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Verfahren und Vorrichtung zum automatshen.Aus- und Einschalten von
Netzverteilerstationen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Aus-
und Einschalten von Netzverteilerstationen in offenen Ringleitungen.
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Um die Stromversorgung in Ballungsgebieten sicher zu gestalten, hat
es sich eingeführt, eine zweiseitige Einspeisemöglichkeit der Netzverteilerstationen
über einen offenen Ring vorzunehmen.
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Diese Netzverteilerstationen sind üblicherweise an den Kabelabgängen
mit Kurzscillußanzeigern versehen und im allgemeinen mit zwei oder drei Lasttrennschaltern
ausgertistet, mit deren Hilfe der Kabelabgang als T-Abzweig oder einseitig an die
eine oder
andere Zuleitung geschaltet werden kann. In dem hShfigsten
Störungsfall des Ausfalles eines Kabels, z.B. bei Zerstörung durch Bauarbeiten,
kann dann mit Hilfe der Kurzschlußanzeiger der gestörte Kabelabschnitt schnell gefunden
werden und der Betrieb nach Ausschalten dieses Abschnittes und anschließendem Einschalten
des oRrenen Kabelapschnittes fortgeführt werden. Diese Schaltvorgänge werden bisher
größtenteils von Hand getätigt, so daß in der Stromversorgung einer offenen Ringleitung
eine gewisse Unterbrechung eintritt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren fUr eine zeitliche
Abkürzung der im. Kurzschlußfall erforderlichen Schaltvorgänge mit Hilfe automatischer
Fernauslösung zu schaffen, damit die Stromversorgung der Ringleitung ohne störende
Einflüsse, die durch eine Unterbrechung hervorgerufen werden, fortgesetzt werden
kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Kurzschlußfall
der einem gestörten Kabelabschnitt nä.chstgelegene mit einer tiberstromauslösung
versehene Leistungsschalter ausschaltet und damit die Ringleitung von dem gestörten
Kabelabschnitt bis zum von der Störung betroffenen Leistungsschalter stromlos macht,
in der folgenden Strompause die in den Kabelabgängen zu den Netzverteilerstationen
enthaltenen Kurzschlußanzeiger über eine Auswahleinrichtung ein mit Ausschaltspulen
verbundenes Relais zum Ansprechen bringen, wobei die Ausschaltspulen durch Freigabe
einer Verriegelung die den gestörten Kabelabschnitt begrenzenden, in Vorspannstellung
"Ausf befindlichen, Lasttrennschalter abschalten, und daß nach vollzogener Ausschaltung
Wischerschalter, die auf der Schalterantriebswelle der soeben betätigten Lasttrennschalter
liegen, mit einem Einschaltimpuls einen bisher offenen Kabel abschnitt der Ringleitung
über die hierzu gehörenden, in Vorspannstellung "Ein" befindlichen Lasttrennschalter
zuschalten, womit alle Netzverteilerstationen wieder über intakte Kabel angeschlousen
sind,
so daß der zugehörige Leistungsschalter durch einen Endschalter am zuletzt geschaltetenLasttrennschalter
wieder zuschaltet.
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Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dient die Auswahleinrichtung,
die als im Mittelpunkt gelagerter Waågebalken ausgebildet ist, deren Enden einerseits
mit den Auslösemagneten von zwei Kurzschlußanzeigern eines zwischen zwei benachbarten
Netzverteilerstationen befindlichen Kabelabschnitts verbunden und andererseits mit
Kontakten versehen sind, wobei im Störungsfall der zu einem Lasttrennschalter gehörende
Kurzschlußanzeiger über einen Kontakt des Waagebalkens mit der für die Schnellausschaltung
vorgesehenen Ausschaltspule des Speicherantriebs dieses Lasttrennschalters elektrisch
verbunden ist.
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Es wird auch als erfinderisch angesehen, daß dem Speicherantrieb eines
jeden Lasttrennschalters für die Schnelleinschaltung eine Einschaltspule zugeordnet
ist, die mit dem Wischerschalter in elektrischer Verbindung steht.
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Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorteilhaft, daß die Auslösemagnete
der Ausschaltspule und der Einschaltspule des Speicherantriebs jeweils mit Verriegelungsklinken
für einen Schalthebel versehen sind.
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Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung besteht der Speicherantrieb
aus einer Kippfeder, deren eines Ende befestigt und deren anderes Ende mit dem Schalthebel
verbunden ist.
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Auch ist es verteilhaft, daß nach der Erfindung der Schalthebel in
den Vorspannsteilrngen für "Ein" und "Aus" über eine Klauenkupplung auf der Schalterantriebswelle
mit einem Betätigungshebel des Schaltmessers des Lasttrennschalters in kraftschlüssiger
Verbindung steht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 die Anordnung der Netzverteilerstationen
in einem offenen Ring in einem Prinzipschaltbild, Fig. 2 die Auswahleinrichtung
in Verbindung mit den Ausschalt spulen von zwei einen Kabel abschnitt begrenzenden
mit Speicherantrieben versehenen Lasttrennschaltern, Fig. 3 den Schalthebelmechanismus
mit Speicherantrieb und Verriegelung in Verbindung mit dem Schaltmesser eines Lasttrennschalters
in Vorspannstellung "Aus", Fig. 4 in Stellung ftAust1, Fig. 5 in Vorspannstellung
"Ein", Fig. 6 in Stellung Ein.
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Wie die Fig. 1 zeigt, sind die Netzverteilerstationen Nl bis N8 hintereinander
geschaltet. An den Enden dieser Hintereinanderschaltung findet über die Leistungsschalter
LSl und LS2 die Einspeisung statt. In den Kabelabgängen zu den Netzverteilerståtionen
N befindensich Lasttrennschalter LT und Kurzschlußanzeiger NA.
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Die einzelnen Kabelabschnitte zwischen den Netzverteilerstationen
N sind mit K2 bis K8 bezeichnet. Mit Kl ist der Kabelabschnitt zwischen dem Leistungsschalter
LSl und dem Kabelabgang zur Netzverteilerstation N1 und mit K9 der Kabelabschnitt
zwischen dem Leistungsschalter LS2 und dem Kabelabgang zur Netzverteilerstation
N8 bezeichnet. Der Kabelabschnitt K4 ist offen, die zugehörigen Lasttrennschalter
LT3t und LT4 sind ausgeschaltet. Die Stromversorgung der lletzver,teilerstationen
Nl bis N3 erfolgt über den Leistungsschalter LSl, die Stromversorgung der Netzverteilersta--tionen
N4 bis N8 dagegen über den Leistungsschalter LS2.
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Die Fig. 2 nimmt direkten Bezug auf Fig. 1 und zeigt als Beispiel
die Auswahleinrichtung AE mit ihrem als Mittelpunkt gelagerten
Waagebalken
WB, dessen Enden~einerseits mit den Auslösemagneten AM2t und AM3 der Kurzschlußanzeiger
KA2' und KA3 verbunden sind, andererseits Kontakte KT2t und KT3 aufweisen, die in
elektrischer -Verbindung mit den Ausschalt-spulen AS2' und AS3-stehen.
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In den Fig. 3 bis 6 wird der Schalthebelmechanismus mit dem Speicherantrieb
und der Verriegelung gezeigt. Der Schalthebel. SH ist mit der Kippfeder KF verbunden.
In den Vorspannstellungen für "Aus" bzw. "Ein" wird der Schalthebel SH durch die
Verriegelungsklinke EfA bzw. VKE der Ausschaltspule AS2' bzw. der Einschaltspule
ES3' gehalten. In diesen beiden Vorspannstellungen befindet sich der Schalthebel
S'H über die Klauenkupplung KK auf der SchaIterantriebswelle SW mit dem Betätigungshebel
RH des Sehaltmessers SM im Eingriff.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird anhand eines
Beispiels erläutert: Unter der Annahme eines Kurzschlusses im Kabelabschnitt K3
löst der Leistungsschalter LSl durch Überstromauslösung aus. Gleichzeitig sprechen
die Kurzschlußanzeiger KAO, KAI, KAlt, WARrund-KA2' an. Durch die Freigabe des Leistungsschaiter
LSl lösen die zum gestörten Kabelabschnitt K3 gehörenden Lasttrennschalter LT2t
und LT3 aus. Die Auslösung der Lasttrennschalter eines gestörten Kabelabschnitts
K erfolgt nur dann, wenn ein Kurzschlußanzeiger KA im selben Kabelabschnitt K anspricht.
Sobald beide Kurzschlußanzeiger NA eines Kabelabschnitts K erregt werden, bleibt
die Jeweilige Auswahleinrichtung AE in Ruhe. Im gezeigten Beispiel spricht im gestörten
Kabelabschnitt K3 nur der Kurzschlußanzeiger KA2' an. Damit kornmt der Waagebalken
WB ufgrulld des Ansprechens des Kurzsehlußanzeigers KA2' aus dem Gleichgewicht und
über den Kontakt IfT3 erfolgt die Anschaltung der Ausschaltspulen AS2' und AS3.
Die in der Vorspannstellung "Aus" befindlichen Lasttrennschalter LT2' und LT3 werden
über den Schalthebelmechanismus durch
die Verriegelungsklinken VKA
freigegeben und 1ösen;aus, Damit bewegen sich die Schalthebel SH beider Lasttrennschalter
in die Stellung Aus und der Kabelabschnitt K3 ist freigeschaltet.
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Nit dem Auslösen der Lasttrennschalter LT2t und LT3 werden durch hier
nicht gezeigte Wigeherschalter; die sich auf der Schalterantriebswelle SW dieser
Lasttrennschalter befinden, ein Einschaltimpuls an alle Einschaltspulen ES der Ubrigen
tasttrennschalter LT der Ringleitung gegeben. Dieser Einschaltimpuls wird Jedoch
nur bei den Lasttrennschaltern LT3' und LT4 des offenen Kabelabschnitts K4 wirksam.
Diese beiden Lasttrennschalter LT3' und LT4 befinden sich. in der Vorspannstellung
"Ein". Mit dem Einschaltimpuls der Wischerschalter werden die Verriegelungsklinken
VKE der Einschaltspulen Es für die Lasttrennschalter LT3' und LT4 freigegeben, so
daß die Schalthebel SH dieser Lasttrennschalter unter Einwirkung der Kippfeder KF
in die Stellung 'tEin" gedrückt werden.
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Hiermit ist der offene Kabelabschnitt K4 der Ringleitung zugeschaltet
und alle Netzverteilerstationen N sind wieder an intakte Kabel angeschlossen. Der
von beiden zuletzt schaltende Lasttrennschalter LT3' bzw. LT4 schaltet Uber einen
hier nicht gezeigten Endschalter, der Jeweils mit einem Lasttrennschalter LT gekoppelt
ist, den Leistungsschalter LS1 wieder zu.
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Nunmehr wird die gesamte Ringleitung wieder zweiseitig mit Energie
versorgt. Die Netzverteilerstationen N1 und N2 werden über den Leistungsschalter
LSl gespeist, die Netzverteilerstationen N3 bis N8 über den Leistungsschalter LS2.
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Die Wirkungsweise des mit dem Schalthebel SH verbundenen Schaltmessers
SM eines Lasttrennschalters LT ist folgende: Nach der Reparatur eines Kabelabschnitts
K müssen die zugehörigen Lasttrennschalter LT in der Stellung "Ein" von Hand in
die Vor-Spannsteillung "Aus" gebracht werden. Dabei wird jeweils die Kippfeder
KF
vorgespannt, bis der Schalthebel SH an der Verriegelungsklinke VKA der Ausschaltspule
AS einrastet. Von der Stellung "Ein" bis in die Vorspannstellung "Aus" bewegt sich
die Nabe des Schalthebels.SH auf der Schalterantriebswelle SW im Leergang gegenüber
dem Betätigungshebel BS (Fig. 3).
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Ab dieser Stellung beginnt Jedoch die Mitnahme des Betätigungshebels
EH über die nicht dargestellte Klauenkupplung KK in Richtung Stellung "Aus". Sobald
die Verriegelungsklinke VKA der Ausschalt spule AS freigegeben wirdi fällt der Schalthebel
SH in die Stellung "Aus" unter. gleichzeitiger Öffnung des Schaltmessers SM (Fig.
4). -Nach einer Ausschaltung, z.B. durch eisen Kurzschluß, wird der Schalthebel
SH von Hand im Leergang unter Vorspannung der Kippfeder KF bis zur Einraststellung
der Verriegelungsklinke VICE in die Vorspannstellung 'En" gebracht. Ab dieser Stellung
steht der Schalthebel SH über die nicht dargestellte Klauenkupplung KK auf der Schalteräntriebswelle
SW mit dem Betätigungshebel BH des Schaltmessers SM in einer kraftschlüssigen Verbindung
(Fig. 5).
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Wenn jetzt die Verriegelungsklinke VKE durch den Auslösemagneten AME
der Einschaltspule ES den Schalthebel SH freigibt, bewegt sich der Schalthebel SH
unter Wirkung der Kippfeder KF in die Stellung '"Ein" und damit wird durch das Schaltmesser
SM der zugehörige Lasttrennschalter LT eingeschaltet (Fig. 6).
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die im
Kurzschlußfall erforderlichen Schaltvorgänge in die Pause zwischen dem Aus- und
Wiedereinschalten des übergeordneten Lei stungsschalters fallen, so daß dem Stromabnehmer
nur eine im allgemeinen unschädliche und im Rahmen der- KurzschluEfortschaltungschon
praktizierte stromlose Pause von etwa 0,2 bis 0,3 sec. zugemutet werden muß. Damit
können auch statt der bisher verwendeten
teuren Lasttrennschalter
fernauslösbare, eventuell'gekapselte Trenner (zur Verringerung des Schaltweges und
der Schaltarbeit z,B. unter dl, SF6 oder Vakuum) eingesetzt werden, da die eVorort
gefährdung von Monteuren durch falsche Bedienung wegfällt.
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Dies wird durch den erfindungsgemäßen Speicherantrieb fUr die automatische
Schnellem- und Schnellausschaltung erreicht.
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Da ohnehin zur späteren Behebung der Störung Monteure eingesetzt sind,
bleiben für diese außer der Reparatur des gestbrten Xabelabschnittes lediglich folgende
Tätigkeiten: 1. Die aufgrund der Störung in Stellung "Aus" befindlichen beiden Lasttrennschalter
sind in die Vorspannstellung "Ein" und 2. die in Stellung "Ein" befindlichen beiden
Lasttrennschalter sind in die Vorspannstellung Aus', zu bringen.
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Nach diesen Schaltvorgängen ist die Ringleitung für alle zukünftigen
Störungen wieder betriebsbereit.
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Es versteht sich, daß bei einer Freischaltung für Revisiohszwecke
die Wiederzuschaltung des Leistungsschalters verhindert werden muß.
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Zu Reparaturzwecken kann eine sichtbare Auftrennung dann nach Spannungsprüfung
und Erdung z.B. durch Lösen eines Steckverbinders am Schaltanschluß vorgenommen
werden.