Hochspannungskraftübertragungsanlage für Mehrphasenwechselstrom. Bei der Übertragung von Mehrphasen- w echselstrom wird üblicherweise eine Hoch spannungsleitung benützt, bei welcher die Anzahl der Leiter gleich der Anzahl Phasen gewählt ist. Zum Schutz gegen Erdschlüsse werden die Leiter auf der Speiseseite des Netzes über die Transformatoranordnung in Stern geschaltet und der Sternpunkt über eine Erdschlusslöschspule geerdet.
Um eine gute Löschung der Erdschlusslichtbogen zu erhalten, ist die Induktivität der Drosselspule mit der Erdkapazität sämtlicher Leiter möglichst genau auf Resonanz mit der Be triebsfrequenz des Netzes abzustimmen. Eine genaue Resonanzabstimmung ist jedoch we gen den stets vorhandenen ungleichen Erd- kapazitäten der einzelnen Leiter nicht mög- lieh, weil,
sich bei genauer Abstimmung und ungleichen Erdkapazitäten auch bei gesun dem Netz eine beträchtliche Spannungsver lagerung des Sternpunktes gegen Erde erge- geben würde. Man ist daher aus diesem Grunde genötigt, bei den üblichen Drzhstrom- leitungen, die nur schon wegen der unglei- chen Höhe der drei Leiter über Erde stark verschiedene Kapazitäten besitzen können, die Löschspule aus der Resonanzlage zu ver stimmen, um die schädlichen Nullpunktsver- lagerungen zu vermeiden.
Für Dreiphasen leitungen, die auf grosse Entfernung eine hohe Energie übertragen sollen und die daher mit Höchstspannungen betrieben werden, ist jedoch auch die Anwendung von richtig ver stimmten Löschspulen häufig nicht mehr möglich, weil selbst die bei einem Erdschluss auftretende Spannungsverlagerung der. ge sunden Leiter auf das. e/ 3fache der Phasen spannung gegen Erde im Hinblick auf die erforderliche Bemessung der Leitungsisola tion nicht mehr tragbar erscheint.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf .eine Hochspannungskraftübertra- gungsanlage für Melhrphasenstrom, bei wel cher es möglich wird, einerseits die Lösch spulen viel genauer auf Resonanz abzustim men und dadurch die Löschwirkung. wesent lich zu verbessern und anderseits hohe Lei stungen bei geringen Verlusten und tragbarer te%tungsisolation zu übertragen. Nebstdem wird die Betriebssicherheit der Leitung heraufgesetzt. Dies;
wird dadurch erreicht, dass auf der Hochspannungsleitung für jede Phase ein Hin- und ein Rückleiter vorge sehen ist, die einzelnen Phasen des Mehr phasenstromes voneinander elektrisch isoliert sind und ihre Mittelpunkte über getrennte und magnetisch nicht miteinander gekoppelte Erds.chlusslöschspulen an Erde gelegt sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt, und zwar zeigt die Fig. 1 :
die Schaltung der Leiter und Transformatoren, sowie die ge trennten Erdschlusslöschspulen. In Fig. 2 ist die vorzugsweise zu benützende Anordnung der Leiter auf den Masten angegeben, wäh rend die Fig. 3 eine der Einheiten, bestehend aufs Einphasentransformator und Löschspule, wiedergibt, aus welchen die Transformator anordnung nach Fig. 1 aufgebaut werden kann.
In Fig. 1 ist eine Freileitung, bestehend aus sechs Einzelleitern 1 bis 6, angegeben, die an beiden Enden an die Hochspannungsseiten der Transformatoranordnungen T, und T2 angeschlossen ist.
Die Transformatoranord- nung ist aus einer der Phasenzahl gleichen Anzahl einphasiger Transformatoren t1 % v1, bezw. t, uz <I>v2</I> aufgebaut. Auf der Hochspan nungsseite der Transformatoren besitzt jede Phase einen eigenen; Hin- und Rückleiter, so dass die Phasen gegeneinander elektrisch iso liert sind.
Die Mittelpunkte der Hochspan- nungswicklungen sämtlicher Phasen sind über,die Erdschlusslöschspulen q1 r1 s1 bezw. q2 r2 sz an Erde gelegt. Die einzelnen Erd- schlusslöschspulen sind magnetisch nicht mit einander gekoppelt.
Die Niederspannungs- seiten der Transformatorenanordnungen kön nen wie üblich in Stern geschaltet sein. Tritt nun beispielsweise zwischen dem Leiter 6 und Erde ein Erdschluss auf, so wird dann lediglich in der Drosselspule qi der Erd- schlussstrom fliessen und eine Spannungsver lagerung des Leiters 5 herbeiführen.
Ist nicht ein Dauererdschluss vorhanden, dann löscht die Löschspule q1 den Erdschlusslichtbogen in bekannter "Weise und der normale BetrieUs- zustand ist wieder erreicht. Es ist möglich, dass alle drei Phasen mit je einem Leiter einen Erdschluss besitzen können; die Lö schung der Lichtbogen wird dadurch nicht beeinträchtigt.
Genau gleich liegen die Ver hältnisse bei einem Dauererdschluss. Die Lei tung kann ohne weiteres mit einem Däuer- erdschluss in sämtlichen drei Phasen betrie ben, werden. Besitzt hingegen eine Phase einen doppelpoligen Erdschluss oder einen Kurzschluss, so können die betreffenden Lei ter einfach ausgeschaltet werden, und die Kraftübertragung erfolgt ohne Unterbruch über die restlichen vier Leiter zweiphasig. Im Bedarfsfall ist es :selbst möglich, mit ver minderter Leistung einphasig zu fahren, wenn die beiden andern Phasen Kurzschlüsse besitzen.
In dieser dann noch allein betrie benen Phase kann selbst unter diesen Be triebsbedingungen noch ein einpoliger Erd- schluss vorhanden sein, der gegebenenfalls durch die dieser Phase zugeordnete Lösch- spule von selbst gelöscht wird. Die Betriebs sicherheit einer solchen Kraftübertragung ist also auch weitgehenden Anforderungen ge wachsen. Eine Transformatoranordnung, wel che aus drei unabhängigen Einphasentrans- formatoren aufgebaut ist, ist in Fig. 1 an gegeben.
Die Auflösung in voneinander ge trennte Einphasentransformatoren hat ferner noch den Vorteil, -dass für höhere Leistungen und Spannungen die Einphasentransforma- toren noch profilgängig auf der Eisenbahn bleiben, während für dieselbe Leistung ein Dreiphasentransformator das zulässige Profil überschreiten würde.
Bei dieser Übertragung ergibt sich der besondere Vorteil, jeden der Einphasentrans, formatoren mit der ihm zugeordneten Lösch- spule baulich zu vereinigen und in demselben Ölbehälter unterzubringen. In Fig. 3 ist dies schematisch wiedergegeben, wobei 7 den Eisenkern des Transformators, 8 seine Pri mär- und 9 seine Sekundärwicklung bedeutet.
Die Erdschlusslöschspule ist zweckmässig im untern Teil des Ölbehälters 10 angeordnet und besitzt einen eigenen Eisenkern 11, auf dem die Wicklung 12 aufgebracht ist. Selbstver ständlich kann man die Induktivität der Löschspule einstellbar gestalten.
Durch den Zusammenbau erhält man nicht nur äusserst praktische Einheiten, die rasch montiert werden können, sondern zudem noch eine wesentliche Verbilligung und Platzersparnis, da offenbar wegen der noch innerhalb des -Ölbehälters verlaufenden - Verbindung 13 zwischen Löschspule 12. und Hochspannungs, wieklung 9 Durchführungsisolatoren gespart werden können.
Von den kurz erläuterten Vorzügen ab gesehen, kann ferner noch die Löschfähigkeit der Löschspulen verbessert werden. Bei der üblichen im Sternpunkt eines Dreileiter systems angeordneten Löschspule hängt die Grösse des nicht gelöschten Reststromes an der Erdschlussstelle von dem Grad der Ab weichurig von der Resonanzabstimmung ab, die in Rücksicht auf die Spannungsverlage rung beim Normalbetrieb wieder um so grösser sein muss, je grösser die Ungleichheiten in den Teilkapazitäten der Leiter gegen Erde sind.
Genau gleiche Erdkapazitäten der einzelnen Leiter einer Drehstromleitung sind nur schwer herzustellen, weil die Leiter bezüg lich der Maste und der Erde im allgemeinen unsymmetrisch liegen. Besitzt jedoch jede Phase einen eigenen Hin- und Rückleiter ge mäss der Fig. 1, so werden die Leiter vor zugsweise auf dem Mast nach Fig. 2 ange ordnet. Der Mast 12 ist mit drei Überein- auderliegenden Traversen a" a2, a3 versehen, von denen jede die beiden Leiter einer Phase trägt.
Die Isolatorketten 15 für sämtliche Leiter sind gleich gross. Die Teilkapazitäten der Leiter einer Phase sind daher mit weiter Annäherung gleich: gross, und es, kann des halb mit der Abstimmung der Erdschluss- löscUspule sehr nahe an die Resonanz heran gegangen werden, ohne dass wesentliche Span nungsverlagerungen eintreten. Dadurch wird selbstverständlich die Löschfähigkeit der Spule beträchtlich verbessert und der Rest strom äusserst gering gehalten.
An Stelle :der Anordnung der Leiter nach Fig. 2 auf einen gemeinsamen Masst wäre es auch möglich, jede Phase auf eigenen Masten zu führen, wobei darauf zu achten ist, dass die Teil kapazitäten der Leiter einer Phase möglichst gut übereinstimmen. Die Teilkapazitäten ge gen Erde der einzelnen Einphasennetze brau chen, verglichen miteinander, hingegen nicht gleich gross zu sein.
Die Erfindung ist keineswegs nur auf die Übertragung von Dreiphasenwechsel- strom mittels sechs Leitern beschränkt, son dern auch auf Wechselstrom höherer oder geringerer Phasenzahl anwendbar.