DE2635110A1

DE2635110A1 - Schaltungsanordnung zum abtrennen eines stromkreises von einem generator

Info

Publication number: DE2635110A1
Application number: DE19762635110
Authority: DE
Inventors: Edmond Thuries
Original assignee: Cegelec SA
Current assignee: Cegelec SA
Priority date: 1975-08-11
Filing date: 1976-08-04
Publication date: 1977-02-24
Also published as: JPS5222741A; FR2321179B1; IT1066945B; US4075673A; CA1072199A; FR2321179A1

Description

Fo 10 094 D

4. Äug. 1976

DipL-lng. Jürgen WEINMILLER PATENT ASSESSOR

SOSPI GmbH

8OOO München 8O

Zeppellnstr. 63

DELLE-ALSTHOM S.A.
130, rue Leon Blum
69611 VILLEÜRBANNE
Frankreich

SCHALTUNGSANORDNUNG ZUM
ABTRENNEN EINES STROMKREISES VON EINEM GENERATOR

Die Erfindung bezieht: sich auf eine Schaltungsanordnung zum Abtrennen eines Stromkreises von einem mindestens zwei Stromkreise parallel speisenden Generator, wobei in jedem Stromkreis ein Unterbrecher angeordnet ist«

Die stete Zunahme der Kraftwerksleistungen erhöht gleichzeitig die Anforderungen an die Kurzschlußschaltleistungen für Unterbrecher. Bei großen Generatorleistungen verwendet man oft ein Schaltbild, in dem der Generator zwei Schienensätze speist, die je einen getrennten Stromkreis versorgen. Hierbei ist jeder der Stromkreise über einen Unterbrecher mit dem Generator verbunden. Im Falle eines Kurzschlusses, beispiels-

weise zwischen einem der Schiene vorgelagerten Transformator und dem Unterbrecher, muß der Unterbrecher einen Kurzschlußstrom meistern, der die Summe des Generatorstroms und des vom nicht betroffenen Stromkreis geführten Stroms ist· Selbstverständlich kann dieses Prinzip auf drei und mehr Stromkreise erweitert werden, die von einem gemeinsamen Generator gespeist werden.

Diese Aufteilung ist besonders von Interesse, wenn die Generatorleistung sehr groß ist. Einerseits wird dadurch die Verfügbarkeit des Netzes erhöht, da ein Teil der Leistung bei einem Unfall in einem der Stromkreise auf die anderen Stromkreise übertragen werden kann; andererseits wird dadurch die Herstellung der Transformatoren erleichtert, da zwei kleinere Transformatoren leichter zu fertigen und zu trans·« portieren sind als ein großer.

Wie schon erwähnt, verlangt eine solche Aufteilung aber außerordentlich hohe Schaltleistungen der Unterbrecher, da zum Kurzschlußstrom des Generators noch der Kurzschlußstrom des oder der nicht von einem Fehler betroffenen Stromkreise kommt. Nun ist es bekanntlich wesentlich schwieriger, einen starken Strom zu unterbrechen als ihn einzuschalten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung zum Abtrennen eines Stromkreises von einem mindestens zwei Stromkreise parallel speisenden Generators anzugeben, bei der die Schaltstromstärke der Unterbrecher beschränkt ist, und zwar auf einen Wert, der nur geringfügig über dem Kurzschlußstrom des Generators liegt. Diese Aufgabe wird erfindungegemäß durch die im Hauptanspruch bezeichneten Merkmale gelöst.

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Bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen an Hand zweier Figuren erläutert, wobei

Fig. 1 eine bekannte Schaltungsanordnung und

Fig. 2 die entsprechende Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung darstellt.

Nachfolgend wird stets von nur zwei Stromkreisen ausgegangen, obgleich die Erfindung gemäß der Schaltungsanordnung sich auch auf mehr als zwei Stromkreise anwenden läßt.

Ein Generator 6 ist in Fig. 1 dargestellt, der zwei Schienensätze Bl und B2 zweier getrennter Stromkreise speist. Zwischen jedem Schienensatz und dem Generator liegt ein Unterbrecher Dl bzw. D2 in Serie mit einem Transformator Tl bzw. T2. Es sei angenommen, daß in einem Punkt Al«der zwischen dem Transformator Tl und dem Unterbrecher Dl des ersten Stromkreises liegt, ein Kurzschluß auftritt.

In der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 sind für gleichartige Bauteile gleiche Bezeichnungen wie in Fig. 1 verwendet.

Während gemäß Fig. 1 in jedem Stromkreis eine Trennschalterstrecke Dl bzw. D2 vorgesehen ist, befinden sich zwei derartige Trennstrecken in jedem Stromkreis in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2. Eine Haupttrennstrecke Cl bzw. C2 wird überbrückt von einem Parallelzweig der in Serie einen Widerstand Rl bzw. R2 und eine Hilfstrennstrecke El bzw. E2 enthält. Die Haupttrennstrecken sind für den Nominalstrom des

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Transformators Tl bzw. T2 im Dauerbetrieb ausgelegt und müssen während einer kurzen Zeitspanne (beispielsweise nach einem Kurzschluß im Punkt Al) einen Kurzschlußstrom durchschalten und aushalten, der gleich der Summe des Generatorkurzschlußstroms und des aus dem zweiten Stromkreis B2 stammenden KurzschlufStroms ist. Beim öffnen des Stromkreises brauchen jedoch die Haupttrennstrecken Cl und C2 nur einen Kurzschlußstrom zu unterbrechen, der wesentlich geringer ist und der Summe des Generatorkurzschlußstroms und des Kurzschlußstroms des anderen Stromkreises B2 ist, wobei letzterer jedoch durch den Widerstand R2 begrenzt ist, da die Haupttrennstrecke C2 stromlos ist· Die Hilfstrennstrecken El und E2 sind kleiner ausgelegt, da sie nicht den Nennstrom, sondern nur den durch den Widerstand Rl bzw. R2 begrenzten Strom während sehr kurzer Zeit aushalten müssen, wie nachfolgend an Hand des Funktionsablaufs noch näher erläutert wird. Die beiden Widerstände Rl und R2 sind gleich und so bemessen, daß wenn alle Trennstrecken außer einer Hilfstrennstrecke stromlos sind, der Generatorstrom, der diesen Widerstand durchfließt, hinreichend groß ist, um den Generator nicht von dem nicht betroffenen Stromkreis B2 abfallen zu lassen. Andererseits ist der Wert dieser Widerstände hinreichend groß, um in bedeutendem Haß den Kurzschluß des Stromkreises Bl zu verringern. Der den Widerstand Rl bzw· R2 durchfließende Strom kann insbesondere in der Größenordnung des Nennstroms im Dauerbetrieb der Trennstrecken Cl und C2 sein.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die folgende : Beim Auftreten eines Fehlers im

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Stromkreis Bl (beispielsweise im Punkt Al) wird durch nicht dargestellte, klassische Steuermittel zuerst die Haupttrennstrecke C2 des nicht betroffenen Stromkreises geöffnet, durch die nur der Kurzschlußstrom des Stromkreises B2 unterbrochen wird. Dadurch wird der Widerstand R2 in Reihe in diesen Stromkreis eingefügt, wodurch der Kurzschlußstrom in der Haupttrennstrecke Cl des von dem Fehler betroffenen Stromkreises auf die Summe des Generatorstroms und des im Stromkreis B2 über den Widerstand R2 fließenden Strom verringert· Die Haupttrennstrecke Cl wird dann betätigt, so daß der Widerstand Rl als Dämpfungswiderstand der Übergangsspannung wirkt, die sich an der Trennstrecke Cl aufbaut. Als nächstes wird die Hilfstrennstrecke El des von dem Fehler betroffenen Stromkreises geöffnet, wodurch der Widerstand Rl stromlos wird. Während der Öffnungsvorgänge der Trennstrecken Cl und El bleibt der Generator am Stromkreis B2 über den Widerstand R2 angeschlossen. Nachdem nunmehr der von dem Fehler betroffene Stromkreis nach dem Öffnen der beiden zugeordneten Trennstrecken vom Generator abgetrennt ist, kann die Haupttrennstrecke C2 des von dem Fehler nicht betroffenen Stromkreises wieder geschlossen werden, und der Generator kann wieder seinen Laststrom oder einen Teil davon in den Stromkreis B2 einspeisen.

Bei dieser Schaltfolge muß die Haupttrennstrecke C2 nur den aus dem Stromkreis B2 kommenden Strom unterbrechen und die Haupttrennstrecke Cl nur die Summe des Generatorstroms und des durch den Widerstand R2 begrenzten Stroms des zweiten Stromkreises auftrennen. Diese Ströme sind wesentlich geringer als die Summe des Generatorstroms und des Gesamtstroms des Stromkreises B2.

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Wenn ein Kurzschluß im anderen Stromkreis, beispielsweise in einem Punkt A2, auftritt, dann wird natürlich eine symmetrische Schaltfolge angewandt, indem nacheinander die Trennstrecken Cl, C2 und Ξ2 geöffnet werden, und dann Cl geschlossen wird.

Die beiden Unterbrecher sind mit zwei Auslösewegen ausgerüstet,-die ohne weiteres die gewünschte Schaltfolge ermöglichen« Im Falle eines Kurzschlusses im Punkt Al bewirkt der Schaltweg Nr. 1 schneller das Auftrennen von C2 als Cl und bewirkt dann das Öffnen von El,ohne E2 zu beeinflussen. Zm Falle eines Kurzschlusses im Punkt A2 bewirkt der Schaltweg Nr. 2 nacheinander die Öffnung der Trennstrecke »Cl, der Trennstrecke C2 und schließlich der Trennstrecke E2, ohne auf die Trennstrecke El einzuwirken. Schaltmittel, die diese Schaltsequenzen erzeugen, sind bekannt.

Nachfolgend wird auf ein praktisches Beispiel für den Fall eines Fehlers im Punkt Al eingegangen. Die sofortige Öffnung der Haupttrennstrecke C2 kann durch ein Elektroventil betätigt werden. Am Ausgang dieses Elektroventils liegt eine Druckleitung, die durch die Öffnung des Elektroventils unter Druck gesetzt wird und dieses Elektroventil auf die Trennstrecke Cl durchschaltet. Gleiches gilt für die Verbindung von der Trennstrecke Cl zur Hilfstrennstrecke El. Die Zeitverzögerung zwischen den einzelnen Schaltvorflngen wird durch den langsamen Anstieg des Drucks in den Verbindungsleitungen sichergestellt.

Die Schaltmittel können aber auch rein elektrisch

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sein und Zeitrelais zwischen den einzelnen Schaltvorgängen aufweisen. Man kann schließlich auch die Trennsignale für die Haupttrennstrecken C2 und Cl gleichzeitig anlegen und die Öffnung der Trennstrecke Cl über ein pneumatisches Verzögerungsglied verzögern. Auch das neuerliche Schließen der Trennstrecke C2 kann mit Hilfe einer elektrischen oder einer pneumatischen Verzögerung bewirkt werden.

Alle Elektroventile können aus Sicherheitsgründen doppelt vorgesehen werden, wobei jedes Ventil seine Betriebsart über ein Druck- oder Durchflußmeßgerät anzeigt, so daß das Betriebspersonal über den Verlust an Redundanz informiert ist.

Selbstverständlich müssen die Schaltmittel für alle möglichen Schalteequenzen, im vorliegenden Fall also auch für einen Fehler im funkt A2 eingerichtet sein.

Im Rahmen der Erfindung können die ohm* sehen Widerstände Rl und R2 auch durch nicht rein-ohm* sehe Impedanzen ersetzt werden, wobei jedoch die ersteren bevorzugt werden·

Patentansprüche

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Schaltungsanordnung zum Abtrennen eines Stromkreises von einem, mindestens zwei Stromkreise parallel speisenden Generator, wobei in jedem Stromkreis ein Unterbrecher angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Unterbrecher eine Haupttrennstrecke (Cl, C2) und eine Hilfstrennstrecke (El, E2) besitzt, wobei die Hilfstrennstrecke· in Reihe mit einer Impedanz (Rl, R2) parallel zur Haupttrennstrecke liegt, und daß Steuermittel vorgesehen sind, die bei Auftreten eines Trennbefehls für einen bestimmten Stromkreis zuerst das Öffnen der Haupttrennstrecken aller anderen Stromkreise, dann das Öffnen der Haupttrennstrecke des bestimmten Stromkreises, dann das öffnen der Hilfstrennstrecke dieses Stromkreises und schließlich das Schließen der Haupttrennstrecke aller anderen Stromkreise bewirkt.

2 - Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz (Rl, R2) hinreichend klein gewählt ist, daß der Generator (G) über je eine solche Impedanz mit jedem der anderen Stromkreise in Verbindung bleibt, jedoch hinreichend groß gewählt ist, üb den Kurzschlußstrom wirksam zu verringern.

3 - Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzen (Rl, R2) ohm'sche Widerstände sind.

4 - Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ohm'sehen Widerstände die sich an den Haupttrennstrecken aufbauende Übergangsspannung dämpfen. 709808/035S

5 - Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltini ttel Elektroventile enthalten, von denen je eines den Haupttrennstrecken zugeordnet ist, und welche ausgangsseitig über eine Druckleitung mit den Öffnungsmitteln der anderen Trennstrecken verbunden sind, so daß ein Fehler in einem der Stromkreise (Bl) bewirkt, daß die Elektroventile mit Druck versorgtj werden und die Haupttrennstrecken der von dem Fehler nicht betroffenen Stromkreise geöffnet werden, worauf die Haupttrennstrecke und schlieBlich die Hilfstrennstrecke des Unterbrechers im von dem Fehler betroffenen Stromkreis geöffnet wird.

6 - Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Schaltmittel den Öffnungsbefehl für die Haupttrennstrecken (C2) der nicht von dem Fehler betroffenen Stromkreise gibt, und daß ein elektrisches Zeitrelais die öffnung der Trennstrecken des im fehlerhaften Stromkreis liegenden Unterbrechers bewirkt.

7 - Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Schaltmittel den Öffnungsbefehl für die Haupttrennstrecken (C2) der nicht von dem Fehler betroffenen Unterbrecher gibt, und daß ein pneumatisches Zeitglied die öffnung des im fehlerhaften Stromkreis liegenden Unterbrechers bewirkt.

8 - Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Hilfstrennstrecke (El),die dem fehlerhaften Stromkreis zu-

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geordnet ist, durch ein pneumatisches oder elektrisches Zeitglied erfolgt.

9 - Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehl zum erneuten Schließen der nicht von dem Fehler betroffenen Stromkreise (B2) durch ein elektrisches oder penumatisches Zeitglied bewirkt wird.

10 - Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Elektroventil Mittel zur Anzeige seines Betriebszustands besitzt, die aus einer Druck- oder Durchflußmengenmeßsonde bestehen.

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