Sehaltungsanordnung bei nach dein linpedanzprinzip arbeitenden Selektivrelais. Nach dem Impedanzprinzip arbeitende Selektivrelais erhalten zweckmässig zur Er- f#tSSUDg von Kurzschlüssen gegen Erde die Spannung gegen Ei-de der kranken Phase und den entsprechendenPhasenstrom. Damit sollen Auslösezeiten erreicht werden, die ent sprechend der Impedanz der Leitung, also der Entfernung des Kurzschlusses,ansteigen.
Die von den Relais gemessene Impedanz ist jedoch auch noch von der Stromverteilung abhängig, wie im folgenden gezeigt wird, so dass sie keine eindeutige Funktion der Kurz- sehlussentfernung ist, wobei die Staffelung und die Angaben der Relais gestört werden können.
Diese Impedanz wird im folgenden ge rechnet mit Hilfe der bekannten Methode der symmetrischen Koordinaten von Forteseue (siehe z. B. The Electrie Journal<B>1928,</B> Bd. <B>26,</B> <B>8. 351</B> ff.). Nach- dieser Methode wird das System der drei beliebigen Phasenströme Ji, <B><I>J2,</I></B> J3 ersetzt durch drei symmetrische Systeme;
das Mitsystem besteht aus drei Strömen Jd, gleich gross in den drei Phasen, aber um 120' im positiver) Drehsinn gegeneinander ver schoben; das Gegensystem besteht ebenfalls aus drei gleich grossen Strömen JI, jedoch um 1201 im negativen Drehsinn verschoben;
end lich das Nullsystem besteht aus drei gleich grossen und gleichgerichteten Strömen J". <B>Es</B> ist somit il <B><I>J. +</I></B> Jd <B><I>+</I></B> Ji 32 1') <B>+</B> id <B>Z<I>-</I></B> j <I>120</I><B>0</B> +ii <B>Z</B> j120. <B>(1)</B> J3 <B><I>J.
+</I></B> Jd e -j1411 <B><I>+</I></B> J, ej1111 DerGesamtsparinungsabfall längs derLeitung setzt sieh zusainnien aus den Einzelspannungs abfällen, verursacht durch die verschiedenen Stroinsysteme, und, berechnet sich für die ver schiedenen Störungsfälle wie folgt: I. 1-poliger Erdschluss.
Die Spannung der kranken Phase gegen <B>Ei</B> rde an irgend einer Stelle m des Netzes ist nach der Methode des symmetrischen Koni- ponenten gegeben durch die Formel <B>Z</B> # Zd id <B>+ 4</B> il <B>+ Z.</B> i. wo Zd, ZI, <I>Z.</I> die Mit-. Gegen- und Nullimpe danz der Leitung von dieser Stelle in bis zum Erdschlussort sind.
Dafür Leitungen Zd <B>=</B> 7,1, so wird obige Gleichting
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oder auch, da nach<B>(1) 3</B> J" <B><I>=</I></B> Ji -# J##> <B><I>--1-</I></B> "Tii -.
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Wie ersichtlich, ist die vom Relais ge messene Impedanz nach (2):
EMI0002.0016
nicht nur abhängig von den Leitungskonstau- ten Zd und Z", sondern noch vom Verhältnis
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des Nullstromes zum Phasenstrom.
Dieses Verhältnis kann aber<B>je</B> nach Kurzschluss- stelle und Erdungsart und -ort des Netznull punktes variieren, so dass die Relais verschie dene Impedanzen bei gleicher Entfernung vom Kurzsehlussort messen können.
II. 2-poliger Erdschluss, zum Beispiel der Phasen<B>1</B> und 2<B>-</B> Die Formeln (2),<B>(3)</B> und (4) gelten hier wieder; es kommen noch dazu die entspre chenden Formeln für Phase 2, zum Beispiel:
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Hier wiederum sind die von den Relais ge messenen Impedanzen vom Verhältnis
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resp.
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abhängig und ausserdem verschieden wie im Fall I, da
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auch verschieden ist.
IH. 3-poliger Erdschluss.
Hier ist J" <B><I>=</I> 0,</B> und es wird <B>A</B> == zd Ji <B>(6)</B> und die gemessene Impedanz:
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das beisst gleich der gewöhnlichen Phasen- kurzschlussimpedanz der Leitung. Die Impe danz ist distanzgetreu, jedoch wiederum ver schieden von den in den Fällen<B>1</B> un <B>d</B> 1I ge- inessenen Werten.
Uin die von den Relais gemessene Impe danz unabhängig vom Verhältnis
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und von der Störungsart zu maehen, wird erfindungsgemäss den Relais ausser dem Phasenstrom noch der Strom
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zugeführt. Wie aus obigen Formeln (2),<B>(5)</B> und <B>(6)</B> ersichtlich ist, ist dann die von den Relais gemessene Impedanz und dementspre chend auch die Abschaltzeiten
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somit distanzgetreu und vom Störungsfall unabhängig. (,T" ist<B>0</B> im Fall HI.) Der Wert
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schwankt zum Beispiel für Freileitungen um 4 herum.
Man wird in diesem Fall den Relais den Strom<B>3</B> J", das heisst den Sum menstrom der Leitung, zuführen. Selbstver ständlich genügt es, wenn die Bedingung<B>(8)</B> nur ungefähr erfüllt ist, da dieser Strom nur als Korrektur wirkt.
Es können auch, entsprechend Formel<B>(3),</B> alle drei Ströme li, J2 und<B>Ja</B> den Relais zu geführt werden, um die gewünschte Wirkung zu erhalten. Da Formel (2) für jede Erdschlussart <B>gül-</B> tig ist, wird auch im Falle eines mehrfachen Erdsehlusses, das heisst wenn mehrere Phasen auf verschiedene Teilstrecken des Netzes gleichzeitig gegen Erde überschlagen, mit diesen Anordnungen distanzgetreue Messung der Inipedanz ei-reicht.
Der 2-polige Erdschluss kann auch so er- fasst werden, dass in den Relais die verket tete Spannung -E12 <B><I>=</I></B> Ei <B>- E2</B> zum Beispiel und die Differenz der Phasenströ me J, -,12 wirksam sind.
Nach Gleichung (2) und<B>(5)</B> ist dann wiederum die von den Relais ge- inessene Impedanz
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Obige Verbesserung ist sowohl in Frei- luitungs-, wie in Kabelrietzen anwendbar und auch für 1-phasige Anlagen, da für für diese obigen Gleichungen auch gültig sind<B>(ja = 0).</B> Es ist auch gleichgültig, ob die Relais eine stetige oder eine Stufen-Zeitcharakteristik haben, und ob die Auslösezeiten nur von dem absoluten Wert der Impedanz oder auch noch vom Winkel derselben abhängig sind.
Der Nullstrom. L ist zum Beispiel der gemeinsamen Rückleitung zu den drei parallel geschalteten Phasenwandlern zu entnehmen, da nach<B>(1)
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</B> ist. Die gewünschte Wirkung kann zum Bei spiel erreicht werden durch Ausführung der Relais mit mehreren Stromwicklungen, die eine zum Beispiel vom Phasenstroin, die an dere vom Nullstrom J" nach Formel<B>(8)</B> durch flossen. Es können auch, entsprechend Formel <B>(3),</B> alle drei Ströme ji, J2 und j# den ver- schiedeiten Spulen der Relais zugeführt werden.
Der gewünschte resultierende Strom kann aber auch ausserhalb der Relais, eventuell mittelst passendem Hilfswandler, gebildet werden, wobei dann die Relais nur eine Stromwicklung haben müssen.