DE444025C - UEberstromschutzanordnung fuer Doppel- und Mehrfachleitungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
17. MAI 1927

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVi 444025 KLASSE 21 c GRUPPE

VIIIJ2ic^z)

Dr. Paul Meyer Akt.-Ges. in Berlin.

Überstromschutzanordnung für Doppel- und Mehrfachleitungen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Dezember 1925 ab.

Bei Doppel- und Mehrfachleitungen bietet sich bei der Projektierung eines Überstromschutzes immer folgende Schwierigkeit:

Sind alle Leitungen eingeschaltet, so verteilt sich der Gesamtstrom auf die einzelnen parallelen Leitungen entsprechend ihren Impedanzen. Die einzelnen Leitungen können bis zu ihrer Nennstromstärke belastet werden. Fallen min aus irgiendeinem Grunde eine oder mehrere Leitungen aus, so muß der Gesamtstrom von den übrigbleibenden Leitungen . übernommen werden. Diese führen

also unter diesen Umständen einen bedeutend größeren Strom als beim normalen Betriebszustand. Andererseits liegt der Kurzschlußstrom bei Höchstspannungsnetzen im allgemeinen nur relativ wenig höher als der Volllaststrom. Führt daher beim normalen Betriebe, bei dem sämtliche Leitungen eingeschaltet sind, eine Leitung Nennstrom von z.B. ioo Amp., so soll der Überstromschutz, ίο ganz gleich, welcher Art, etwa beim 1,5- bis sfachen Nennstrom ansprechen. Fällt nun aber eine der Leitungen aus, so muß die übrigbleibende Leitung, z. B. im Falle der Doppelleitung, den Gesamtstrom übernehmen und daher 200 Amp. führen. . Da der Überstromschutz mit Rücksicht auf die normalen Betriebsverhältnisse auf 150 Amp. eingestellt ist, würde die Leitung sofort abgeschaltet. Man könnte dies nun dadurch verhindern, daß man die Überstromauslöser höher einstellt oder die Stromwandler umschaltet. Alle derartigen Maßnahmen verlangen aber ein geschultes Personal; wird etwas vergessen, so erfolgt trotzdem die Abschaltung der verbleibenden Leitungen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltanordnung, welche automatisch sich den Betriebsverhältnissen anpaßt. Das Wesentliche der Erfindung bestellt darin, daß im normalen Zustande die entsprechenden Stromwandler aller parallelen Leitungen sekundär parallel geschaltet werden und daß von der Parallelschaltung so viele Überstrom- bzw. Selektivrelais abgezweigt sind, als Stromwandler, vorhanden sind. Solange die Energierichtung in sämtlichen Leitungen gleich ist, funktioniert der Schutz einwandfrei. Kehrt sich in einer der Leitungen hingegen die Energierichtung um, so würden die Stromwandler nicht mehr gegeneinander, sondern hintereinander geschaltet sein; es würde dadurch in der Zwischenverbindung ein Ausgleichsstrom auftreten. Dies wird nun gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß in der Parallelverbindung ein oder mehrere Hilfsschalter angeordnet werden, welche die Parallelschaltung der Wandler aufheben, sowie die Energierichtung sich in mindestens einer Leitung relativ zu den anderen umkehrt. Als. Hilfsmittel zur Anzeige der Energierichtung können Energierichtungsrelais verwendet werden. Es ist auch möglich, eine Differenzschaltung zu machen, indem man den Ausgleichsstrom zwischen den parallel geschalteten Stromwandlern zur Unterbrechung der Parallelschaltung heranzieht.

In der Abbildung ist die Anordnung für

eine Doppelleitung aufgezeichnet, und zwar in Station I mit Betätigung des Hilfsschalters durch Energierichtungsrelais, in Station II mit Differenzschaltung. Es bedeuten ι und 1' die beiden Leitungen in einpoliger Darstellung, 2 und 2' die Stromwandler in Station I, 3 und 3' die zugehörigen Überstromrelais, 4 den Hilfsschalter, 5 und 5' die Energierichtungsrelais mit den Kontakten 6 und 6', 7 die Betätigungsspule für den Hilfsschalter 4, 8 eine Hilfsstromquelle, 9 und 9' die Ölschalter, 10 die Sammelschiene. In Station II entsprechend 11 und ri' die Stromwandler, 12 und 12' die Relais, 13 den Hilfsschalter mit der Auslösespule 14, 15 und ι S' zwei Hilfswandler, die über die Leitungen 16 und 17 miteinander verbunden sind; 18 und 18' sind die zugehörigen Ölschalter, 19 ist die Sammelschiene.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:

Sind die beiden Leitungen 1 und 1' sowohl in Station I wie II eingeschaltet, so fließen in den Relais 3, 3' bzw. 12, 12' entsprechende Ströme. Die Hilfsschalter 4 bzw. 13 sind eingeschaltet, ein Ausgleichsstrom kommt jedoch nicht zustande, da voraussetzungsgemäß die Wandler gleiche Sekundärspannung aufweisen sollen. Tritt eine Überlastung auf, so sprechen die Relais an und kommen je nach ihrer Art und Einstellung zur Auslösung. Anders liegen nun die Verhältnisse, wenn eine Leitung, z. B. die Lei- go rung 1', abgeschaltet ist; dann muß die Leitung ι den Gesamtstrom übernehmen. Das Energierichtungsrelais 5 in Station I wird sich gegen die Kontakte legen, 5' wird stromlos und daher in der Nullstellung verbleiben. Eine Betätigung des Hilfsschalters 4 kommt nicht zustande. Das gleiche gilt für Station II. In dem Ausgleichsstromkreis 16, 17 der Wandler 15 und 15' fließt ein nur ganz geringer Strom, der keinesfalls zur Öffnung des Schalters 13 führt. In diesem Betriebszustand sind an die Stromwandler 2 bzw. 11 je zwei Relais parallel angeschlossen, d. h. also, jedes Relais nimmt den halben Strom auf. Die Leitung kann daher mit dem doppelten Strom beschickt werden, ohne daß dadurch eine Auslösung zustande kommt, das Auslöseverhältnis ist vielmehr das gleiche geblieben. Sollte nun z. B. in Station I Relais 3' früher abgelaufen sein als 3, so schadet das nichts, da der zugehörige Ölschalter 9' sowieso ausgeschaltet ist. Die gestellte Bedingung wird somit von der vorgeschlagenen Schaltung erfüllt.

Im dritten Falle möge an der Stelle 20 ein Kurzschluß auftreten. Dann dreht sich in der Leitung 1' die Energierichtung in der Station II tun. Dies hat zur Folge, daß die Wandlern bzw. 11', ebenso 15 bzw. 15' in .Reihe geschaltet sind; über den Hilfsschalter fließt ein großer xA.usgleichsstrom. Da ein entsprechender Strom jedoch auch über die

Spule 14 fließt, wird der Schalter 13 geöffnet. Es arbeiten Relais 12 mit Wandler 11 zusammen bzw. 12' mit 11', der Kurzschluß an der Stelle 20 kann somit abgeschaltet werden.
Werden als Relais sogenannte Impedanzrelais verwendet, so kann bei der Schaltung, wie sie in Station I angedeutet ist, eine Schwierigkeit auftreten. Tritt der Kurzschluß an der Stelle 20 auf, so fließt in der Leitung 1' von Station I nach 20 ein sehr großer Strom, während auf der Leitung 1 ein wesentlich kleinerer Strom fließt. Da die Energierichtung bei beiden Relais 5 und 5' die gleiche ist, wird der Hilfsschalter 4 nicht geöffnet. Infolge der Parallelschaltung der beiden Impedanzrelais 3 und 3' teilt sich der Summenstrom im gleichen Verhältnis auf die beiden Relais. Eine Auswahl nach der Größe des Stromes kommt also nicht mehr zustande.

ao Da auch die Spannung, die im allgemeinen von der Sammelschiene 10 abgezweigt wird, die gleiche von beiden Relais ist, müßte auch ihre Auslösezeit gleich groß sein. Dies hätte zur Folge, daß Relais 3 evtl. eine Kleinigkeit früher als 3' anspricht, so daß dadurch die Verbindung mit der Station II vollkommen aufgehoben würde. Gemäß der Erfindung wird nun in die Verbindungsleitungen zwischen den beiden Wandlern 2 und 2' eine Impedanz2i von passender Größe eingeschaltet. Dies hat zur Folge, daß immer das Relais, welches der Leitung zugeordnet ist, etwas mehr Strom führt als das zur anderen Leitung gehörige, falls unsymmetrischer Betrieb vorliegt. Eine Fehlschaltung ist dann nicht mehr möglich.

Die Anordnung gemäß der Erfindung kann in einer der Ausführungsformen auch für Mehrfachleitungen Verwendung finden. Auch ist es denkbar, daß sie noch mit einem der bekannten Schutzsysteme, wie Achterschutz, Merz-Price-Schutz usw., kombiniert wird. Als Relais können unabhängige Relais, unabhängige Relais mit En'ergierichtungsrelais in gegenläufiger Staffelung, Impedanzrelais usw. Verwendluing finden. Bei ungleicher Impedanz der Leitungen 1 und 1' muß ein Ausgleich getroffen werden durch passende Wahl der Wandler. Bei der Anordnung, wie sie" in Station II dargestellt ist, können die Hilfswandler 15 und 15' unter Umständen entbehrt werden. Die Spule 14 kann in die Verbindungsleitung der Wandler 11 und 11' eingebaut werden. Es ist auch denkbar, daß die Unterbrechung an den Schaltern 4 bzw. 13 zwangläufig mit dem Ausschalten der ölschalter 9 bzw. 18 vor sich geht. Es wird empfehlenswert sein, in die Zuleitungen zu den Relais regelbare Widerstände, Reaktanzen oder Impedanzen., einzuschalten, um die Ströme in den parallel geschalteten Relais entsprechend abgleichen zu können.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Überstromschutzanordnung für Doppel- und Mehrfachleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärseiten der Stromwandler über im symmetrischen Zustand des Netzes geschlossene Hilfsschalter parallel geschaltet sind und daß an dieser Parallelschaltung so viele Überstromrelais abgezweigt sind, als Stromwandler parallel geschaltet sind.

2. Überstromschutzanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in jede Hauptleitung mindestens ein Energierichtungsrelais eingeschaltet ist, das durch geeignete Kontakte die Hilfsschalter geschlossen hält, solange die Energierichtung in sämtlichen Leitungen die gleiche ist, daß jedoch bei umgekehrter Energierichtung in mindestens einer Leitung durch Kontaktgabe an einem Energierichtungsrelais o. dgl. mindestens einer der Hilfsschalter geöffnet wird.

3. Überstromschutzanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Stromwandler zur Betätigung des Überstromschutzes noch eine entsprechende Anzahl Hilfsstromwandler angeordnet sind, die ebenfalls parallel geschaltet sind und deren Verbindungsleitungen über die Auslösespulen der Hilfsschalter geführt sind, so daß eine Betätigung der Hilfsschalter nur erfolgt, wenn sich die Stromrichtung in mindestens einer der Leitungen relativ zu den anderen umkehrt.

4. Überstromschutzanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitungen der Stromwandler, und zwar zwischen den Abzweigstellen nach den Überstromrelais, passende Impedanzen eingeschaltet sind.

5. Überstromschutzanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuleitungen zu den Überstromrelais passende einstellbare Widerstände zwecks Abgleichung der Stromverteilung eingeschaltet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.