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Anordnung für. -ausgedehnte Kraftverteilungsnetze mit mehreren über
das Netz - verteilten Erdungsinduktivitäten. Bei elektrischen Kraftveiteilungsnetzen
mit mehreren über das Netz. verteilten Erdungsinduktivitäten oder gleichwertigen
Erdschlußschutzeinriehtungen bleibt-auch, bei völliger Abgleiehung der Erdungsinduktivitäten.im.
IIinblick auf die- Teilkapazitäten- gegen Erde -der einzelnen. Netzleiter im. Erdschlußfälle
stets ein Reststrom -übrig; :welcher -außer einem dem Verlustwiderstand. des Netzes
entsprechendenWattstrom: auch - Oberwellenströme" enthält.' Hierbei ist. dieser
unvermeidliche Reststrom der Größe nach eiueTunktion: der Leitungslänge des- Netzes,
und: bei außerordentlichgroßer Ausdehnung des Netzes- kann somit der Reststronr.
eine solche Größe. annehmen, däß die ihm entsprechende Kilovoltamperezahl denjenigen
Leistungswert übersteigt, bei. welchem noch eine sichere Löschung des Erdschlußlichtbögens
zu erwarten. ist. In erhöhtem -Maße tritt dieser Fall ein; wenn als Erdungsinduktivität
-eine Dissonanzlöschspule verwendetwird, weil.wegen deren- unvollkommener Abgleichung
die: nicht aufgehobene kapazitive oder induktive Komponente: eine- Vergrößerung
des= Reststromes bedeutet,. die sich aber als notwendig-erweist, um- einer großen
Verlagerung des Spannungsdreiecks der Netzspannung-vorzubeugen. Auch ist, bei. Netzen.
großer Ausdehnung zu beachten, daB, sich längs. der Leitung die: Spannungsphase
alsFolge--der endlicfieriFor_tpflanzungsgeschwinr@igkeit rlerpannungswellen° verschiebt.
- und somit eine Kompensation,aller von..:der_Leitung ausgehendenphasenungleichenKapazitätsströme
nicht- mehr möglich ist.
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Gegenstand der Erfindung ist nun--einet An-= ordnung für ausgedehnte
Kraftverteilurigsnetzemit mehreren über-das Netz:-verteilten. Erdungsinduktivitäten:oder,
gleichwertigen. Erdschlug; schtitzeinrichtungen" bei -welchem. die: elektrisch<
leitende Verbindung der Schutzbereiche: ' der einzelnen Erdungsinduktivitäten oder
deren: Gruppen in an sich', bekannter Weise durch; eine: solche energetische Kopplung
ersetzt ist, bei welcher die: gekoppelten Leiterteile voneinander galvanisch getrennt
sind. Erfindungsgemäß .soll also jeder Erdüngsinduktivtät ein Schutzbereich. zugeordnet
werden,. dessen. Größe sich dadurch bestimmt, daß. die Teilkapazitäten gegen. Erde
=seiner Netzleiter- der Induktvität seines Erdungsstromkreses entsprechen sollen.
Zerfällt so das Netz in einzelne Schutzbereiche, dann sollen diese miteinander nicht.
leitend verbunden sein, sondern es soll zwischen. ihnen in an sich bekannter Weise
eine energetische Kopplung anderer Art bestehen. Als: energetische Kopplung käme
z. B. ein Zwischentransformator in. Betracht, welcher zwei Spulen besitzt,;: deren
Wndungsverhä.ltnzs sich.. nach dem.. Spannungsverhältnis der beiden Bereiche richtet
und. welches daher im allgemeinen gleich- r : z zusetzen ist. -Die.Isolätiondieser
Spulen.gegeneinander ist zweckmäßig. gleich der vollen Netzspannung zu_wälilen,
da im ErdschlußfalTe verschiedener Phäsen_ der- beiden. Bereiche- die elektrische:.
Beanspruchung- :dem vollen: Wert der Netzspannung--entspricht- Diese; beiden nichtleitend
verbundenen. .Spul en sind . nun. --an je einen der beiden Schutzbereiche angeschlossen,
und sie vermitteln den Energieaustausch von einem._Bereich zum anderen. An die Mittelpunkte
dieser
Transformatorspulen können »auch die Erdschlußspulen angeschlossen sein, aber diese
könnenv auch an andere Spannungsnullpunkte des Netzes gelegt werden. Auf jeden i
Fall soll die Abstimmung der Erdungsinduk tivitäten den Teilkapazitäten ihrer Schutz-Bereiche
vollkommen oder in gewählter Ab- p weichung entsprechen.
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Bei der magnetischen Verkettung der beiden Transformatorspulen ist
darauf Rücksicht zu nehmen, daß die Erdschlußströme des einen $chutzbereiches die
zugehörige Transformatorspule ohne Drosselung durchfließen können i und ohne daß
auf den andern Schutzbereich. Ströme induktiv übertragen werden, welche in diesem
eine dem Erdschlußfall ähnliche Spannungsverlagerung bedingen. In Dreiphasen netzen
würde z. B., wenn an das eine Spulensystem des Zweispulenstransformators eine Erdschlußspule
angeschlossen ist, ein Erdschluß im zugehörigen Schutzbereich einen Erdschluß-Strom
erzeugen, welcher nur die Spulen zweier Phasen dieses Systems durchfließt, während
die der erdgeschlossenen Phase entsprechende . Spule stromfrei bleibt. Die Amperewindungen
der beiden stromdurchflossenen Phasenwicklungen werden durch Ströme kompensiert,
welche in dem andern Spulensystem des Transformators induktiv erzeugt werden und
die ihren Weg durch die Leitungen des benachbarten Schutzbereiches nehmen. Diese
Kompensationsströme dürfen aber auch nicht gedrosselt oder gezwungen werden, ihren
Weg durch die Erdschlußspule des Nachbarbereichs zu nehmen. Dies läßt sich in verschiedener
Weise erreichen. So kann z. B. das eine Spulensystem des Transformators, an welches
die Erdschlußspule angeschlossen ist, in Stern, das andere dagegen in Dreieck geschaltet
sein, oder es können beide Spulensysteme in Zickzackschaltung hergestellt sein.BeiEinphasentransformatorenwürdedas
bedeuten, daß jede Spulenhälfte auf beide Schenkel des Transformators derart verteilt
ist, daß sie mit jeder anderen Spulenhälfte (ihres eigenen und des andern Systems)
gut verkettet ist.
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Die Unterteilung des Netzes in Schutz-Bereiche hat auch noch einen
andern großen Vorteil. Es ist nämlich bekannt, da,ß ein Erd schluß verschiedener
Netzphasen im allgemeinen einen Kurzschluß für die Anlage bedeutet. Durch die angegebene
Unterteilung wird dieser Nachteil nur auf den Fall beschränkt, daß der doppelphasige
Erdschluß in ein und demselben Schutzbereich stattfindet. Tritt dagegen der Erdschluß
der einen Phase in dem einen, der Erdscbluß der andern Phase in dem andern Schutzbereich
ein, dann bedeutet das noch in keiner Weise einen Kurzschluß für das Netz. Damit
ist diese Kurzschlußgefahr ganz wesentlich verkleinert.
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An Stelle eines Zweispulentransformators käme als »Netzspalter« auch
eine Gruppe von zwei mechanisch gekuppelten Maschinen (Motorgeneratoren) in Betracht,
von denen die eine an den einen, die andere an den andern Schutzbereich angeschlossen
ist. Auch diese Anordnung gewährt die vorbeschriebenen Vorteile, wenn sie auch teuerer
als der Zweispulentransformator ist.
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Bei der neuen Anordnung fließt im. Erdschlußfalle durch die Erdschlußstelle
ein Reststrom, welcher aus der geometrischen Differenz des kapazitiven und des induktiven
Erdschlußstromes nur dieses Schutzbereichs resultiert. Die Verkleinerung des Reststromes
an der Erdschlußstelle entspricht dabei annähernd dem Wert, um welchen die Leitungslänge
des betreffenden Schutzbereichs kleiner ist als die Leitungslänge des ganzen Netzes.
Der Gegenstand der Erfindung ermöglicht somit den Erdschlußschutz von Netzen unbeschränkter
Ausdehnung und setzt die Gefahr von Kurzschlüssen infolge mehrphasigen Erdschlusses
wesentlich herab.