Sehutzeinriehtung mit Energierielitungsrelais für parallele Drehstromleitungen in Netzen mit indirekt geerdetem Nullpunkt. Zum Schutze von parallelen Leiturigen gegen Kurzschlüsse ist es üblich, Energie- richtung.,relais zu verwenden. Diese werden, wie in Fig. 1 beiliegender Zeichnung ange geben, wo sie mit 2 und 4 bezeichnet sind, an das von der Stromquelle entfernte Ende jeder Leitung angeschlossen, während der Lei tungsanfang mit 1VIaximalstromrelais 1 be ziehungsweise 3 geschützt wird.
Bei einem Kurzschluss auf einer der beiden Leitungen I und 1I zwischen den Stationen A. und<I>B,</I> zum Beispiel der Leitung II in .K, speist die Stromquelle die Fehlerstelle auch über die Leitung I und die Sammelschienen der Station B. Das Energierichtungsrelais 4 stellt dann fest, dass die Fehlerenergie von den Sammelschienen der Station B weg fliesst, und löst aus. Das Relais 3 löst infolge Über strom aus. Füi# das richtige Arbeiten des Schutzes ist es notwendig, dass die Richtungs relais 2 und 4 bei Energiefluss, gegen die Sammelschienen, das heisst von der Strom- quelle weg gerichtet, nicht auslösen.
Es ist auch bekannt, in Drehstromnetzen zur Fest stellung der Energierichtung drei einpolige, wattmetrische Relais zu verwenden, die mit dem Strom einer Phase und der dazu senk recht stehender) Spannung zwischen den bei den andern Phasen gespeist werden, wobei die innere Abgleichung des Relais<B>90'</B> be trägt. Bei Erdschluss einer Phase in Netzen mit nicht direkt geerdetem Nullpunkt weist diese Schaltung einen Nachteil auf, indem in einer Phase alle Relais zwischen Strom quelle und Fehlerstelle ansprechen, was zu Fehlschaltungen führt. Bei direkt geerdetem Nullpunkt trifft dieser Nachteil nicht zu, da ein Erdschluss den Kurzschluss der betreffen den Phase bedeutet.
In Fig. 2 ist das Strom- und Spannungsdiagramm eines Drehstrom netzes angedeutet. Fes,, <B><I>Es</I></B> -und F5T sind die drei Phasenspannungen.
Bei Erdschluss der Phase T nimmt der Sternpunkt das Potential der Phase T an,_ -und es fliesst von dieser Lei- tung ein Strom ir an die Erde ab: der soge- nannte Ürdschlussstrom. Dieser Strom ist be kanntlich ein Ladestrom, der die beiden gesunden Leiter R und S auf die verkettete Spannung aufladet. Über.
die Kapazitäten der beiden gesunden Phasen R und<B>8</B> fliesst dieser Strom zurück zu den Stromerzeugern, wobei in diesen Leitern die Teilströme in respektiv is fliessen. Diese stehen, wie im Diagramm Fig. 2 angegeben, senkrecht auf die verketteten Spannungen ERT <B>und</B> ETS <B>und</B> erzeugen in den einpoligen Energierichtungs- relais dieser zwei Phasen Drehmomente, die mit der Richtung der in diesen Leitern fliessenden Energie gar keine Bewandtnis haben.
Da der Strom is zum Beispiel mit der zugehörigen Phasenspannung Es einen Winkel grösser als<B>900</B> einschliesst, so ergibt er im Relais der Phase S ein Drehmoment, das einer verkehrten Richtung der Energie entspricht. Ist der andere positiv gerichtete aber hier nicht angegebene Strom der Phase <B>S</B> zufällig so klein, dass das Drehmoment des Stromes is überwiegt, so wird eben durch die Komponente is des Erdschlussstromes eine falsche Energierichtung vorgetäuscht, was zu den erwähnten Fehlschaltungen Anlass gibt.
Die Erfindung gibt eine Lösung an, um auch bei indirekt, das heisst über ohmsche oder induktive Widerstände geerdetem Null punkt Fehlauslösungen zu vermeiden, indem erfindungsgemäss mit einem Phasenstrom und einer Spannung des Drehstromsystems auch der in einer zusätzlichen, zwischen Nullpunkt und Erde geschalteten Impedanz fliessende Nullstrom zusammenwirkt.
Bei Erdschluss der Phase T des Dreh stromsystems RST in der ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes betreffen den Fig. 2 nehmen die Ströme der drei Phasen die mit ir,, is und iT angegebenen Richtun gen ein. Da bei den im Diagramm angenomme nen positiven Richtungen der Vektoren die Energierichtungsrelais dann ansprechen, wenn die Projektion des Stromvektors auf die rück seitige Verlängerung des betreffenden Phasen spannungsvektors fällt, so ist ersichtlich, dass das Relais mit dem Strom is unzeitgemäss ansprechen wird.
Um das zu verhindern, wird der Sternpunkt 0 des Drehstromsystems auf der Erzeugerseite, wie in Fig. 3 angedeutet ist, über eine Impedanz W geerdet, die auch rein ohmscher Natur sein kann. Über den Widerstand W und den Erdschlusslichtbogen an der Fehlerstelle F fliesst ein Strom i0, der über die geerdete Phase (hier T) zurück zur entsprechenden Phasenwicklung des Strom erzeugers fliesst und -sich von der Erdschluss- stelle bis zum Erzeuger zum Erdschlussstrom iT addiert.
Dieser Strom i8 wird nun vor oder nach dem Widerstand IV gemessen, und ein ihm proportionaler sekundärer Strom i', wird in umgekehrter Richtung durch eine zweite Stromspule des Energierichtungsrelais der Phase S geleitet und kompensiert das Relais derart, dass eine Auslösung verhindert wird.
Da es dabei auf die Wattkomponente des Stromes i, ankommt, wurde im Diagramm der Fig. 2 angenommen, dass der Widerstand W rein ohmscher Natur sei, so dass der Strom i", dessen Grösse durch Bemessung des Widerstandes W gewählt werden kann, in Rielitung der Spannung der erdgeschlossenen Phase ET fällt. Diesem Strom i, proportional, aber entgegengesetzt gerichtet, ist der Strom i'", der durch die Kompensationsspule des Relais S geleitet wird.
Der resultierende Flux des Relais entspricht einem Strom ios, der von der Summe von ig und i', gebildet ist. Die Projektion dieses Vektors ios fällt auf die positive Seite der Spannung Es, das Energierichtungsrelais schlägt daher positiv aus und verursacht keine Auslösung. Derselbe Strom i'e wird auch zur Kompensation des andern Relais in der Phase R benützt. Der resultierende Stromvektor ion liegt ebenfalls so, dass keine Auslösung erfolgen kann.
Es ist also erreicht worden, dass der Schutz paralleler Drehstrom-Leitungen mit Rich tungsrelais bei Erdschlüssen keine Fehlaus lösungen verursacht.
Der Strom i" kann als Nullstrom durch die Summenschaltung von drei Stromwand lern nach Holmgreen, wie in Fig. 4 ange geben, oder durch irgend eine andere gleich wertige Schaltung festgestellt werden.
Protective protective device with power line relay for parallel three-phase lines in networks with indirectly grounded zero point. To protect parallel conductors against short circuits, it is common to use energy direction, relays. These are, as shown in Fig. 1 of the accompanying drawings, where they are labeled 2 and 4, connected to the end of each line remote from the power source, while the Lei device beginning with 1VIaximalstromrelais 1 and 3 respectively is protected.
In the event of a short circuit on one of the two lines I and 1I between stations A. and <I> B, </I> for example line II in .K, the power source also feeds the fault location via line I and the station's busbars B. The energy direction relay 4 then determines that the fault energy is flowing away from the busbars of station B, and trips. The relay 3 triggers due to overcurrent. For the protection to work correctly, it is necessary that the directional relays 2 and 4 do not trip when there is a flow of energy against the busbars, ie directed away from the power source.
It is also known to use three single-pole, wattmetric relays in three-phase networks to determine the direction of energy, which are fed with the current of one phase and the perpendicular to it) voltage between the other phases, with the internal balance of the relay < B> 90 '</B>. In the event of an earth fault in a phase in networks with a neutral point that is not directly earthed, this circuit has a disadvantage in that all relays between the current source and fault point respond in one phase, which leads to incorrect switching. This disadvantage does not apply to a directly earthed zero point, since an earth fault means a short circuit in the relevant phase.
In Fig. 2, the current and voltage diagram of a three-phase network is indicated. Fes ,, <B><I>Es</I> </B> -and F5T are the three phase voltages.
In the event of an earth fault in phase T, the neutral point assumes the potential of phase T, and a current ir flows from this line to earth: the so-called earth fault current. This current is known to be a charging current that charges the two healthy conductors R and S to the linked voltage. About.
the capacities of the two healthy phases R and <B> 8 </B>, this current flows back to the power generators, with the partial currents flowing in these conductors in respectively is. As indicated in the diagram in FIG. 2, these are perpendicular to the linked voltages ERT <B> and </B> ETS <B> and </B> generate torques in the single-pole energy relay of these two phases that correspond to the direction the energy flowing in these ladders have absolutely no relevance.
Since the current is, for example, forms an angle greater than <B> 900 </B> with the associated phase voltage Es, it results in a torque in the relay of phase S that corresponds to the wrong direction of the energy. If the other positive directional current of the phase <B> S </B> happens to be so small that the torque of the current is predominates, the component is of the earth fault current simulates a wrong direction of energy, which is the case with those mentioned There is cause for incorrect switching.
The invention provides a solution to avoid false tripping even with indirectly, that is to say via ohmic or inductive resistors grounded zero point, by according to the invention with a phase current and a voltage of the three-phase system also the zero current flowing in an additional impedance connected between zero point and earth cooperates.
In the event of a ground fault in phase T of the three-phase system RST in which an embodiment example of the subject matter of the invention relates to FIG. 2, the currents of the three phases take the directions indicated by ir ,, is and iT. Since with the positive directions of the vectors assumed in the diagram, the energy direction relays respond when the projection of the current vector falls on the rear extension of the phase voltage vector in question, it can be seen that the relay with the current is will respond inappropriately.
In order to prevent this, the star point 0 of the three-phase system on the generating side, as indicated in FIG. 3, is grounded via an impedance W, which can also be of a purely ohmic nature. A current i0 flows through the resistor W and the earth fault arc at the fault point F, which flows back to the corresponding phase winding of the generator via the earthed phase (here T) and adds up to the earth fault current iT from the earth fault point to the generator.
This current i8 is now measured before or after the resistor IV, and a secondary current i 'proportional to it is passed in the opposite direction through a second current coil of the energy direction relay of phase S and compensates the relay in such a way that triggering is prevented.
Since it depends on the watt component of the current i, it was assumed in the diagram in FIG. 2 that the resistance W is of a purely ohmic nature, so that the current i ″, the size of which can be selected by dimensioning the resistance W, is in line the voltage of the earth-connected phase ET falls. This current i, proportional, but directed in the opposite direction, is the current i '", which is passed through the compensation coil of the relay S.
The resulting flux of the relay corresponds to a current ios, which is formed from the sum of ig and i '. The projection of this vector ios falls on the positive side of the voltage Es, so the energy direction relay has a positive output and does not cause a trip. The same current i'e is also used to compensate for the other relay in phase R. The resulting current vector ion is also such that no tripping can occur.
It has thus been achieved that the protection of parallel three-phase lines with directional relays does not cause false tripping in the event of earth faults.
The current i "can be determined as a zero current through the summation circuit of three current transformers according to Holmgreen, as indicated in FIG. 4, or by any other equivalent circuit.