DE1030431B - Schutzeinrichtung fuer eine mit einer Funkenstrecke parallel geschaltete Reihenkondensatorbatterie in Hoch- und Mittelspannungsnetzen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen kombinierten Funkenstrecken- und Ausgleichsschutz für Reihenkondensatorbatterien in Hoch- und Mittelspannungsnetzen.

Bei einer solchen Reihenkondensatorbatterie hat normalerweise die parallel geschaltete Funkenstrecke die Aufgabe, Überspannungen bei anomalen Leitungsströmen zu begrenzen, die durch Kurzschluß oder durch einen Erdungsfehler auf der Leitung verursacht werden. Gewöhnlich ist es außerdem wünschenswert, Fehler auf einem Teil der Kondensatorbatterie feststellen zu können, ehe der Fehler sich verbreiten kann, die Batterie ist deshalb in der Regel symmetrisch aufgebaut, so daß ein Fehler in einer Einheit durch die Anzeige einer auftretenden Unsymmetrie sichtbar wird.

Eine Schutzeinrichtung für eine solche Kondensatorbatterie enthält teils Organe, die bei Überschlag in der Funkenstrecke betätigt, und teils Organe, die durch nicht erwünschte Unsymmetrie« in der Kondensatorbatterie beeinflußt werden. Die erstgenannten Organe können z. B. einen Kurzschluß der Funkenstrecke hervorrufen, so daß diese nicht überbelastet wird, während das andere Organ unter anderem das Überwachungspersonal auf einen beginnenden Fehler im Kondensator aufmerksam machen und gegebenenfalls die Batterie von der Leitung abschalten kann.

Eine Schutzeinrichtung der oben dargelegten Art umfaßt bisher zwei Transformatoren, die je an einen Teil der Schutzeinrichtung angeschlossen sind. Der eine Transformator ist dabei ein Stromwandler mit einer Primärwicklung in Reihe mit der Funkenstrecke, der andere ein Strom- oder Spannungswandler, der in solcher Weise an die Kondensatorbatterie angeschlossen ist, daß Sekundärstrom oder -spannung nur bei einer unerwünschten Unsymmetrie entsteht. Eine solche Anordnung ist jedoch sehr teuer, weil beide Transformatoren für die ganze Spannung zwischen Leitung und Erde isoliert werden müssen.

Gemäß der Erfindung kann man die Kosten für die Schutzeinrichtung beträchtlich dadurch .herabsetzen, daß der eine Transformator überflüssig wird oder von einem Transformator ersetzt werden kann, der nur für einige Prozent der Leitungsspannung isoliert ist. Das Kennzeichnende, der Erfindung ist, daß Fehler anzeigende Signale durch den Strom in einer Sekundärwicklung eines Stromwandlers ausgelöst werden, der primär sowohl vom Strom durch die Funkenstrecke als auch von einem Strom beeinflußt wird, der der Unsymmetrie in der Kondensatorbatterie entspricht.

In der Zeichnung sind in Fig. 1, 2 und 3 drei Ausführungsformen der Erfindung gezeigt, die sich von-Schutzeinrichtung für eine mit einer
Funkenstrecke parallel geschaltete

Reihenkondensatorbatterie
in Hoch- und Mittelspannungsnetzen

Anmelder:

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget, Västeräs (Schweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,
Gießen, Bismarckstr. 43

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 28. Juni 1Θ55

Peter Hjertberg, Västeräs (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

einander durch die Art unterscheiden, in der der durch eine Unsymmetrie verursachte Strom dem Transformator zugeführt wird.

In Fig. 1 bedeuten 1 und 2 zwei Teile einer Kraftleitung, die durch eine Reihenkondensatorbatterie verbunden sind. Die Batterie ist in der Form einer vierarmigen Brücke mit Brückenzweigen 3, 4, 5 und 6 aufgebaut, wobei jeder Zweig seinerseits aus einer oder mehreren Kondensatoreinheiten gebildet werden kann. Die vier Brückenzweige 3, 4, 5 und 6 sind so dimensioniert, daß die Verbindungspunkte für die Brückenzweige 3 und 5 bzw. 4 und 6 dasselbe Potential haben, wenn alle Teilkondensatoren in der Batterie in Ordnung sind. Zwischen diesen Punkten ist eine Primärwicklung 14 eines Stromwandlers 11 eingeschaltet. Eine Funkenstrecke 8 liegt in Reihe mit einer anderen Primärwicklung 13 im Stromwandler 11 parallel mit der Kondensatorbatterie.

Eine Sekundärwicklung 12 des Stromwandlers 11 ist über Klemmen 10 an zwei Maximalstromrelais 21 und 23 angeschlossen. Das Relais 23 ist für einen niedrigen Betätigungsstrom eingestellt und hat einen Schließkontakt, der in Reihe mit einem Unterbrechungskontakt auf dem Relais 21 an Klemmen 24 angeschlossen ist. Das Relais 21 ist für einen höheren Betätigungsstrom als das Relais 23 eingestellt und hat einen Unterbrechungskontakt und einen Schließkontakt, von welchen der letztgenannte an Klemmen 22 angeschlossen ist.

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Der Stromwandler 11 wird, wie aus Fig. 1 hervorgeht, sowohl vom Strom durch die Funkenstrecke 8 als auch von einem Strom magnetisiert, der von eventuellen Unsymmetrien in der Kondensatorbatterie herrührt. Bei einem Überschlag in der Funkenstrecke 8 wird die Primärwicklung 13 von einem sehr großen Strom durchflossen, die Relais 21 und 23 sind so dimensioniert, daß sie beide bei dem entsprechenden Sekundärstrom im Transformator Il anziehen. Bei Überschlag in der Funkenstrecke 8 werden somit io jede die Klemmen 22 von dem Schiließkontakt des Relais 21 kurzgeschlossen. Die Klemmen 24 bleiben stromlos, weil der Unterbrechungskontakt auf dem Relais 21 offen ist.

Bei einer kleinen Unsymmetrie in der Kondensatorbatterie wird die Primärwicklung von einem schwachen Strom durchflossen, und bei richtig gewähltem Übersetzungsverhältnis des Transformators 11 wird der Sekundärstrom so niedrig, daß das Relais 21 offen bleibt, während das Relais 23 bei einer vorgeschriebenen Grenze der Unsymmetrie schließt. In diesiem Fall werden die Anzapfungen 24 kurzgeschlossen, während die Anzapfungen 22 offen bleiben. Obwohl in Fig. 1 nur ein Transformator als Verbindungsglied zwischen dem Relaisteil der Schutzeinrichtung und der Kondensatorbatterie vorkommt, vermag die Schutzeinrichtung zwischen Fehlern in der Kondensatorbatterie selbst und Überschlägen in der Funkenstrecke zu unterscheiden. Der teuerste Teil des Transformators 11 ist die Isolation zwischen der Sekundärwicklung 12 und den Primärwicklungen 13 und 14, weil er für die ganze Leitungsspannung dimensioniert werden muß, die mehrere hundert Kilovolt sein kann. Die Isolation zwischen den beiden Primärwicklungen 13 und 14 braucht dagegen nur die Spannung an den Kondensatoren 5 und 6 auszuhalten, gewöhnlich nur einige wenige Kilovolt.

Auch wenn die Spannung zwischen den beiden Primärwicklungen-13 und 14 niedrig ist, kann sie die Verwendung von Stromwandlern der Standardausführung unmöglich machen. Ein normaler Stromwandler kann dagegen angewendet werden, wenn die Schaltung nach Fig. 2 abgewandelt wird. Diese Schutzeinrichtung entspricht ganz der Schutzeinrichtung in Fig. 1, und die Relais 21 und 23 oder gleichwertige Anordnungen können an die Klemmen 10 angeschlossen werden, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

In Fig. 2 hat der Stromwandler 11 nur eine Primärwicklung 13, die für die ganze Leitungsspannung von der Sekundärwicklung 12 isoliert ist. Diese Primärwicklung 13 ist in Reihe mit der Funkenstrecke 8 wie in Fig. 1 und außerdem an eine Sekundärwicklung 18 eines anderen Stromwandlers 16 angeschlossen. Eine Primärwicklung 17 des Stromwandlers 16 ist an die in der Brückenschaltung angeordneten Teile 3, 4, 5 und 6 der Kondensatorbatterie in derselben Weise wie die Primärwicklung des Wandlers 11 in Fig. 1 angeschlossen.

Die Primärseite des Stromwandlers 11 wird in dieser Schaltung sowohl vom Funkenstreckenstrom wie von dem Strom in der Diagonalen der Kondensatorbatterie wie in Fig. 1 beeinflußt. Der Transformator 16 hat nur zur Aufgabe, die notwendige Isolation zwischen den zwei Strömen zu bewerkstelligen, und seine Übersetzung soll der Übersetzung zwischen den beiden Primärwicklungen 13 und 14 in Fig. 1 entsprechen. Auf Grund der niedrigen Spannung zwischen den Wicklungen im Transformator 16 wird dieser sehr billig, verglichen mit einem Stromwandler für die ganze Leitungsspannung. 70

In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der ein Stromwandler mit drei Meßbereichen verwendet werden kann ohne eine anomale Isolation zwischen den verschiedenen Teilen der Primärwicklung. Eine Primärwicklung 13 des Stromwandlers 11 liegt in Reihe mit der Funkenstrecke 8 wie in den vorhergehenden Figuren, aber die Kondensatorbatterie ist nur in zwei Teile 3 und 4 aufgeteilt. Zwei Primärwicklungen 14 und 15 sind in Reihe mit ihren Kondensatorbatterieteilen 3 und 4 geschaltet und so angeordnet, daß ihre totale Amperewindungszahl Null ist, wenn die Kondensatorbatterie in Ordnung ist. Diese Bedingung kann erfüllt werden, wenn das Produkt der Windungszahl in der Primärwicklung 14 und der Kapazitanz in dem Kondensator 3 gleich ist mit dem Produkt der Windungszahl in 15 und der Kapazitanz in 4. Wenn die Hälften 3 und 4 der Kondensatorbatterie gleich sind, sollen also auch die Primärwicklungen 14 und 15 gleich sein, und in diesem Fall kann ein gewöhnlicher Wandler mit drei Meßbereichen, der vier gleiche Primärwicklungen enthält, verwendet werden, indem die Wicklungen 14 und 15 je aus einer Primärwicklung bestehen; die Wicklung 13 in Fig. 3 kann aus den zwei verbleibenden Primärwicklungen bestehen, vorzugsweise in Parallelschaltung.

Zwischen den Klemmen 10 kann wie in den anderen Ausführungsformen ein Strom entnommen werden, der teilweise von dem Strom durch die Funkenstrecke 8 herrührt und teilweise von der Unsymmetrie in der Kondensatorbatterie. Eine unerwünschte Unsymmetrie bringt nämlich mit sich, daß die Amperewindungszahlen der Ströme in den Primärwicklungen 14 und 15 sich nicht gegenseitig aufheben, so daß eine resultierende Amperewindungszahl entsteht, die nur durch einen Strom in der Sekundärwicklung 12 aufgehoben werden kann. Dadurch, daß alle Primärwicklungen des Stromwandlers in dieser Ausführungsform der Erfindung an dem gemeinsamen Leiter 1 angeschlossen sind, kann niemals ein Potentialunterschied zwischen ihnen entstehen, und der Isolationsbedarf zwischen den Primärwicklungen wird daher gering.

Nur eine Ausführungsform der zu der Schutzeinrichtung gehörigen Relaisausrüstung ist in der Zeichnung gezeigt, aber die Erfindung kann natürlich auch auf andere Weise angewendet werden, obwohl die gezeigte Ausführungsform besonders vorteilhaft ist.

Claims (4)

Patentansprüche·.

1. Schutzeinrichtung für eine mit einer Funkenstrecke parallel geschaltete Reihenkondensatorbatterie in Hoch- und Mittelspannungsnetzen, dadurch gekennzeichnet, daß Fehler anzeigende Signale durch den Strom in einer Sekundärwicklung eines Stromwandlers ausgelöst werden, der primär sowohl von dem Strom durch die Funkenstrecke als auch von einem Strom beeinflußt wird, der einer Unsymmetrie in der Kondensatorbatterie entspricht.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 für eine Reihenkondensatorbatterie in Form einer Brücke mit vier Zweigen, deren Diagonalstrom einer Unsymmetrie in der Kondensatorbatterie entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Primärwicklung des Stromwandlers in Reihe mit der Funkenstrecke geschaltet und mit einer Sekundärwicklung eines anderen Stromwandlers verbunden ist, des-

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sen Primärwicklung von dem genannten Diagonalstrom durchflossen wird.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 für eine Reihenkondenisatorbatterie, die aus zwei parallel geschalteten Teilen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwandler mit einer Primärwicklung versehen ist, die in Reihe mit der Funkenstrecke geschaltet ist, und mit zwei Primärwicklungen, die jede in Reihe mit ihrem Teil der Kondensatorbatterie geschaltet und so angeordnet sind, daß sie einander entgegenwirken.

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des Stromwandlers an zwei Maximalstromrelais mit verschiedenen Ansprechwerten angeschlossen ist, wobei der höchste der Ansprechwerte dem Strom entspricht, der bei Überschlag in der Funkenstrecke in der Sekundärwicklung fließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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