DE498675C

DE498675C - Vorrichtung zur Pruefung der durch Erdschlussspulen erzielten Kompensation des Erdschlussstromes

Info

Publication number: DE498675C
Application number: DEA53583D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Piloty
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1928-03-18
Filing date: 1928-03-18
Publication date: 1930-05-31

Description

Zum Schutz gegen Erdschluß pflegt man den Nullpunkt von Hochspannungsnetzen über Induktivitäten zu erden, die so bemessen sind, daß bei Erdschluß der in ihnen unter Einfluß der Phasenspannung fließende Strom gleich dem Ladestrom des Netzes ist, so daß, da beide Ströme entgegengesetzt gerichtet sind, der resultierende Strom Null wird. Nun läßt sich mit bekannten Mitteln nur im Erdschlußfalle selbst feststellen, ob die Induktivität richtig eingestellt ist, die zudem häufig, der veränderten Netzkapazität bei Zu- oder Abschaltungen folgend, geändert werden muß. Es ist natürlich sehr unbequem, wenn man zur Feststellung der erzielten Kompensation auf das Auftreten eines Erdschlusses warten oder gar einen solchen künstlich herbeiführen muß.

Es sind bereits Einrichtungen vorge-

ao schlagen worden, mittels derer es auch im erdschlußfreien Zustand möglich ist, zu erkennen, ob richtige Kompensation vorhanden ist oder nicht. Diese Vorrichtungen reichen aber nicht für alle Fälle aus.

as Gemäß der Erfindung wird eine Verbesserung dadurch erzielt, daß Einrichtungen vorgesehen sind, welche es gestatten, den Kompensationsgrad, d.h. das Verhältnis des im Erdschlußfalle auftretenden Spulenstromes zum Erdschlußstrom, genau zu messen. Als Meßinstrumente sollen hierbei insbesondere solche verwendet werden, deren Ausschlag nahezu dem Kompensationsgrad proportional sind.

Ferner haben die Einrichtungen gemäß der Erfindung noch die Eigenschaft, daß die Messung auch dann zu einem brauchbaren Ergebnis führt, wenn nicht nur eine einzige Erdschlußspule vorhanden ist, sondern wenn ein Teil der Erdschlußspulen sich in einer anderen Station befindet.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Abb. ι sind α Wicklungen eines mit einer Erdschlußspule b versehenen Transformators. In die Erdverbindung der Erdschlußspule ist direkt oder transformatorisch der Wechselstromgenerator c eingeschaltet, welcher von einem regelbaren Antriebsmotor, beispielsweise von einem Gleichstrommotor d, angetrieben wird. Außerdem liegt in dieser Verbindung die Stromspule des cos φ Zeigers e, dessen Spannungsspule von der Spannung des Generators c erregt wird. Außerdem ist noch ein Frequenz- oder Drehzahlmesser f angeordnet, der die Frequenz des in der Maschine c erzeugten Wechselstromes mißt.

Wird die Drehzahl des Hilfsaggregates C₁ d auf einen solchen Wert eingestellt, daß der

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

Dr. Hans Pilot/ in Berlin-Wilmersdorf.

Zeiger des Instrumentes e einen Leistungsfaktor cos φ = ι anzeigt, dann ist die in der Maschine c erzeugte Frequenz gleich der Eigenschwingungszahl des aus der Induktivität der Erdschlußspule und der Kapazität des Netzes gebildeten Schwingungskreises. Da diese Frequenz der Wurzel aus dem Kompensationsgrad umgekehrt proportional ist, so zeigt der Frequenzmesser f bei geeigneter ίο Skala direkt den Kompensationsgrad an. Die Einstellung der Drehzahl ist außerordentlich empfindlich, wie man aus Abb. 2, die die Beziehungen zwischen cos φ und dem Kompensationsgrad k darstellt, deutlich erkennt. Die richtige Drehzahl der Maschine c kann von Hand eingestellt werden. Man kann aber auch die Drehzahl automatisch durch den cos φ Zeiger steuern lassen. Es ist bemerkenswert, daß die geschilderte Mesao sung auch dann zu einem richtigen Ergebnis führt, wenn die Spulenleistung in mehrere Stationen unterteilt ist. Auch in diesem Falle ist nämlich der vom Instrument e angezeigte Leistungsfaktor = 1, wenn die Maschine c Eigenfrequenz liefert. An Stelle des cos φ Zeigers e läßt sich auch ein Amperemeter, dessen Ausschlag zu einem Maximum gemacht werden muß, oder ein Blindwattmeter, . dessen Ausschlag zum Verschwinden gebracht werden muß, verwenden. Man kann auch eine Hilfsspannungsquelle von konstanter, insbesondere von Netzfrequenz, verwenden. Eine derartige Einrichtung ist in Abb. 3 dargestellt.
b ist die Erdschlußspule in derjenigen Station, in welcher die Meßeinrichtung gemäß der Erfindung aufgestellt ist. b_t stellt die Gesamtheit aller übrigen mit der Spule b parallel geschalteten und in anderen Stationen ψο aufgestellten Erdschlußspulen dar. Bei g ist die Kapazität des Netzes angedeutet, c ist wiederum eine Hüfsspannungsspule., welche beispielsweise aus einem Generator besteht. Im Gegensatz zu der Ausführungsform in Abb. ι ist diese Hilfsspannungsquelle aber nicht in Reihe, sondern parallel zur Spule b und damit auch zu den übrigen Spulen J)₁ und zu der Kapazität g- geschaltet. Um die Parallelschaltung herbeizuführen, kann entweder ein besonderer Transformator h verwendet werden, ader es kann auch die Spule b als die eine Spule dieses Transformators verwendet werden. Strom und Spannung der Hilfsspannungsquelle c werden der Strom- bzw. Spannungsspule eines Meßinstrumentes i zugeführt, welches entweder die Blindkomponente der aus diesen beiden Größen gebildeten Impedanz oder besser die Blindkomponente der aus diesen beiden Größen gebildeten Admittanz in an sich bekannter Weise mißt. Die letztere Blindkomponente (der Blindleitwert der ganzen aus der Kapazität g und den Drosseln b und b_t gebildeten Einrichtungen) verschwindet nämlich, wenn der Kompensationsgrad = 1 ist, und liefert, falls dies nicht der Fall ist, ein direktes Maß für die noch anzuschließende bzw. abzuschaltende Spulenleistung. Das Instrument, das denBlindleitwert mißt, kann z.B. nach der Kreuzspulentype ausgebildet werden und besteht dann in bekannter Weise aus zwei beweglichen und einer festen Spule. Die eine bewegliche Spule c wird vom Strom des Hilfsgenerators c durchflossen, die zweite bewegliche Spule p liegt in Reihe mit der festen Spule r und einer eine 90⁰ Verschiebung vornehmenden Widerstandskompeinsation q an den Klemmen der Maschine c. Der Ausschlag dieses Instrumentes ist dem ;Blindleitwert

2_

SUl φ.

Zweckmäßig ist es, daß die Meßeinrichtung beim Auftreten eines Erdschlusses in irgendeiner bekannten Art vor der nun erscheinenden Spannung bewahrt wird. Beispielsweise kann man Hilfsspannungsquelle und Meßinstrumente durch den Selbstschalter« abschalten, welcher vom Ansprechen eines an die Nullpunktspannung angeschlossenen, nicht gezeichneten Überspannungsrelais gesteuert wird. ...

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Prüfung der durch Erdschlußspulen erzielten Kompensation des Erdschlußstromes, dadurch gekennzeichnet, daß Meßinstruments vorgesehen sind, die den Kompensationsgrad,. d. h. das Verhältnis des im Erdschlußfalle auftretenden Spulenstromes zum Erdschlußstrom anzeigen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. daß in Reihe mit der Erdschlußspule eine Hilfsspannungsquelle veränderlicher und.regelbarer Frequenz liegt und Meßeinrichtungen zur Messung dieser Frequenz und ein Leistungsfaktormesser vorgesehen sind, dessen Stromspule ebenfalls in Reihe mit der Erdschlußspule liegt und dessen Spannungsspule von der Hilfsspannung erregt ist. . "" ^: ...

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, ng dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsfaktormesser auf einen Regler einwirkt, der die Frequenz der Hilfsspannung automatisch derart verändert, daß der Leistungsfaktormesser' einen Leistungsfaktor cos φ = 1 anzeigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, da-

durch gekennzeichnet, daß der Erdschlußspulenkreis durch eine HilfsSpannung von Netzfrequenz erregt wird und ein an sich bekanntes Blind-Siemens-Meter vorgesehen ist, welches die Blindkomponente der Admittanz des so gebildeten Kreises mißt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung des Erdschlußkreises über einen besonderen Transformator von einer Hilfsstromquelle aus erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung des Erdschlußkreises über eine auf einer der Erdschlußspulen aufgebrachte Hilfswicklung erfolgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Meßinstrument und Hilfsspannungsquelle durch einen Selbstschalter im Falle des Auftretens eines Erdschlusses abgetrennt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Selbstschalter von einem Überspannungsrelais, dessen Spule von der Nullpunktspannung erregt wird, gesteuert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen