DE527523C - Einrichtung zum Selektivschutz der von einem Kraftwerk oder Unterwerk ausgehenden Speiseleitungsnetze - Google Patents

Description

Elektrische Verteilungsanlagen werden im allgemeinen so eingerichtet, daß die Versorgung der Abnehmer auf alle Fälle sichergestellt wird. In der Regel geschieht dies dadurch, daß man z. B. ein Unterwerk gleichzeitig· mit mehreren Kraftwerken oder mit einem Kraftwerk über mehrere Leitungen verbindet. Bei dieser Anordnung machen sich naturgemäß Fehler in einer Speiseleitung auch in den anderen bemerkbar, so daß unter Umständen gesunde Anlageteile durch einen entfernten Fehler in Mitleidenschaft gezogen werden.

Das Versorgungssystem nach der Erfindung besitzt nun die Eigenschaft, daß zwar auch eine Abnehmergruppe von mehreren Speiseleitungen versorgt werden kann, aber jede Abnehmergruppe jeweils nur mit einer Speiseleitung verbunden ist. Das Speiseleitungsnetz kann demnach z. B. ringförmig ausgestaltet sein; jedoch wird gegenüber den bisher üblichen Verfahren der Ring in einzelne voneinander unabhängige Teile zerlegt, und in Störungsfallen werden die notwendigen Verbindungen selbsttätig durch geeignete Umschaltungen hergestellt.

Zur Überwachung des Betriebszustandes verschiedener Zuleitungen sind spannungsabhängige Relais vorgesehen. Die Anordnung beruht grundsätzlich auf der Überlegung, daß bei Störungen in einer Zuleitung die Betriebsspannung dieser Leitung gegenüber den übrigen von dieser getrennten Zuleitungen verschwindet oder doch wenigstens stark absinkt. Die Differenzspannung dient als Kriterium für den Betriebszustand der Leitungen.

In Abb. ι sind AT₁ und A^₂ die vom Kraftwerk kommenden Speiseleitungen eines Unterwerkes. Das Unterwerk besitzt beispielsweise zwei Sammelschienensysteme S₁ und S₂, welche die Abnehmergruppen A₁ und A₂ versorgen. Die Speiseleitung/Ci kann über den Schalter A₁ mit den Sammelschienen S₁ verbunden werden und die Speiseleitung^Co über den Schalter B₂ mit den Sammelschienen S₂. Außerdem besteht die Möglichkeit, S₁ mit S₂ durch den Kupplungsschalter B₃ unmittelbar zu verbinden. Letzteres geschieht nur in Störungsfällen. Ferner gehört zu der Schaltung ein Differentialleistungsrelais Rd, dem einerseits mittels der bekannten Stromwandlerparallelschaltung die Summe der Ströme der Speiseleitungen zugeführt werden, andererseits die Differenz der Betriebs-Spannungen in den Speiseleitungen. Normalerweise ist die Spannungsspule des Relais stromlos; im Störungsfalle kommt jedoch ein Strom in der einen oder anderen. Richtung zustande. Das Relais wird demnach einen verschiedenen Ausschlag ergeben, je nachdem, welche der Speiseleitungen Zf₁ oder Ko gestört sind.

Die Schaltvorgänge bei einer Störung in der Leitung AT₁ sind z.B. folgende: Der Relaisanker verläßt die Nullage und gibt bei

der Überschreitung eines gewissen Grenzausschlages in bekannter Weise derart Kontakt, daß der Schalter B₁ geöffnet und der Schalter B_s geschlossen wird. Beide Sammelschienensysteme S₁ und S₂ werden nunmehr von K₂ versorgt.

Nach Beseitigung der Störung und Spannungsrückkehr wird die Spannungsdifferenz der beiden Speiseleitungen vollkommen oder ίο annähernd gleich Null. Der Relaisanker kehrt dann in die Nullage zurück und stellt durch Kontaktgabe den normalen Betriebszustand wieder her, in dem der Schalter B_s ausgeschaltet ist und die Schalter B₁ und B₂ eingeschaltet sind.

Zum Schutz gegen einen Kurzschluß in den Verbraucherstromkreisen kann man noch, wie in Abb. 1 dargestellt ist, Maximalrelais Rm₁ und Rm₂ vorsehen, die bei Überschreiten einer gewissen Stromstärke in der betreffenden Speiseleitung den Einschaltstromkreis der Kupplungsschalter B_s sperren und hierdurch das gestörte Verbrauchersystem abschalten. Die Arbeitskontakte der Maximalrelais liegen zweckmäßig in Reihe im Einschaltstromkreis des Kupplungsschalters B_s. Ist z. B. das Sammelschienensystem S₂ gestört, so löst der SchalterB₂ aus; er kann jedoch nicht den Schalter 5_S schließen, da das Maximalrelais Rm₂ Überstrom führt und die von diesem Relais gesteuerten Kontakte im Einschaltstromkreis des Schalters B_s liegen.

Um zu verhindern, daß die gestörte Abnehmergrupppe nach Rückkehr der Spannung in der störungsfreien Speiseleitung wieder eingeschaltet wird, führt man zweckmäßig den Einschaltstromkreis des Schalters B₁ und B₂ derart, daß er in der Ausschaltstellung des Kupplungsschalters B_s gesperrt ist, der, wie bereits erwähnt, bei einer Störung in einer Abnehmergruppe geöffnet bleibt.

Es ist natürlich nicht notwendig, daß die beiden Sammelschienensysteme demselben Unterwerk angehören; sie können räumlich getrennt sein. Die eigentliche Umschaltvor-, richtung wird dann in einer der beiden Unterstationen untergebracht.

An Stelle des Differentialleistungsrelais Rd kann man auch ein Differentialspannungs- §0 relais oder ein Nullspannungsrelais zur Überwachung des Umschaltvorganges hinzuziehen. Abb. 2 veranschaulicht eine Ausführungsform einer derartigen Umschaltvorrichtung.

Die mit den Speiseleitungen K₁ bzw. K₂ verbundenen Spannungsspulen tn_± und m₂ wirken auf zwei Eisenkerne ^₁ und e₂, welche durch ein Verbindungsglied V mechanisch miteinander gekuppelt sind. Durch die Wirkung der Federn /_x und f₂ ist das System bestrebt, stets in der Nullage (Mittelstellung) zu verharren. Bei Spannungsgleichheit der Spulen Zn₁ und /7Z₂ ist dies tatsächlich der Fall; stellt sich jedoch eine bestimmte Spannungsdifferenz ein, so erfolgt ein Ausschlag des Systems nach der einen oder anderen Seite, und durch Kontaktgabe an den Kontakten It₁ oder k₂ wird das Unterwerk von der kranken Speiseleitung auf eine gesunde Leitung umgeschaltet.

Im nachfolgenden sei ein weiteres Beispiel für die Anwendung der Erfindung behandelt, bei dem jedes Unterwerk nur durch eine Hauptspeiseleitung versorgt werden kann, während eine Nebenspeiseleitung z. B. von einem benachbarten Unterwerk herangeführt wird. In diesem Fall genügt gleichfalls ein einfaches Differentialspannungsrelais.

Die Unterwerke I und II der Abb. 3 werden je über eine Speiseleitung Ki und Kn versorgt; außerdem besteht die Möglichkeit, das Unterwerk I aus dem Unterwerk II über die Leitung V/, π mit Energie zu versorgen. In der Regel wird jedes Unterwerk durch die zugehörige Hauptspeiseleitung versorgt. Tritt in einer Leitung, z. B. in der Leitung Ki, eine Störung ein, so verschwindet die Spannung in dieser. Das Relais 'Ri erhält nunmehr Strom und schaltet durch Kontaktgabe den Schalter Ui um, so daß das Unterwerk I nunmehr von dem Unterwerk II über dieVerbindungsleitung Vi, u versorgt wird. Nach Beseitigung der Störung und beim Wiedererscheinen der Spannung in dem Werk Ki wird das Relais Ri stromlos, und der Anker geht in die Anfangslage zurück, so daß der Schalter Ui wieder in die gezeichnete Normallage zurückgeschaltet wird.

Bei einem Kurzschluß im Sammelschienensystem S/ würde zunächst die Betriebsspannung der Speiseleitung Ki verschwinden oder stark vermindert werden, so daß der Schalter Ui umgeschaltet wird. Nach Umschaltung auf die Speiseleitung K« verschwindet nunmehr die Spannung in dieser Leitung, während die Leitung K₁ erneut auf Spannung kommt. Die Folge wäre ein sofortiges Zurückschalten des Unterwerkes auf die Speiseleitung ^₁. Um derartige Pendelschaltungen zu vermeiden, kann man ein Zeitrelais vorsehen, welches eine Zurückschaltung erst nach einer gewissen Zeit, z. B. 3 Minuten, zuläßt. Falls das Bestreben besteht, den Schalter vorher zurückzuschalten, schaltet das Zeitrelais das Unterwerk und damit den gestörten Anlageteil gänzlich ab.

Die in vorstehendem beschriebenen Einrichtungen können auch zur automatischen Fernschaltung benutzt werden. Soll nämlich aus betriebstechnischen Gründen, ohne daß eine Speiseleitung gestört ist, umgeschaltet iao werden, so ist nur notwendig, die betreffende Speiseleitung spannungslos zu machen, um

die gewünschte Umschaltung einzuleiten; die Versorgung des Unterwerkes wird dann selbsttätig von der anderen Speiseleitung übernommen. Nach Wiedererscheinen der Spannung in der ersteren steht auch diese gegebenenfalls wieder zur Verfügung.

Es sei noch erwähnt, daß die für die ankommenden Leitungen eines Unterwerkes beschriebenen Einrichtungen selbstverständlich ίο auch in gleicher Weise für die abgehenden Leitungen des Unterwerkes oder auch des Kraftwerkes verwendet werden können.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum Selektivschutz der von einem Kraftwerk oder Unterwerk ausgehenden Speiseleitungsnetze, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verbraucher oder Verbrauchergruppen an voneinander getrennte Speiseleitungsnetze angeschlossen sind und bei Störungen in einem Speiseleitungsnetz selbsttätig durch Differentialmeßgeräte, welche die Betriebsspannungen dieser Speiseleitungs-

   S5 netze miteinander vergleichen, auf ein gesundes Speiseleitungsnetz umgeschaltet werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Differentialleistungsrelais, welche die Betriebsspannungen der verschiedenen Leitungen miteinander vergleichen und bei Störungen in den Speiseleitungen die von diesen versorgten Abnehmer selbsttätig auf eine gesunde Speiseleitung umschalten.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Nullspannungsrelais, welche die Betriebsspannungen der verschiedenen Leitungen miteinander vergleichen und bei Störungen in den Speiseleitungen die von diesen versorgten Abnehmer selbsttätig auf eine gesunde Speiseleitung umschalten.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Differentialspannungsrelais, welche die Betriebsspannungen der verschiedenen Leitungen miteinander vergleichen und bei Störungen in den Speiseleitungen die von diesen versorgten Abnehmer selbsttätig auf eine gesunde Speiseleitung umschalten.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialmeßgeräte bei Spannungsrückkehr in der gestörten Leitung nach Beseitigung der Störung die Rückschaltung des Verbrauchers auf die zuerst benutzte Leitung veranlassen, wodurch der ursprüngliche Zustand der Schaltung wiederhergestellt wird.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Störungen im Abnehmerkreis die selbsttätige Abschaltung der Abnehmer eingeleitet und die Umschaltung auf eine andere Speiseleitung gesperrt wird.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vermeidung schnell wechselnder Schaltvorgänge ein Zeitrelais vorgesehen ist, das eine Umschaltung nur nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit zuläßt und gegebenenfalls bei Fortdauer der Störung die beschädigten Leitungen abschaltet.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltvorgang auch durch Fernsteuerung ausgelöst wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen