DE499663C

DE499663C - Procedure for protecting low-voltage lines against currents of at least two different frequencies

Info

Publication number: DE499663C
Application number: DES71322D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Dr-Ing E H R Ruedenberg
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1925-08-30
Filing date: 1925-08-30
Publication date: 1930-06-13

Description

Zum Schütze von Schwachstromleitungen gegen Störungen durch benachbarte Starkstromanlagen hat man bereits geerdete Schutzleitungen verwendet, welchen ein den Störungen entgegenwirkender Strom zwangläufig aufgedrückt wird. Auch hat man bereits vorgeschlagen, Mittel vorzusehen, um die Phase und Größe des Schutzstromes zu regeln. Trotzdem läßt sich in manchen Fällen eine ausreichende Schutzwirkung nicht erzielen. Es hat sich gezeigt, daß der mangelhafte Schutz darauf zurückzuführen ist, daß man mit Hilfe der bekannten Einrichtungen nur für eine Frequenz eine Kompensation herbeiführen kann, während mit der gleichen Einrichtung dies für eine weitere Störfrequenz nicht gelingt. Aus theoretischen Arbeiten hätte man entnehmen können, daß die Phase der Störungen stark frequenzab-To protect low-voltage lines against interference from neighboring high-voltage systems earthed protective lines have already been used, which inevitably have a current counteracting the interference is pressed. It has also already been proposed to provide means to adjust the phase and size of the protective current rules. Nevertheless, in some cases, an adequate protective effect cannot be achieved. It has been shown that the inadequate protection is due to the fact that one with the help of the known facilities can only compensate for one frequency while using the same Setup does not succeed for a further interference frequency. From theoretical work one could have deduced that the phase of the disturbance is strongly

ao hängig ist. Trotzdem hat man diese Arbeiten bisher in dieser Hinsicht nicht beachtet.ao is pending. Nevertheless, this work has so far not been taken into account in this regard.

Gemäß der Erfindung wurden zum Schütze von Schwachstromleitungen gegen Störströme mindestens zweier voneinander abweichender Frequenzen einem oder mehreren Schutzleitern von der Störungsquelle abhängige und für jede Störfrequenz in ihrer Größe und Phase voneinander unabhängig einstellbare Spannungen aufgedrückt. Dadurch wird im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen die Kompensation jeder Störungsfrequenz möglich.According to the invention were used to protect low-voltage lines against interference currents at least two different frequencies one or more protective conductors dependent on the source of interference and voltages that can be set independently of one another in terms of size and phase are applied for each interference frequency. Through this In contrast to the known devices, it is possible to compensate for any interference frequency.

Die Einstellung der Größe der Spannung kann durch Widerstandsanzapfung oder Veränderung des Übersetzungsverhältnisses von Transformatoren geregelt werden. Die Phase der Spannung kann durch besondere Schaltungen, gegebenenfalls auch durch Kombination von Ohmschen Widerständen, Induktivitäten und Kapazitäten und durch Verändern der in diesen Schaltungen verwandten Widerstände, Indutivitäten und Kapazitäten eingestellt werden.The setting of the size of the voltage can be done by tapping the resistor or changing it the transformation ratio of transformers can be regulated. The phase of the voltage can be determined by special circuits, possibly also through a combination of ohmic resistances and inductances and capacitances and by changing the resistances, inductivities and capacitances used in these circuits can be set.

Bei ι km Abstand zwischen einem Schwachstromkabel und der störenden Leitung ergibt sich rechnerisch bei 50 Perioden eine Phasenverschiebung zwischen Störspannung im Kabel und dem störenden Strom von 6y° (Nacheilung), bei 150 Perioden ergibt sich unter gleichen Bedingungen eine Nacheilung von 95 °. Man kann auch für jede Störfrequenz einen besonderen Schutzleiter verlegen und ihm die notwendige Spannung aufdrücken. Unter Umständen ist es auch zweckmäßig, isolierte Schutzleiter zu verwenden, weil dann die elektrischen Verhältnisse von Witterungseinflüssen unabhängig sind. Unter Umständen kann auchWith a distance of ι km between a low-voltage cable and the interfering line, arithmetically there is a phase shift between interference voltage in the cable and the interfering current of 6y ° (lag) at 50 periods, at 150 periods there is a lag of 95 ° under the same conditions. You can also lay a special protective conductor for each interference frequency and apply the necessary voltage to it. Under certain circumstances it is also advisable to use insulated protective conductors, because then the electrical conditions are independent of the weather. Under certain circumstances can also

* Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden: * The patent seeker stated as the inventor:

Dr,-Ing. Dr.-Ing. e.h. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Grunewald,Dr, -Ing. Dr.-Ing. e.h. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Grunewald,

die Verlegung einer besonderen Erdrückleitung vorteilhaft sein.the laying of a special earth return line may be advantageous.

Die Fig-, ι und 2 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei welchen der Übersichtlichkeit halber nur Einrichtungen zur Kompensation einer einzigen Störfrequenz gezeichnet sind. Bei den in diesen Figuren dargestellten Einrichtungen müssen also noch weitere, ähnlich ausgebildete Einto richtungen zur Kompensation der übrigem Störfrequenz verwendet werden.The Fig-, ι and 2 show embodiments of the invention, in which, for the sake of clarity, only devices for compensating for a single interference frequency are drawn. In the facilities shown in these figures, therefore, further, similarly designed Einto directions are used to compensate for the rest of the interference frequency.

In der Fig. 1 ist mit 1 'eine Drehstrom,-leitung bezeichnet, deren Nullpunkt geerdet ist. 2 sind die gestörten Schwachstromleitungen, 3 ist der Schutzleiter, durch welchen in erster Linie die bei Drehstromleitungen mit geerdetem Nullpunkt auftretenden dritten Oberschwingungen (150 Perioden/sdk.) unschädlich gemacihit werden sollen. Das eine Ende der Schutzleitung 3 ist geerdet, zwischen dem andern Ende der Leitung und der Erdung ist die Sekundärwicklung des Transformators 4 eingeschaltet. Der Primärwicklung des Transformators 4 wird eine ²ü Spannung zugeführt, die den Störströmen proportional ist und deren Phase eingestellt werden kann. Diese Spannung wird von der Widerstandskombination 5 abgeleitet. Die Widerstandskombination 5 ist zwischen Erde 3" und dem Nullpunkt der Drehstromleitung eingeschaltet und wird von den in erster Linie störenden Strömen dreifacher Frequenz durchflossen. Die Phase der Spannung ist durch Veränderung der Widerstände einstellbar. Die Größe der der Schutzschleife aufgedrückten Spannung kann z. B. durch Veränderung der Windungszahl der Sekundärspule des Transformators 4 eingestellt werden. Zur Erzeugung der Kompensationsspannung sind auch beliebige andere Schaltungen, z. B. Brückenschaltungen vor allem mit Ohmschen Widerstand, Induktivität unid Kapazität, geeignet. Durch Veränderung der Induktivitäten bzw. Verwendung von Kapazitäten an +5 Stelle von Induktivitäten kann man die Phase der Kompensationsspannung in weiten Grenzen verändern.In FIG. 1 , 1 'denotes a three-phase current line, the zero point of which is grounded. 2 are the disturbed low-voltage lines, 3 is the protective conductor, through which the third harmonics (150 periods / sdk.) That occur in three-phase lines with a grounded zero point are primarily intended to be harmless. One end of the protective line 3 is grounded, and the secondary winding of the transformer 4 is connected between the other end of the line and the ground. The primary winding of the transformer 4 is supplied with a ² ü voltage which is proportional to the interference currents and whose phase can be adjusted. This voltage is derived from the resistor combination 5. The resistor combination 5 is connected between earth 3 "and the zero point of the three-phase line and is flowed through by the primarily disturbing currents of three times the frequency. The phase of the voltage can be adjusted by changing the resistors. by changing the number of turns of the secondary coil of the transformer 4. Any other circuits, e.g. bridge circuits, especially with ohmic resistance, inductance and capacitance, are suitable for generating the compensation voltage The phase of the compensation voltage can be changed within wide limits.

Durch die Einführung einer vom Störstrom abhängigen Spannung in die Schutz-S* schleife kann man in dem Schutzleiter auch einen Strom erzeugen, der größer ist als der zur Kompensation notwendige Strom. In diesem Falle kann man den Schutzbereich der Schutzschleife fast beliebig erweitern und ist nicht genötigt, den Schutzleiter in die unmittelbare Nähe der gestörten Leitung zu verlegen.By introducing a voltage dependent on the interference current into the protective S * loop you can also generate a current in the protective conductor that is greater than that current required for compensation. In this case, the protection area of the protective loop can be extended almost at will and it is not necessary to put the protective conductor in the immediate vicinity of the disturbed line embarrassed.

Man kann auch in der gestörten LeitungYou can also get on the disturbed line

selbst eine Spannung induzieren, die der Störspannung entgegenwirkt. Eine solche Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. 6 ist eine Drehstromleitung mit geerdetem Nullpunkt, 7 sind die gestörten Schwachstromleitungen. 8 ist ein Transformator, der nach Art eines Einleiterstromwandlers hergestellt ist. 9 ist ein Eisenring, 10 eine um den Eisenring gelegte Windung, welche die Primärwicklung des Transformators darstellt. Dieser Primärwicklung wird eine vom Störstrom abgeleitete Spannung zugeführt, die mit Hilfe der Widerstandskombination 13 in ihrer Phase und Größe einstellbar gemacht werden kann. Der Transformator 8 wird zweckmäßig symmetrisch zu den Leitungsenden angeordnet, oder es werden mehrere Transformatoren gleichmäßig über die Leitung verteilt. Zur Kompensation mehrerer Störfrequenzen kann man mehrere Transformatoren in die Schwachstromleitung einfügen und sie mit den Störfrequenzen speisen. An Stelle eines Transformators kann auch ein längs eines Teiles der Leitung verlegter Leiter treten, wenn man z. B. diesen Leiter mit der gestörten Leitung in einen Eisenmantel einschließt (Kabelmantel).induce a voltage that counteracts the interference voltage. Such The arrangement is shown in FIG. 6 is a three-phase line with a grounded neutral point, 7 are the disturbed low-voltage lines. 8 is a transformer made in the manner of a single-line current converter is. 9 is an iron ring, 10 is a winding placed around the iron ring, which is the primary winding of the transformer. This primary winding becomes one of the interference current derived voltage, which with the help of the resistor combination 13 in their phase and size can be made adjustable. The transformer 8 is expediently symmetrical to the line ends arranged, or several transformers are evenly distributed over the line. To compensate for several Interference frequencies can be inserted into the low-voltage line by several transformers and feed them with the interference frequencies. Instead of a transformer, one can also run along part of the line step misplaced ladder if you z. B. this conductor with the disturbed line in one Includes iron sheath (cable sheath).

In Fig. 3 ist ein Ausifährungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei welchem Konipensationseinrichtungen für zwei Frequenzen dargestellt sind. Das in Fig. 3 dargestellte Beispiel entspricht im wesentlichen dem nach Fig. i. Die mit der Fig. 1 übereinstimmenden Teile tragen die gleichen Zahlen. Mit Hilfe des Transformators 4 wird dem Schutzleiter 3 eine der tiefsten Störfrequenz, beispielsweise der dritten Harmonischen, entsprechende Schutzspannung aufgedrückt. Um dem Schutzleiter 3. auch eine in ihrer Größe und Phase einstellbare Schutzspannung für eine weitere Störfrequenz, z. B. die fünfte Harmonische, aufzudrücken, ist ein weiterer, zweckmäßig zwecks Einstellung der Größe dieser Spannung anzapfbarer Transformator 14 vorgesehen, der mit seiner Primärseite unter Zwischenschaltung des Kondensators 15 an den in der Widerstandskombination liegen- ujs den Ohmschen Widerstand abgeschaltet ist. Dieser Widerstand kann ebenfalls anzapfbar sein. Mit Hilfe des Kondensators 15 sowie des veränderlichen Transformators 14 und des eben erwähnten Ohmschen Widerstandes kann die Schutzspannung in ihrer Größe und Phase eingestellt werden.In Fig. 3 is an Ausifahrbeispiel the Invention shown in which Konipensationseinrichtungen for two frequencies are shown. The example shown in Fig. 3 corresponds essentially to that after Fig. I. The parts that correspond to FIG. 1 have the same numbers. With With the help of the transformer 4, the protective conductor 3 has one of the lowest interference frequencies, for example of the third harmonic, corresponding protection voltage is applied. Around the protective conductor 3. also a protective voltage adjustable in size and phase for another interference frequency, e.g. B. to push the fifth harmonic, is another, appropriately for the purpose of adjusting the size of this voltage tapped transformer 14 is provided, the primary side of which with the interposition of the capacitor 15 at the ujs in the resistance combination the ohmic resistance is switched off. This resistance can also be tapped be. With the help of the capacitor 15 and the variable transformer 14 and of the ohmic resistance just mentioned, the protective voltage can vary in size and Phase can be set.

Unter Umständen kann es auch notwendig sein, mit Hilfe von Sperrkreisen zu verhindern, daß sich die zur Kompensation der einzelnen Störspannungen dienenden Mittel gegenseitig beeinflussen.Under certain circumstances it may also be necessary to use blocking circles to prevent that the means used to compensate for the individual interference voltages affect each other.

Claims

Claims;

i. Procedure for protecting low-voltage lines against currents of at least two different fre-

sequences using one or more protective conductors, characterized in that that the protective conductor or conductors depends on the source of the interference and for each interference frequency in its size and phase independently adjustable voltages can be applied.

2. The method according to claim i, characterized characterized in that a special protective conductor is used for each interference frequency.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the in one Protective conductor flowing current is set so that it is greater than for compensation the interference is necessary in the immediate vicinity of the protective line.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the disturbed Line itself in a manner known per se, the interference voltages counteracting voltages are pressed.

1 sheet of drawings