DE351965C - Protection of multi-phase networks without a tapped voltage zero point in the event of an earth fault - Google Patents

Protection of multi-phase networks without a tapped voltage zero point in the event of an earth fault

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DE351965C
DE351965C DE1920351965D DE351965DD DE351965C DE 351965 C DE351965 C DE 351965C DE 1920351965 D DE1920351965 D DE 1920351965D DE 351965D D DE351965D D DE 351965DD DE 351965 C DE351965 C DE 351965C
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/08—Limitation or suppression of earth fault currents, e.g. Petersen coil

Description

DEUTSCHES-REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEiI AM 18. APRIL 1922ISSUE ON APRIL 18, 1922

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 351965 KLASSE 21 c GRUPPE- M 351965 CLASS 21c GROUP

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. in Baden, Schweiz.Public company Brown, Boveri & Cie. in Baden, Switzerland.

Schutz von Mehrphasennetzen ohne anzapfbaren Spannungsnullpunkt bei Eintritt eines Erdschlusses.Protection of multi-phase networks without a voltage zero point that can be tapped when an earth fault occurs.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. September 1920 ab.Patented in the German Empire on September 21, 1920.

Um Mehiphasennetze ohne anzapfbaren SparinungsnuÜpunkt bei Eintritt · eines Erdschlusses zu schützen, kann man in bekannter Weise an die Netzleiter geerdete Drosselspulen einer solchen Größe anschließen, daß der Erdschlußstrom zum Verschwinden gebracht wird. Auch andere Bemessungen dieser Drosselspulen sind möglich, aber immer wird bei diesem Verfahren die Zahl der Erdschlußdrosselspulen gleich der Zahl der Netzleiter. Bei Dreipha- ίο sennetzen bedeutet dies die Verwendung dreier Drosselspulen und, wenn auch die Größe jeder dieser Drosselspulen nur etwa 1Z3 der Größe einer im Spannungsnullpunkt angeschlossenen . f Erdschlußspule ist, so ist es doch klar, daß das Gewicht und die Kosten und der Raum-In order to protect multi-phase networks without a tappable saving point in the event of an earth fault, earthed inductors of such a size can be connected to the mains conductors in a known manner that the earth fault current is made to disappear. Other dimensions of these reactors are also possible, but with this method the number of earth-fault reactors is always the same as the number of line conductors. In the case of three-phase networks, this means the use of three choke coils and, even if the size of each of these choke coils is only about 1 Z 3 the size of one connected at zero voltage. f is a ground fault coil, it is clear that the weight and the costs and the space

bedarf dreier solcher Spulen größer ist, als die einer einzigen der dreifachen Größe.requires three such coils is larger than a single one of three times the size.

Eine Verringerung der Zahl der anzuschließenden Erdschlußspulen läßt sich nach dem Verfahren der Erfindung dadurch erreichen, daß mindestens ein Teil der Erdungsinduktivitäten an solche Spannungspunkte von an das Netz angeschlossenen Wicklungen gelegt wird, die nicht zugleich die Eckpunkte des Spannungspolygons des Netzes sind.A reduction in the number of earth fault coils to be connected can be achieved after A method of the invention can be achieved by removing at least a portion of the ground inductances is applied to such voltage points of windings connected to the network, which are not at the same time the corner points of the tension polygon of the network.

Das Verfahren sei an Hand des Ausführungsbeispieles der Abbildung näher erläutert. In der Abbildung bedeutet a, b, c ein an die Netzleiter I, II, III angeschlossenes Wicklungssystem in Dreieckschaltung. C1, C2, C3 seien die drei Teilkapazitäten gegen Ende der drei Netzleiter. Die Verringerung der Zahl der Erdschlußspulen ist im gezeichneten Falle dadurch erreicht, daß eine Drosselspule Z)2 an den Kapazitätsschwerpunkt d der zwischen Phase II und III liegenden Wicklung a b angeschlossen ist, während eine zweite Drosselspule D1 an dem Netzleiter I liegt. Diese Drosselspulen sind so bemessen, daß die Selbstinduktion The method will be explained in more detail using the exemplary embodiment in the figure. In the figure, a, b, c mean a winding system connected to the network conductors I, II, III in a delta connection. C 1 , C 2 , C 3 are the three partial capacities towards the end of the three network conductors. The reduction in the number of Erdschlußspulen is achieved in the illustrated case a choke coil Z) 2 d of the coil lying between Phase II and III is connected from the centroid of capacitance, while a second choke coil D is located on the line conductor I. 1 These reactors are sized so that the self-induction

L,=L, =

ω2 (C2 + C3)ω 2 (C 2 + C 3 )

die Selbstinduktionthe self-induction

L1 =L 1 =

C1 C 1

ist.is.

Unter dem Kapazitätsschwerpunkt der Wicklung α b ist ein solcher Wicklungspunkt zu verstehen, welcher die Wicklung im umgekehrten Verhältnis der Teilkapazitäten gegen Erde der beiden sie speisenden Netzleiter II und III unterteilt. Im vorliegenden Falle ist also:The center of gravity of the winding α b is to be understood as such a winding point which divides the winding in the inverse ratio of the partial capacitances to earth of the two power lines II and III feeding it. In the present case:

a da d

Die Spannung E an diesem Wicklungsteil wird dabei in die beiden Teilspannungen E" und E'" zerlegt, und es ist:The voltage E on this part of the winding is broken down into the two partial voltages E " and E '" , and it is:

77// /~i 77 // / ~ i

E"' 'E "'' " C2-'"C 2 - ' ferner:further: E"E " C3 C 3 EE. C2 + C3;C 2 + C 3 ; undand C2 C 2

Sind diese Bedingungen erfüllt, dann verschwindet der Erdschlußstrom im Erdschlußfalle, unabhängig davon, welcher Netzleiter Erdschluß hat. 'If these conditions are met, the earth fault current disappears in the event of an earth fault, regardless of which line conductor has an earth fault. '

Hat Netzleiter I Erdschluß, dann werden die beiden sich geometrisch addierenden kapazitiven ErdschlußströmeIf line conductor I has a ground fault, then the two geometrically adding capacitive Earth fault currents

I7J + I7J = [Eu>C*] + [Eu)C*\ co V2j/3 Ew(C2+ C3)I7J + I7J = [ Eu > C *] + [ Eu) C * \ co V 2 j / 3 Ew (C 2 + C 3 )

durch den induktiven Erdschlußstromdue to the inductive earth fault current

= V. = V.

C3)C 3 )

kompensiert.compensated.

Hat Netzleiter II Erdschluß, dann wird der kapazitive ErdschlußstromIf mains conductor II has a ground fault, then the capacitive ground fault current is

durch den induktiven Erdschlußstromdue to the inductive earth fault current

ir. EwC1 ir. EwC 1

kompensiert, desgleichen der kapazitive Erdschlußstrom . / = Ew Cs compensated, as well as the capacitive earth fault current. / = Ew C s

durch den induktiven Erdschlußstromdue to the inductive earth fault current

E"E "

C2+C z C 2 + C e.g.
w L0 w L 0

2 "τ* λ 2 "τ * λ

= EwCz = EwC z

Hat Netzleiter III Erdschluß, dann wird der kapazitive ErdschlußstromIf line conductor III has a ground fault, then the capacitive ground fault current is

J01 = EvC1 5 durch den induktiven Erdschlußstrom J 01 = EvC 1 5 due to the inductive earth fault current

TLl = —j- = EwC1 T Ll = -j- = EwC 1

und der kapazitive Erdschlußstromand the capacitive earth fault current

Γ = EwC2 Γ = EwC 2

durch den induktiven Erdschlußstromdue to the inductive earth fault current

kompensiert.compensated.

E'" u>L,E '" u> L,

C2+Cs C 2 + C s

In jedem Falle reichen die beiden Drosselspulen als Leitungsschutz im Erdschlußfalle aus, und dies auch dann, wenn die Drosselspule D2 anstatt an den Kapazitätsschwerpunkt der Wicklung al· an den Wicklungsmittelpunkt d angeschlossen wird, wie es die Abbildung darstellt. Auch diese Anordnung ist für den Erfolg beim Verfahren gemäß der Erfindung genügend, wenn dabei auf eine gewisse Abweichung von der genauen Abgleichung der Drosselspule (Erdschlußstrom = 0) Bedacht genommen wird, weil sonst beim normalen Netzbetrieb leicht Störungserscheinungen als Folgen der Resonanz des Erdungskreises auftreten können; bei Netzen mit symmetrisch auf die Netzleiter verteilten Teilkapazitäten gegen Erde ist eine Abweichung der Werte L1 und L2 vom Resonanzwert nicht erforderlich.In any case, the two inductors rich as line protection in Erdschlußfalle, and this even if the choke coil D 2 instead of the centroid of capacitance of the winding al · is connected to the winding center d, as the picture shows. This arrangement is also sufficient for the success of the method according to the invention if a certain deviation from the exact adjustment of the choke coil (earth fault current = 0) is taken into account, because otherwise fault phenomena as a consequence of the resonance of the earth circuit can easily occur during normal network operation ; In the case of networks with partial capacitances to earth that are symmetrically distributed over the network conductors, a deviation of the values L 1 and L 2 from the resonance value is not necessary.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:Patent Claims: 1. Verfahren zum Schutz von Mehrphasennetzen ohne anzapfbaren Spannungsnullpunkt bei Eintritt eines Erdschlusses, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Erdungsinduktivitäten an solche Spannungspunkte von an das Netz angeschlossenen Wicklungen gelegt wird, die nicht zugleich die Eckpunkte des Spannungspolygons des Netzes sind.1. Procedure for the protection of multi-phase networks without a tappable voltage zero point in the event of an earth fault, characterized in that at least part of the grounding inductances are connected to such Voltage points are placed by windings connected to the network, which are not at the same time the corner points of the voltage polygon of the network. 2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Dreiphasennetzen, bei ,+ C3 2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that in three-phase networks, in , + C 3 1 (C2 1 (C 2 = EwC2 = EwC 2 '' denen die am Netz liegenden Wicklungen in Dreieck geschaltet sind, zwei Erdungsinduktivitäten vorgesehen sind, von denen die eine an einen Netzleiter mit der Teilkapazität gegen Erde C1 angeschlossen ist und eine Selbstinduktionwhere the windings connected to the network are connected in delta, two earthing inductances are provided, one of which is connected to a mains conductor with the partial capacitance to earth C 1 and a self-induction L1 =L 1 = ω 2 G1 ω 2 G 1 besitzt, während die andere an den Kapazitätsschwerpunkt des zwischen den beiden anderen Netzleitern, deren Teilkapazitäten gleich C2 und C3 sind, liegenden Wicklungsteiles angeschlossen und ihre Selbstinduktivität L2 so bemessen ist, daß diese die Gleichunghas, while the other is connected to the center of gravity of the winding part between the other two power lines, whose partial capacitances are equal to C 2 and C 3 , and its self-inductance L 2 is dimensioned so that it corresponds to the equation La = La = + C3)+ C 3 ) erfüllt, wobei ω die Kreisfrequenz des Netzes bedeutet.fulfilled, where ω means the angular frequency of the network. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdungsinduktivität, deren Selbstinduktion dem Ausdruck L2 entspricht, an den Wicklungs- iou mittelpunkt des Wicklungsteiles angeschlossen ist, wobei, wenn es sich um ein Netz mit unsymmetrisch auf die Netzphasen verteilten Teilkapazitäten gegen Erde handelt, eine gewisse Abweichung von den angegebenen Werten· für L1 und L2 vorgesehen ist, so daß Resonanzerscheinungen bei normalem Netzbetrieb nicht auftreten.3. A device according to claim 2, characterized in that the ground inductance, the self-induction of which corresponds to the expression L 2 , is connected to the winding iou center point of the winding part, if it is a network with asymmetrically distributed partial capacitances to the network phases to earth a certain deviation from the specified values is provided for L 1 and L 2 , so that resonance phenomena do not occur during normal network operation. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen. .1 sheet of drawings. . Berlin. öebfttrdKf 1K ßeiiBerlin. öebfttrdKf 1K ßeii
DE1920351965D 1920-09-16 1920-09-21 Protection of multi-phase networks without a tapped voltage zero point in the event of an earth fault Expired DE351965C (en)

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