Verfahren und Einrichtung zum Schutz einer Kraftübertragungsanlage und zur Aufrechterhaltung ihres Betriebes bei Eintritt eines Kurzschlusses zwischen zwei Netzleitern. Tritt im Leitungsnetz einer Kraftüber- tragungsa.nlage ein unmittelbarer Kumz- schluss zwischen zwei Netzleitern oder ein doppelpoliger Eräschluss ein, dann fliesst in diesen Netzleitern ein Kurzschlussstrom grosser Stärke, .der die Leitungsanlage und ,die diese speisenden 8tromquellen in hohem Masse gefährdet.
Zum Schutz der Kraftüber- trag--ungsanlage werden daher vielfach selbst tätig wirkende Einrichtungen verwendet, welche in einem solchen Störungsfalle den fehlerhaften Netzteil kurzzeitgabschalten und hierbei das bekannte Aus- und Wieder einschaltverfahren anwenden, welches darin besteht, dass kurz nach dem Ausschalten der Netzteil wieder eingeschaltet wird und ein.
geschaltet bleibt, falls .der Kurzschluss ver schwunden ist. Besteht dieser .aber noch wei ter, dann wird das Aus- und Wiedereinschal- ten wiederholt. Falls der Kurzschluss in dieser Weise nicht zum Verschwinden ge bracht wird, bleibt schliesslich der Schalter offen und die Fehlerstelle endgültig ab geschaltet;
verschwindet aber der Kurzschlwss durch die kurzzeitige Abschaltung,des kran ken Netzteils, @dann bleibt schliesslich der Schalter in der Einschaltstellung stehen, und .der Betrieb geht ungestört weiter. Es ist klar, .dass diese selbsttätigen iSchalteinrich- tungen nach dem Prinzip derSchnellschal- tung arbeiten müssen,
da dem Kurzschlu@ss- strom nicht Zeit zur Schädigung der Anlage gegeben werden darf. Diese, wenn auch in vielen Fällen sehr kurzzeitigen Unterbrechun- gen der Kraftübertragung sind aber sehr un erwünscht, und es wird angestrebt, den Be trieb der Anlage während der Abschaltung der fehlerhaften Netzleiter auf den. gesun- den Netzleitern in möglichst weitem Um fange aufrecht zu erhalten.
Man hat daher bereits vorgesühlagen, im Kurzschlussfalle nicht den ganzen Netzteil, .d. h. nicht alle ihn bildenden Netzleiter, sondern nur die jenigen Netzleiter - bei bleibendem Fehler - ausser Betrieb zu nehmen, die vom Kurz- schluss betroffen sind. Es würde sogar ge nügen, von den beiden Leitern, die sich im Kurzsehluss befinden, nur einen einzigen dauernd abzuschalten, so dass in einem Dre.i.
phasensystem die Kraftübertragung noch über zwei, in einem Sechspha-sensystein noch über fünf Leiter, wenn auch mit entspre- ehend verminderter Leistung, fortgefiilii-t werden kann. Auf die Dauer aber beein trächtigen solche unsymmetrisch arbeitenden Systeme die Wirtschaftlichkeit der Anlage, und es muss daher -der Fehler in möglichst kurzer Zeit aufgesucht und beseitigt werden, damit der abgeschaltete Netzleiter wieder in Betrieb genommen werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Übelstand zu beseitigen und in allerkürzester Zeit die Fortführung ges Betriebes auch iin Kurzschlussfalle über ein symmetrisches Sy stem von Netzleitern zu ermöglichen.
Dies geschieht erfindungsgemäss mit Hilfe eines gegen Erde voll, d. h. wie ein Netzleiter, isolierten Hilfsleiters, der auf dem gleichen Gestänge verlegt sein kann, und nach dem Verfahren der Erfindung soll im Falle des Kurzschlusses zwischen zwei Netzleitern mit tels schnellschaltender Einrichtungen einei dieser Netzleiter unter Anwendung des Aus- und Wiedereinschaltverfahrens erstmals kurzzeitig,
bei Dauerkurzschluss aber für längere Zeit durch den Hilfsleiter ersetzt werden. Dies kann in der Weise geschehen, dass mit Hilfe von selbsttätigen Sc.hnell- schalteinrichtungen, die unter dem Einfluss von Netzgrössen stehen, welche unter der Wirkung des Kurzschlusses Werte an nehmen, die ausserhalb der betriebsmässig zu gelassenen Grenzen liegen, zunächst der Hilfsleiter parallel zu einem der beiden kran ken Netzleiter geschaltet wird, dass darauf der betreffende kranke Leiter beidseitig vom Netz abgetrennt und dann kurzzeitig wieder angeschaltet wird.
Ist dadurch der Iurz- schluss zum Verschwinden ,gebracht worden, dann bleibt der Netzleiter angeschaltet und der Hilfsleiter ist wieder abgetrennt. Besteht der Kurzschluss weiter, wird die Aus- und Wiedereinschaltung wiederholt und wenn auch dies nicht den ,gewünschten Erfolg bringt, bleibt,se.hliesslieh .der Netzleiter ab und der Hilfsleiter angeschaltet. Der nor male Betrieb geht dann über ein symmetri sches 'System von Netzleitern ungestört wei ter.
Es bleibt, für die Aufs'uchung und Be seitigung d'es Fehlers genügend Zeit.
Die Erfindung sei an Hand des Ausfüh- rungsbeispiels der Figur näher erläutert.
In der Figur bedeuten: f,, f' Transformatoren am Anfang und am Ende der Übertragungsleitung, <I>1, l'</I> Löschspulen zum Schutz der Anlage gegen Erd'schluss, <I>a,</I> b, c die drei Netzleiter, <I>d, d'</I> Hauptschalter, die durch die mit Zeitverzögerung arbeitenden Schaltrelais f und <I>f'</I> bei Überstrom im Leiter <I>a</I> geöffnet werden,
dz einen gegen Erde voll isolierten Hilfs leiter, ub, at,., @c't" tt'" selbsttätige, auf Überstrom ansprechende Umschalteinrichtungen, ,die nach dem Verfahren der Aus- und Wieder- einschaltaziiggesteuert werden.
Die hierfür er forderlichen Sondereinrichtungen sind nicht eingezeichnet; sa, Srh, Sc, s it, 's,1" ,s', Stromwandler in den Leitnugen <I>a, b</I> und c, z," z", z',, z'" Umschalthebel, r,,, re r'b,
r'" Erregerspulen zur Betäti gung der Unischaltein.richtungen, in, tt, 7n', <I>n.'</I> Kontakte an den Umschalt- einrichtungen 2t" und li ,..
Die 1iewegliclieii Umschalthebel zb, z,; be- sitzen so breite Kontakte, dass sie in der Zivi- schenstellung die beiden festen Kontakte <I>(in, n)</I> Überbrücken und damit den Hilfs leiter h parallel zum entsprechenden Netz leiter sehalten;
bei weiterer Bewegung schal ten sie in ,der untern Endstellung den Netz leiter vollstä.ndi" vom Netz ab, wenn die be- tätigte Umschalteinrichtung am Anfang der Leitung und die ihr zugeordnete Umschalt einrichtung am Ende der Leitung ,gleiche Sühastbewe'gungen vollführen.
Die Erregerwicklungen r, und r', der Umschalteinrichtunge n u, und u', sollen stär kere Erregungen erhalten als die Erreger wicklungen rb und r'b der Tlms:chalteinrich- tungen ub und U 'b, z. B. :durch eine 1,5ma1 so grosse, Wirndungszahl. Bei Eintritt von Kurzschlüssen zwischen zwei Netzleitern arbeitet :die Schutzeinrichtung in folgender Weise: 1.
Tritt zwischen :den Leitern a und b ein Kurmchluss auf, :dann führen die Strom wandler sb und s'b den Kurzschlessstrom, die Stromwandler s, und s', :
dagegen nur den momentanen Belastungsstrom. Es sprechen somit nur die beiden Umschalteinrichtungen <B>111</B> und ü b <I>.an.</I> Die Umschalthebel zb und 'b werden nach unten bewegt und schalten :da bei den Hilfsleiter h parallel zum Netzleiter b; bei weiterer Bewegung trennen sie den Netzleiter b vom Netz ab, während der Hilfsleiter h eingeschaltet bleibt.
Er ersetzt damit,den Netzleiter b und da zwischen ihm und :dem Netzleiter a kein Kurzschluss be steht, arbeitet die KraItüb:ertrabgungsanla.ge im ungestörten Betrieb weiter.
Wenn nun bei Anwendung des Aus- und Wiedereinschalt- verfahrens - bei welchem :die :Schalthebe1 zu und z'b probeweise wieder nach oben :bewegt werden - sich herausstellt, @dass durch die kurzzeitige Abschaltung des Netzleiters b :der Kurzs.chluss verschwunden ist, @dann blei ben :
die ,Schalthebel zb und z'b in ihrer obern Lage stehen und der Hilfsleiter ist wieder vom Netz abgetrennt.
2. Tritt zwischen !den Leitern a und c ein Kurzs-chluss auf, dann ist :der iSchaltvor- gang der gleiche wie im erst betrachteten Fall, nur arbeiten jetzt :die Ums@cha.lteinrich- tungen zu, und u', während ub und uä b in Ruhe bleiben. Es wird also Netzleiter c kurz zeitig oder :dauernd durch den Hilfsleiter h ersetzt.
3. Tritt zwischen :den Leitern b und c ein Kurzs:chluss :auf, dann führen, sowohl die Stromwandler sb und A als auch,die Strom wandler s, und s', den Kurzs:chlussstrom. Es werden somit sowohl :die dem Netzleiter b als auch die dem Netzleiter c zugeordneten Umschalteinrichtungen bestrebt sein, anzu sprechen.
Hier ist aber eine Zeitstaffelung dadurch .gegeben, dass die UmschaJteinrich- tungen u, und u'" stärkere Erregungen er- halten als die Umsehalteinrichtungen ub und <B>U</B> 'b- Man kann natürlich auch andere Zeit- staffelungen vorsehen.
Die Folge hiervon ist, dass zuerst also vor ub und<B>U</B> 'b die Umschalt- einrichtungen u, und<B>m',</B> ansprechen, :den Leiter c abschalten und durch den Hilfs leiter h ersetzen. Damit ist der Kurzschluss- stro:m unterbrochen, und die Stromwandler <B>Sb</B> und s'b führen keinen: Kurzschlussstrom mehr.
Die Umschalteinrichtungen ub und<B>U</B> 'b kommen :daher nicht zum Ansprechen, und der Leiter b bleibt eingeschaltet. Im übrigen arbeiten auch in :diesem Falle ,die betätigten Umsühalteinrichtungen in :der vorbeschriebe- nen Weise.
Das Ausführungsbeispiel der Figur zeigt, dass die Zahl :der Umschalteinrichtungen um 1 kleiner sein kann als die Zahl der Phasen- leiter des Netzes. Es ist dafür Sorge zu tragen, :dass die Schutzeinrichtungen am Anfang der Leitung mit :den zugeordneten am Ende :der Leitung möglichst in zeitlicher Übereinstimmung arbeiten. Einrichtungen zur Erzielung .dieses Effektes sind bekannt.
Bei Eintritt eines doppelpoligen Erd- schlusses arbeitet die '.Schutzemnrichtung in gleicher Weise wie beim unmittelbaren Kurz schluss zwischen zwei Netzleitern. Es ist ;
leicht einzusehen, dass :die Schutzwirkung bei doppelpoligem Erdschluss verloren ginge, wenn :der Hilfsleiter selbst geerdet wäre, während ,dies bei unmittelbarem Kurzschluss zweier Netzleiter die Schutzwirkung nicht , behindern würde.
Ergreift der Kurzschluss alle,drei Phasenleiter :des Netzes, :dann wird zwar zuerst der Netzleiter c abgeschaltet und dareh den Hilfsleiter h ansetzt. Da aber :der zwischen: :
den Leitern a und b fliessende s Kurzschlussstrom dadurch nicht zum Er löschen ,gebracht wird, betätigen die in den Stromwandlern s", s'" fliessenden Ströme die (gegenüber den Ums,chalteinri:ehtungen) mit Zeitverzögerung arbeitenden Relais<I>f</I> und<I>f', c</I> welche durch Öffnen der Hauptschalter d und d' die ganze Übertragungsleitung span nungslos machen.
Um in diesem Falle das Ansprechen der Umschalteinrichtungen ub und u ,'b zu verhindern, können Einrichtungen vorgesehen sein, welche diese L: mschaltein- ri:chtungen sperren, sobald die Relais r, und r', angesprochen haben.