DE1563836C3 - Elektrische Energieverteilungsanlage mit mehreren in Reihe liegenden Schahgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Energieverteilungsanlage mit strombegrenzenden Schaltgeräten, die in mehreren Verteilungsebenen angebracht sind und zur Erzielung einer Selektivität durch Wiedereinschaltrelais oder ähnliche Steuerglieder Wiedereinschaltkommandos erhalten.

Die in elektrischen Energieverteilungsanlagen vorgesehenen Schaltgeräte in verschiedenen Verteilungsebenen werden als selektiv gestaffelt bezeichnet, wenn bei einem auftretenden Kurzschluß das fehlerhafte Leitungsstück möglichst nahe an der Fehlerstelle abgeschaltet wird, ohne daß die Energiezufuhr in den anderen Stromkreisen eine wesentliche Unterbrechung erfährt. Dies wird in einseitig gespeisten Netzen dadurch erreicht, daß die Schaltgeräte in den einzelnen Verteilungsebenen von der Einspeisungsstelle aus gesehen mit größer werdenden Verzögerungszeiten ausgerüstet sind. Das bedingt jedoch bei hohen Kurzschlußströmen unter Umständen eine erhebliche thermische und dynamische Beanspruchung der Energieverteilüngsanlage.

ίο Bei Verwendung von strombegrenzenden Schaltgeräten in mehreren Verteilungsebenen ist eine selektive Staffelung durch eine unterschiedliche Ausschaltverzögerung nicht zu erreichen, da bei Auftreten eines Kurzschlusses alle bis zur Einspeisestelle angebrachten Schaltgeräte unverzüglich ausschalten. Um auch bei solchen Anlagen eine Selektivität zu erreichen, ist es bereits bekannt, den Schaltgeräten in den verschiedenen Verteilungsebenen in der Zahl unterschiedliche Wiedereinschaltkommandos zu geben, und zwar in der Weise, daß die von der Einspeisestelle am weitesten entfernten Schaltgeräte nur ein Wiedereinschaltkommando erhalten und daß die Schaltgeräte in der jeweils höheren Ebene stets ein-Wiedereinschaltkommando mehr bekommen. Diese Anordnung ist zwar verhältnismäßig einfach, jedoch kann es vorkommen, daß entsprechend der Anzahl der Ebenen die Schaltgeräte unmittelbar in Nähe der Einspeisestelle bei einem Kurzschluß mehrere Schaltungen durchführen müssen, wodurch die Kontakteinrichtung entsprechend beansprucht wird.

Es ist weiterhin bekannt, die Schaltgeräte durch Hilfskontakte zu überwachen, und dadurch die Zahl der öffnenden Schaltgeräte durch ein Steuergerät zu erfassen. Das Steuergerät veranlaßt daraufhin die sofortige Wiederschließung aller Schaltgeräte mit Ausnahme des der Kurzschlußstelle nächstliegenden Schaltgerätes. Bei dieser Anordnung muß das Steuergerät die Schaltgeräte nicht nur zahlenmäßig erfassen, sondern auch ihre Lage in den einzelnen Verteilungsebenen berücksichtigen. Das bewirkt einen verhältnismäßig großen Aufwand (deutsche Auslegeschrift 1 174891).

Es ist schließlich schon vorgeschlagen worden, bei Energieverteilungsanlagen der eingangs beschriebenen Art, die Wiedereinschaltung der Schaltgeräte durch den Schaltvorgang der nachgeschalteten Schaltgeräte zu bewirken (deutsche Auslegeschrift 1 300 159). Dabei müssen die Schaltgeräte der verschiedenen Ebenen durch Steuerleitungen miteinander verbunden sein. Das bedeutet jedoch, daß zusätzliche Steuerleitungen zu den Energieleitungen verlegt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Energieverteilungsanlage der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß ohne mehrfaches Schalten eine Wiedereinschaltung der Netzteile, die keine Kurzschlußstelle aufweisen, möglich ist und daß zusätzliche Steuerleitungen zwischen den Schaltgeräten in den einzelnen Verteilungsebenen nicht erforderlich sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine derartige Ausbildung der Wiedereinschaltrelais oder Steuerglieder für die Wiedereinschaltkommandos gelöst, daß sie in den einzelnen Verteilungsebenen zum Verbraucher hin steigende Verzögerungszeiten aufweisen und nur dann ein Wiedereinschaltkommando geben können, wenn die zugehörigen Schaltgeräte eine bestimmte, vorgegebene Zeit geschlossen waren.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung können die Wiedereinschaltrelais oder Steuerglieder für die Wiedereinschaltkommandos auf der Ausgangsseite der Schaltgeräte angeschlossen sein, und die Differenz der Verzögerung von einer zur nächsthöheren Verteilungsebene ist so groß, daß sich ein Energiespeicher zur Durchführung des Einschaltkommandos aufladen kann.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kommt man mit weniger Wiedereinschaltungen aus als bei der bekannten eingangs beschriebenen Ausführung. Die zusätzlich erforderlichen Bauteile können an den einzelnen Schaltgeräten angebracht werden. Zusätzliche Steuerleitungen oder eine zentrale Zusammenfassung und Zusammenführung für die Überwachung sind nicht erforderlich.

In dem Buch von Fedossejew »Relaisschutz von elektrischen Netzen und Anlagen«, Berlin 1955, erster Band, S. 147 bis 149, ist eine Energieverteilungsanlage beschrieben, bei der schon gestaffelte Wiedereinschaltverzögerungen vorhanden sind. Diese Anlage arbeitet jedoch nicht mit strombegrenzenden Schaltgeräten, und die gestaffelten Wiedereinschaltverzögerungen haben hier den Zweck, dem vorgeordneten Schaltgerät so viel Zeit zu geben, daß es die ihm zugeordnete Überstromschutzeinrichtung außer Betrieb setzen kann. Eine Selektivität in Energieverteilungsanlagen mit strombegrenzenden Schaltgeräten läßt sich auf diese Weise nicht erzielen.

Im folgenden ist auf die Zeichnung Bezug genommen, in der in

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Energieverteilungsanlage gemäß der Erfindung dargestellt ist;

F i g. 2 zeigt eine konstruktive Einzelheit.

In F i g. 1 ist ein Einspeisetransormator mit 1 bezeichnet, dem ein Schaltgerät 2 unmittelbar nachgeschaltet ist. Das Schaltgerät 2 arbeitet auf die als Hauptverteilung dienende Verteilungsebene 3, an die mehrere Schaltgeräte 4 angeschlossen sind. Mit 5 ist eine als Zwischenverteilung dienende, weitere Verteilungsebene bezeichnet, die über Schaltgeräte 6 eine Verteilungsebene 7 speist. An diese Verteilungsebene, die als Endverteilung anzusehen ist, sind schließlich über Sicherungen 8 die Verbraucher 9 angeschlossen. Die Schaltgeräte 2,4 und 6 haben jeweils einen Schaltgeräteantrieb, beispielsweise einen Motorantrieb 2.1, 4.1 und 6.1. Außerdem sind von der Einspeisungsstelle aus gesehen jeweils hinter den einzelnen Schaltgeräten Wiedereinschaltrelais 2.2,

4.2 und 6.2 vorgesehen. Diese Relais geben nach Abfall des Schaltgerätes ein Wiedereinschaltkommando auf den Schaltgeräteantrieb. Die Schaltgeräte 4 und 6 weisen überdies noch ein Verzögerungsglied 4.3 und

6.3 für das Wiedereinschaltrelais auf. Die Verzögerungszeiten sind in den einzelnen Verteilungsebenen verschieden, und zwar um so größer, je weiter sie von der Einspeisestelle entfernt sind. In diesem Fall hat das Verzögerungsglied 4.3 eine Verzögerungszeit von 300 ms und das Verzögerungsglied 6.3 eine Verzögerungszeit von 600 ms.

Tritt beispielsweise an der Stelle 10 ein Kurzschluß auf, so schalten unverzüglich die Schaltgeräte 6,4 und 2 aus. Die Wiedereinschaltrelais enthalten jedoch einen Energiespeicher, und unmittelbar nach dem Ausschalten wird zunächst von dem Wiedereinschaltrelais 2.2 ein Wiedereinschaltkommando auf den Schaltgeräteantrieb 2.1 gegeben, und das Schaltgerät 2 schaltet wieder ein. Gleichzeitig gibt das Wiedereinschaltrelais 4.2 ein Kommando, das jedoch durch das Verzögerungsglied 4.3 nach 300 ms erst an den Schaltgeräteantrieb 4.1 weitergegeben wird, und das Schaltgerät 4 schaltet zu. In gleicher Weise wird nach weiteren 300 ms das Schaltgerät 6 geschlossen. Falls aber der Kurzschluß an der Stelle 10 noch besteht, schalten die Schaltgeräte 6,4 und 2 erneut unverzüglich aus. Das Schaltgerät 6 ist bei einer solchen Schaltung aber nur einige ms geschlossen, da bei der Kontaktberührung gleichzeitig wieder eine neue Ausschaltung eingeleitet wird. Während dieser kurzen Zeit kann sich der in dem Wiedereinschaltrelais 6.2 enthaltene Energiespeicher nicht wieder aufladen, um wieder einen Einschaltimpuls zu geben, der nach der Verzögerungszeit von 600 ms eine Wiedereinschaltung bewirkt. Das Schaltgerät 2 schaltet unverzüglich wieder ein und das Schaltgerät 4 nach einer Zeit von 300 ms. Die Energiespeicher dieser Schaltgeräte hatten genügend Zeit, sich wieder aufzuladen. Das Schaltgerät 6 bleibt offen, und das Leitungsstück mit dem Kurzschluß ist abgetrennt.

Die Anlage arbeitet in gleicher Weise, wenn an der Stelle 11 in der Verteilungseben 5 ein Kurzschluß vorliegt. Nach dem Ausschalten infolge Kurzschluß

3c wird das Schaltgerät 2 unverzüglich wieder geschlossen und das Schaltgerät 4 nach einer Verzögerungszeit von 300 ms. Die Schaltgeräte werden unverzüglich wieder ausgeschaltet, wenn der Kurzschluß noch besteht, und es kann nur das Schaltgerät 2 wieder einschalten, da sich der Energiespeicher in den 300 ms genügend wieder aufladen konnte. Das Schaltgerät 4 kann nicht wieder einschalten, da es nur einige ms geschlossen war und da diese Zeit nicht ausreicht, den Energiespeicher in dem Wiedereinschaltrelais wieder aufzuladen.

Bei einem Kurzschluß an der Stelle 12 schaltet das Schaltgerät 2 unmittelbar nach dem Kurzschluß noch einmal zu und wird aber sofort wieder ausgeschaltet, wenn der Kurzschluß noch besteht und kann dann nicht wieder zuschalten, da sein Energiespeicher in der kurzen Zeit nicht wieder aufgeladen werden konnte.

Dasselbe erreicht man, wenn gemäß F i g. 2 das Wiedereinschaltrelais 2.2 oder ein entsprechendes Steuerglied vor dem Schaltgerät 2 angeschlossen ist und das Wiedereinschaltrelais 2.2 durch einen vom Schaltgerät gesteuerten Hilfskohtakt 2.4 an Spannung gelegt wird. Der in dem Wiedereinschaltrelais 2.2 enthaltene Energiespeicher kann sich also nur aufladen, wenn das Schaltgerät 2 geschlossen ist. Bei einer solchen Ausführung, die bei allen Schaltgeräten möglich ist, kann das Wiedereinschaltrelais oder Steuerglied auch an eine fremde Spannungsquelle angeschlossen sein.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß die Schaltgeräte nicht allzu häufig schalten müssen, wenn ein Kurzschluß entsteht, und daß außerdem der Schaltzustand der einzelnen Schaltgeräte nicht an eine zentrale Stelle gemeldet zu werden braucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrische Energieverteilungsanlage mit strombegrenzenden Schaltgeräten, die in mehreren Verteilungsebenen angebracht sind und zur Erzielung einer Selektivität durch Wiedereinschaltrelais oder ähnliche Steuerglieder Wiedereinschaltkommandos erhalten, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Wiedereinschaltrelais (2.2, 4.2, 6.2) oder Steuerglieder für die Wiedereinschaltkommandos, daß sie in den einzelnen Verteilungsebenen (3, 5, 7) zum Verbraucher (9) hin steigende Verzögerungszeiten aufweisen und nur dann ein Wiedereinschaltkommando geben können, wenn die zugehörigen Schaltgeräte (2, 4,6) eine bestimmte, vorgegebene Zeit geschlossen waren.

2. Elektrische Energieverteilungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedereinschaltrelais (2.2, 4.2, 6.2) oder Steuerglieder für die Wiedereinschaltkommandos auf der Ausgangsseite der Schaltgeräte (2, 4,6) angeschlossen sind und daß die Differenz der Verzögerungszeit von einer zur nächsthöheren Verteilungsebene so groß ist, daß sich ein Energiespeicher zur Durchführung des Einschaltkommandos aufladen kann.

3. Elektrische Energieverteilungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedereinschaltrelais (z.B. 2.2) oder Steuerglieder für die Wiedereinschaltkommandos durch einen Hilfskontakt (z.B. 2.4) des zu steuernden Schaltgerätes (2) an die erforderliche Speisespannung anschließbar sind (F i g. 2).

4. Elektrische Energieverteilungsanlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederaufladezeit für den Energiespeicher mindestens die Hälfte der Differenz der Verzögerungszeit von der nächsthöheren Verteilungsebene beträgt.

5. Elektrische Energieverteilungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedereinschaltrelais (2.2, 4.2,

6.2) für die Wiedereinschaltkommandos als Energiespeicher jeweils einen Kondensator enthalten.

6. Elektrische Energieverteilungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Wiedereinschaltrelais (4.2, 6.2) jeweils ein einstellbares Verzögerungsglied (4.3;

6.3) nachgeschaltet ist.