Anordnung für die Kurzunterbrechung in Verbindungsleitungen zwischen verschiedenen Netzen Zum Schutz von elektrischen Leitungen, bei denen Lichtbogen'kurzschlüsse entstehen können, wird all gemein die sogenannte Kurzunterbrechung angewen det. Dazu wird das vom Fehler betroffene Leitungs stück gegebenenfalls mehrmals kurz hintereinander abgeschaltet, so dass ein evtl. bestehender Lichtbogen löschen kann. Nur wenn nach mehrmaligem Ab- und Zuschalten der Kurzschluss weiterbesteht, wird das betroffene Leitungsstück endgültig abgeschaltet.
Durch die Kurzunterbrechung wird also erreicht, .dass bei Lichtbogenkurzschlüssen die Leitung nur wenige zehntel Sekunden abgeschaltet ist.
Für den Fall, dass zwei Netze, die beide neben den Verbrauchern auch Generatoren enthalten, über nur eine Leitung miteinander verbunden sind, kann die Kurzunterbrechung nicht zur Anwendung kom men, denn der kurze Augenblick, in dem die Leitung abgeschaltet ist, kann dazu führen, dass die Phasen lage der Spannungen bei der Wiedereinschaltung in den zu verbindenden Netzen voneinander verschieden ist, so dass ein zu grosser Ausgleichsstrom fliesst. In diesem Falle ist es also auch bei Lichtbogenkurz- schlüssen erforderlich, die Verbindungsleitung gleich endgültig abzuschalten. Anschl'iessen'd sind die beiden Netze wieder miteinander zu synchronisieren.
Aber auch wenn die Netze über zwei oder mehr Verbin dungsleitungen miteinander gekuppelt sind, kann nicht ohne weiteres eine Kurzunterbrechung einge baut werden, denn es kann z. B. bei zwei vorhan denen Leitungen vorkommen, dass eine Leitung ge rade abgeschaltet ist. In diesem Falle müsste verhin dert werden, dass in der noch bestehenden Verbin- dungsleitung eine Kurzunterbrechung stattfindet, wenn erhebliche Schäden an Generatoren und anderen An lagenteilen vermieden werden sollen. Um diese Be dingung zu erfüllen, wäre es denkbar, die Freigabe der Kurzunterbrechung in einer Verbindungsleitung davon abhängig zu machen, ob die Leistungsschalter in den übrigen Verbindungsleitungen geöffnet oder geschlossen sind.
Eine derartige Verriegelungsschal- tung bietet jedoch immer noch keine vollständige Si cherheit gegen das Einschalten einer Kurzunterbre- chungseinrichtung, ohne dass eine zweite Verbindung besteht, denn auch bei geschlossenem Leistungsschal ter kann die betreffende Leitung noch unterbrochen sein, z.
B. durch weitere in der Leitung liegende Schalter oder durch den Schalter auf dem entgegenge setzten Ende der Leitung. Für den Fall, dass die parallelen Leitungen im einen oder anderen Netz an Sammelschienen mit Schaltern zur Längstrennung an geschlossen sind, kann auch hier eine Unterbrechung der zweiten Leitung vorliegen. Aus diesem Grund müsste eine Verriegel'ungsschaltung für die Kurzunter brechung in einer Verbindungsleitung die Stellung sämtlicher in Frage kommenden Schalter berücksich tigen und selbst dann ist noch eine Fehlschaltung möglich,
wenn an einer parallelen Leitung gearbeitet wird und diese zu diesem Zweck aufgetrennt ist. Hier schafft die Erfindung Abhilfe. Sie ermög licht die Anwendung der Kurzunterbrechung auch für Verbindungsleitungen zwischen zwei Netzen, wenn mehr als eine Verbindungsleitung besteht, und ge währleistet, dass eine Kurzunterbrechung nur dann erfolgen kann, wenn mindestens eine zweite Verbin- dungsleitung durchgehend verbunden ist.
Die Lösung besteht darin, dass ein Steuergerät für die Kurzunter brechung in einer vorhandenen Verbindungsleitung in Einschaltabhängigkeit von Strom- oder spannungs abhängigen Messgliedern steht, die den übrigen Ver bindungsleitungen zugeordnet sind und ein Signal ab geben, wenn wenigstens in einer weiteren Verbin dungsleitung ein bestimmter Mindeststrom fliesst oder ein bestimmter Spannungswert unterschritten wird.
Es ist dabei maist nicht erforderlich, dass die Mess- glieder zusätzlich eingebaut werden, denn in jeder Leitung sind für Kurzschluss- bzw. Erdschlussschutz sogenannte Anregeglieder für Schutzeinrichtungen ein gebaut.
Diese lassen sich gemäss einer weiteren Aus gestaltung der Erfindung ohne konstruktive Änderung als stromabhängige Messglieder verwenden, denn wenn in einer Verbindungsleitung ein Kurzschluss auftritt, wird in einer zweiten Verbindungsleitung ebenfalls ein Kurzschlussstrom fliessen, falls diese zweite Ver bindungsleitung durchgehend verbunden ist.
Selbst wenn ein Industriebetrieb mit Eigenversorgung über zwei Verbindungsleitungen mit verschiedenen, ihrer seits wieder miteinander gekuppelten Überlandnetzen verbunden ist, wird in der zweiten Verbindungsleitung das Anregeglied für Leitungsschutz ansprechen und damit die Kurzunterbrechung für die erste, vom Kurzschluss betroffene Verbindungsleitung freigeben.
Die Gefahr, dass die zweite Verbindungsleitung gleich zeitig mit der ersten vom Kurzschluss betroffenen Verbindungsleitung abgeschaltet wird, ist nicht gege ben, da zwar das Anregeglied der zweiten Verbin- dungsIeitung anspricht, aber das nachgeschaltete Kurz- schlussrelais feststellt, dass der Kurzschluss ausser- halb des eigenen Schutzbereiches aufgetreten ist und daher nicht oder zumindest später auslöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Figur 1 zeigt eine einpolige schematische Darstellung mit zwei vorhandenen Ver bindungsleitungen, während die Zusammenschaltung der Steuergeräte für die Kurzschlussunterbrechung mit den Anregegliedern für eine Schaltung mit drei Verbindungsleitungen in Figur 2 dargestellt ist.
In Figur 1 sind an die Sammelschiene SS über die Leistungsschalter LS die Verbraucherleitungen VL1 bis VL3 angeschlossen. Ausserdem ist über einen weiteren Leistungsschalter LS und einen Blocktrans- formator BT der Generator G mit der Sammelschiene verbunden. Diese Anlage kann sich z.
B. in einem Industriebetrieb befinden, der über die Freileitungen FLl und FL2 mit einem nicht dargestellten Über landnetz verbunden ist. Zwischen den Freileitungen FLl und FL2 und der Sammelschiene SS sind noch die Leistungsschalter L1 und L2 mit ihren Einschalt spulen El und E2 eingeschaltet. Die zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Schaltungsglieder, wie Trennschalter od. dgl. sind nicht dargestellt.
An die Freileitung FLl ist über Strom- und' Span- nungswandler das Anregeglied AGI für die ebenfalls nicht dargestellten Schutzeinrichtungen (Kurzschluss- relais) angeschlossen. In gleicher Weise ist mit der Freileitung FL2 das Anregeglied AG2 verbunden.
Ausserdem ist an die Einschaltspulen El und E2 der Leistungsschalter L1 und L2 je eins der Steuergeräte für Kurzunterbrechung KUl bzw. KU2 angeschlos sen. An die Steuergeräte für die Kurzunterbrechung KUl und KU2 sind ausserdem die Leitungen L1 bzw.
L2 herangeführt, die mit nicht gezeichneten Distanz schutzrelais oder mit einem Hilfskontakt des zuge hörigen Leistungsschalters verbunden sind und a n die Steuergeräte ein Signal geben, wenn auf der betreffen den Freileitung FLl oder FL2 im Schutzbereich ein Kurzschluss vorliegt und das Distanzschutzrelais ein Auslösekommando gegeben hat oder wenn einer der Leistungsschalter L1 oder L2 bereits ausgelöst hat.
Ausserdem ist jedes der Steuergeräte KUl und KU2 mit dem Ausgang eines Und-Gatters verbunden, des sen Eingänge an die Anregeglieder AGI und AG2 angeschlossen sind. Die Schaltung der Steuergeräte für die Kurzunterbrechung KUl und KU2 ist dabei so getroffen, dass bei eintreffendem Signal von der Leitung L1 oder L2 die Wiedereinschaltung des aus gelösten Leistungsschalters nur eingeleitet wird, wenn gleichzeitig ein Signal von dem Und-Gatter UG ab gegeben wird.
Führt der Ausgang des Und-Gatters UG kein Signal, so besagt das, dass nur eins der Anregeglieder AGI und AG2 angesprochen hat und die Kurzunterbrechung kann nicht eingeleitet werden. In diesem Fall bleibt der betreffende Leistungsschal ter L1 oder L2 endgültig abgeschaltet.
In Figur 2 ist angenommen, dass drei Verbin dungsleitungen und damit auch drei Anregeglieder AGI bis AG3 sowie drei Steuergeräte für die Kurz unterbrechung KUl bis KU3 vorhanden sind.
Dabei ist das Steuergerät für die Kurzunterbrechung KUl über ein Oder-Gatter OGl an die Ausgangsleitungen der Anregeglieder AG2 und AG3 der übrigen Ver bindungsleitungen angeschlossen, so dass die Frei gabe der Kurzunterbrechung in der Leitung 1 schon dann erfolgt, wenn eins der Anregeglieder AG2 oder AG3 angesprochen hat.
In gleicher Weise sind die Steuergeräte für die Kurzunterbrechung KU2 und KU3 über d'i'e Oder-Gatter 0G2 bzw. 0G3 an die Ausgangsleitungen der Anregeglieder AGl und AG3 bzw. AGI und AG2 angeschlossen. Die in Figur 1 dargestellte Und-Verbindung ist hier nicht angewen det, da im Falle eines Kurzschlusses an den Leitun gen L1, L2 oder L3 nur dann ein Signal ansteht, wenn das zugehörige Anregegled AGl, AG2 bzw. AG3 angesprochen hat.
Selbstverständlich lassen sich statt der Und- bzw. Oder-Gatter entsprechende Verknüp fungen durch in Reihe oder parallelgeschaltete Relais kontakte vornehmen. Die stromabhängigen Messglie- der können einfache Stromrelais sein, aber auch die Wirk- und Blindleistung sowie der Phasenwinkel zwi schen Strom und Spannung können herangezogen werden, um das Vorhandensein einer durchgehenden Verbindung zum anderen Netz zu erfassen. Auch der Stromanstieg im Fehlerfall bzw. ein Spannungszusam menbruch in einer Verbindungsleitung kann als Kri terium herangezogen werden.
Arrangement for the short interruption in connecting lines between different networks To protect electrical lines where arcing short-circuits can occur, the so-called short interruption is generally used. For this purpose, the line section affected by the fault is switched off several times in quick succession so that any existing arc can be extinguished. Only if the short circuit persists after switching it on and off several times will the affected line section be finally switched off.
The short interruption means that in the event of an arc short circuit the line is only switched off for a few tenths of a second.
In the event that two networks, both of which contain generators in addition to the consumers, are connected to one another via only one line, the short interruption cannot be used, because the brief moment in which the line is switched off can lead to that the phase position of the voltages when switched on again in the networks to be connected is different from one another, so that an excessively large equalizing current flows. In this case, even in the event of an arc short-circuit, it is necessary to switch off the connecting line for good. The two networks are then to be synchronized with one another again.
But even if the networks are coupled with each other via two or more connec tion lines, a short break cannot easily be built, because it can, for. B. where there are two lines that one line has just switched off. In this case, it would have to be prevented that a short interruption occurs in the still existing connection line if considerable damage to generators and other system parts is to be avoided. In order to meet this condition, it would be conceivable to make the release of the short interruption in a connecting line dependent on whether the circuit breakers in the other connecting lines are open or closed.
However, such an interlocking circuit still does not offer complete security against switching on a short-circuit breaker without a second connection, because even when the circuit breaker is closed, the relevant line can still be interrupted, e.g.
B. by further switches in the line or by the switch on the opposite end of the line. In the event that the parallel lines in one or the other network are connected to busbars with switches for longitudinal separation, the second line can also be interrupted here. For this reason, an interlocking circuit for the short interruption in a connection line would have to take into account the position of all the switches in question and even then an incorrect circuit is still possible.
if a parallel line is being worked on and this is disconnected for this purpose. The invention provides a remedy here. It also enables short breaks to be used for connecting lines between two networks if there is more than one connecting line, and ensures that a short break can only take place if at least one second connecting line is continuously connected.
The solution is that a control device for the short interruption in an existing connection line is dependent on current or voltage-dependent measuring elements that are assigned to the other connection lines and emit a signal when a certain minimum current is reached in at least one other connection line flows or a certain voltage value is undershot.
It is mostly not necessary that the measuring elements are additionally installed, because so-called excitation elements for protective devices are built into every line for short-circuit or earth fault protection.
According to a further embodiment of the invention, these can be used as current-dependent measuring elements without a structural change, because if a short circuit occurs in a connecting line, a short-circuit current will also flow in a second connecting line if this second connecting line is continuously connected.
Even if an industrial company with self-supply is connected via two connecting lines to different overland networks that are connected to each other again, the trigger element for line protection in the second connecting line will respond and thus release the short interruption for the first connecting line affected by the short circuit.
There is no risk of the second connection line being switched off at the same time as the first connection line affected by the short circuit, since the exciter of the second connection line responds, but the downstream short-circuit relay detects that the short circuit is outside the has occurred within its own protection area and is therefore not triggered or at least triggered later.
An embodiment of the invention is shown in the drawing. Figure 1 shows a single-pole schematic representation with two existing connection lines, while the interconnection of the control devices for the short circuit interruption with the excitation elements for a circuit with three connection lines is shown in FIG.
In Figure 1, the consumer lines VL1 to VL3 are connected to the busbar SS via the circuit breaker LS. In addition, the generator G is connected to the busbar via a further circuit breaker LS and a block transformer BT. This system can z.
B. are located in an industrial company, which is connected via the overhead lines FLl and FL2 to a land network, not shown. Between the overhead lines FLl and FL2 and the busbar SS, the circuit breakers L1 and L2 are switched on with their switch-on coils El and E2. The circuit elements, such as disconnectors or the like, which are not required to understand the invention are not shown.
The exciter AGI for the protective devices (short-circuit relay), also not shown, is connected to the overhead line FL1 via current and voltage converters. In the same way, the excitation element AG2 is connected to the overhead line FL2.
In addition, one of the control devices for short interruptions KUl and KU2 is connected to the closing coils El and E2 of the circuit breakers L1 and L2. The control units for the short interruption KUl and KU2 are also connected to lines L1 and
L2, which are connected to the distance protection relay (not shown) or to an auxiliary contact of the associated circuit breaker and send a signal to the control units if there is a short circuit on the relevant overhead line FL1 or FL2 in the protection area and the distance protection relay has given a trip command or if one of the circuit breakers L1 or L2 has already tripped.
In addition, each of the control units KUl and KU2 is connected to the output of an AND gate, whose inputs are connected to the excitation members AGI and AG2. The circuit of the control units for the short interruption KUl and KU2 is made in such a way that when a signal arrives from the line L1 or L2, the reclosing of the tripped circuit breaker is only initiated if a signal is given from the AND gate UG at the same time.
If the output of the AND gate UG has no signal, this means that only one of the excitation elements AGI and AG2 has responded and the short interruption cannot be initiated. In this case, the relevant power switch L1 or L2 remains permanently switched off.
In Figure 2 it is assumed that three connection lines and thus also three excitation elements AGI to AG3 and three control devices for the short interruption KU1 to KU3 are available.
The control unit for the short interruption KUl is connected via an OR gate OGl to the output lines of the excitation elements AG2 and AG3 of the other connection lines, so that the release of the short interruption in line 1 occurs when one of the excitation elements AG2 or AG3 addressed.
In the same way, the control devices for the short interruption KU2 and KU3 are connected via d'i'e OR gates 0G2 and 0G3 to the output lines of the excitation members AG1 and AG3 or AGI and AG2. The AND connection shown in Figure 1 is not used here, since in the event of a short circuit on the lines L1, L2 or L3, a signal is only present when the associated excitation LED AG1, AG2 or AG3 has responded.
Of course, instead of the AND or OR gates, corresponding connections can be made by means of relay contacts connected in series or in parallel. The current-dependent measuring elements can be simple current relays, but the active and reactive power as well as the phase angle between current and voltage can be used to detect the presence of a continuous connection to the other network. The increase in current in the event of a fault or a voltage breakdown in a connection line can also be used as a criterion.