DE1243771B - Einrichtung zur Begrenzung von UEberstroemen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Begrenzung von überströmen Zusatz zum Patent: 1227129 Im Patent 1227129 ist eine Einrichtung zur Begrenzung von Überströmen in Energieversorgungsanlagen, insbesondere an der Kupplungsstelle von Hochspannungswechselstromnetzen, sowie von Ausgleichströmen zwischen diesen Netzen im Kurzschlußfall in einem dieser Netze oder bei Außertrittfallen, bei welcher in die Verbindung zwischen den zu kuppelnden Netzen eine Reihenschaltung von zwei Blindwiderständen, nämlich eine Induktivität und eine Kapazität, eingefügt ist, die im Normalbetrieb etwa die gleiche Größe haben, so daß die Resonanzfrequenz dieses Reihenschwingkreises etwa der Netzfrequenz .entspricht, und bei welcher parallel zum Kondensator eine eisengeschlossene sättigbare Drosselspule geschaltet ist, beschrieben, wobei mit der sättigbaren Drosselspule ein zusätzlicher Ohmwiderstand in Reihe liegt, der bei Sättigung der Drossel den resultierenden Leitwert der Anordnung überwiegend bestimmt.
• Die beiden in Reihe liegenden Blindwiderstände, die für die Grundwelle gleiche Größenordnung, aber verschiedene Vorzeichen haben, sichern im Normalbetrieb die Übertragung mit geringstem Widerstand. Diese Anordnung hat also die Eigenschaft, daß die Grundwellen des meist 50periodigen Wechselstromes mit geringsten Verlusten durchgelassen werden.
• Die Resonanzabstimmung der beiden Blindwiderstände bedingt, daß an jedem schon im Normalbetrieb große Spannungen auftreten, die im überstromfall noch weiter ansteigen. Bei diesen spannungs- und potentialmäßig für Auslegung, Aufstellung und Betrieb wenig günstigen Verhältnissen gibt die vorliegende Erfindung eine verbesserte Lösung an.
• Erfindungsgemäß ist die Einrichtung, die nach Patent 1227129 aus der Reihenschaltung einer Induktivität und einer Kapazität besteht, wobei parallel zur Kapazität eine eisengeschlossene sättigbare Drosselspule mit einem zusätzlichen ohmschen Widerstand in Reihe geschaltet ist; über einen gemeinsamen Transformator in die Verbindungsleitung eingeschaltet.
• Dieser Transformator muß nunmehr für die einfache Netzspannung hinsichtlich Fluß und Isolation bemessen sein, und selbst diese Spannung tritt nur bei vollem Kurzschluß in einem der gekuppelten Netze auf,. während im Normalbetrieb lediglich die äußerst kleine Restspannung des Reihenresonanzkreises vorhanden ist. Der Transformator arbeitet infolgedessen praktisch im Kurzschluß und muß als Stromtransformator für die entsprechenden Ströme primär und sekundär ausgelegt sein. Somit ist im Normalbetriebsfall die Eiseninduktion sehr niedrig, und die dauernd anfallenden Eisenverluste sind minimal. Die Kerninduktion liegt genügend weit unterhalb der Sättigung, so daß bei plötzlichen Schaltvorgängen keine Sättigungserscheinungen auftreten, die verzögern oder stören könnten.
• Um eine Anpassung der strombegrenzenden Einrichtung an wechselnde Netzverhältnisse zu ermöglichen, kann es vielfach zweckmäßig sein, den Transformator als Stell- oder Regeltransformator auszuführen.
• Hierdurch erhält man die Möglichkeit, durch Änderung der Übersetzung beispielsweise mittels Anzapfungen die Grenzwerte für den zulässigen Strom im Störungsfall - gegebenenfalls nachträglich - den Erfordernissen entsprechend einzustellen. So kann auch erreicht werden, daß selbst bei Außertrittfallen und vorübergehender Phasenopposition der Überstrom noch in tragbaren Grenzen gehalten wird, so daß eine Abschaltung und Ruftrennung vermieden wird und nach Wiederherstellung des synchronen und phasengleichen Laufs die Verbindung selbsttätig wieder in die enge Kopplung übergeht.
• Für die Elemente der Einrichtung als auch für den Transformator sind die Spannungsbeanspruchungen niedriger, wenn der Sekundärkreis an einer Stelle geerdet ist.
• Eine Verbilligung der Elemente der strombegrenzenden Einrichtung wird erreicht, wenn parallel zu der Reihenschaltung der Indüktivität und Kapazität ein weiterer ohmscher oder induktiver Widerstand geschaltet ist, so daß im überstromfall eine strommäßige Entlastung eintritt. Solange die Resonanz aufrechterhalten ist, fällt über der Reihenschaltung keine Spannung ab, und der Parallelwiderstand ist nicht stromdurchflossen. Wenn die Resonanz gestört ist infolge Sättigung der sättigbaren Drosselspule im Nebenschluß zur Kapazität, wird der Spannungsabfall an der Reihenschaltung groß, und ein Teil des Stromes fließt über den Parallelwiderstand. In billigster Ausführung kann dieser Parallelwiderstand als geerdeter Wasserwiderstand ausgeführt sein.
• Im Nachfolgenden sei an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele die Erfindung erläutert.
• In F i g.1 ist der Begrenzungsschwingkreis nach Patent 1227129 dargestellt, der nun erfindungsgemäß über einen gemeinsamen Transformator in die Verbindung eingeschaltet ist.
• Die Induktivität L als Luftdrossel oder Eisendrossel mit Luftspalt ist als lineares Glied und die Kapazität durch Parallelschaltung einer sättigbaren Drosselspule D als stromabhängig veränderliches nichtlineares Glied ausgeführt. Die Drosselspule D ist hierbei so ausgelegt, daß sie bei dem gewünschten Grenzwert des Stromes durch die Einrichtung die Sättigung erreicht und einen wirksamen Nebenschluß zur Kapazität C bildet und hierdurch die Resonanz stört. Um den Strom durch die Drosselspule D auch nach ihrer Sättigung zu begrenzen und dem gesamten Kurzschlußstrom eine größere ohmsche Komponente zu verleihen, ist zur Drosselspule D in Reihe ein _ohmscher Widerstand R geschaltet.
• Der nach der Erfindung vorgesehene Transformator T bringt nun besondere Vorteile, besonders wenn die gegenseitige Hilfe der gekuppelten Netze sehr hoch getrieben werden soll, der Grenzstrom also ein Vielfaches des- Nennstromes betragen soll. Die Wirk- und Blindwiderstände der Begrenzungseinrichtung sind jetzt sekundärseitig des Transformators T angeordnet und sind in Potential und Auslegung nicht an die Übertragungsspannung gebunden.
• F i g. 2 zeigt die nach einem weiteren Erfindungsgedanken zusätzlich erfolgende Entlastung der Elemente der Begrenzungseinrichtung durch einen beispielsweise ohmschen oder induktiven Parallelwiderstand Xp, der im Störungsfall einen Anteil des Stromes übernimmt. Er kann jetzt infolge' der Einkopplung der Einrichtung über einen Transformator z. _B. als geerdeter Wasserwiderstand ausgeführt werden.
• Wie in den Figuren für eine Phase dargestellt, können durch die Anordnung eines Transformators zur Ankopplung an die Verbindungsleitung die Begrenzungskreise für alle Phasen direkt geerdet werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Begrenzung von überströmen in Energieversorgungsanlagen, insbesondere an der Kupplungsstelle von Hochspannungswechselstromnetzen, sowie von Ausgleichsströmen zwischen diesen Netzen im Kurzschlußfall in einem dieser Netze oder bei Außertrittfallen, bei welcher in die Verbindung zwischen den zu kuppelnden Netzen eine Reihenschaltung von zwei Blindwiderständen, nämlich eine Induk tivität (L) und eine Kapazität (C), eingefügt ist, die im Normalbetrieb etwa die gleiche Größe haben, so daß die Resonanzfrequenz dieses Reihenschwingkreises etwa der Netzfrequenz entspricht, und wobei parallel zum Kondensator eine eisengeschlossene sättigbare Drosselspule (D) geschaltet ist und mit der sättigbaren Drosselspule ein zusätzlicher Ohmwiderstand (R) in Reihe liegt, der bei Sättigung der Drossel den resultierenden Leitwert der Anordnung überwiegend bestimmt, nach. Patent 1227129 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung über einen gemeinsamen Transformator (T) in die Verbindungsleitung eingeschaltet ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkreis des Transformators an einer Stelle geerdet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet; daß parallel zu der Reihenschaltung der Blindwiderstände ein entsprechend bemessener ohmscher oder induktiver Widerstand (Xp) parallel geschaltet ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallelwiderstand zu der Reihenschaltung der Blindwiderstände ein geerdeter Wasserwiderstand ist.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (T) als Stell- oder Regeltransformator ausgebildet ist.