DE1243778B

DE1243778B - Schutzeinrichtung fuer eine einphasige Kondensatorbatterie

Info

Publication number: DE1243778B
Application number: DEA46201A
Authority: DE
Inventors: Nils Fahlen
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1963-06-06
Filing date: 1964-06-03
Publication date: 1967-07-06
Also published as: GB1058118A; CH409083A; FR1397057A; BE648896A; US3319120A

Description

DEUTSCHES «OTW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT H02h
DeutscheKl.: 21d3-2

Nummer: 1243 778

Aktenzeichen: A 46201 VIII b/21 d3

1 243 778 Anmeldetag: 3.Juni 1964

Auslegetag: 6. Juli 1967

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für Kondensatorbatterien, mit mehreren parallelliegenden und an einer Phase angeschlossenen Kondensatorgruppen und mit Stromtransformatoren in den Stromkreisen jeder Gruppe, bei der die Ströme der Stromtransformatoren miteinander verglichen werden und bei Abweichungen voneinander ein Relaisschutz ausgelöst wird. Vorzugsweise sind solche Kondensatorbatterien betroffen, bei denen die Impedanzen der parallelen Zweige ungleichförmig sind. Kondensatorbatterien mit verschiedenen Impedanzen in den verschiedenen parallelen Zweigen kommen beispielsweise bei Oberwellenfiltern für Stromrichter vor, bei denen die verschiedenen parallelen Zweige des Filters für die Dämpfung verschiedener Oberwellen des Netzes abgestimmt sind. Ein ähnlicher Fall mit verschiedenen parallelen Zweigen in einer Kondensatorbatterie hegt vor, wenn eine Kondensatorbatterie in mehreren Stufen aufgebaut wurde und die Kondensatorelemente verschiedene Werte haben, weil verschiedene Dielektrika verwendet worden sind. Darüber hinaus kann man sagen, daß es in der Praxis nicht möglich ist, daß zwei exakt gleiche Kondensatorsysteme vorkommen, weil die Fabrikation der Kondensatoren immer gewisse Abweichungen von solcher Größe haben wird, daß sie die Funktion einer Schutzausrüstung beeinflussen.

Bei Schutzeinrichtungen für mehrphasige Kondensatorbatterien ist es üblich, in Reihe mit jeder aus gleichen Kondensatoren aufgebauten Phase einen Stromtransformator zu schalten und die mittels Gleichrichter gleichgerichteten Ströme einem Differentialschutz zuzuführen. Die Gleichrichter werden verwendet, um einen Vergleich der Größe der verschiedenphasigen Ströme zu ermöglichen. Eine solche Anordnung ist aber nicht anwendbar, wenn es sich um an einer Phase liegende parallele Kondensatorgruppen mit verschiedenen Impedanzen in ihrem Stromweg handelt. Es wäre dann sehr schwierig, den verschieden großen und gleichzeitig phasenverschobenen Strömen Rechnung zu tragen;, d. h., die Unterschiede zu kompensieren.

Erfindungsgemäß ist die zum Schutz mehrerer an einer Phasenleitung angeschlossener Kondensatorgrappen bestimmte Schutzeinrichtung^ so ausgebildet, daß jeweils die Sekundärwicklungen der Stromtransformatoren zweier Gruppen gegeneinandergeschaltet und mit einem Relaisschutz so verbunden sind, daß er vom Differenzstrom beider Wicklungen durchflossen ist, daß dem Stromkreis der Sekundärwicklungen bzw. des Relaisschutzes eine der Kondensatorspannung gleichphasige Kompensationsspannung Schutzeinrichtung für eine einphasige
Kondensatorbatterie

Anmelder:

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,
Västeras (Schweden)

Vertreter:

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

Als Erfinder benannt:

Nils Fahlen, Västeras (Schweden)

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 6. Juni 1963 (6239)

zugeführt ist und daß durch an den Sekundärwicklungen der Stromtransformatoren angeordnete Mittel der Ausgleichsstrom zwischen beiden Sekundärwicklungen so einstellbar ist, daß er in Phase mit der genannten Kompensationsspannung hegt. Durch die Erfindung gewinnt man den Vorteil, daß als Kompensierangsgröße ein Bruchteil der Spannung über der Kondensatorbatterie benutzt werden kann, beispielsweise mit Hilfe eines Spannungstransformators mit regelbarem Sekundärkreis. Es wird so möglich, in einer sehr einfachen Weise bei einer fehlerfreien Kondensatorbatterie das Anzeigeorgan auf Null einzustellen, ohne zusätzüch ein Phasendrehorgan für die Kompensierung verwenden zu müssen. Die Erfindung hat für ein mehrphasiges Netz den Vorteil, daß der Kondensatorschutz in' einphasige Schutzausrüstungen aufgeteilt und somit ganz unempfindlich für Phasenunsymmetrien im Netz wird.

Bei Kondensatorbatterien in Verbindung mit Oberwellenfiltern muß man — in anderen Fällen kann es wünschenswert sein — ein Filter des Typs »Band-Paß-Filter« einschieben, das für die Grundfrequenz des Netzes zwischen jedem Paar von Meßtransformatoren und dem entsprechenden Anzeigeorgan abgestimmt ist, wobei es nur von Strömen mit Grandfrequenz beeinflußt wird.

DieErfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der

F i g. 1 eine Schutzausrüstung nach der Erfindung zeigt, die für ein Oberwellenfilter bestimmt ist und mehrere parallele Filterkreise umfaßt, während

F i g. 2 in einem Vektordiagramm zeigt, wie zwei Meßtransfonnatoren im Verhältnis zueinander abgestimmt werden.

709 609/172

Claims

F i g. 1 zeigt einen Leiter 1, beispielsweise einen Phasenleiter eines mehrphasigen Netzes, an dem ein Oberwellenfilter angeschlossen ist, das eine Anzahl paralleler Filterkreise 2 bis 6 umfaßt. Die Kreise 2, 3, 4 und 6 können beispielsweise für die 5., 7., 11. und 13. Oberwellen des Netzes abgestimmt sein, während der Filterkreis 5 als Hochfrequenzfilter ausgebildet ist. Betrachtet man das Filterkreispaar 2, 3, so umfaßt dies die Kondensatoren 21 und 31, Induktanzen 22 und 32 und Widerstände 23 und 33. In die Filterkreise sind Stromtransformatoren 24 und 34 eingesetzt, die über regelbare Zwischentransformatoren 25 und 35 einander gegengeschaltet sind. Der DifIerenzstrom von den beiden Zwischentransformatoren 25 und 35 wird einem Anzeigeorgan in der Form eines Relaisschutzes 7 zugeführt; zwischen diesem und den Zwischentransformatoren liegt ein »Band-Paß-Filter« 71, das nur Ströme von Grundfrequenz passieren läßt. Da die Impedanzen der beiden Filterkreise 2 und 3 verschieden sind, ist es nicht möglich, den Differenzstrom der beiden Zwischentransformatoren 25 und 35 gleich Null werden zu lassen. Statt dessen richtet man die beiden Zwischentransformatoren so ein, daß ihr Differenzstrom in Phase mit der Kondensatorspannung liegt, wie in F i g. 2 gezeigt ist, die im Vektordiagramm einmal die StromeZ2 und Z3 der Zwischentransformatoren 25 und 35 und zum anderen die Kondensatorspannung E zeigt. Durch dieses Verfahren kann man als Kompensierungsgröße für die Nullstellung des Anzeigeorgans ganz einfach einen Strom anwenden, der in Phase mit der Kondensatorspannung liegt, welcher Strom zweckmäßig mit Hilfe eines Spannungstransformators 10 gewonnen wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die Sekundärseite dieses Spannungstransformators ist an mehreren Spanmmgsteilern 72, 82, 92 angeschlossen, von denen die Kompensierungsströme für die Anzeigeorgane der verschiedenen Filterkreispaare abgenommen werden. Im Gegensatz zu dem, was bei den meisten bekannten Schutzausrüstungen für Kondensatorbatterien der Fall ist, ist somit gemäß der Erfindung kein Phasendrehorgan in Verbindung mit dem Kompensierungsorgan notwendig. Auch in den Fällen, in denen die verschiedenen Zweige einer Kondensatorbatterie aus ganz gleichartigen Elementen aufgebaut und die Impedanzen deshalb im Prinzip gleichförmig sind, muß man in der Praxis mit gewissen Verschiedenheiten rechnen, weshalb es auch in einem solchen Fall nicht möglich ist, die StromeJ2 und Z3 zusammenfallen zu lassen. Bei einem Schutz für eine solche Batterie ist deshalb auch eine Kompensierungsgröße erforderlich, so daß die Erfindung auch bei solchen Batterien große Vorteile ergibt. In F i g. 2 sind Ströme I2' und Z3' angedeutet, die den Strömen bei einer erhöhten Netzfrequenz entsprechen. Diese Ströme werden größer als die ursprünglichen Ströme, und der Unterschied zwischen ihnen übersteigt den ursprünglichen Unterschied mit einem gewissen Betrag AI. Indem man die Filterkreise, deren Impedanzen die ähnlichste Form haben, Paare bilden läßt, kann man indessen erreichen, daß diese Zunahme des Differenzsteomes vernachlässigbar wird. In Fig. 1 ist dies in einer solchen Weise ausgeführt, daß die den beiden niedrigsten Oberwellen entsprechenden Filterkreise Paare bilden, während das Filter 5 teils mit dem Kreis 4, teils mit dem Kreis 6, entsprechend der 11. bzw. der 13. Oberwelle, ein Paar bildet. Aus F i g. 1 geht weiter hervor, daß man bei einer ungeraden Zahl von Zweigen einer Kondensatorbatterie oder eines Filters zweckmäßig einen der Zweige mit zwei der anderen Zweige ein Paar bilden ίο lassen kann. Wenn ein Fehler im ZweigS entsteht, werden deshalb die beiden Anzeigeorgane 8 und 9 reagieren, was jedoch nicht als ein großer Nachteil betrachtet werden kann. Dagegen bedeutet das Zusammenschalten von drei Zweigen den Vorteil einer selektiven Anzeige. Wenn nämlich die beiden Organe 8 und 9 reagieren, bedeutet dies, daß wahrscheinlich ein Fehler im Filterzweig 5 vorliegt, während eine Anzeige von einem der Organe 8 oder 9 Fehler im entsprechenden Kreis 4 zo bzw. 6 angibt. Im Gegensatz hierzu ist es bei Anzeige vom Organ 7 notwendig, die beiden Kreise 2 und 3 zu untersuchen. Patentansprüche:

1. Schutzeinrichtung für Kondensatorbatterien mit mehreren parallelliegenden und an einer Phase angeschlossenen Kondensatorgruppen und mit Stromtransformatoren in den Stromkreisen jeder Gruppe, bei der die Ströme der Stromtransformatoren miteinander verglichen werden und bei Abweichungen voneinander ein Relaisschutz ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Sekundärwicklungen der Stromtransformatoren (24, 34) zweier Gruppen gegeneinandergeschaltet und mit einem Relaisschutz (7) so verbunden sind, daß er vom Differenzstrom beider Wicklungen durchflossen ist, daß dem Stromkreis der Sekundärwicklungen bzw. des Relaisschutzes eine der Kondensatorspannung gleichphasige Kompensationsspannung zugeführt ist und daß durch an den Sekundärwicklungen der Stromtransformatoren angeordnete Mittel der Ausgleichsstrom zwischen beiden Sekundärwicklungen so einstellbar ist, daß er in Phase mit der genannten Kompensationsspannung liegt.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entnahme der Kompensierungsspannung aus dem Netz ein Spannungstransformator (10) mit einem regelbaren Sekundärkreis dient.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stromtransformator (24, 34) am Relaisschutz (7) über einen regelbaren Zwischentransformator (25, 35) angeschlossen ist.

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Band-Paß-Filter (71, 81, 91), das für die Grundfrequenz des Netzes abgestimmt und zwischen jedem Paar von Stromtransformatoren (24, 34) und dem entsprechenden Relaisschutz (7) liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr, 1054152.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen