Einrichtung zum Ausgleich der durch die Verschiedenheit der Teilkapazitäten
der einzelnen Netzleiter gegen Erde bedingten Unsymmetrie eines durch Erdungsinduktivitäten
geschützten Netzes. Wenn man ein Ein- oder Mehrphasennetz durch Erdungsinduktivitäteni
schützt, dann zeigt sich im allgemeinen im Erdschlußfalle eine verschiedene Wirksamkeit
dieses Schutzes, j e nachdem der eine oder andere Netzleiter erdgeschlossen ist.
Diese Verschiedenheit hat ihren Grund in der Verschiedenheit der Teilkapazitäten
der einzelnen Netzleiter gegen Erde, also. in einer Unsymmetrie .des Netzes., wie
sie besonders bei Freileitungen vielfach in Erscheinung tritt. Schließt man in bekannter
Weise an einen Spannungsnullpunkt des Netzes eine nach der Gleichung
bemessene Drosselspule an, wobei L die Induktivität, w die Kreisfrequenz, 1 C die
Summe der Teilkapazitäten gegen Erde bedeutet, dann: wird .der Erdschlußstrom nur
im Erdschlußfalle desjenigen Netzleiters unterdrückt, dessen Teilkapazität gegen
Erde Cx gleich dem Kapazitätsmittelwert
ist (m = Zahl der Netzleiter)-. Für jeden anderen Netzleiter dagegen ist diese Abgleichung
unrichtig, und der angestrebte Zweck wird nicht erreicht. Außerdem aber bedingt
die erwähnte Unsymmetrie des Netzes, daß eine Spannung zwischen Netznullpunkt und
Erde - die Unsymmetriespannung - vorhanden ist, welche :bei der oben angegebenen
Resonanzabstimmung der Erdungsdrosselspule schädliche Überspannungen beim normalen
Netzbetrieb zur Folge hat, so d'aß auch aus diesem. Grunde auf eine völlige Kompensierung
des Erdschlußstromes verzichtet werden muß.Device to compensate for the asymmetry of a network protected by earthing inductances caused by the difference in the partial capacities of the individual network conductors with respect to earth. If a single-phase or multi-phase network is protected by earthing inductances, then in general, in the event of an earth fault, the effectiveness of this protection varies, depending on whether one or the other network conductor is earthed. This difference is due to the difference in the partial capacities of the individual network conductors to earth, that is. in an asymmetry of the network, which is particularly evident in overhead lines. If one closes a voltage zero point of the network in a known manner according to the equation dimensioned choke coil, where L is the inductance, w is the angular frequency, 1 C is the sum of the partial capacitances to earth, then: the earth-fault current is only suppressed in the event of an earth-fault of the line conductor whose partial capacitance to earth Cx is equal to the average capacitance is (m = number of network conductors) -. For any other network conductor, however, this comparison is incorrect and the intended purpose is not achieved. In addition, however, the aforementioned asymmetry of the network means that there is a voltage between the network zero point and earth - the asymmetry voltage - which: with the above-mentioned resonance tuning of the earthing reactor, results in harmful overvoltages in normal network operation, so that also from this. Basically, a complete compensation of the earth fault current must be dispensed with.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Ausgleich der durch
die Verschiedenheit -der Teilkapazitäten der einzelnen Netzleiter gegen Erde bedingten
Unsymmetrie eines durch an den Nullpunkt angeschlossene Erdungsinduktivitäten geschützten
Netzes, nach der die Netzunsymmetrie durch eine unsymmetrische Anordnung zusätzlicher,
an die Netzleiter angeschlossener Erdungsinduktivitäten ausgeglichen wird. Die Erfindung
sei an den Ausführungsbeispielen der Abb. i und 2 näher erläutert.The invention is a device to compensate for by
the difference between the partial capacities of the individual network conductors to earth
Asymmetry of a protected by earthing inductances connected to the neutral point
Network, according to which the network asymmetry by an asymmetrical arrangement of additional,
earth inductances connected to the mains conductors are balanced. The invention
is explained in more detail using the exemplary embodiments in FIGS.
Soll der Leitungsschutz im, wesentlichen durch eine an einen Spannungsnullpunkt
des Netzes angeschlossene Drosselspule erfolgen, so läßt sich erfindungsgemäß-der
Unsymmetrieausgleich durch eine weitere zusätzliche, an den Außenleiter der größeren
Teilkapazität angeschlossene Hilfsdrosselspule gemäß Abb. i erzielen-In Abb. i ist
ein Einphasennetz N mit dem über eine Wicklung geschaffenen Spannungsnullpunkt 0
schematisch dargestellt. Die Teilkapazitäten der Netzleiter I und II gegen Erde
sind mit C, und C2 bezeichnet. L bezeichnet die im Spannungsnullpunkt angeschlossene
Erdungsinduktivität,
1-l' die Hilfsindüktivität, welche zwischen Netzleiter I und Erde liegt unter der
Annahme, daß C1 > C2 ist. In diesem Falle ergibt sich ein vollkommener Ausgleich
der Netzunsymmetrie in folgender Weise. Die Induktivität L wird derart bemessen,
daß sie der Gleichung
genügt, die Induktivität L1' dagegen soll der Gleichung
entsprechend bemessen werden. In diesem Falle ist die Differenz J, - Id im
Erdschlußfalle stets gleich 0, ob Leiter I oder Leiter II erdgeschlossen ist. Für
den Erdschluß des Leiters I gilt:
und für den Erdschluß des Leiters II gilt:
Die Netzunsymmetrie ist also in diesem Falle vollkommen ausgeglichen.If the line protection is essentially to be provided by a choke coil connected to a voltage zero point of the network, the unbalance compensation can be achieved according to the invention by a further additional auxiliary choke coil connected to the outer conductor of the larger partial capacitance as shown in Fig. I N is shown schematically with the voltage zero point 0 created by a winding. The partial capacities of the network conductors I and II to earth are labeled C and C2. L denotes the ground inductance connected at the voltage zero point, 1-l 'the auxiliary inductance, which lies between mains conductor I and earth under the assumption that C1> C2. In this case, the network asymmetry is completely compensated for in the following way. The inductance L is dimensioned in such a way that it corresponds to the equation is sufficient, the inductance L1 'on the other hand should correspond to the equation be dimensioned accordingly. In this case the difference J, - Id in the event of an earth fault is always equal to 0, whether conductor I or conductor II is earthed. The following applies to the earth fault of conductor I: and the following applies to the earth fault of conductor II: The network asymmetry is completely balanced in this case.
Die Erfindung ist auch auf Mehrphasennetze übertragbar. In Abb. z
ist ein Dreiphasennetz dargestellt, dessen Unsymmetrie durch die eingezeichneten
Induktivitäten L, Li und L2' ausgeglichen wird. Hier ist angenommen, daß die Teilkapazität
C, - C2 > C3 ist.The invention can also be transferred to multi-phase networks. Fig. Z shows a three-phase network, the asymmetry of which is compensated for by the inductances L, Li and L2 'shown. It is assumed here that the partial capacitance C , - C2 > C3.
Die Induktivität L wird in Rücksicht auf .das kleinste C, also auf
Cmin. = Ca bemessen, derart, daß
Der Netzleiter III, welcher die geringste Teilkapazität gegen Erde hat, wird nicht
über eine Hilfsdrosselspule geerdet, dagegen die anderen Netzleiter I und II. Die
Induktivitäten der Hilfsdrosselspulen ergeben sich aus den Gleichungen.
Die Hilfsdrosselspulen vermindern die Teilkapazitäten ihrer Netzleiter je um denjenigen
Betrag, um welchen diese größer als die kleinste Teilkapazität gegen Erde (des dritten
Leiters) sind, so daß ein solches System sich verhält wie ein symmetrisches System,
dessen Leiter alle die Teilkapazität C" gegen Erde haben. Damit verschwindet aber
auch die Unsymmetriespannung zwischen Nullpunkt des Systems und' Erde, und damit
die Ursache der Überspannungen beize normalen Betrieb des Netzes.The inductance L is in consideration of the smallest C, i.e. Cmin. = Ca dimensioned in such a way that The line conductor III, which has the lowest partial capacitance to earth, is not grounded via an auxiliary choke coil, but the other line conductors I and II. The inductances of the auxiliary choke coils result from the equations. The auxiliary reactors reduce the partial capacities of their line conductors by the amount by which they are greater than the smallest partial capacitance to earth (of the third conductor), so that such a system behaves like a symmetrical system whose conductors all have partial capacitance C "to earth With this, however, the asymmetry voltage between the zero point of the system and earth also disappears, and thus the cause of the overvoltages during normal operation of the network.
Es ist selbstverständlich, daß die Ausgleichseinrichtungen auch veränderlichen
Netzverhältnissen angepaßt werden körnen, indem man die Induktivitäten durch bekannte
Mittel veränderlich macht und gegebenenfalls selbsttätig regelt. Auch die Verwendung
von Dämpfungswiderständen wird sich empfehlen, um bei plötzlicher Änderung der Netzkonstanten
Pendelungen der Spannung zu vermeiden. Die Hilfsinduktivitäten können besondere
erdgeschlossene Spulen sein, es können an deren Stellen aber auch an die Netzleitungen
angeschlossene geerdete Maschinen oder Apparate treten, wenn sie den vorstehend
aufgestellten Bedingungen Genüge leisten.It goes without saying that the compensators also vary
Network conditions can be adapted by changing the inductances through known
Makes means changeable and, if necessary, regulates automatically. Also the use
of damping resistors is recommended to avoid sudden changes in the network constants
Avoid voltage fluctuations. The auxiliary inductances can be special
be earth-closed coils, but it can also be connected to the power lines in their places
connected earthed machines or apparatus occur if they do the above
meet the established conditions.