DE412866C - Schaltanordnung zur Sicherung gegen UEberstrom bei Stromleitungen und Schaltanlagen - Google Patents

Description

Die Kurzschlüsse, die in elektrischen Kraftanlagen infolge mannigfaltiger Ursachen unvermeidlich sind, nötigen dazu, die Stromleitungen und die Schaltanlagen stärker zu bemessen, als es mit Rücksicht auf ihre Beanspruchung im regelrechten Betrieb erforderlich wäre, damit sie in gewissen Grenzen einer Überlastung durch den Kurzschlußstrom gewachsen sind. Das hat notwendigerweise größere Anlagekosten zur Folge. Um aber den Leitungsquerschnitten, den Schaltern, Sammelschienen und sonstigen stromführenden Teilen geringere Abmessung geben zu können und dabei dennoch eine größere Betriebssicherheit. als gewöhnlich zu erzielen, so daß also mannigfaltige wirtschaftliche "Vorteile eintreten, sind in den Kraftwerken und in ihren Unterwerken, die zur Verteilung der elektrischen Energie dienen, Sicherheitsvorrichtungen vorgesehen, die das Auftreten starker Kurzschlußströme verhindern. Die Sicherheitsvorrichtungen beugen einer schädigenden Überlastung der Anlage oder ihrer einzelnen Teile vor oder beschränken sie auf eine kurze Dauer. Diese Sicherheitsvorrichtungen verteuern aber ihrerseits wieder die elektrischen Anlagen und erschweren, den Betrieb, indem sie die Anordnung einer Anlage verwickelter machen und eine sorgfältige vVartung erfordern. Die Schaltanordnung nach der Erfindung macht eine Vereinfachung der Sicherheitsvorrichtungen möglich und gewährt insbesondere den Unterwerken, die der Verteilung der elektrischen Energie dienen, einen ausreichenden Schutz gegen ungewollte Überlastung, insbesondere durdi KurzschlußstTom. Die Erfindung besteht darin, daß die im regelrechten Betrieb parallel arbeitenden Fernleitungen beim Auftreten eines Überstromes durch Unterbrechung ihrer Zuleitungen und Verbindungen an beiden Enden mittels Schalter in Reihe geschaltet werden, auf die der durch Kurzschluß oder sonstwie auftretende Überstrom über Relais einwirkt. Der Einfluß des Überstromes auf die Schalter wird durch einen Stromwandler bewirkt, der an einem Ende in der ständigen Verbindungsleitung der Fernleitungen mit den vorhandenen Stromverteilungsschienen liegt.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt. Abb. 1 zeigt eine Schaltanordnung für drei Fernleitungen und Abb. 2 eine solche für fünf. In beiden sind alle Unterbrechungsvorrichtungen 5 von einem Stromwandler betätigt, der in der standigen Verbindungsleitung der Fernleitungen liegt, die sich an die Verteilungsschiene am Verbrauchsort anschließt. Die Abb. 3 unterscheidet sich demgegenüber dadurch, daß sich ein zweiter Stromwandler in der Stromzuleitung 1 befindet, so daß die Unterbrechungsvorrichtungen 5 am Anfang und am Ende der Fernleitungen von je einem besonderen Stromwandler getrennt betätigt werden. Die gezeichneten Leitungen I, II, III... können einzelne Stromleitungen, bei Wechselstrom auch ein System von mehreren Stromleitungen sein.

In der Zeichnung bedeutet 1 die Stromzuleitung von einem Kraftwerk, 2 und 2' die Sammel- bzw. Verteilungsschiene, die durch die Fernleitungsstränge I, II, III... verbunden werden. Die einzelnen Fernleitungen sind untereinander an dem einen und an dem anderen Ende abwechselnd mit den ihnen benachbarten Leitungssträngen verbunden, während der äußere Leitungsstrang an der Sammelschiene 2, .der ,andere äußere Leitungsstrang an der Verteilungsschiene 2' angeschlossen ist. Die Verbindungsleitungen 4, 4'... mit den Schaltvorrichtungen 5, 5'... verbinden die Fernleitungen I, II, III entweder mit den Stromschienen 2 und 2' oder auch zwei benachbarte Fernleitungen in der Weise, daß diese bei geschlossenen Verbindungsleitungen 4, 4'... parallel und nach deren Unterbrechung hintereinander geschaltet liegen. 6 ibzw. 6' ist ein Stromwandler, der in der ständigen Verbindungsleitung der· Fern-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

DipL-Ing. Johannes Sessinghaiis in Charlottenburg.

leitungen mit der Verteilungsschiene 2' bzw. 2 liegt. 7 bzw. 7' ist seine Verbindungsleitung mit den Relais der Schaltvorrichtungen 5, ζ'. In Abb. 3 sind 7 bzw. 7' Hilfsrelais, durch die der Stromwandler bei Überstrom auf die Schaltvorrichtungen 5, 5'... einwirkt. 9 ist eine Hilfsstromquelle für das Hilfsrelais 7. 8 ist ein Ölschalter mit Überstromauslösespule und Zeitverzögerung, der in der Stromzuleitung ι liegt, und 8' ein solcher, der in der ständigen Verbindungsleitung vor dem Stromwandler 6' liegt. In der nachfolgenden Beschreibung werden die gleichen Teile zur Vereinfachung nur mit einer gemeinsamen Bezugsziffer genannt.

Wenn durch Kurzschluß oder einen übermäßigen Verbrauch ein Überstrom in den Fern- ~ leitungen auftritt und die zulässige Größe überschreitet, so erregt er über den Stromwandler 6 die mit diesem verbundenen Relais 5 so stark, daß sie die Schaltvorrichtungen 5 in den Vexbindungsleitungen 4 ausschalten. Dann sind die Fernleitungen in Reihe geschaltet. Der Überstrom erfährt infolge der hierdurch erfolgten Querschnitts- und Längenveränderung seines Leitungsweges eine starke Abschwächung. Der Gesamtwiderstand dei Fernleitung, der dem Durchgang des Kurzschluß- oder Überstromes entgegengesetzt wird, steigt durch die Reihenschaltung gegenüber der Parallelschaltung, beispielsweise bei drei Leitungen, ungefähr auf das Neunfache. Die Schaltanordnung ist bei längeren und kürzeren Fernleitungen verwendbar, falls wegen der Größe der zu befördernden elektrischen Energie drei und mehr Leitungen nötig sind oder mit Vorteil gewählt werden können. Bei langen Fernleitungen ist es nicht zweckmäßig, die Schaltvorrichtungen 5 von einem einzigen Stromwandler zu betätigen, sondern es ist besser, für diesen Zweck an jedem Ende der Fernleitungen einen besonderen Stromwandler in die ständige Verbindungsleitung einzubauen. Die Femleitungen können mit Olschaltern und Trennschaltern ausgerüstet sein, die häufig für die Bedürfnisse des Betriebes erforderlich sind.

Durch die Schalter 8 ist ein verzögertes Abschalten der Fernleitungen möglich. Diese Verzögerung kann Vorteile bieten, falls die durch die Reihenschaltung der Fernleitungen herbeigeführte Schwächung des Überstromes dafür ausreicht, daß eine im Augenblick gefährlich wirkende Überbeanspruchung der stromführenden Teile in der Anlage nicht eintritt. Ist die auftretende Überbeanspruchung zu groß, oder kann sie nur eine bestimmte Zeitlang von den Teilen der elektrischen Anlage ertragen werden, so tritt die Abschaltung der Fernleitungen durch die Schalter 8 mit Hilfe ihrer Auslösespule ein. die auf die Belastungsfähigkeit der stromführenden Teile eingestellt sind. Durch die stromschwächende Wirkung der Schaltanordnung wird auch die durch die Schalter 8 zu bewältigende Abschaltleitung herabgesetzt.

Die Schaltanordnung macht in den Fällen, in denen ihre Anwendung möglich ist, besondere Sicherheitsvorrichtungen gegen Überstrom, insbesondere gegen Kurzschlußstrom, unnötig. Sie ist einfacher als diese und übertrifft die häufig verwendeten Reaktanzspulen ■durch ihre größexe Wirksamkeit. Letztere würden häufig für die gleiche Leistung außerordentliche Abmessungen erhalten müssen. Die Anordnung vermeidet überdies den dauernden Spannungsverlust, den eine Reaktanzspule verursacht. Ein besonderer wirtschaftlicher Vorteil, der erreicht wird, liegt in der großen Sicherheit des Schutzes gegen gefahr- 8a liehen Überstrom und dem Folgeergebnis, daß die Abmessungen der Anlage und ihrer stromführenden Teile kleiner gewählt werden dürfen als bei der .Verwendung der bisherigen Sicherheitsvorrichtungen. Sie bewirkt damit eine 8g Verringerung der Anlagekosten.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Schaltanordnung zur Sicherung gegen Überstrom bei Stromleitungen und Schalt- go anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß im regelrechten Betrieb parallel arbeitende Fernleitungen durch Unterbrechung ihrer Zuleitungen und Verbindungen in Reihe geschaltet werden, wenn unerwünschter Überstrom eingetreten ist.

2. Schaltanordnung nach dem Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromwandler in der ständigen Verbindungsleitung der Fernleitungen mit der Verteilungsschiene an der Verbrauchs- ■ stelle liegt, der die Fernleitungen bei Überstrpm über die mit ihm verbundenen Relais in Reihe schaltet.

3. Schaltanordnung nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Stromwandler in der ständigen Verbindungsleitung an jedem Ende der Fernleitungen liegt, von dem die Stromverbindungen über die mit ihm am gleichen Ende liegenden Relais bei Überstrom unterbrochen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.