DE1035760B - Geraet zur Bestimmung der Kurzschluss-Stromstaerke in elektrischen Leitungsnetzen - Google Patents

Description

• Gerät zur Bestimmung der Kurzschluß-Stromstärke in elektrischen Leitungsnetzen Die Erfindung bezieht sich auf ein bekanntes Gerät zur Bestimmung der Kurzschluß-Stromstärke in elektrischen Leitungsnetzen, bei dem ein Netzbelastungswiderstand für eine kurzzeitige Netzspannungsabsenkung dient und bei dem die Differenzspannung aus der Netzspannung bei Ein- und Abschaltung des Widerstandes ein Kriterium für die gesuchte Größe ist. Die Handhabung dieses bekannten Gerätes ist sehr zeitraubend und auch ungenau, denn es ist schwierig zu erreichen, daß sich der Belastungszustand des Netzes innerhalb der Gesamtdauer dieser Messung nicht ändert. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß ein Synchronschalter den Widerstand mit einer von den Netzperioden abhängigen Häufigkeit abwechselnd zu- und abschaltet und die Differenz der Spannungen bei ein- und abgeschaltetem Widerstand zur Anzeige gelangt.
• Da die Differenz der Spannung angezeigt wird, welche durch die Belastung gegenüber der Netzspannung eintritt, kommt es auf die Höhe der Netzspannung nicht wesentlich an, da allein die Anzeige der Differenz wichtig ist.
• Zur Erläuterung der Erfindung dient eine Zeichnung. Diese zeigt einen einzuschaltenden Belastungswiderstand Rb bzw. Xt, der jeweils während z. B. einer Periode der Netzfrequenz eingeschaltet und in der nächsten wieder abgeschaltet wird. Diese Umschaltung geschieht durch einen über ei neu Synchronmotor M angetriebenen Kontakt K1. Der Einschalt-und Abschaltpunkt wird jeweils in einen Nulldurchgang der Spannung gelegt. Zur Einregelung der Umschaltung auf den Nulldurchgang ist ein Steuerkopf, der die Kontakte Ks, K2 und K8 enthält, verdrehbar angeordnet. Zur Beobachtung der richtigen Einstellung des Steuerkopfes dient die Meßanordnung Ut, K2, Rl. Das Gerät Ur, dem der Synchronschalter K2 parallel liegt, dient zur Erkennung der richtigen Schalteinstellung der Synchronschalter Kt, K2 und K3.
• Diese Schalter sollen beim Nulldurchgang der Netzspannung schalten. Wenn die richtige Einstellung erreicht ist, steht der Zeiger des Gleichspannungsmessers U1 auf Null, weil die positiven und negativen Anteile der Spannung in jeder Periode gleich groß sind. Der Widerstand Rt ist ein Vorwiderstand zum Schutz des Spannungsmessers U. Der auf der gleichen Welle mit Kt sitzende Kontakt K2 öffnet dabei jeweils im Bereich von etwa 150 vor und nach dem Spannungsnulldurchgang. Der Nullpunkt ist dann genau erreicht, wenn das Instrument U1 infolge des gleichen Spannungsanteiles des positiven und negativen Kurvenanteils Spannungslosigkeit anzeigt.
• Die Netzspannung wird durch einen Sollspannungsmesser U2 gemessen, der so geeicht ist, daß er die jeweilige Abweichung von der Sollspannung (220 bzw.
• 380 V) in Prozenten (+ oder -) anzeigt. Für die Ablesung ist das Potentiometer Pl auf eine markierte Mittelstellung zu stellen. Mittels des Potentiometers P1 kann nun, falls die Netzspannung von der Sollspannung abweicht, diese Sollspannung in einem Bereich von etwa + 20e/o wiederhergestellt werden, indem der Regler so weit verdreht wird, bis U2 auf fOO/o zeigt.
• Dadurch ist die Anzeige des den Kurzschlußstrom messenden Instrumentes U3 unabhängig von der jeweiligen Netzspannung und kann so direkt in Kurzschluß strömen Ik bei Sollspannung geeicht werden.
• Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Sollspannungsmessers U2 wird darauf hingewiesen, daß das Netz, an welches die Belastungswiderstände angeschlossen sind, mit dem Meßkreis, d. h. mit dem Spannungsmesser U3, über einen Transformator Tr gekuppelt ist. Das Übersetzungsverhältnis dieses Transformators Tr kann nun so geändert werden, daß auf jeden Fall für den Betrieb des Spannungsmessers U8 die vorgeschriebene Sollspannung des Netzes auf der Sekundärseite des Transformators vorhanden ist. Diesem Zweck dient der Nebenschluß P, zu einem Teil der Sekundärwicklung des Transformators Tr, an welchem die Spannung für den Meßkreis des Spannungsmessers U3 abgegriffen wird.
• Durch die Differenzspannungsmessung, welche der Spannungsmesser U3 vornimmt, ist an sich die Messung verhältnismäßig wenig anfällig durch Betriebsschwankungen der Netzspannung. Immerhin aber bleibt bestehen, daß eine Spannungsabsenkung von 50/o, die beispielsweise der ohmsche Belastungswiderstand Rb hervorrufen möge, einen um 10 O/o geringeren Betrag hat, wenn im Augenblick der Anschaltung die Betriebsspannung des Netzes ebenfalls um lOC/o tiefer liegt. Um diese Abhängigkeit zu beseitigen, wird auf der Sekundärseite des Transformators Tr mit Hilfe des Widerstandes P1 und unter Kontrolle des Sollwertanzeigers U2 eine Sekundärspannung entsprechend der vollen Höhe der Netz-Sollspannung eingestellt. illit dieser Netz-Sollspannung erfolgt dann die Differenzspannungsmessung durch den Spannungsmesser U3.
• Die auf Sollwert gebrachte Spannung wird durch einen Gleichrichter GI, z. B. Röhrengleichrichter, gleichgerichtet und über den Beruhigungswiderstand R2 mittels des Umschaltkontaktes K3 im Wechsel den Kondensatoren C1 und C2 zugeführt. Der Umschaltkontakt K3 sitzt ebenfalls auf der gleichen Welle wie die Kontakte K1 und K2 und schaltet im gleichen Augenblick wie der Kontakt Kt. Das heißt, daß, wenn der Kontakt K1 geschlossen ist und das Netz in dieser Periode durch den Belastungswiderstand Rb bzw. Xb belastet ist, gleichzeitig über den Kontakt K5 der Kondensator C1 eingeschaltet ist. In der nächsten unbelasteten Periode ist der Kontakt Kl offen, und der Kontakt K3 schaltet den Kondensator C2 ein.
• Die in der Zeichnung erkennbaren Schalter Sl und .S2 werden einzeln von Hand bedient, um wahlweise den ohmschen Widerstand Rb oder den Blindwiderstand Xb einzuschalten.
• Somit steht an dem Kondensator C1 dauernd die Scheitel spannung der belasteten Periode und an dem Kondensator C2 die Scheitelspannung der unbelasteten Periode an.
• Die Differenzspannung zwischen den Kondensatoren Ct und C2 ist also gleich dem Spannungsabfall infolge Einschaltung der Belastung und läßt sich mit dem Spannungsmesser U3 sehr genau einmessen. Der Sl)annungsmesser U3 ist ein leistungsloser Spannungsmesser (Röhrenvoltmeter). Das Potentiometer P2 dient zum genauen Abgleich der Kondensatorungleichheiten.
• Durch die gewählte Schaltung mit der periodenweisen Anschaltung einer Belastung werden die betrieblichen Spannungsschwankungen im Netz für die Messung praktisch bedeutungslos; denn gemessen wird die Differenz der vollen und der durch den Belastungswiderstand veränderten Netzspannung.
• Diese Differenz ist aber von betrieblichen Schwankungen der Netzspannung unabhängig.
• PATENTANSPRCKE: 1. Gerät zur Bestimmung der Kurzschluß-Stromstärke in elektrischen Leitungsnetzen, bei dem ein Netzbelastungswiderstand für eine kurzzeitige Netzspannungsabsenkung dient und bei dem die Differenzspannung aus der Netzspannung bei Ein- und Abschaltung des Widerstandes ein Kriterium für die gesuchte Größe ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Synchronschalter den Widerstand mit einer von den Netzperioden abhängigen Häufigkeit abwechselnd zu- und abschaltet und die Differenz der Spannungen bei ein- und abgeschaltetem Widerstand zur Anzeige gelangt.

Claims (1)

1. 2. Gerät nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Belastungswiderstand wahlweise ein ohmscher (Rz) oder eifl Blindwiderstand (Xz) dient.

   3. Gerät nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle der Schaltphase des Synchronschalters ein.Spannungsmesser (U,) parallel zu einem mit dem erAten Synchronschalter (Kj) gekuppelten weiteren,Synchronschalter (K2) liegt und daß in Reihe mit dieser Parallelschaltung ein Vorwiderstand (R1) liegt.

   4. Gerät nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Netzspannung abgeleitete und vbr der Messung auf den Nennwert der Netzspannung eingestellte Spannung während der Messung zwei Kondensatoren (cit, C2) im Rhythmus des Synchronschalters (K3) mit der Spitzenspannung des unbelasteten bzw. des belasteten Netzes auflädt und daß mit der Spannungsdifferenz dieser Kondensatoren ein Spannungsmesser (U3) beaufschlagt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: »Elektrotechnische Zeitschrift«, Ausgabe B, H. 12 v. 21. 12. 1954, S. 429 bis 431.