DE1067924B - Gerät zur Bestimmung der Kurzschlußstromstärke in elektrischen Leitungsnetzen - Google Patents

Description

Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Xetzprütgenit zur Yorausbestimmung der Kurzschlußstromstärke in einem elektrischen Leitungsnetz mit Hilfe einer mit einer von den Netzperioden abhängigen Häufigkeit synchron abwechselnd zu- und abgeschalteten Belastung und einer Anzeige der Differenz der Spannungen bei zu- und abgeschaltetem Widerstand.

Die im Hauptpatent geschützte Erfindung wird gemäß dem Zusatzpatent weitergebildet, und zwar ist bei dem Gerät zur Bestimmung der Kurzschlußstronistärke in elektrischen Leitungsnetzen, bei dem ein zti- und abschaltbarer Xetzbelastungswiderstand zum kurzzeitigen Absenken der Netzspannung dient und bei dem die Differenzspannung aus den Netzspannungen einmal bei ein-, das andere Mal bei abgeschaltetem Belastungswiderstand ein Kriterium für die gesuchte Größe ist, nach dem Hauptpatent gemäß der Zusatzerfmdung die Netzspannung des von der Netz-Irequenz abhängig periodisch belasteten Netzes über zwei parallele Kanäle, von denen einer als ein vorzugsweise einstellbares Laufzeitglied und der andere als vorzugsweise einstellbares Dämpfungsglied ausgebildet ist, einem summen- oder differenzbildendeu Glied zugeführt, und mit der erhaltenen Suminen- bzw. Differeiizspannung ist ein den arithmetischen Mittelwert anzeigendes Gleichrichterinstrument beaufschlagt, ferner sind die beiden Kanäle bei unbelastetem Netz so abgeglichen, da 1.5 das Instrument Null anzeigt.

Zur Erläuterung der Erfindung dient eine in Fig. 1 erläuterte Schaltungsanordnung, deren Wirkungsweise durch die Schaubilder in Fig. 2a bis 2h erklärt wird.

In Fig. 1 sind 1 die Klemmen des Netzes, dessen zu erwartende Kurzschlußstromstärke bestimmt werden soll. In Blockschaltung ist der Belastungswiderstand 2 gezeigt, der in diesem Beispiel über einen Gleichrichter, der ein fremdgesteuerter oder auch ein selbstgesteuerter Gleichrichter sein kann, eingeschaltet wird. Die Spannung des Netzes 1 sinkt bei Zuschaltung des Belastungswiderstandes jedesmal ab. Diese Spannung wird über einen Tiefpaß 3 geleitet, um die Oberwellen aus der Meßschaltung fernzuhalten. Hinter dem Tiefpaß 3 hat die Meßschaltung eine Aufspaltung. Ein Kanal führt über ein Dämpfungsglied 4, während der andere Kanal ein Laufzeitglied 5 enthält. Die beiden Ausgangsspannungen dieser Kanäle werden beispielsweise einem Wandler 6 mit zwei Primärwicklungen zugeführt, so daß die dritte Wicklung als Sekundärwicklung die .Summe oder die Differenz dieser beiden Ausgangsspannungen der Kanäle 4 und 5 bildet. Der Mittelwert der Sekundärspannung des Wandlers 6 wird durch ein Anzeigeinstrument 7, welches vorteilhafterweise ein Gleichrichterinstrument ist. also den arithmetischen Mittelwert angibt, angezeigt. Bei unGerät zur Bestimmung

der Kurzschlußstromstärke

in elektrischen Leitungsnetzen

Zusatz zum Patent 1 035 760

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Helmut Wichmann, Dortmund,
ist als Erfinder genannt worden

belastetem Netz sind die Ausgangsspannungen der Kanäle 4 und 5 in Amplitude und Phase gleich, so daß am Wandler 6 keine Sekundärspannung entsteht.

In Fig. 2a ist der zu messende Kreis, welcher die Leerlaufspannung E hat und durch einen Belastungswiderstand R periodisch belastet wird, nochmals dargestellt. Der Innenwiderstand des Netzes ist dabei Ri. Durch den Innenwiderstand entsteht bei eingeschaltetem Belastungswiderstand ein Spannungsabfall u. Im Vektordiagramm 2b sind die unbelastete Netzspannung Ji und die Netzspannung des belasteten Netzes f' aufgezeichnet. Da in dem Ausführungsbeispiel der Belastungswiderstand R durch den Einweg-Gleichrichter in jeder zweiten Halbperiode zugeschaltet wird, muß das Eaufzeitglied 5 eine Laufzeitverzögerung von einer halben Periode bewirken. Die Vektoren E und (' stehen deshalb in Phasenopposition. Der Unterschied zwischen beiden Spannungsvektoren ist die Differenzspannung u. In dem angenommenen Fall ist die positive Halbwelle der Netzspannung unbelastet, so daß sich ein Schaubild nach Diagramm 2c ergibt, in welchem die positiven Halbwellen größer sind als die negativen Halbwellen. Es ist dabei ein ohmscher Netzwiderstand Ri vorausgesetzt.

Beim ohmschen Netzwiderstand Ri ist der Strom J in Phase mit der Leerlaufspannung E und die Differenzspannung it in Phase mit der Klemmenspannung U. In Schaltbild 2c sind die Spannungen am Eingang des Wandlers 6 gezeichnet. Die ausgezogene Kurve zeigt die Spannung aus Kanal 4, die gestrichelte Kurve die Spannung aus Kanal 5, die um π phasenverschoben y.u der Spannung aus Kanal 4 ist. Im Wandler 6 wird

Claims (4)

die Summt' der beiden Kurven, die Differenzspannung u, gebildet (Fig. 2d). Wird der Widerstand 2 über einen fremdgesteuerten Gleichrichter eine ganze Periode lang eingeschaltet und in der darauffolgenden ausgeschaltet, müßte der Kanal 5 eine Phasenverschiebung um 2 π erwirken. Der Wandler 6 bildet dann die Spannung it als Differenz der Spannungen aus den Kanälen 4 und 5. Ein Netz mit induktivem Innenwiderstand ist im Schaltdiagramm 2e gezeichnet. Die Zeitkonstante des Kreises ist wegen des großen Belastungswiderstandes R gegenüber dem kleinen induktiven Widerstand des Netzes sehr klein. Die Einschwingvorgänge an den Sprungstellen in Fig. 2g können deshalb vernachlässigt werden. Man nehme an, daß beim Einschalten der Belastung lediglich die Phase zwischen der Leerlaufspaunung Ii und der Klemmenspannung U des belasteten Netzes um einen kleinen Betrag in sehr kurzer Zeit geändert wird (Phasensprung). Die Beträge/: und (T (Bild 2 f und 2g) bleiben gleich. Auf einer Wicklung des Wandlers 6 wird dann die Spannung über das Dämpfungsglied 4 nach der voll gezeichneten Kurve erscheinen. Auf der anderen Wicklung des Wandlers 6 erscheint die Spannung nach der as gestrichelten Kurve, die durch das Laufzeitglied 5 um n, bezogen auf die Grundfrequenz, phasenverschoben ist. An der dritten Wicklung des Wandlers 6 ist dann die Summe der Spannung aus den beiden ersten Wicklungen in Bild 2g strichpunktiert gezeichnet. Der arithmetische Mittelwert, über Gleichrichter gemessen, ist dann wieder die Differenzspannung u (s. Vektordiagramm 2f). Die zugehörigen Schaubilder zum Vektordiagramm 2f sind die Schaubilder 2g und 2h. Das Siebglied 3 in Fig. 1 unterdrückt die Netzoberwellen. Auch für jeden Innenwiderstand zwischen den Grenzfällen der reinen Betragsänderung bis zum reinen Phasensprung ist die Anzeige gleich der Differenzspannung u. Die Frequenz für die Zu- und Abschaltung des Belastungswiderstandes kann von der Metzfrcquen/. abweichen, z. B. ein Halb oder ein Drittel oder auch die doppelte .Yetzfrequenz sein. Patent ans PKccn E:

1. Gerät zur Bestimmung der Kurzsehlul.lstromstärke in elektrischen Leitungsnetzen, bei dem ein zu- und "abschaltbarer Netzbelastungswiderstand zum kurzzeitigen Absenken der Netzspannung dient und bei dem die Differeuzspannuug aus den Netzspannungen einmal bei ein-, das andere Mal bei abgeschaltetem Belastungswiderstand ein Kriterium für die gesuchte Größe ist. nach Patent 1 035 760. dadurch gekennzeichnet, daß die Xetzspannung des von der Netztrequenz abhängig periodisch belasteten Xetzes über zwei parallele Kanäle (4 und 5). von denen einer (5) als ein vorzugsweise einstellbares Laufzeitglied und der andere (4) als vorzugsweise einstellbares Dämpfungsglied ausgebildet ist. einem summen- oder differenzbildenden Glied zugeführt ist. daß mit der erhaltenen Summen- bzw. Differenzspannung ein den arithmetischen Mittelwert anzeigendes Gleichrichterinstrument beaufschlagt ist und daß die beiden Kanäle bei unbelastetem Xetz so abgeglichen sind, daß das Instrument Null anzeigt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das summenbildende Glied ein Transformator mit drei Wicklungen ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Zu- und Abschaltung des Belastungswiderstandes durch einen fremdgesteuerten oder selbstgesteuerten Gleichrichter erfolgt.

4. Gerät nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang der Anzeigeschaltung ein auf die Netzfrequenz abgestimmter Tiefpaß vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen