DE500795C - Einrichtung zur UEberwachung paralleler Stromkreise mittels Differenz-Relais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schutzeinrichtungen für elektrische Anlagen, insbesondere für solche, die von einer Mehrzahl paralleler Stromkreise gespeist werden. Es ist Aufgabe der Erfindung, auf eine besondere Weise eine Mehrzahl von Speiseleitungen z-u überwachen, um die gestörte Leitung selek-.. -iiv abzuschalten. Es ist weiterhin Gegenstand der Erfindung, einen verbesserten Erdschlußschutz für solche Anlagen anzugeben, die mit geerdetem Nullpunkt an den Enden einer Mehrzahl parallel arbeitender Leitungen mit verschiedenen Impedanzen versehen sind.

^- In beiliegender Zeichnung ist ein Ausfühnmgsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einfachste Ausführung stellt Abb. 1 dar, in der eine Mehrzahl von Leitungen 3, 4, 5 mit einer Stromquelle 6 über Schalter 7, 8, α. verbunden sind. Diese Schalter werden durch eine Auslösespule 10 geöffnet. Um die Stromkreise 3,4, 5 selektiv abschalten zu können, wird für jeden Stromkreis je ein Relais 13, 14, 15 vorgesehen. Die Relais sind nach dem Differentialprinzip aufgebaut und besitzen zwei Spulen 11 und 12. Die eine Spule 11 der Relais wird proportional dem Strom, der in der entsprechenden Leitung fließt, über den Stromwandler ιό erregt. Die Wicklung 12 wird proportional dem Mittelwert der Ströme in den Leitungen 3, 4, 5 erregt, wobei unter Mittelwert die vektorielle Summe der im Betrieb befindlichen Speiseleitungen, geteilt durch die Zahl dieser Leitungen zu verstehen ist. Zu diesem Zweck sind die Stromtransformatoren und die Wicklungen 12 parallel geschaltet. Die Leitung 17 verbindet die Zwi.schenpunkte der beiden Wicklungen 11 und 12 mit der Leitung 18, und die Leitung 19 verbindet die Endpunkte der Stromtransformatoren mit den Endpunkten der Wickhingen 12. Es sind ferner Schalter 20 vorgesehen, die dieLeitung 17 dann unterbrechen, wenn eine der Speiseleitungen 3, 4, 5 durch einen der Schalter 7, 8, 9 unterbrochen ist. Die DifTerentialrelais 13, 14, 15 sind derart aufgebaut, daß sie erst dann arbeiten, wenn ein bestimmtes Verhältnis der Ströme in ihren Wicklungen überschritten wird. Hierbei soll die Wicklung 12 mehr Windungen haben, als die andere.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: W^enn die Ströme in den Speiseleitungen 3, 4, 5 gleich und in Phase sind, so werden die Wicklungen 11 der Relais 13, 14, 15 durch Ströme gleicher Größe erregt. Die Wicklungen 12 werden ebenfalls durch gleiche Ströme erregt, da ja die Verbindungspunkte der beiden Wicklungen durch die Leitungen

iy und i8 miteinander verbunden sind. Die Wicklung 12 hat jedoch mehr Windungen und hält den beweglichen Kontakt des Relais in der offenen (dargestellten) Lage. Wenn nun ein Fehler, der ein Erd- oder Kurzschluß sein kann, in. irgendeiner der Speiseleitungeii vorkommt, wie an der Stelle X in der Speiseleitung 3 dargestellt ist, so werden die Ströme in den Leitungen 3,4, 5 ungleich, und die Punkte zwischen den beiden Wicklungen der Rel-ais, an welche die Leitungen 17 angeschlossen sind, besitzen nicht mehr das gleiche Potential. Es fließt also ein Strom in den Leitungen 17, 18 und 19. Der Strom in der Wichlung 12 und das Relais 13 wirkt dahin, den Stromkreis der Spule 10 zu erregen und dadurch den Schalter 7 zu öffnen. Wenn der Schalter geöffnet ist, ist das eine Relais 13 der gestörten Leitung durch den Schalter 20 abgeschaltet, und es sind nur noch die Relais 14 und 15 in Betrieb, wobei die Speiseleitungen 4 und 5 noch ungestört arbeiten können. In vorliegendem Fall sind die Ströme in den entsprechenden Leitungen in Phase und die arithmetische und vektorielle Summe ist also gleich. Falls die Belastung der Speiseleitungen sich ändert, so wird die Wicklung 12 immer noch im Verhältnis zu dem Mittei-" wert der Ströme in der entsprechenden Speiseleitung erregt.

In Abb. 2 ist eine Mehrzahl von Speiseleitungen 30, 40, 50, die jede aus einem dreiphasigen Speisenetz bestehen, dargestellt. Sie werden von den Sammelschienen 60 über Schalter 70, 80, 90 gespeist. Die Schalter werden durch die Auslösespulen 10 und die Relais 13, 14, 15 ausgelöst. Jede Leitung besitzt einen Stromtransformator 160. Die Sekundärseiten der drei Stromtransformatoren sind parallel geschaltet, die vektorielle Summe ihrer Ströme ist Null. Nur wenn ein Erdschluß auftritt, weicht diese Summe von Null ab. EiS sei angenommen, daß die Speiseleitungen 30, 40, 50 einen geerdeten NuIlpunkt besitzen. Die parallel geschalteten Stromtransformatoren können sekundärseitig durch die Relais· 13, 14, 15 auf dieselbe Weise verbunden werden, wie in Abb. 1 bereits dargestellt. LTm jedoch Spezialstromtransformatoren bei jeder der Speiseleitungen zu vermeiden, wird noch ein weiterer (Auto) Transformator 21 vorgesehen, der die Unterschiede ausgleicht, die aus den verschiedenen Charakteristiken der einzelnen Transformatoren herrühren. Diese Autotransformatoren sind mit den Relais 13, 14, 15 und den Leitungen 17, 18, 19 in derselben Weise verbunden, wie die Sekundärseiten der Stromtransformatoren in Abb. i. Da das Übersetzungsverhältnis des Autotransformators ohne Schwierigkeiten verändert werden kann, ist es ohne weiteres möglich, normale Stromtransformatoren zu verwenden und die unvermeidlichen Differenzen, die durch die verschiedenen Charakteristiken hervorgerufen werden, zu vermeiden. Es wird durch diese Autotransforma- *=—-toren auch eine sehr empfindliche Abgleichung ermöglicht, so daß Erdschlüsse in den Leitungen mit größter Sicherheit angezeigt werden. ^7°

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende:

Die eine Wicklung 11 der Relais ist durch die vektorielle Summe der Ströme der dreiphasigen Leitung 160, mit denen das Relais verbunden ist, erregt. Diese Summe ist null, und nur im Falle eines Erdschlusses weicht sie von Null .ab. Infolgedessen werden die Wicklungen nur dann erregt, wenn ein Erdschluß auftritt. Wenn bei einem Leiter des Systems 30, wie durch Y angezeigt ist, ein Erdschluß vorkommt, dann wird diese Stelle durch die Leitung 30 und durch die Leitungen 40 und 50 durch die entsprechenden Phasen so lange gespeist, wie das vom Erdschluß betroffene System an die Sammelschienen angeschlossen ist. Der größte Strom wird jedoch von der geerdeten Leitung des Systems 30 aufgebracht, während die anderen den Erdschlußstram unter sich aufteilen. Die Wicklung 11 des Relais 13 wird entsprechend diesem größeren Strom erregt, während die Wicklung 11 der Relais 14 und 15 entsprechend dem Erdschlußstrom in den Leitungen 40 und 50 erregt wird. Dieser beträgt etwa die Hälfte des Erdschlußstromes in dem System 30. Die Wicklung 12 wird durch den Mittelwert dieser drei Ströme erregt. Infolgedessen ist das Relais gemäß einer besonderen Bauart und gemäß der größeren Zunahme der Amperewindungen der Wicklungen 12 bestrebt, den Schalter 70 zu öffnen, ohne daß die Relais 14, 15 den entsprechenden Schalter öffnen können. Derselbe Fall tritt ein, wenn der Schalter am anderen Ende der Leitung 30 öffnet, bevor der Schalter 17 geöffnet ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung· zur Überwachung paralleler Stromkreise mittels Differenzrelais, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule dieser Differenzrelais · vom Strom der zugeordneten Leitung, die andere vom Mittelwert der Summe der Ströme in den überwachten parallelen Stromkreisen erregt wird, und bei normalem Betriebe die letztere Spule das Übergewicht hat, während beim gestörten Betrieb die erstere Spule das Relais zum Ansprechen bringt und dadurch die gestörte Leitung abgeschaltet wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme der einzelnen Phasen der verschiedenen Stromkreise miteinander verglichen werden.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Summen der Ströme aller Phasen eines Stromkreises mit den entsprechenden Summenwerten der anderen Stromkreise verglichen werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen