DE425626C - Einrichtung zur Unterdrueckung des Kurzschlussstromes in Wechselstromanlagen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Kurzschlüsse in Wechselstromanlagen mittels dauernd vom Betriebsstrom durchflossener Drosselspulen unschädlich zu machen, die unter dem Einfluß des Kurz-Schlußstromes ihre Induktanz selbsttätig ändern. Bei den bekannten Einrichtungen in dieser Art ist für das Einsetzen und Aufhören der erhöhten Drosselwirkung ungefähr der gleiche Stromwert maßgebend, d. h. ihre Induktanz überschreitet einen Wert, wenn der Strom eine gegebene Grenze übersteigt, und kehrt auf den Ausgangswert zurück, wenn der Strom wieder bis auf den Grenzwert abgenommen hat. Die Drosseleinrichtungen werden oft so bemessen, daß sie den Dauerkurzschlußstrom auf den Betrag des gewöhnlichen Betriebsstromes herabdrücken. Es ist also die Wiederkehr des normalen Stromwertes noch kein sicheres Anzeichen für das Aufhören des Kurzschlusses. Das vorzeitige Aufheben der Drosselung bei weiterbestehendem Kurzschluß hat aber ein neuerliches gefährliches Hinaufschnellen des Stromes zur Folge. Der Grenzwert des Stromes für das Zurückgehen der Induktanzerhöhung muß daher möglichst niedrig gehalten werden. Die gleiche niedrige Grenze gilt aber bei den bekannten Anordnungen auch für die Auslösung der erhöhten Drosselwirkung, so daß diese in unerwünschter Weise auch schon bei betriebsmäßig zu erwartenden Überlastungen eintreten kann.

Nach der vorliegenden Erfindung werden diese Übelstände dadurch beseitigt, daß die Einrichtungen nur auf einen Stromwert ansprechen, der den Wert des ungeschwächten Dauerkurzschlußstromes übersteigt, und durch die Wiederaufnahme des Stromes auf diesen Stromwert unbeeinflußt bleiben. Dem Dauerkurzschlußstrom geht stets ein höherer Stromstoß (der momentane Kurzschlußstrom) voran, der bei nicht auf Kurzschluß zurückzuführenden Überlastungen der Anlage in der Regel nicht auftritt. Die Wirksamkeit der Einrichtungen nach vorliegender Erfindung ist also mit großer Sicherheit auf den Fall des Kurzschlusses beschränkt und dauert aber auch dann noch weiter, wenn der Kurzschlußstrom auf den die Bemessung der Drosselspule angestrebten Betrag, z. B. auf den Wert des normalen Stromes, herabgemindert ist.

Die Abb. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Von der Sammelschiene 1 geht eine ! Leitung 2 aus, die durch die Drosselspule 3 geschützt werden soll. Im gewöhnlichen Betriebe isteine hohe Induktanz störend. Im Eisenkern der Drosselspule wird daher eine magnetomotorische Gegenkraft hervorgerufen, die die vollkommene Ausbildung des Feldes verhindert, die aber bei Eintreten des Kurzschlusses aufgehoben wird. Im vorliegenden Falle erhält die Drosselspule 3 €0 eine Sekundärwicklung 4, die über einen Maximalausschalter 5, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Ohmschen Widerstandes 6, kurzgeschlossen ist. Der Schalter 5 ist so eingestellt, daß er nicht auf den Dauerkurzschlußstrom, wohl aber auf einen diesen übersteigenden Stromwert bzw. den nach dem Übersetzungsverhältnisse zwischen den Wicklungen 3 und 4 entsprechenden Sekundärstrom anspricht. Ist der sekundäre Kurzschluß durch Ansprechen 7a .des*Schalters 5 aufgehoben, so bildet sich das Feld der Drosselspule ungehindert aus und deren Induktanz erreicht den vollen Betrag. An Stelle dieser Anordnung kann die in Abb. 2 dargestellte Einrichtung verwendet werden. Auch hier wird im Eisenkreis der Drosselspule 3 eine magnetomotorische Gegenkraft durch eine kurzgeschlossene Sekundärwicklung 4 hervorgerufen. Ihre Aufhebung erfolgt jedoch nicht durch Öffnen der Sekundärwicklung, sondern durch deren gänzliche Entfernung. Der Eisenkern 7 der Drosselspule ist als Topfmagnet gebaut und trägt auf seinem mittleren Teile die beweglich aufgeschobene Sekundärwicklung 4. Diese wird unter der elektrodynamischen Wirkung des momentanen Kurzschlußstromes und des dazu entgegengesetzt fließenden Sekundärstromes von dem Eisenkern abgeschleudert, worauf sich das drosselnde Feld' voll ausbilden kann. Eine geeignete Haltevorrichtung verhindert das Zurückfallen der Wicklung 4, auch wenn der Kurzschlußstrom auf seinen dauernden

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

Maximilian Zinner in Klosterneuburg b. Wien.

durch die Drosselspule geschwächten Wert abgeklungen ist.

Die selbsttätige Änderung der Induktanz kann auch in der Weise erfolgen, daß Teile des magnetischen Kreises der Drosselspule ihre Lage verändern. Im Sinne der Erfindung darf diese Lageänderung nur durch den momentanen Kurzschlußstrom eingeleitet werden und muß solange aufrechterhalten bleiben, bis durch einen Eingriff von Hand aus oder durch Fernsteuerung oder durch eine selbsttätige Einrichtung die betriebsmäßige Lage wiederhergestellt wird. Ein einfaches Ausführungsbeispiel dieser Art, bei dem die Rückführung in den Dauerbetriebszustand wie bei den vorangehenden Beispielen von Hand aus geschieht, zeigt Abb. 3. Der bewegliche Kern 8 wird unter der magnetischen Wirkung des momentanen Kurzschlußstromes in die Drosselspule hineingezogen und durch die in den Tragbügel 10 eingreifenden Sperrklinken 9 festgehalten. Durch geeignete Bemessung von Solenoid und Kerngewicht kann das Ansprechen der Vorrichtung auf bestimmte Stromwerte eingestellt werden. In Abb. 4 ist j eine Anordnung wiedergegeben, die sich selbst- j tätig in die Ausgangsstellung zurückführt. Der Riegel 10 für die Sperrklinke 9 wird hier durch ein Solenoid 11 und eine diesem entgegenwirkende Feder 12 so verstellt, daß der Eisenkern 8 während des Kurzschlusses in der Drosselspule 3 in der dargestellten Lage festgehalten wird. Ist [ der Kurzschluß behoben und somit das Netz, das während des Kurzschlusses starken Spannungsabfall aufweist, wieder unter normaler :

Spannung, so überwiegt die Solenoidkraft jene der Feder, die Sperrklinke wird entriegelt, und der Eisenkern 8 fällt in seine Ausgangsstellung j zurück.

Im allgemeinen kann die selbsttätige Rückführung der Einrichtung in ihre Ausgangsstellung in Abhängigkeit von irgendwelchen Betriebsgrößen erfolgen, die sich bei Aufhören des Kurzschlusses ändern. Z. B. fallen in Wasserkraftzentralen die Turbinen während eines Kurz-Schlusses in ihrer Drehzahl ab und nehmen nach dessen Behebung wieder die normale Drehzahl an. Diese mit dem Aufhören des Kurzschlusses verbundene Drehzahländerung kann also in ähnlicher Weise zum Auslösen der Rückführung herangezogen werden wie in dem letzten Ausführungsbeispiel die Netzspannung.

Claims (9)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Einrichtung zur Unterdrückung des Kurzschlußstromes in Wechselstromanlagen mittels dauernd vom Betriebsstrom durchflossener Drosselspulen, die unter dem Einfluß des Kurzschlußstromes ihre Induktanz selbsttätig ändern, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung nur auf einen Stromwert, der den Betrag des ungeschwächten Dauerkurzschlußstromes übersteigt, anspricht und durch die Wiederabnahme des Stromes auf diesen Stromwert unbeeinflußt bleibt.
2. 2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung den geänderten Induktanzwert bis zur Betätigung einer vom Betrage des Kurzschlußstromes unabhängigen Auslösung aufrechterhält.
3. 3. Ausführungsform nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftfluß der Drosselspule im ungestörten Betriebe durch eine magnetomotorische Gegenkraft geschwächt ist, die unter dem Einfluß des momentanen Kurzschlußstromes vollständig aufgehoben wird.
4. 4. Ausführungsform nach Anspruch 3, bei der die magnetomotorische Gegenkraft durch eine geschlossene Sekundärwicklung hervorgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung über einen Maximalausschalter kurzgeschlossen ist.
5. 5. Ausführungsform nach Anspruch 3, bei der die magnetomotorische Gegenkraft durch eine ständig geschlossene beweglich angeordnete Sekundärwicklung hervorgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung durch die elektrodynamische Wirkung des momentanen Kurzschlußstromes in eine Lage gebracht wird, in der sie den Drosselspulenkraftfluß praktisch nicht beeinflußt, und in dieser Lage auch bei Abklingen des Kurzschlußstromes auf seinen dauernden Wert verbleibt.
6. 6. Ausführungsform nach Anspruch 1 und 2 mit beweglich angeordneten Teilen des magnetischen Kreises, dadurch gekennzeichnet, daß diese unter der Wirkung des momentanen Kurzschlußstromes ihre Lage und damit die Induktanz der Einrichtung ändern.
7. 7. Ausführungsform nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine die beweglichen Teile der Einrichtung in ihrer bei Kurzschluß erreichten Lage festhaltende mechanische Sperrung.
8. 8. Ausführungsform nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung der Einrichtung in ihrem Ausgangszustand in Abhängigkeit von Betriebsgrößen erfolgt, die sich bei Aufhören des Kurzschlusses ändern.
9. 9. Ausführungsform nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Sperrung durch einen von der Netzspannung gespeisten Magneten gelöst wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.