DE375096C - Anordnung zur Verminderung des kapazitiven Erdschlussstromes bei Hochspannungsnetzenmit Drosselspulen zwischen jeder Netzphase und Erde - Google Patents

Description

Es sind verschiedene Maßnahmen zur Verminderung des kapazitiven Erdschlußstromes bei Hochspannungsnetzen vorgeschlagen und verwendet worden. Es ist bekannt, hierzu Drosselspulen in verschiedener Schaltweise zu verwenden, unter anderem zwischen jeder Phase und Erde derart bemessene Drosselspulen einzuschalten, daß sie ebensoviel Strom wie die Teilkapazitäten der Phasen zur Erde aufnehmen. Derartige Drosselspulen haben jedoch mehrere Nachteile, indem sie z. B. oft selbst bei normalem Betrieb eine beträchtliche Blindleistung aufnehmen müssen und dadurch verhältnismäßig teuer und unwirtschaftlich werden.

Die Erfindung betrifft eine solche Ausführung und Bemessung derartiger Drosselspulen, daß sie bei normalem Betrieb nur einen geringen Teil des der Teilkapazität der Phasen zur Erde entsprechenden Strombetrages aufnehmen aber nichtsdestoweniger beim Erdschluß eine Induktanz der zur Unterdrückung des Erdschlußstromes erforderlichen Größenordnung erhalten. Um dies zu erzielen, bedient man sich nach der Erfindung eines oder beider der folgenden, den Erdschluß begleitenden Umstände, nämlich, daß eine an eine erdgeschlossene Phase angeschlossene Drosselspule einer Spannungserniedrigung, dagegen die an die unbeschädigten Phasen angeschlossenen Spulen einer Spannungserhöhung ausgesetzt sind. Die Drosselspulen werden hierbei derart ausgeführt, daß die aus dem Erdschluß herrührende Symmetriestörung auf sie unmittelbar oder mittelbar derart einwirkt, daß ihre Reaktanz zwischen den gesunden Phasen und Erde auf etwa dieselbe Größenordnung wie die Teilkapazitanz derselben Phasen zur Erde herabgesetzt wird.

Diese Einwirkung der Symmetriestörung kann in verschiedener Weise erzielt werden. Zur Darstellung sei beispielsweise ein gewöhnliches dreiphasiges Drehstromsystem gewählt. * In Abb. ι bezeichnen I, II, III die drei Phasenleitungen eines Drehstromsystems und a, b, 0 die drei Drosselspulen, die nach der Erfindung zwischen jedem Pol und Erde geschaltet sind und die beim normalen Betrieb eine Reaktanz besitzen, die bedeutend größer als die durch d, e, f bezeichneten Teilkapazitanzen ist. Tritt dagegen z. B. ein vollkommener Erdschluß auf I ein, so bedeutet dies einen vollkommenen Kurzschluß von α und d und demzufolge eine Spannungserhöhung auf b, c, e, f im Verhältnis 1,73 : i. Die Kapazitanz wird hierdurch nicht beeinflußt, aber die Drosselspulen können derart ausgeführt werden, daß ihre Reaktanz sich vermindert.

Zu diesem Zweck können sie z. B. einen Eisenkern besitzen, der bei der Spannungserhöhung magnetische Sättigung erfährt. Werden sie z. B. nach der dreiphasigen Kerntype mit Sternschaltung ausgeführt (Abb. 2), so wird ein Kurzschluß, ζ. B. der Spule a, eine be-

deutende Verminderung der Reaktanz der j Spulen b und c herbeiführen. Diese Wirkung ' kann durch die Verwendung einer Zickzackschaltung, wie in Abb. 3 angedeutet, noch mehr ausgeprägt werden. Eine ähnliche Wirkung kann bei der Manteltype oder bei Eisenkernen mit mehr als drei Schenkeln z. B. dadurch erzielt werden, daß man nach Abb. 4 die bei ungestörtem Betrieb nicht vom Feld durchsetzten Teile des Eisenkernes mit einer in sich geschlossenen Wicklung g versieht, die beim Erdschluß und dabei stattfindendem Kurzschluß oder Überbrückung einer Drosselspule, z. B. a, zusammen mit dieser mehr oder weniger kurzschließend auf die beiden anderen Spulen b und c wirkt.

Die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung nützen in verschiedener Weise die vermindernde Wirkung der Symmetriestörung auf die Reaktanz der Drosselspulen unmittelbar aus. Eine entsprechende Einwirkung kann, wie erwähnt, auch mittelbar erfolgen, und zwar durch die Einführung selbsttätiger Relais oder Schalter, die infolge der Symmetriestörung in Wirkung treten und dabei solche Schaltungen bewirken, daß die Reaktanz der Drosselspulen im gewünschten Maße herabgesetzt wird.

Im folgenden sollen einige Beispiele solcher Ausführungen beschrieben werden. Es lassen sich offenbar viele ausdenken, und zwar unter Ausnutzung von entweder Höchst- oder Mindestwirkung von Strom- oder Spannungsrelais oder Vereinigungen davon.

In Abb. 5 ist jede der drei Drosselspulen a, b, c mit einem Höchstspannungsschalter h versehen, dessen wirksame Spule den Schalter bei Spannungserhöhung schließt, wobei ein Teil der Drosselspule kurzgeschlossen und ihre

40, Reaktanz also vermindert wird. Auf die Schalterspule wirkt nämlich ein gewisser Teil der von der Drosselspule aufgenommenen Spannung. In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Schaltspule nach Abb. 6 von einer mit der Hauptwicklung der Drosselspule induktiv verketteten Hilfswicklung i aus zu speisen, welche Wicklung dann auch durch den Schalter / zwecks Verminderung der Reaktanz kurzgeschlossen wird.

Die beschriebenen Arten und Weisen zur Verminderung der Reaktanz können auch miteinander vereinigt werden. Die nach der Erfindung ausgeführten Drosselspulen können auch mit besonderen Wicklungen für andere Zwecke, z. B. mit Sekundärwicklungen für die Verwendung als gewöhnliche Transformatoren, versehen werden.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Anordnung zur Verminderung des kapazitiven Erdschlußstromes bei Hochspannungsnetzen, wobei zwischen jeder Netzphase und Erde eine besondere Drosselspule unmittelbar eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktanz jeder dieser Drosselspulen, die im normalen Betrieb weit außerhalb der Resonanz mit der gesamten Netzkapazität liegt, durch die beim Erdschluß auftretende Symmetriestörung derart plötzlich verändert wird, daß die für den unsymmetrischen Erdschlußstrom maßgebende verkettete Reaktanz praktisch in Resonanz mit der Netzkapazität liegt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der eine Veränderung der Reaktanz durch die Eisensättigung zustande kommt, dadurch gekennzeichnet, daß eine solche Sättigung bei mehrphasigen Drosselspulen für jeden Schenkel bei einer Spannung gleich der verketteten Phasenspannung (1,73 mal der Phasenspannung bei Dreiphasennetzen) eintritt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den verschiedenen Phasen angeschlossenen Drosselspulen in solcher induktiven Verkettung miteinander stehen, daß die durch einen Erdschluß bewirkte Neben- oder Kurzschließung der einen Drosselspule eine Verminderung der Reaktanz der übrigen herbeiführt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die induktive Verkettung zwischen den an die verschiedenen Phasen angeschlossenen Drosselspulen beim Erdschluß durch eine oder mehrere in sich geschlossene Hilfswicklungen beeinflußt wird, die derart angebracht sind, daß sie bei symmetrischem Betrieb von dem durch die Hauptwicklungen der Drosselspulen erzeugten Felde nicht durchsetzt werden.

5. Anordnung nach Anspruch 1 mit selbsttätigen Schaltern zur Umschaltung der Drosselspulen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter von der beim Erdschluß auftretenden Symmetriestörung derart beeinflußt werden, daß sie die Reaktanz der Spulen zwischen den nicht erdgeschlossenen Phasen und Erde beträchtlich herabsetzen.

6. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Verwendung zweier oder mehrerer der Anordnungen nach den Ansprüchen 2, 3, 4 oder 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.