DE507146C - Vorrichtung zur Pruefung der durch Erdschlussspulen erzielten Kompensation des Erdschlussstromes - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 13. SEPTEMBER 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 507146 KLASSE 21 c GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

des Erdschlußstromes

Zusatz zum Patent 498

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. März 1928 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 18. März 1928.

In dem Patent 498 675 ist eine Vorrichtung zur Prüfung der durch Erdschlußspulen erzielten Kompensation des Erdschlußstromes beschrieben, bei der Meßinstrumente vorgesehen sind, die den Kompensationsgrad, d. h. das Verhältnis des im Erdschluß falle auftretenden Spulenstromes zum Erdschlußstrom anzeigen. Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung nach dem Hauptpatent wird

ίο der Erdschlußspulenkreis durch eine Hilfsspannungsquelle von konstanter, insbesondere von Netzfrequenz erregt und ein an sich bekanntes Blind-Siemens-Meter vorgesehen, welches die Blindkomponente der Admittanz des so gebildeten Kreises mißt.

Anstatt die Blindkomponente der »Admittanz« des Erdschlußkreises zu messen, kann man gemäß der Erfindung die Vorrichtung so ausbilden, daß die Blindkomponente der »Impedanz« des Erdschlußkreises mittels eines an sich bekannten Blindohmmeters gemessen wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Hilfsspannungsquelle konstanter Frequenz in Reihe zur Erdschlußspule liegt und infolgedessen im Erdschlußfalle an ihr keine erhöhte Spannung auftritt, so daß die Meßeinrichtung auch während eines Erdschlusses eingeschaltet bleiben kann.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt. In Abb. 1 bedeutet a die Wicklungen des mit der Erdschlußspule b versehenen Transformators, c ist eine Hilfsstromquelle von Netzfrequenz, beispielsweise ein Transformator, dessen Sekundärwicklung in Reihe mit der Erdschlußspule liegt. Die Blindkomponente der Impedanz des aus der Reaktanz der Spule b und der Kapazitanz der Netzkapazität C₁ + C₂ + C₃ gebildeten Schwingungskreises wird durch ein Blindohmmeter i gemessen. Dieses Blindohmmeter mißt also die Reaktanz

wL —

wC

■ wL(l—k)

wobei k den Kompensationsgrad bezeichnet. Für letzteren erhält man daher eine lineare Skala. Dem Blindohmmeter, welches beispielsweise ein Instrument nach Art der Kreuzspultype ist, wird einerseits die Spannung der Hilfsstromquelle, andererseits der Strom des Spulenkreises zugeführt. Das In-

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

Dr. Ernst Hueter in Darmstadt.

strument besitzt in bekannter Weise eine feste und zwei bewegliche, aber fest miteinander verbundene Spulen. Der festen Spule η und einer der beiden beweglichen Spulen ο wird der Strom, der anderen beweglichen Spule p über einen eine 90⁰ Verschiebung herbeiführenden Vorschaltwiderstand q die Spannung zugeführt. Das Instrument nimmt eine Stellung ein, die von dem Ausdruck

UJ sin φ U

-SUl φ

abhängt. Dieser Ausdruck ist aber identisch mit der Blindkomponente, der Reaktanz des Erdschlußkreises, als mit dem Ausdruck Z.

Es kann nun aus praktischen Gründen erwünscht sein, statt der vom Netz erregten Hilfsspannung eine solche zu verwenden, die mit dem Netz nicht synchron läuft. Eine solche kann beispielsweise durch einen Generator erzeugt werden, welcher durch einen normalen Asynchronmotor angetrieben wird, welcher seinerseits vom Netz gespeist wird.

Dieser asynchrone Antriebsmotor schlüpft zwar gegen das Netz und verursacht infolgedessen auch eine Schlüpfung in der zur Messung benutzten, vom Generator erzeugten Hilfsspannung und damit einen Fehler in der Messung. Dieser Fehler wird aber in den weitaus meisten Fällen infolge der Kleinheit des Schlupfes normaler Asynchronmotoren praktisch ohne Belang sein. Es kann jedoch vorkommen, daß aus besonderen Gründen dieser kleine Fehler nicht zulässig erscheint. Beispielsweise ist dies bei solchen Netzen der Fall, bei welchen der Erdschlußstrom so groß ist, daß mit Rücksicht auf die erstrebte Löschwirkung der Erdschlußspule der Erdschlußstrom auf. den kleinstniöglichen Betrag herabgedrückt werden muß.

Um diesem Fehler durch Maßnahmen am Meßinstrument entgegenzuwirken, kann man entweder die Skala des Blindohmmeters so

♦5 eichen, daß dem mittleren Schlupf des Asynchronmotors bereits Rechnung getragen ist, oder aber man kann die innere Phasenverschiebung des Blindohmmeters so ändern, daß in an sich bekannter Weise nicht der Ausdruck

-y COS · (9O⁰Cp),

welcher reiner Blindwiderstandsmessung entspricht, sondern der Ausdruck

-j- cos -(α— φ)

gemessen wird. Dabei bedeutet U die dem Meßinstrument zugeführte Spannung, / den dem Meßinstrument zugeführten Strom, φ die . Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung sowie a die innere Phasenverschiebung des Instruments, welche in passender Weise gewählt wird und welche, wie der erste Ausdruck zeigt, bei reiner Wirkwiderstandsmessung = o, bei reiner Blindwiderstandsmessung = 90⁰ ist.

In Abb. 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die insbesondere für Netze bestimmt ist, bei der mehrere parallel geschaltete Erdschlußspulen an verschiedenen Stellen des Netzes vorhanden sind, b ist die Erdschlußspule in derjenigen Station, in welcher die Meßeinrichtung gemäß der Erfindung aufgestellt ist. b₁ stellt die Gesamtheit aller übrigen mit der Spule b parallel geschalteten und in anderen Stationen aufgestellten Erdschlußspulen dar. Bei g ist die Kapazität des Netzes angedeutet, c ist wiederum eine Hilfsspannungsquelle, welche beispielsweise aus einem Generator besteht und in Reihe mit der Erdschlußspule b liegt, h ist ein Spannungswandler, dessen Primärwicklung zwischen Netznullpunkt und Erde geschaltet wird und dessen Sekundärwicklung die feste und eine bewegliche Spule eines Kreuzspuleninstruments i über eine eine 90° Verschiebung herbeiführende Widerstandskombination q mißt. Die zweite bewegliche Spule des Instruments wird über einen Stromwandler s von demjenigen Strom erregt, der in dem aus Maschine c, Spule b und Primärwicklung des Spannungswandlers h bestehenden Stromkreis fließt.

Das Instrument I₁ mißt den Kompensationsgrad der in der Zeichnung in der Spule B₁ zusammengefaßten Erdschluß spulen des Netzes. Wenn die Spule b eine feste Induktivität besitzt, so kann man durch entsprechend berichtigte Skala des Instruments I₁ erreichen, daß das Instrument den Kompensationsgrad der Gesamtanlage anzeigt. . Will man mit diesem Instrument die Kompensation des Netzes richtig einstellen, so muß man die Induktivität der Spulen b₁ entsprechend berichtigen. Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, die eben beschriebene Einrichtung mit derjenigen nach Abb. 1 zu kornbinieren. Das zu diesem Zweck angeordnete Instrument i kann dann benutzt werden, um auch die Induktivität der Erdschlußspule b entsprechend einzustellen.

In diesem Fall muß naturgemäß das Instrument I₁ so mit einer Skala versehen sein, daß es nur die Induktivitäten b_x berücksichtigt. Bei Vorhandensein beider Instrumente kann man dann dem Schalttafelwärter die Anweisung geben, daß er das Instrument I₁ immer auf so viel Unterkompensation einstellen muß, wie das Instrument i Überkompensation zeigt,

oder umgekehrt. Man kann aber auch das Instrument i fortlassen, ohne die doppelte Einstellungsmöglichkeit zu verlieren. Man gibt dann folgende Bedienungsanweisung. Es ist bei Ablesung an dem Instrument I₁ die in der Meßstelle befindliche Erdschlußspule stets auf die Anzapfung einzuregulieren, die der Instrumentenangabe »Ampere-Unterkompensation« entspricht, oder umgekehrt. Die Spulen im Netz sind so umzuschalten, daß die Instrumentenangabe übereinstimmt mit dem von der an der Meßstelle befindlichen Erdschlußspule aufgenommenen Spulenstrom.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Prüfung der durch Erdschlußspulen erzielten Kompensation des Erdschlußstromes nach Patent 498675, dadurch gekennzeichnet, daß in den Erdschlußspulenkreis eine EMK von Netzfrequenz eingeschaltet und daß die Blindkomponente der Impedanz des Erdschlußkreises mittels eines an sich bekannten Blindohmmeters gemessen wird oder die Blindkomponente der Admittanz aller übrigen im Netz vorhandenen Spulen mittels eines an sich bekannten Blind-Siemens-Meters gemessen wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die EMK einer Hilfsmaschine entnommen wird, welche von einem vom Netz gespeisten Asynchronmotor angetrieben wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Schlupf des Asynchronmotors verursachten Fehlmessung durch entsprechende Eichung der Skala des Blindohmmeters entgegengewirkt wird.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Schlupf des Asynchronmotors verursachten Fehlmessung durch eine Änderung der inneren Phasenverschiebung des Meßinstruments entgegengewirkt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen