DE389770C

DE389770C - Einrichtung an parallel verlaufenden Hochspannungsnetzen mit ueber Induktivitaeten geerdeten Nullpunkten zum Schutz gegen die Wirkung der gegenseitigen Kapazitaet

Info

Publication number: DE389770C
Application number: DEA39286D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Publication date: 1924-02-07

Description

Werden zwei an sich unabhängige Hochspannungsnetze, deren Nullpunkte über Induktivitäten geerdet sind, auf gemeinsamem Gestänge verlegt oder laufen sie lange Strekken parallel, dann l>e\virkt im Erdschlußfall eine» Netzes die gegenseitige Kapazität eine Spannungsverlagerung auch des gesunden Netzes, welche bei Resonanzabstimmung der Erdungsinduktivität den Betrag der Phasen ίο spannung des kranken Xetzes erreichen kann. Sind die Netzspannungen sehr verschieden und gerät das Netz der höheren Spannung in Erdschluß, dann kann die Spannungsverlagerung des Xetzes niedrigerer Spannung den Wert dieser Xetzspannung bei weitem übertreffen und den elektrischen Zusammenbruch des Xetzes herbeiführen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die gegenseitige Kapazität zweier parallel verlaufender Xetze durch eine zwischen die beiden Nullpunkte geschaltete Induktivität zu kompensieren, welche sich mit der gegenseitigen Kapazität in Resonanzabstimmung befindet. Befindet sich auch die Erdschlußspule des gesunden Xetzes in Resonanzabstimmung mit den Teilkapazitäten gegen Erde, dann sind, vom kranken Xetz aus betrachtet, die beiden Resonanzkreise hintereinandergeschaltet, und es ist unbestimmt, wie sich die Verlagerungsspannung des kranken Xetzes auf diese beiden Glieder der Reihe verteilen wird. Die elektrische Verbindung der beiden Xetznullpunkte ist aber in vielen Fällen nicht zulässig, besonders dann nicht, wenn es sich um Xetze sehr verschiedener Spannungen handelt. In diesem Falle läßt sich die Kompensation der gegenseitigen Kapazitäten erfindungsgemäß durch eine induktive Kopplung der beiden Erdungsstromkreise erreichen.

Gegenstand der Erfindung ist soniit eine Einrichtung an parallel verlaufenden Hochspannungsnetzen mit über Induktivitäten geerdeten Nullpunkten zum Schutz gegen die Wirkung der gegenseitigen Kapazität, durch welche die beiden Erdungsstromkreise derart induktiv gekoppelt werden, daß die vom Erdschlußstrom des kranken Netzes in dem Erdungsstromkreis des gesunden Netzes induzierte Spannung die Spannungsverlagerung des gesunden Netzes verkleinert. Diese induktive Kopplung läßt sich z. B. durch einen Zweispulentransformator erreichen, dessen eine Spule im Erdtmgsstromkreis des einen, die andere Spule im Erdungsstromkreis des anderen Netzes Hegt. Im Normalbetrieb Hießt in beiden Erdungsstromkreisen kein Strom, und der Yerkettungstransformator ist unerregt. Im Erdschlußfalle eines Netzes fließt in dem zugehörigen Erdtmgsstromkreis fast der ganze Erdschlußstrom des kranken Xetzes, falls dieses durch eine Löschspule gesichert ist. Das Potential des Neutralpunktes dieses Netzes ist gegen Erde um Phasenspannung gehoben. Den gleichen Spannung.*- betrag erhält man durch Addition der Spannungen, welche zwischen den Neutralpunkten beider Netze und dem Neutralpunkt des gesunden Netzes und Erde herrscht. Diese letztgenannte Spannung konnte bisher hohe Werte annehmen: sie wird verkleinert, wenn durch die induktive Kopplung der beiden Erdschlußkreise in dem Erdungskreis des gesunden Xetzes eine E.M.K. induziert wird, welche dem in diesem Stromkreis durch den dielekirischen Verschiebungsstrom bewirkten Spannungsabfall entgegenwirkt. Die resultierende Spannung des Neutralpunktes des gesunden Netzes gegen Erde ist dann gleich Null, wenn die induzierte E.M.K. dem Spannungsabfall größengleich ist. Dann herrscht zwischen den Neutralpunkten beider Netze der volie Wert der Phasenspannung, um welche die Spannung gegen Erde des kranken Xetzes verlagert ist.

Die Erfindung sei an Hand de^ Ausführungsbeispiels der Abbildung näher erläutert.

In der Abbildung bedeuten G, und G₂ je

einen das Dreiphasennetz N_x bzw. Λ"» speisenden Generator, deren Wicklungsmittelpunkte mit O₁ bzw. O₂ bezeichnet sind. D₁ und D₂ sind Löschspulen, welche in den Erdungsstromkreisen dieser Netze liegen., wobei die Erdungsstromkreise durch den Zweispulentransformator T induktiv verkettet sind. Die Spule P des Transformators liegt mit der Löschspule D₁, die Spule Q mit der

ίο Löschspule D₂ in Reihe.

Falls das Metz N₂ in Erdschluß gerät, fließt in dem Stromkreis D₂-O-O₂ ein dem Erdschlußstrom dieses Netzes gleicher Strom. Ist zwischen den Netzen eine gegenseitige Kapazität vorhanden, so entstellt ein dielektrischer Verschiebungsstrom von O₂ über O₁ nach Erde. Dieser Strom ruft eine Spannungsverteilung der zwischen O₂ und Erde herrschenden Spannung auf O₂-O₁ und Oj-Erde hervor, wobei bei Resonanzabgleichung der Drosselspule D₁ sich eine derartige Spannungsverteilung ergeben würde, daß

Eo₁-O₁ = O, Eo₁- Erde = Ea₁-Erde.

wäre. Dieses-Verhältnis wird nun durch die in P durch den die Wicklung Q durchfließenden Erdschlußstrom induzierte E.M.K. wesentlich beeinflußt, indem sie den Verschiebungsstrom durch den Endschlußkreis des Net- zes N₁ hindurchsaugt- und dadurch das Entstehen der Spannung zwischen O₁ und Erde verhindert. Es läßt sich auf diesem Wege erreichen, daß die ganze Spannung O₂-Erde zwischen O₁ und O₂ auftritt, daß also das Netz N₁ bei Erdschluß von N₂ keine Spannungsverlagerung erleidet. In diesem Falle muß die an den Klemmen von P herrschende Spannung gleich und entgegengerichtet derj enigen Spannung sein, welche der Verschiebungsstrom an den Klemmen der Drosselspule D₁ erzeugt. Bezeichnet E₂ die Phasenspannung des Netzes 2V₂, C die gegenseitige Kapazität, w die Kreisfrequenz des Netzes dann ist der Verschiebungsstrom ]_v = E₂ w C Demnach muß die an der Wicklung P herrschende Spannung B_p im Erdschlußfalle ■son TV₂ dem Ausdruck genügen

Ep = — [E₂ w C) w L₁ = — E„w² C L₁,

wenn L₁ die Induktivität der Löschspule D₁ bedeutet. Entsprechend muß im Erdschlußfalle des Netzes 2V₁ die Spannung E_a, welche ! an der Wicklung Q herrscht, dem Ausdruck genügen

Ε_η = -Ε_ιω> C L₂.

Bedeutet C₁ diie Summe der Teilkapazitäten gegen Erde aller Phasen des Netzes 2V₁, C₂ die Summe der Teilkapazitäten gegen Erde aller Phasen des Netzes Λ^τ ₂, dann ist bei Resonanzabstimmung der Löschspuien D₁ und D₂

w L₁ =

ω L₀ =

ω C₁

nungen ergibt den Ausdruck

L· Jx

kreise kann auch auf andere Weise erfolgen.

Claims

Patent-Ansprüche: demnach Ep=. — S3 -^- und entsprechend C Eq = — E1 -ς- · Das Verhältnis dieser Span Eg E1 wobei J2 den gesamten Erdschlußstrom des Netzes 2V2, J1 den gesamten Erdschlußstrom des- Netzes 2V1 bedeutet. Aus diesen Spannungen und den gegebenen Erdschluß- und Verschiebungsströmen kann leicht das Wdndungsverhältnis der Wicklungen P und Q berechnet werden. Die Abbildung gibt nur ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens. Die induktive Kopplung der beiden Erdungsstrom- So können z. B. auch die beiden Löschspulen D1 und D2 unter sich induktiv gekoppelt werden. Der Vorteil der Anordnung gegenüber den bekannten Schutzeinrichtungen liegt besonders darin, daß eine elektrische Verbindung der beiden Netze vermieden wird, daß somit auch Netze verschiedener Größe und Spannungen in der angegebenen Weise geschützt werden können.

1. Einrichtung an parallel verlauf enden Hochspannungsnetzen mit über Induktivitäten geerdeten Nullpunkten zum Schutz gegen die Wirkung der gegenseitigen Kapazität, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Erdungsstromkreise derart induktiv gekoppelt sind, daß die vom Erdschlußstrom des kranken Netzes in dem Erdungsstromkreis des gesunden Netzes induzierten Spannungen die Spannungsverlagerung des gesunden Netzes verkleinern.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopplung der beiden Erdungsstromkreise ein besonderer Verkettungstransformator verwendet wlird, dessen eine Spule im Erdungsstromkreis des einen, dessen andere Spule im Erdungsstromkreis des anderen Netzes liegt, wobei eine elektrische Verbindung der beiden Spulen nicht besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.