DE206388C - - Google Patents
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- DE206388C DE206388C DE1907206388D DE206388DA DE206388C DE 206388 C DE206388 C DE 206388C DE 1907206388 D DE1907206388 D DE 1907206388D DE 206388D A DE206388D A DE 206388DA DE 206388 C DE206388 C DE 206388C
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
- H02H3/28—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
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Gruppe SfXs-i- | |
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
- M 206388 KLASSE 21 c. GRUPPE
Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. April 1907 ab.
Handelt es sich in elektrischen Anlagen
darum, ein Kabel, einen Transformator oder irgendwelche Apparate oder Maschinen selbst-
. tätig beim Auftreten eines Fehlers außer Betrieb zu setzen, so bedient man sich hierzu
neuerdings vorteilhaft einer Schutzeinrichtung, bei welcher die die Abschaltung einleitenden
Elektromagnetspulen oder besondere Relais, welche deren Erregung vermitteln, in einem
ίο Hilfsleitungssystem liegen. Dasselbe besteht
aus den miteinander verbundenen Sekundärwicklungen von in das Hauptleitungssystem
eingeschalteten Stromwandlern, die primär an entgegengesetzten Enden oder Seiten des abzuschaltenden
Leiters bzw. Transformators usw. liegen. Die in den Sekundärwicklungen der Stromwandler induzierten elektromotorischen
Kräfte wirken einander entgegen und es sollte daher im Hilfsleitungssystem' bei normalem
Betriebe kein Strom fließen. Tatsächlich treten jedoch im Hilfsleitungssystem infolge der verhältnismäßig
hohen Spannung an den Sekundärklemmen der Stromwandler Ladungsströme auf,' namentlich wenn es sich um die selbsttätige
Abschaltung langer Speisekabel handelt, wobei das Hilfskabel entsprechend seiner Länge
eine beträchtliche Kapazität besitzen kann. Die Ladeströme können' so groß werden,
daß die Relais im normalen Betriebe ansprechen. Auch bei geringerer Länge des Hilfskabels können die höheren Harmonischen
des Primärstromes den Sekundärspannungen der Stromwandler eine solche Form geben,
daß bereits unter normalen Verhältnissen im Hilfskabel ein Strom fließt. Dieser kann dann
beim Ansteigen des Stromes im Hauptkabel — z. B. infolge eines Kurzschlußstromes, der
zu irgendeiner vom Kabel gespeisten Fehlerstelle des Netzes fließt — einen solchen Wert
erreichen, daß die zu diesem Speisekabel. gehörenden Relais ansprechen und es abschalten,
trotzdem es fehlerfrei ist. Die Betriebsstörung wird dadurch vergrößert und der Zweck der
Schutzeinrichtung vereitelt.
Ähnliche Mangel haften auch einer anderen bekannten Einrichtung an, bei welcher, die
Sekundärwicklungen der Stromwandler so hintereinander geschaltet sind, daß sich ihre
Spannungen unterstützen, während die Auslösespulen der selbsttätigen Schalter an gleichpolige
Klemmen der Stromwandler-Sekundärwicklungen angeschlossen sind. Auch hier können, namentlich wenn es sich um den
Schutz langer Kabel handelt, Ladungsströme in die Auslösespulen eindringen und die Abschaltung
eines fehlerfreien Kabels herbeiführen. Zweck der Erfindung ist die Beseitigung dieses
Übelstandes. Die neue Einrichtung kann zum selbsttätigen Abschalten sowohl beim Eintritt
eines Isolationsfehlers als bei Überlastung dienen.
Fig. ι zeigt eine Ausführungsform für die Abschaltung eines Kabels k oder eines anderen
zu schützenden Netzteiles bei eintretendem Isolationsfehler. Die Zeichnung zeigt der Einfachheit
wegen nur einen Leiter des Kabels. Das Kabel wird am Anfang und Ende durch
die Schalter s und s' abgeschaltet, die durch
die Relais r und r' bewegt werden. Die Sekundärwicklungen
der am Anfang und Ende des Kabels liegenden Stromwandler a a' sind
durch die Leitungen 11' derart hintereinandergeschaltet zu einem geschlossenen Stromkreis
verbunden, daß durch diesen im fehlerfreien Zustand des Kabels k ständig ein Strom fließt,
welcher gleich dem Primärstrom im Kabel multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis
ίο der Stromwandler aa' ist. Dieser Strom erzeugt
längs des ganzen Hilfskabels IV einen Spannungsabfall und eine solche Potentialverteilung,
daß an den beiden Mittelpunkten m m' der Leitungen 11' das Potential Null herrscht.
Hierbei ist zunächst vorausgesetzt, daß Widerstand, Selbstinduktion, Kapazität und die
elektromotorischen Kräfte der Stromwandler a a'
symmetrisch zur Mitte des Hilfskabels verteilt sind. Ist dies nicht der Fall, so liegen
die beiden Nullpunkte der elektrischen Potentialverteilung nicht in der Mitte des Hilfskabels,
sondern nach rechts oder links verschoben, und zwar unter Umständen in beiden Leitungen IV an verschiedenen Punkten; doch
kann letzteres jederzeit durch künstliche Einschaltung von Widerständen vermieden werden.
Wichtig ist, daß sich stets, wie hoch auch die Stromstärke im Hauptkabel k steigen möge,
zwei Punkte m m' finden lassen, welche das Potential Null unveränderlich beibehalten.
Zwischen diese zwei Punkte sind nun gemäß der Erfindung die Relais r rl unter Vermittlung
der Leitungen»«', welche zweckmäßig mit den Leitungen IV zu einem Kabel vereinigt
sind, parallel oder hintereinander geschaltet. Sie führen daher, solange das Kabelt
fehlerfrei ist, keinen Strom und zwar auch keinen Ladungsstrom. Tritt dagegen im
Kabel k ein Fehler auf, so ändert sich die Potentialverteilung im Hilfsleitungssystem 11',.
die Nullpunkte des Potentials, die ursprünglich mit den Punkten mm' zusammenfielen, verschieben
sich gegen jenen Stromwandler α bzw. a' hin, welcher die kleinere Sekundärspanuung
liefert, und infolge der nun zwischen den Punkten m m' herrschenden Potentialdifferenz
fließt ein Strom durch die Relais, der sie zum Ansprechen bringt. Die Potentialverschiebung
wird am größten, wenn der Strom des Hauptkabeis in den Stromwandlern α und a' entgegengesetzte
Richtung hat, was bei geschlossenen Verteilungssystemen im Falle eines Kurzschlusses
im Hauptkabel stets einzutreten pflegt.
Um den Eintritt des durch die Stromwandler a a' und die Leitungen 11' fließenden
Stromes in die Relais zu verhüten, ist es nicht notwendig, daß die Relaisanschlußpunkte
das Potential Null haben. Es genügt, daß sie gleiches Potential haben. Geht man längs
der Leitung I vom Potential-Nullpunkte nach einer Seite z. B. nach rechts, längs der Leitung
V dagegen umgekehrt nach links, so findet man dabei unendlich viele solcher äquipotentieller
Punkte vor, zwischen denen die Relais angeschlossen werden können. Sind
die Hilfsleitungen 11' sehr lang und ihr Widerstand
pro Längeneinheit überall der gleiche, so wählt man zweckmäßig als Anschlußpunkte
m m' für die Relais die gleichsinnigen Klemmen der Stromwandler a a' (Fig. 2), da
diese meist bequem zugänglich sind und man dabei im Hilfskabel einen Leiter erspart. Um
jedoch auch in diesem Fall eine Störung der Relais durch die Ladeströme der Relaisleitung η
zu verhüten, schaltet man gemäß der Erfindung zwischen die anderen Klemmen 00' der
Stromwandler und die Klemmen j> -p' der Relais
je eine Drosselspule d bzw. ä', deren Strom durch passende Bemessung dem Ladestrom
der Relaisleitung η gleich gemacht werpen kann. Da beide Ströme entgegengesetzte
Phase haben, so heben sie sich in den Relais gegenseitig auf. Diese bleiben stromlos.
Fig. 3 zeigt die Anwendung der neuen Einrichtung zur Abschaltung eines einphasigen
Transformators t, wobei ein einziges, an äquipotentielle Punkte angeschlossenes Relais zur
Bedienung der beiden im Primär- bzw. Sekundär-Hauptstromkreis liegenden Schalter s s'
genügt. Durch Einfügung einer Sicherung δ in eine der beiden Hälften des Hilfsleitungssystems
kann hier ferner in einfacher Weise bewirkt werden, daß der Transformator auch
bei gewöhnlichem Überstrom selbsttätig abgeschaltet wird, indem hierbei die Sicherung
durchschmilzt und das Relais hierauf anspricht. In die beiden Hälften des Hilfsleitungssystems
sind auch die Strommesser i i' für den Primärbzw. Sekundärstrom des Transformators t verlegt,
für welche man sonst häufig besondere Stromwandler verwendet. :
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind unter Vermeidung von Relais die Auslösemagnetspulen
c c' der Schalter s s' unmittelbar an äquipotentielle Punkte des Hilfsleitungssystems
angeschlossen. Bei Verwendung einer Sicherung b zum Abschalten bei Überstrom
werden die Spulen c c' zweckmäßig zu beiden Seiten der Sicherung bei χ bzw. y und bei
den zu diesen äquipotentiellen Punkten x' bzw. y' angeschlossen. Der Spannungsabfall in der
Sicherung wird wohl praktisch stets vernachlässigt werden können, so daß man die
Punkte x' und y' zusammenfallen lassen kann.
Fig. 5 zeigt eine einfache Einrichtung zur Abschaltung eines dreiphasigen Kabels k, wobei
in jeder Phase am Anfang und Ende je ein Stromwandler α bzw. a' eingebaut ist.
Sekundär sind diese unter Umkehrung des Schaltsinnes bei den Stromwandlern einer
Phase so hintereinander geschaltet, daß sich die resultierende elektromotorische Kraft der
drei Stromwandler α und diejenige der drei
Stromwandler a' unterstützen. Das Hilfskabel erfordert einschließlich der Relaisleitung nn'
im ganzen vier Leiter und bei einer der Fig. 2 entsprechenden Ausbildung wieder nur drei
Leiter. Um bei allen denkbaren Fehlern, die auftreten können, eine Auslösung sicher zu erreichen,
muß das Übersetzungsverhältnis der Stromwandler a a' in mindestens einer Phasenleitung
ein anderes sein als in den übrigen. Dieselbe Wirkung kann auch dadurch erreicht
werden, daß man parallel zu den Primärwicklungen der beiden zu derselben Phase gehörenden
Stromwandler eine Stromverzweigung herstellt. Diesem Zwecke dienen die in Fig. 5
dargestellten Widerstände ww'. Sind diese Widerstände induktionslos, so verhindern sie
zugleich das Eindringen von Stromwellen höherer Ordnung in die Stromwandler. Es empfiehlt sich daher, solche Widerstände zu
sämtlichen Stromwandlern parallel zu schalten und nötigenfalls diejenigen einer Phase verschieden
groß von denen der übrigen zu wählen.
Claims (3)
- Patent-Ansprüche:i. Einrichtung zum selbsttätigen Abschalten von Kabeln, Transformatoren u. dgl. bei Auftreten eines Leitungsfehlers, bei welcher der zu schützende Teil zwischen Stromwandlern liegt, deren Sekundärwicklungen durch Hilfsleitungen in solchem Sinne hintereinander geschaltet sind, daß sich ihre Spannungen unterstützen und in den Hilfsleitungen betriebsmäßig Strom fließt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Störung der Auslösespulen bzw. Relais der selbsttätigen Schalter verhindert ist, indem die Auslösespulen bzw. Relais an solche Punkte der Hilfsleitungen angeschlossen sind, welche ungefähr das Potential Null haben, oder indem in sie bei Anschluß an andere Punkte von ungefähr gleichem Potential noch entgegengesetzte, die Ladeströme aufhebende Ströme gesandt werden.
- 2. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einer Einrichtung zum selbsttätigen Abschalten bei Überstrom, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Hilfsleitungen betriebsmäßig fließende Strom auch die Vorrichtung zum Abschalten bei Überstrom beeinflußt..
- 3. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis der Hilfsleitungen bei Überstrom unterbrochen wird, so daß die gemäß Anspruch ι vorgesehenen Auslösespulen bzw. Relais auch bei Überstrom in Tätigkeit treten.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT40271D AT40271B (de) | 1907-04-29 | 1909-02-15 | Einrichtung zum selbsttätigen Abschalten von Kabeln, Transformatoren u. dgl. bei Auftreten eines Leitungsfehlers. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE206388C true DE206388C (de) |
Family
ID=468561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1907206388D Expired - Lifetime DE206388C (de) | 1907-04-29 | 1907-04-29 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE206388C (de) |
-
1907
- 1907-04-29 DE DE1907206388D patent/DE206388C/de not_active Expired - Lifetime
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