CH214483A - Hochspannungskraftübertragungsanlage für Mehrphasenwechselstrom. - Google Patents

Description

      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.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Hochspannungskraftübertragungsanlage für Mehrphasenwechselstrom, dadurch ge kennzeichnet, dass auf der Hochspannungs leitung für jede Phase ein Hin- und Rück leiter vorgesehen ist, die einzelnen Phasen voneinander elektrisch isoliert sind und ihre Mittelpunkte über getrennte und magnetisch nicht miteinander gekoppelte Erdsichluss- löschspulen an Erde gelegt sind.

   UNTERANSPRüCHE: 1. Hochspannungskraftübertragungsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass die an die Hochspannungsleitung angeschlossene Transformatoranordnung aus einer der Phasenzahl gleichen Anzahl von einphasigen und miteinander magnetisch nicht gekoppelten Einzeltransformatoren auf gebaut ist.

   2. Hochspannungskraftübertragungsanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass jeder der Einphasentransformatoren mit der dieser Phase zugeordneten Löschspule zusammengebaut ist und die Verbindung zwischen Löschspule und Mittelpunkt .der Hochspannungswicklung innerhalb des ge meinsamen Ölbehälters vorgenommen wird. 3. Hochspannungskraftübertragungsanlage nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich net"dass der Einphasentransformator und die ihm zugeordnete Löschspule voneinander ge trennte Magnetkreise besitzen.

   4. Hochspannungskraftübertragungsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich- riet, dass die einzelnen Phasen auf der Iloeli- spannungsleitung derart angeordnet sind, dass für jede Phase die Erdkapazität ihres Hinleiters gleich der Erdkapazität ihres Rückleiters ist.

   5. Hochspannungskraftübertragungsanlage nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass bei einer nur einmastig geführten Hochspannungsleitung die Hinleiter aller Phasen auf der einen, die Rückleiter aller Phasen auf der andern Mastseite angeordnet sind und Hin- und Rückleiter je einer Phase auf gleicher Höhe liegen, so dass die einzelnen Phasen sich untereinander befinden. 6.

   Hochspannungskraftübertragungsanlage nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine Leitung mit sechs Leitern zur Übertra gung von Dreiphasenwechselstrom.