Schutzeinrichtung für elektrische Mehrphasennetze Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für elektrische Mehrphasennetze, bei denen von jeder Phase Messgrössen für den Schutz abgeleitet werden, welche einer Gleichrichterbrückenschaltung mit po larisierten Relais zugeführt werden.
Solche Gleichrichterbrückenschaltungen werden insbesondere beim Distanzschutz verwendet, wobei der Brückenschaltung die Spannung und der Strom gleichgerichtet zugeführt wird. Statt der Spannung kann auch die Differenz der Spannung am Einbauort und der Spannung an einer anderen Stelle des Netzes zugeführt werden.
Diese Schutzeinrichtungen müssen nun so arbei ten, dass bei den verschiedenen Fehlerarten jeweils die richtige Phase ausgewählt wird. Bei einem drei- poligen Fehler müssen alle 3 Phasen ansprechen, bei einem zweipoligen nur die jeweiligen 2 usw, Ins besondere bei einpoligen Erdkurzschlüssen ist die Gefahr vorhanden, dass auch die nicht vom Fehler betroffenen Phasen ansprechen, da bekanntlich auch in diesen Phasen Strom fliessen kann, Diese Ströme können verhältnismässig hohe Werte annehmen.
Der ungünstigste Fall ist der, dass das Relais an einer Stelle eingebaut ist, an der selbst das Netz nicht geerdet ist; dann muss nämlich der Strom in der fehlerhaften Phase über die gesunden Phasen zurück fliessen, Der Strom in der fehlerhaften Phase ist dann doppelt so hoch wie der Strom in den fehlerfreien Phasen. Die Ströme in den fehlerfreien Phasen sind, obzwar kleiner, so doch noch so gross, dass auch die Re lais dieser Phasen angeworfen werden können. Man ist daher gezwungen, den Ansprechwert dieser Relais verhältnismässig hoch zu legen, was eine Verringerung der Reichweite des Schutzes bedeutet.
Diese Ver ringerung der Reichweite ist bei Fehlern ohne Erd- berührung unnötig und führt zu einer Verschlechte rung des Schutzes. Um dies zu vermeiden, hat man bereits vor geschlagen, auch die Messgrössen der nicht vom Feh ler betroffenen Phasen für die Feststellung des An sprechwertes mit heranzuführen. Man hat sogenannte Strom- oder Impedanzwaagen vorgesehen und ver gleicht damit die Ströme zweier Phasen;
je nachdem, welcher Strom höher ist, wird dann eine Auslösung oder eine Sperrung des Schutzes verursacht. Hiezu sind aber zusätzliche Relais mit komplizierter Kine matik notwendig, welche die gesamte Schutzeinrich tung vergrössern und verteuern.
Es ist auch bekanntgeworden, den Ansprechstrom einer Phase in dem Falle zu erhöhen, dass der Strom in einer anderen Phase nur klein ist. In diesem Falle wird zwar für den Erdkurzschluss und den zweipoligen Kurzschluss die Ansprechempfindlichkeit erhöht; sie bleibt aber verhältnismässig klein bei drei- poligen Fehlern, weil dort eine Erhöhung der An- sprechempfindlichkeit nicht durchgeführt werden kann. Auch hierfür sind zusätzliche Relais erforder lich, welche die Umschaltung der Empfindlichkeit vornehmen müssen.
Ferner hat man eine Einrichtung vorgeschlagen, bei der keine Gleichrichterbrückenschaltung verwen det wird, sondern bei der die gleichgerichteten Mess- grössen entgegengesetzt in Reihe geschaltet werden. Die Anordnungen jeder Phase werden dann par allel geschaltet- und über einen gemeinsamen Wider stand geschlossen. In diesem Falle wirkt die Spannung an den Einrichtungen, welche zur fehlerhaften Phase gehören, sperrend auf die anderen Systeme.
Diese Einrichtung hat aber den Nachteil, dass sie für nor male Gleichriehterbrückenschaltungen nicht verwen det werden kann und dass die Gefahr besteht, dass bei grossen Sperrspannungen der Einrichtungen für die fehlerfreien Phasen die Einrichtung der fehler haften Phase mitbeeinflusst wird.
Um nun auch für normale Gleichrichterbrücken- schaltungen den Einfluss der Messgrössen der gesunden Phasen ausschalten zu können, wobei möglichst keine zusätzlichen Relais verwendet werden, wird nun er findungsgemäss vorgeschlagen, dass die Gleichrichter- brücken aller Phasen gleichsinnig in Reihe geschaltet sind, so dass ein geschlossenes Vieleck entsteht. Bei einem Dreiphasennetz würde also in diesem Falle ein geschlossenes Dreieck entstehen.
Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel des Er findungsgedankens.
Die drei je zu einer Phase eines Dreiphasen netzes gehörenden Gleichrichterbrückenschaltungen sind mit 1, 2 und 3 bezeichnet. Den Gliechrichter- gruppen 4, 5 und 6 wird in diesem Falle die Span nung U, den Gleichrichtergruppen 7, 8 und 9 wird der Strom 1 zugeführt. Die Gleichrichterbrücke 1 ge hört zur Phase R, die Gleichrichterbrücke 2 zur Phase<I>S</I> und die Gleichrichterbrücke 3 zur Phase<I>T.</I> Die jeweiligen Ströme und Spannungen sind mit dieser Phasenbezeichnung versehen.
Der Gleichrich- terbrücke 1 ist also die Spannung UR, und der Strom IR zugeführt. Jede Gleichrichterbrücke be sitzt ein polarisiertes Relais, welche mit 10, 11, 12 bezeichnet sind. Diese Gleichrichterbrücken sind nun miteinander durch die Leitungen 13, 14 und 15 ver bunden. Man erkennt, dass diese Verbindung eine Dreieckschaltung darstellt. In diese Verbindung kann man noch den Widerstand 16 einführen, welcher auch auf alle drei Verbindungen aufgeteilt sein kann. Dieser Widerstand kann zweckmässigerweise als stromabhängiger Widerstand ausgeführt sein, wobei der Widerstandswert mit grösserem Strom kleiner wird.
Dies ist durch die Gleichrichter 17 und 18 angedeutet.
Die Wirkungsweise ist nun folgende: Tritt in der Phase R ein Erdkurzschluss auf, wobei auch in den Phasen S und T noch ein Strom fliessen kann, so ist der Strom in der Gleichrichterbrücke 1 in auslösender Richtung am grössten. Der durch das Relais 10 hindurchfliessende Strom hat die Richtung wie in der Zeichnung angegeben. Der Strom ist mit iA bezeich net. In der Verbindungsleitung 15 fliesst nun ein Strom von der Gleichrichterbrücke 1 zur Gleich richterbrücke 3.
Dieser fliesst jetzt in entgegenge setzter Richtung durch das Relais 11 hindurch. Er ist mit iA" bezeichnet. Ebenso geht dieser Strom durch das Relais 12 hindurch. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Relais 11 und 12 sperren und dass das Relais 10 mit Sicherheit anspricht. Die Relais 10 bis 12 können nun auch für Erdkurzschlüsse so empfindlich gemacht werden, dass eine Gefahr der Fehlauslösung bei Fehlern in den anderen Phasen nicht besteht.
Man kann nun noch einen Gleichrichter 19 in diese Verbindung einschalten, um mit Sicherheit zu vermeiden, dass in besonderen Fällen nicht ein zu sätzlicher Anwurf vom Relais durch Ströme der an- deren Phasen erfolgt. Zu dem gleichen Zweck kann man auch statt dessen die Gleichrichter 20, 21 und 22 in die Verbindung zwischen den Gleichrichter gruppen der einzelnen Messgrössen vorsehen. Hier durch wird erreicht, dass der Ausgleichsstrom in den Dreiecksverbindungen nur in sperrender Richtung durch die Relais hindurchfliessen kann.
Für symme trische Fehler, in welchen es ja nicht notwendig ist, dass eine Sperrung erfolgt, kann man noch den Kon takt 23 vorsehen, der von dem Relais 24 betätigt wird.
Dieser Relaiskontakt wird dann geschlossen, wenn eine Unsymmetrie im Strom bzw. im Span nungssystem auftritt. Dieses Relais wird also bei spielsweise durch die Gegen- oder Nullkomponente des Stromes betätigt. Allgemein ist dieser Strom mit IR bezeichnet.
Der Vorteil der angegebenen Anordnung ist, dass auch bei der bekannten Gleichrichterbrückenschal- tung der Einfluss der Ströme von fehlerfreien Leitern beseitigt worden ist und dass dadurch die Empfind- lichkeit ohne zusätzliche Mittel grösser gemacht wer den kann.