DE1588457C3

DE1588457C3 - Einrichtung zum Kurzschließen von Wechselstromleitungen im Falle der Störung

Info

Publication number: DE1588457C3
Application number: DE19671588457
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.-Ing. 6100 Darmstadt Becker
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1967-06-15
Filing date: 1967-06-15
Publication date: 1974-02-14
Also published as: DE1588457B2; DE1588457A1

Description

- + fs-

Infolge der Reaktanz X_A wird das Gleichstromglied i_B _ als Strom i_? vom Netz B über die Reaktanzen X_A und X_B und die Schalter 1, 3, 4 weiterfließen. Vom Netz B fließt das Wechselstromglied ϊ_Β_ als Strom I₂ über die Schalter 2 und 4. Vom Netz y4 fließen i_A_ und I_4- über den Schalter 1. Die Ströme in den einzelnen Schaltern sind demnach bei Vernachlässigung der geringen Dämpfung:

h ^{= i}A- + h- + i_A~ h = h~

H=¹B-

h = i_B- + h-

Beim Strom I₁ würde also lediglich das Wechselstromglied halbiert, was dazu führen kann, daß der Strom seine Nulldurchgänge verlöre und der Schalter 1 erst recht nicht abschalten könnte und anstatt leichtere Bedingungen noch erschwertem Schaltbedingungen vorfände.

Der Schalter 3 schließlich müßte einen hohen jleichstromanteil abschalten, was ihm nicht gelingen dürfte. Wenn das oben beschriebene stufenweise Abschalten der gestörten Kupplungsleitung immer (unabhängig vom Kurzschlußaugenblick) gelingen soll, muß also das Gleichstromglied gedämpft werden. Dies erfolgt, wenn in Reihe mit dem schnellschließenden Schalter zur Erde ein Widerstand S angeordnet ist.

Der Widerstand 5 wird mit Vorteil an einem Ende geerdet und am anderen Ende an den erdseitigen Kontakt des Kurzschließers 2 angeschlossen. Der Widerstand, der wie der Kurzschließer für jede Phase einmal vorgesehen werden muß, ist nur für Kurzzeitbetrieb auszulegen, da er nur für die Kurzschlußzeit (auch bei erfolgloser Kurzunterbrechung etwa 1 see) in Betrieb ist.

Im Normalbetrieb sind die Widerstände 5 der drei Phasen vom Netz abgeschaltet und erzeugen keinerlei Verluste. Die Widerstände sind einerseits so groß zu wählen, daß sie das Gleichstromglied genügend dämpfen, andererseits müssen sie so klein sein, daß sie die Stromableitung nicht behindern. Durch die Widerstände wird das Wechselstromglied nicht vollständig abgeleitet und i₃ enthält wieder eine ausreichende

ίο Wechselstromkomponente. Infolge des rasch abklingenden Gleichstromgliedes erfolgen Stromnulldurchgänge des Stromes i₃, so daß der Schalter 3 abschalten kann.

Das vom Netzteil B herrührende Gleichstromglied

is des Stromes I₁ wird wirksam gedämpft, so daß der Strom in kurzer Zeit sowohl in der Wechselstrom- als auch in der Gleichstromkomponente auf etwa die Hälfte begrenzt ist. Dabei ergeben sich auch wieder die zur Lichtbogenlöschung nötigen Nulldurchgänge des Stromes i,.

In manchen Anwendungsfällen kann es sinnvoll sein, die beiden Netze A und B während der Schließzeit des Kurzschließers 2 nicht völlig zu entkoppeln, um die Stabilität zu verbessern. Manchmal ist es auch angebracht, dem an sich gesunden Netz B nicht den vollen Kurzschlußstrom zuzumuten, insbesondere dann, wenn der Schalter 1, der den Kurzschluß abschalten soll, noch eine gewisse Reserve hat und durchaus einen Teil des vom Netz B herrührenden Kurzschlußstromes mit abschalten könnte. In beiden Fällen stellt ein Widerstand 5 oder auch die Reihenschaltung eines Widerstandes 5 und einer Reaktanz 6, wie in Fig. 5 dargestellt, eine Lösung dar.

Sind die Gleichstromglieder durch die Netze selbst genügend gedämpft, so kann man den Widerstand 5 einsparen und die Stabilität und/oder die Größe des Kurzschlußstromes nur mit. einer Reaktanz 6 verbessern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 das Gleichstromglied des Kurzschlußstromes genü- Patentansprüche: gend dämpft, die Stromableitung aber nicht behindert. Um bei Kurzschlüssen in elektrischen Fahrleitun-

1. Einrichtung zum Kurzschließen von Wech- gen von Bahnen die infolge Wärmeentwicklung in den selstromleitungen, die von mindestens zwei Kraft- 5 Kurzschluß- bzw. Überschlagstellen erfolgenden Zerwerken gespeist werden, im Falle der Störung in störungen an den Leitbahnen und Isolatoren auf ein einem dieser Kraftwerksnetze durch einen Kurz- Mindestmaß zu beschränken und um in jedem Falle schließer, dadurch gekennzeichnet, daß eine ausreichende, die Schutzeinrichtungen auslöder Kurzschließer die Kupplungsleitung vor Er- sende Kurzschlußstromhöhe zu erreichen, ist es zwar reichen des Maximums durch die erste Störungs- 10 schon bekannt, in den zu schützenden Fahrleitungsteil halbwelle (T ~5 msec) über einen geeignet gegen Erde einen Kurzschließer mit einer Schließzeit "bemessenen Widerstand (5) erdet, d. h. über einen von weniger als 0,1 Sekunden einzuschalten. Dieses Widerstand, der das Gleichstromglied des Kurz- Kurzschließen vermag zwar den Schadlichtbogen schlußstromes genügend dämpft, die Stromablei- kurzzuschließen und einen ausreichenden Ausschalttung aber nicht behindert. 15 impuls an die Schutzeinrichtungen zu geben, jedoch

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ist er nicht in der Lage, gezielt die Gleichstromkomkennzeichnet, daß in Reihe zum Widerstand (5) ponente des Kurzschlußstromes im Verhältnis zur noch eine Reaktanz (6) geschaltet ist (Fig. 5). Wechselstromkomponente zu senken. Dieses Problem stellt sich bei den relativ kleinen Leistungen von

20 Fahrleitungsnetzen meist auch nicht (deutsche Pa-

tentschrift 645060).

Die Möglichkeit eines schnellschließenden Kurzschließers gegen Erde zu schalten, besteht natürlich

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung bei Energieversorgungsnetzen auch. Dabei können zum Kurzschließen von Wechselstromleitungen, die 25 sich jedoch Schwierigkeiten, die noch näher erläutert von mindestens zwei Kraftwerken gespeist werden, im werden, ergeben, wenn der Kurzschlußstrom ein Falle der Störung in einem dieser Kraftwerksnetze Gleichstromglied enthält und keine genügende durch einen Kurzschließer. Dämpfung vorhanden ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht bei einer sol- .Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einehen Einrichtung darin, den an dem durch den Kurz- 30 richtung wird an Hand der Zeichnung erläutert:
schluß betroffenen Netz liegenden Schaltern die Ab- Wie in Fig. 1 dargestellt, sind zwei Netze A und

schaltung zu erleichtern oder überhaupt erst zu B über eine Leitung miteinander gekuppelt,
ermöglichen. Am Abzweig C trete ein Kurzschluß auf, den ein

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bereits eine Anord- Schalter 1 abschalten soll. Bei zunächst offenem nung bekannt, die aus der Reihenschaltung einer line- 35 Kurzschließer 2 fließen die Ströme i_A und i_B zur Kurzaren Drosselspule und eines Kondensators besteht, schlußstelle und addieren sich zum Strom I₁ = i_A ₊ _B die für Netzfrequenz aufeinander abgestimmt sind, so (Fig. 2). Der Schalter 1 sei nicht in der Lage, diesen daß sie im Normalbetrieb praktisch keinen Span- Strom zu schalten. Spätestens 5 msec nach Kurznungsabfall aufweisen. Parallel zum Kondensator sind schlußeintritt schließt der Kurzschließer 2. Von dieeine sättigbare Drosselspule und ein Dämpfungswi- 40 sem Zeitpunkt ab gilt Fig.

3. Jetzt fließt i_B über den derstand angeordnet. Überschreitet der Strom über Kurzschließer 2 und den Widerstand 5 zur Erde ab, den Reihenschwingkreis einen bestimmten Wert, so und Schalter 1 kann nun den Strom i_A des eigenen werden die nichtlineare Drosselspule gesättigt und der Netzes schalten.

Reihenschwingkreis verstimmt. Hierdurch wird eine Nachdem der Kurzschließer 2 eingeschaltet hat,

erhebliche Begrenzung des Kurzschlußstromes er- 45 können die Schalter 3 und 4, die wie der Schalter 1 reicht (deutsche Patentschrift 1227 129). Eine solche jetzt nur den Kurzschlußstrom des eigenen Netzes zu Einrichtung bedingt hohe wirtschaftliche Aufwen- schalten brauchen, öffnen und den Kurzschließer düngen und erfordert sehr viel Platz und Raum, so spannungsfrei und stromfrei schalten, der dann wieder daß eine günstige Anpassung an vorhandene Anlagen geöffnet werden kann. Dann können die Schalter 3 nicht immer möglich ist. Dadurch, daß der Einsatz- 50 und 4 wieder schließen, wenn inzwischen der Schalpunkt der Strombegrenzung an den Sättigungseinsatz ter 1 den kurzgeschlossenen Netzteil abgeschaltet hat. der nichtlinearen Drosselspule gebunden ist, sind Es wird zur Erläuterung zunächst vereinfachend

keine kurzzeitigen Überlastungen der Kuppelstelle angenommen, daß beide Netze an der Kurzschlußmehr möglich, obwohl dies unter Umständen erwär- stelle die gleiche Kurzschlußleistung haben, daß die mungsmäßig zulässig wäre. Unter bestimmten Vor- 55 Leitungsreaktanzen X_A und X_B gleich groß sind und aussetzungen kann durch eine solche Kupplung die daß in Reihe mit dem Kurzschließer 2 keine Impe-Stabilität der Übertragung verschlechtert werden oder danz 5 zur Erde geschaltet ist. Die Dämpfung sei veres können infolge der Zusammenschaltung des großen nachlässigbar klein. Tritt der Kurzschluß im Span-Kondensators mit elektromagnetischen Geräten nungsnulldurchgang auf, so entsteht ein Gleichstrom-Selbsterregungserscheinungen ausgelöst werden. 60 glied I₁ von der Amplitude des Wechselstromgliedes

Eine unmittelbare Abschaltung des Kurzschluß- (Fig. 4), das nur sehr wenig gedämpft wird. Zum stromes durch die Kupplungsleitungsschalter und/ Zeitpunkt r, schließt der Kurzschließer 2 (I₁ ~5 oder den Leitungsschalter des kurzschlußbehafteten msec), und der Kurzschlußstrom, der den Verlauf I₁ Netzes ist jedoch dann möglich, wenn erfindungsge- haben würde, verläuft mit der verminderten Amplimäß der Kurzschließer die Kupplungsleitung vor Er- 65 tude i\.

reichen des Maximums durch die erste Störungshalb- Der Strom Z₁ = i_A ₊ _B bestand bis zu diesem Zeitwelle (t ~5 msec) über einen geeignet bemessenen punkt aus den vollen Gleich- und Wechselstromglie-Widerstand (5) erdet, d. h. über einen Widerstand, der dern beider Netze.