DE469562C

DE469562C - Device for splitting networks into ground fault-independent parts

Info

Publication number: DE469562C
Application number: DEA46594D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1925-12-15
Filing date: 1925-12-16
Publication date: 1928-12-15

Description

Einrichtung zur Zerlegung von Netzen in erdschlußunabhängige Teile In Netzen mit hohem Erdschlußstrom werden zum Zweck der Begrenzung des Erdschlußstromes Transformatoren mit dem Übersetzungsverhältnis i : i eingebaut, die das Netz in Bezirke aufteilen, die hinsichtlich der Erdschlußstrombildung und hinsichtlich der Verlagerung der Spannungen im Erdschlußfall unabhängig voneinander sind. Die Trenntransformatoren haben den Nachteil hoher Anschaffungskosten und hoher dauernder Verluste.Device for dividing networks into ground fault-independent parts In networks with a high earth fault current, the purpose of limiting the earth fault current Transformers with the transformation ratio i: i installed, which the network in Divide districts with regard to earth fault current formation and with regard to Shifting of the voltages in the event of an earth fault are independent of one another. The isolation transformers have the disadvantage of high acquisition costs and high permanent losses.

Nach der Erfindung wird das gleiche Ziel der Netztrennung hinsichtlich der Erdschlußfolgen durch geeignete magnetische Verkettung der einzelnen Phasen erreicht.According to the invention, the same goal is achieved in terms of network separation the consequences of earth faults through suitable magnetic linking of the individual phases achieved.

Die einfachste unmittelbare Verkettung gibt Abb. i wieder. Die drei Phasen des als Beispiel gewählten- Dreiphasensystems werden durch die Spulen i, 2, 3. verkettet. Im ungestörten Betrieb ist die arithmetische Summe der Augenblickswerte oder die geometrische Summe der Effektivwerte gleich Null. Dementsprechend ist die Summe der magnetomotorischen Kräfte gleich Null, und die Verkettungseinrichtung, für die der Name Erdschlußtrennspule gewählt werden mag, bedingt nur Spannungsverluste, die der Streuung und dem Ohmschen Widerstand entsprechen. - Das gleiche gilt auch für Kurzschlüsse zwischen Phase und Phase.The simplest direct linkage is shown in Fig. I. The three Phases of the three-phase system chosen as an example are represented by the coils i, 2, 3rd chained. In undisturbed operation is the arithmetic sum of the instantaneous values or the geometric sum of the rms values is zero. Accordingly, the Sum of magnetomotive forces equal to zero, and the interlinking device, for which the name earth fault isolating coil can be chosen, only causes voltage losses, which correspond to the scatter and the ohmic resistance. - The same is also true for short circuits between phase and phase.

Im Fall des Erdschlusses ist jedoch die Summe der Ströme von Null verschieden. Die infolgedessen vorhandene magnetomotorische Kraft entwickelt einen F1uB, welcher finit allen Phasen verkettet ist und welcher in allen Phasen elektromotorische Kräfte gleicher Richtung und Größe induziert.In the event of an earth fault, however, the sum of the currents is zero different. The resulting magnetomotive force develops one F1uB, which is finitely linked to all phases and which is electromotive in all phases Forces of the same direction and magnitude induced.

Zwischen dem erdgeschlossenen und dem erdschlußfreien, durch die Trennspulen getrennten Netzteil entsteht ein im wesentlichen mit der EMK der erdgeschlossenen Phase richtungsgleicher Unterschied d, d, d in Abb. z. Bei genügender Reaktanz der Erdschlußtrennspule erreicht dieser Unterschied annähernd die Höhe der EMK der erdgeschlossenen Phase, so daß im erdschlußfreien .Netzteil - abgesehen von einer kleinen Verlagerung - die gleichen Spannungsverhältnisse herrschen wie im ungestörten Betrieb. A difference d, d, d in the same direction as the EMF of the earthed phase in Fig. With sufficient reactance of the ground fault isolating coil, this difference reaches approximately the level of the EMF of the grounded phase, so that in the ground fault-free power supply - apart from a small shift - the same voltage conditions prevail as in normal operation.

Die Reaktanz der Erdschlußtrennspule, welche definiert ist durch den scheinbaren Widerstand, den man erhält, wenn die zu den verschiedenen Phasen gehörigen Klemmen der einen Seite untereinander verbunden werden, und ebenso die Klemmen der anderen Seite, muß dabei groß sein gegenüber der Reaktanz einer Erdschlußspule, die den Erdschfußstrom eines Abschnittes kompensieren würde, wenn er vom übrigen Netz abgetrennt wäre. Die den Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung unterscheidet sich somit von einer bekannten Anordnung, gemäß welcher in gleicher Weise geschaltete Drosselspulen so bemessen werden, daß durch sie der Erdschlußstrom vollständig oder mindestens so weit kompensiert wird, daß der noch zustande kommende Erdschlußstrom zur Bildung eines Dauerlichtbogens nicht ausreicht, sowohl durch den Zweck als durch die Bemessung.The reactance of the ground fault isolating coil, which is defined by the apparent resistance obtained when they belong to the different phases Terminals of one side are connected to one another, and likewise the terminals of the other side, must be large compared to the reactance of a ground fault coil, which would compensate the Erdschfußstrom one section if it were from the rest Network would be disconnected. The device forming the subject of the invention is different thus differs from a known arrangement according to which switched in the same way Reactors are dimensioned so that the earth fault current through them completely or It is compensated at least to the extent that the earth fault current that still occurs is not sufficient to form a permanent arc, both through the purpose than through the design.

Werden im Zuge einer Leitung mehrere derartiger Trennspulen angeordnet, so kann die Bildung des Spannungsunterschiedes in willkürlichem Verhältnis auf die Spulen verteilt werden. Hierdurch ergeben sich Vorteile hinsichtlich des selektiven Erdschlußüberstromschutzes.If several such isolating coils are arranged in the course of a line, thus the formation of the difference in tension can have an arbitrary relationship to the Coils are distributed. This results in advantages with regard to the selective Earth fault overcurrent protection.

Die magnetische Verkettung der Erdschlußtrennspule wird durch Verwendung eines gemeinsamen Eisenkernes verbessert. Durch Wahl der Sättigung oder durch Anordnung von Luftspalten im Eisenkern läßt sich die Reaktanz beliebig einstellen. Die Eisensättigung kann so gewählt werden, daß wesentliche Überschreitungen der ordnungsgemäßen Spannung an -der Spule verhindert werden. Eine weitere Möglichkeit der Regelung der Eigenschaften der Spule bietet die Anordnung einer Sekundärwicklung s (Abb. 3), die auf Widerstände z beliebiger Natur geschaltet wird.The magnetic concatenation of the ground fault isolating coil is achieved by using of a common iron core. By choice of saturation or by arrangement The reactance can be adjusted as required by air gaps in the iron core. The iron saturation can be chosen so that the proper voltage is significantly exceeded on the coil can be prevented. Another way of regulating the properties the coil provides the arrangement of a secondary winding s (Fig. 3), which is based on resistors z of any nature is switched.

Außer der als Ausführungsbeispiel gebrachten unmittelbaren Verkettung bestehen zahlreiche Möglichkeiten der mittelbaren Verkettung. In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. ¢ erfolgt die Verkettung über Transformatoren weg. Die Primärseiten a dieser Transformatoren liegen im Zuge der Phasen, die Sekundärseiten b sind elektrisch verkettet und beiderseitig in Stern geschaltet. Umständlicher ist eine Verkettung, bei welcher die Sekundärseiten nach Art der Abb. i magnetisch verkettet werden. Bei ihrer Anwendung werden die Sekundärwicklungen nicht wie in Abb. q. in Stern geschaltet, `sondern jede für sich über eine von drei Wicklungen geschlossen, welche sich ihrerseits gemäß Abb. i auf einem besonderen Eisenkern befinden.Except for the direct concatenation brought as an exemplary embodiment there are numerous possibilities for indirect chaining. In the embodiment According to Fig. ¢, the chaining is done via transformers. The primary sides a these transformers are in the course of the phases, the secondary sides b are electrical Chained and star-connected on both sides. A chain is more cumbersome, in which the secondary pages are magnetically linked as shown in Fig. i. When used, the secondary windings are not as shown in Fig. Q. in star switched, `but each closed by one of three windings, which are in turn on a special iron core according to Fig. i.

Das Ausführungsbeispiel nach Abb. q. kann Phase für Phase getrennte Eisenkerne oder einen mehrschenkligen gemeinsamen Eisenkern mit freiem magnetischen Rückschluß erhalten.The embodiment according to Fig. Q. can be phase by phase separate Iron cores or a multi-legged common iron core with free magnetic Inference received.

Die Erdschlußtrennspule ermöglicht es, einen Stromerzeugungs- oder -verbrauchspunkt, beispielsweise einen Transformator oder eine Transformatorenstation, in der Art von dem Netze oder von den Leitungen abzutrennen, daß Erdschlüsse im Netz oder auf den Leitungen nicht auf den durch die Trennspule abgetrennten Bereich übergreifen; es wird dies dadurch ermöglicht, daß der natürliche oder künstliche Nullpunkt des abgetrennten Bereiches über einen Widerstand beliebiger Art oder unmittelbar mit Erde verbunden wird. _ Die Verkettungseinrichtung läßt sich zur Regelung der Spannung heranziehen, wie es das Ausführungsbeispiel Abb.5 andeutet, wenn z. B. regelbare elektromotorische Kräfte mit Hilfe der Transformatoren f, g, h in die Verkettungswicklungen b, b, b eingeführt werden.The ground fault isolating coil makes it possible to separate a power generation or consumption point, for example a transformer or a transformer station, from the network or from the lines in such a way that ground faults in the network or on the lines do not encroach on the area separated by the isolating coil; this is made possible by the fact that the natural or artificial zero point of the separated area is connected directly to earth via a resistor of any kind or directly. _ The interlinking device can be used to regulate the voltage, as indicated in the embodiment example Fig.5, if z. B. controllable electromotive forces can be introduced into the concatenation windings b, b, b with the help of the transformers f, g, h.

Weiterhin lassen sich z. B. nach Abb. 5 und 6 elektromotorische Kräfte gleicher Größe und Richtung in jeder Phase, beispielsweise mittels des Transformators k, einführen. Zwischen den Spannungen der durch die Verkettungseinrichtung getrennten Netzteile läßt sich auf diese Weise jeder beliebige Unterschied schaffen. Vorhandene, z. B. durch ka= pazitive Unsymmetrien bedingte Spannungsunterschiede können andererseits hierdurch ausgeglichen werden.Furthermore, z. B. according to Fig. 5 and 6 electromotive forces same size and direction in each phase, for example by means of the transformer k, introduce. Between the voltages of the separated by the interlinking device Power supplies can be used in this way to create any difference. Existing, z. B. on the other hand, voltage differences caused by ka = pacitive asymmetries be compensated by this.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Device for splitting networks into earth fault-independent ones Parts, characterized in that the n phases of an n-phase system in itself are known to be directly or indirectly magnetically linked to one another, such that in the case where the arithmetic sum of the instantaneous values or the geometric sum of the rms values of the currents in the n phases around one in relation to the earth fault current deviates small amount from zero in the n phases electromotive forces of the same or approximately the same size and direction of the order of magnitude of the phase voltage.

2. Device according to claim i, characterized in that in the n phases of the device used for concatenation electromotive forces of the same or different directions are introduced.