DE512494C

DE512494C - Einrichtung zur Beseitigung der stoerenden Einfluesse von Fehlerstroemen in Erdschlussschutzanlagen

Info

Publication number: DE512494C
Application number: DEE38948D
Authority: DE
Inventors: Dr Wallter Buetow
Original assignee: ELEK ZITAETS ACT GES VORM W LA
Current assignee: ELEK ZITAETS ACT GES VORM W LA
Priority date: 1929-03-12
Filing date: 1929-03-12
Publication date: 1930-11-12

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
12. NOVEMBER 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

in Erdschlußschutzanlagen Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. März 1929 ab

Für Generatoren, Transformatoren, Motoren und Apparate kann man einen . Erdschlußschutz dadurch schaffen, daß man an den Nullpunkt einen Spannungswandler legt, während um die zu der zu schützenden Maschine führenden Leitungen ein Stromwandler gelegt wird, durch den die Summe aller Ströme oder die Summe von Teilströmen gebildet wird. Wie Abb. ι und 2 zeigen, werden die Summen wandler W so angeordnet, daß die Summe der durch den Wandler fließenden Ströme bei ungestörtem Betriebe gleich Null ist. Wenn jedoch in dem zu schützenden Apparat^ ein Erdschluß auftritt, ist die Summe der Ströme von Null verschieden. Ein wattmetrisches Relais, dessen Spannungsspule an die Sekundärseite des Spannungswandlers .E gelegt ist und dessen Stromspule mit der Sekundärseite eines Wandlers W verbunden ist, wird dadurch zum Ansprechen gebracht. Nach dem Patent 458 137 kann man erreichen, daß die an der Spannungsspule des Relais liegende Spannung unabhängig von der Lage des Erdschlusses im Apparat A nahezu konstant bleibt. Auf diese Weise läßt sich ein· hochempfindlicher Erdschlußschutz schaffen, besonders wenn Unsymmetriewandler mit Schubwicklung (Patent 456 202) verwendet werden. Bei höheren Spannungen, wie sie bei Maschinen, Transformatoren und Motoren in Hochspannungsanlagen üblich sind, machen sich bereits Einflüsse geltend, die zu fehlerhaften Auslösungen des Erdschlußschutzes, führen können. Sie rühren einmal davon her, daß nicht mit rein sinusförmigen Spannungen gearbeitet wird. Insbesondere Generatoren zeigen im normalen Betriebe eine beträchtliche Spannung dreifacher Frequenz zwischen Nullpunkt und Erde, so daß die Spannungsspule des. Erdschlußrelais bereits eine recht erhebliche Spannung erhält. Das Anzeigegerät kann deshalb schon bei geringen Fehlerströmen fälschlicherweise ansprechen. Die Fehlerströme fließen über die Kapazität der Wicklung gegen Erde. Durch sie werden die Ströme in Hin- und Rückleitung verschieden groß, so daß in dem Summenwandler ein Strom fließt, der zu einer fehlerhaften Auslösung führen kann. In bekannter Weise kann man die Fehlerströme durch eine Hilfswicklung auf dem Summenwandler kompensieren. Dabei werden zur Aufhebung der durch den Wandler fließenden Fehler ströme, die von der Kapazität des hinter dem Wandler liegenden Apparates gegen Erde herrühren, vor den Stromwandler Kondensatoren oder Drosselspulen zwischen Phase und Erde angeordnet, deren Strom über eine Tertiärwicklung des Stromwandlers geführt wird. Die Konden-

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

Dr. Walter Bütow in Frankfurt a. M.

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satoren bzw. Drosselspulen sowie die Tertiärwicklungen werden so bemessen, daß die störenden Ströme ihrer Größe und Richtung nach aufgehoben werden. Diese Anordnung ist wirksam, läßt sich aber oft dadurch vereinfachen, daß man nach Abb. 3 einen Strom durch die Arbeitswicklung oder eine Tertiärwicklung des Summenwandlers schickt, der dem Spannungswandler E unter Zwischenschaltung einer passenden Impedanz, die in Abb. 3 durch den Kondensator C dargestellt ist, entnommen wird. Es wurde bereits oben erwähnt, daß der Nullpunkt einer Maschine^ bei erdschlußfreiem Betriebe eine verhältnismäßig hohe Spannung dreifacher Frequenz aufweist. Infolgedessen entsteht auf der Sekundärseite 5" des Summen wandler s W ebenfalls ein Strom dreifacher Frequenz, der durch den durch die Tertiärwicklung T fließenden Strom aufgehoben werden kann, wenn die Impedanz C so bemessen wird, daß der Strom die richtige Größe und Phasenlage erhält. Da die störenden Ströme im allgemeinen Kapazitätsströme sind, wird meist ein Kondensator als Impedanz genügen. Es sind Fälle denkbar, in denen die Phasenlage durch den Wandler E verändert wurde, so daß Einrichtungen zum Phasenschwenken angewendet werden müssen. Da diese hinreichend bekannt sind, soll auf Einzelheiten nicht näher eingegangen werden. Es sei lediglich erwähnt, daß eine Serienschaltung von Kondensatoren und Widerständen oder Parallelschaltungen von Kondensatoren und Widerständen oder Kombinationen mit Drosselspulen leicht den gewünschten Effekt geben. Man kann bei dieser Kompensation der störenden Ströme so weit gehen, daß das Relais im normalen Betriebe ein entgegengesetztes Drehmoment erhält, so daß ein fehlerhaftes Ansprechen mit Sicherheit vermieden wird.

Die oben beschriebene Einrichtung ist in Ein- und Mehrphasenwechselstromsystemen verwendbar. Sie kann auch dazu dienen, die Wirkungen, die durch die Unsymmetrie des Netzes oder der zu schützenden Maschine oder Apparate hervorgerufen werden, zu beseitigen. Vorteilhaft ist dabei, daß eine Verstellung der Einrichtungen nicht erforderlich ist, da die Fehlerströme der Spannung am Wandler E annähernd proportional sind.

Neben den Fehlerströmen dreifacher, neunfacher usw. Frequenz treten bei Maschinen vielfach noch Oberwellen auf, die von den Nuten herrühren. Diese können unter Umständen phasenwechselnd sein und insbesondere bei Ferraris-Relais stark stören. Sie lassen sich aber sehr leicht dadurch beseitigen, daß man einen Kondensator K (Abb. 3) oder einen Siebkreis, bestehend aus einer Induktivitätl, und einem Kondensator K', parallel zur Sekundär- oder Tertiärwicklung des S ummenwandlers W legt. Es genügen gewöhnlich bereits verhältnismäßig kleine Kapazitäten, um die höherzahligen Harmonischen im Sekundärkreis des Summenwandlers W vollkommen zu beseitigen, so daß das Relais störungsfrei' arbeitet. Zu beachten ist, daß das Einschalten der Impedanz C die Verhältnisse nicht ändert, daß aber durch das Einfügen eines Siebkreises L und K' oder einer Kapazität K eine Phasenverschiebung zwischen den Strömen auf der Primärseite des Summenwandlers W und dem Strom auf seiner Sekundärseite hervorgerufen wird. Die Kapazität K kann also gleichzeitig dazu dienen, um den Sekundärstrom so zu schwenken, daß ein fehlerhaftes Ansprechen des Relais unter allen Umständen vermieden wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Beseitigung der störenden Einflüsse von Fehlerströmen in Erdschluß schutzanlagen, bei denen die Summe der Ströme in einem oder mehreren S-unrmenwändlern gebildet wird, deren Sekundärseite auf die Stromspule eines

• wattmetrischen Relais arbeitet, während die Spannungsspule des letzteren an einen zwischen Nullpunkt und Erde gelegten Wandler geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfswicklung auf dem Summenstromwandler unter Zwischenschaltung einer geeigneten Impedanz mit dem Wandler zwischen Nullpunkt und Erde verbunden wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle einer Hilfswicklung die Arbeitswicklung des Summenstromwandlers verwendet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Impedanz ein Kondensator, gegebenenfalls unter Parallel- oder Serienschaltung eines Widerstandes verwendet wird.

4. Einrichtung zur Beseitigung der störenden Einflüsse von höheren Harmonischen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Hilfswicklung oder zu der Arbeitswicklung des Summenstromwandlers Kapazitäten oder Resonanzkreise gelegt werden, die gleichzeitig zur Phasenschwenkunig Verwendung 11g finden können.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen