closed, the switch can be switched on again automatically by the closing coil.
So that the closing coil is not permanently under voltage, it is also possible in a known manner by means of a drag switch to open the circuit of the closing coil. to interrupt after switching on the switch. The invention can also be used in networks that are fed not only by a single power plant but by several power plants operating in parallel.
The arrangement can either be such that when the network is disconnected by the overcurrent switch, the power plants are not completely separated from one another, but rather remain coupled, for example by lines that lead directly from one power plant to the other. After the diseased line has been rendered harmless, the overcurrent switches switch on again in the same way as described above.
However, the arrangement can also be made in such a way that the power plants are completely separated from one another when the network is disconnected. In this case, it is necessary to synchronize the power plants before reconnection.
The overcurrent switches are only allowed to switch on automatically when this has been done. If the switch-on is to take place completely automatically with this arrangement as well, it is advisable to select special switching points for all times at which the automatic synchronization The time span c, within which the other switches also close again, must be longer than the greatest time required for synchronization.
In Fig. 3 an embodiment of this arrangement is shown schematically. 18 are again the overcurrent switches in the connecting lines of the various feed points and 19 are the overcurrent relays in the feed lines leading to the individual feed points. The numbers 40, 41, 42 denote the power plants. The switches 43 are provided with automatic synchronization devices and when an overcurrent occurs, just like the overcurrent switches 18, they switch off within time a.
The network is thus divided into three separate network parts, each of which is fed by a single power station. After the time b, the> sick line is switched off by its overcurrent relay 19. The au- thorized synchronization devices then start working and switching # after synchronization of the power supply units, these together at the relevant points.
After the time span c, which is longer than the largest time required for the synchronization. the overcurrent switches 18 also switch on again. with the exception of the overcurrent switches located on both sides of the disconnected, diseased supply line. These switch. automatically resets itself after the error has been eliminated