DE543951C - Einrichtung zum selektiven Abschalten fehlerhafter Leitungsstrecken - Google Patents
Einrichtung zum selektiven Abschalten fehlerhafter LeitungsstreckenInfo
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- DE543951C DE543951C DESCH74299D DESC074299D DE543951C DE 543951 C DE543951 C DE 543951C DE SCH74299 D DESCH74299 D DE SCH74299D DE SC074299 D DESC074299 D DE SC074299D DE 543951 C DE543951 C DE 543951C
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
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Description
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Einrichtung zur automatischen
Abschaltung der schadhaften Teile von Leitungsstrecken von Überlandzentralen.
Die Erfindung bezweckt insbesondere die automatische Abschaltung vor und hinter der fehlerhaft gewordenen Leitungsstrecke, was den Überlandwerken die volle Ausnutzung von Ringleitungen gestattet, wobei der Ring metallisch oder induktiv geschlossen sein kann.
Die Erfindung bezweckt insbesondere die automatische Abschaltung vor und hinter der fehlerhaft gewordenen Leitungsstrecke, was den Überlandwerken die volle Ausnutzung von Ringleitungen gestattet, wobei der Ring metallisch oder induktiv geschlossen sein kann.
Die bisherigen Überstromschutzanordnungen mit oder ohne selektive Auswahl der
Schalter lösen, mehr oder weniger verzögert, bei einem Mehrfachen des Betriebsstromes
aus; sie können also auch bei Überströmen, die nicht von Leitungsschäden herrühren, in
Tätigkeit treten und können erfahrungsgemäß, wie auch u. a. von Schmolz (E. T. Z. 1928,
ao S. 455) nachgewiesen und theoretisch begründet, trotz schwerer Leitungsfehler infolge von
Schwebungserscheinungen umgekehrt nicht zur Auslösung kommen. Außerdem ist es
möglich, daß besonders bei starken Kurzschlußstößen die Relais trotz Verzögerungseinrichtungen durchrutschen und daß infolgedessen
z. B. ein der Fehlerstelle ferner liegender Schalter statt des nächstliegenden Schalters auslöst. Solche Fehlauslösungen
durch Nichtansprechen oder durch falsches Ansprechen vermögen aber den Betrieb schwer
zu gefährden.
Andererseits sind Schutzsysteme entwickelt worden, welche auf die von Leitungsfehlern
herrührenden und von der Fehlerstelle beiderseits auseinanderlaufenden hochfrequenten
Schwingungen ansprechen, indem bei ihnen entweder der Auslöser durch hochfrequente
Schwingungen allein ausgelöst wird oder indem bei den üblichen Maximalauslösern ^0
deren Zeitverzögerung durch solche Schwingungen verringert wird. Bei Schutzsystemen
ersterer Art rufen schon induzierte Schwingungen oder kurzseitige Überschläge, sogenannte
Wischer, die keine weiteren Schadensfolgen bringen, eine unzeitige Auslösung hervor.
Auch in Anlagen mit Erdschluß spulen, in welchen das Auftreten einesLeitungsfehlers
durch die Beschränkung des Erdschlußstromes die Betriebsfähigkeit des Netzes nicht gefährdet,
müßten diese Einrichtungen zu einer unzeitgemäßen Abschaltung führen. Bei der letzteren Art ist zwar die selektive Auswahl
der Reihenfolge der Schalter entsprechend ihrer Entfernung von der Fehlerstelle ziemlich 55'
gesichert, aber der Nachteil einer unerwünschten Auslösung durch Überstrom allein
ohne Vorliegen von Leitungsfehlern ist vermöge ihrer jederzeit bereiten Maximalauslösung
ebenso gegeben wie das schon obenerwähnte Durchrutschen der Verzögerungseinrichtungen bei starken Stößen oder wie
umgekehrt die Nichtauslösung trotz der Einwirkung der hochfrequenten Schwingungen
deswegen, weil die entstandenen Stromschwebungen das Maximalrelais wegen seiner Ein-
stellung auf das Mehrfache des Betriebsstromes trotz Verringerung der Verzögerung
nicht zur Auslösung bringen können.
Bei den vorerwähnten bisher bekannten schwingungsempfindlichen Schutzsystemen
dienen zur Reflexion der hochfrequenten Wellen Drosselspulen, welche nicht Bestandteile
des Schutzsystems, sondern welche Bestandteile der Anlagen sind und in bekannter
ίο Weise das Weiterlaufen der Schwingungen verhindern, also für die dahinterliegenden
Anlagenteile schützend wirken; diese üblichen Bestandteile aller Anlagen rufen durch die
Reflexion und Spannungserhöhung der ankommenden Wellen in den ihnen vorgeschalteten
und einen Bestandteil der Schutzeinrichtung bildenden besonderen Wandlern erst das
zur Betätigung der Auslöser bzw. zur Verringerung der Zeitverzögerung dienende Spannungsgefälle hervor. Außer den üblichen
Drosselspulen sind also noch besondere Auslöserwandler erforderlich.
Die bisher bekannten und geschützten Systeme zeigen daher Eigenschaften und
Nachteile, die einander gerade entgegengesetzt sind. Es liegt im Wesen jeder Netzunterteilung
durch stromempfindliche Selbstschalter, daß Auslösungen und damit Netztrennungen
durch rein betriebsmäßige Vorgänge ohne das Vorliegen von Leitungs- und
Transformatorenfehlern hervorgerufen werden können und in solchen Fällen unerwünschte
Unterbrechungen verursachen. Es kann gesagt werden, daß auch die Selektiv-Schutzsysteme
für sehr große zusammengeschlossene Netze noch nicht den nötigen Sicherheitsgrad besitzen und für kleinere
Netze, wo sie den Anforderungen der selektiven Auswahl genügen, zu teuer sind. In
beiden Fällen zeigen sie aber als unvermeidbare Folge derUberstromauslösung den Nachteil
unerwünschter Netztrennungen bei Überstrom auch ohne das Vorliegen gefährlicher Fehler oder umgekehrt des Nichtabschaltens
wegen Spannungs- oder Stromzusammenbruches durch Schwebungen; dies ist eben eine
P'olge ihres wesentlichen Merkmals: der irgendwie beeinflußten, herabgesetzten oder
aufgehobenen Zeitverzögerung derüberstromauslösung, gleichgültig, ob diese Beeinflussung
durch Spannungsabfälle, Spannungsunsymmetrie o. dgl. oder durch hochfrequente Schwingungen erfolgt.
Die hier beschriebene Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß den Netzen die
Möglichkeit der selbsttätigen Aufteilung, des Auseinanderfalten, bei ausschließlichem
Überstrom überhaupt genommen werden muß und daß es genügend und wünschenswert ist,
gegen Dauerkurzschlußströme gefährlicher Höhe die Maschinen und Transformatoren allein zu schützen; daß ferner das Auftreten
von hochfrequenten Schwingungen für sich allein auch noch keine Abschaltung bewirken
darf.
Die Erfindung vermeidet aus dieser Erkenntnis heraus die festgestellten Nachteile dadurch,
daß die Schalter normal auf Überstrom überhaupt nicht ansprechen, sondern erst beim
Ankommen von hochfrequenten Schwingungen die sonst gesperrte Maximalauslösung
augenblicklich freigegeben wird, und daß diese Maximalauslösung eben deswegen, weil
sie gegen Überstrom normal unempfindlich ist, auf einen so geringen Überstrombetrag unverzögert
eingestellt sein kann, daß auch bei Schwebungserscheinungen noch eine sichere
Auslösung erfolgt.
Es können also weder Überströme allein noch Schwingungen allein abschalten, noch
können Schwebungen die Auslösung hindern. Es kann auch nicht an irgendeiner falschen
Stelle ein Durchrutschen einer Verzögerungseinrichtung die Selektivität stören, weil alle
unverzögerten Auslöser vom Überstrom allein beeinflußt bleiben und weil schon als notwendige
Folge der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der hochfrequenten Schwingungen die beiderseits unmittelbar an der
Fehlerstelle liegenden Auslöser zuerst entriegelt werden und dann sofort unter geringem
Überstrom schon fallen in einem Zeitpunkt, wo die nächst dahinterliegenden Auslöser
noch nicht von den Schwingungen erreicht und daher noch verriegelt sind.
Die Fig. 1 zeigt das Beispiel einer Ringleitung: Z sei die Zentrale, S1 bis 6"10 sind
automatische Schalter, sogenannte Streckenschalter, welche mit einer Maximalauslösung
versehen sind, die nach dem vorher Gesagten grundsätzlich auf einen nur geringen Überstrom
eingestellt, aber für gewöhnlich durch eine Sperrung an der Auslösung verhindert
ist. L sind etwa 1,50 m lange, unisoliert gewickelte FW-Langdrosselspulen. Ef sei beispielsweise
ein Erdschlußfehler.
Wie die Fig. 2 zeigt, besitzen die Anfangswindungen dieser FW-Langdrosselspulen eine
zweite Spule (Sekundärspule) 1, die induktiv mit einem Teil der Hauptwindungen gekoppelt
ist. Diese Sekundärspule 1 kann mit einem Übersetzungsverhältnis 1 : 1 oder höher zur
Spule L übersetzt sein. Die Enden der Spule ι münden in eine Funkenstrecke n, die
bei einem Überschlag das Relais c dadurch betätigt, daß durch den Überschlag zwischen
den Polen der Funkenstrecke» die sonst isolierende Luftschicht zwischen den Kontakten
t und dem einen Pol der Funkenstrecke leitend gemacht wird. Hierdurch wird ein
Stromkreis geschlossen, der das Relais c betätigt. Dieses Relais ist durch den Teil g
mit der sonst verriegelten Maximalauslösung des automatischen Streckenschalters S derart
verbunden, daß es die sonst gegen Überstrom (Stromstöße) verriegelte Momentanauslösung
auf die Zeit des Ansprechens der Funkenstrecke η oder darüber hinaus entriegelt. Ein
während der Entriegelungszeit nachfolgender, wenn auch geringer Stromstoß kann also,
wenn er sich auch über das ganze Netz ausbreitet, nur die entriegelten Schalter auslösen,
und dies sind im ersten Augenblick eben nur die beiderseits der Schwingungsquelle (also des Lichtbogens Ef) liegenden
Schalter. Alle anderen in der Leitung liegenden Schalter sind in diesem Augenblick von
den Schwingungen noch nicht getroffen, daher noch verriegelt, sie können also auch bei
Überstrom nicht auslösen.
Ebenso verhält es sich beim Auftreten eines
ao Lichtbogens in einer Stichleitung, z. B. in der
Fig. ι mit dem Schalter Sw. Noch bevor die
Schwingungen die Schalter S2 und Sa erreichen
konnten, haben sie bereits das Relais c des nächstliegenden Abzweigschalters S10 erregen
müssen und diesen entriegelt.
Aus dieser Beschreibung geht hervor, daß weder ein Überstrom allein noch auch das
Auftreten von Schwingungen allein die Schalter auslösen kann, sondern daß immer das zeitliche Zusammentreffen oder das rasche
Aufeinanderfolgen (innerhalb der Entriegelungszeit) von Schwingungen und Überstrom
— wenn dieser auch eine so geringe Höhe hat, daß durch ihn allein die Schalter unzeitig ansprechen
wurden — notwendig ist. Weiter geht daraus die unbedingt selektive Auswahl
der Schalter hervor, die aus dem Vorgesagten durch vorzeitige Maximalauslösungen ferner
liegender Schalter nicht gestört werden kann.
Weiter ist nun durch Versuche mit der genannten FW-Langdrosselspule (L in Fig. i)
einwandfrei erwiesen, daß die durch den Erdschluß- oder Kurzschlußlichtbogen ausgelösten
Schwingungen höherer Frequenz die Drosselspulen L nicht überlaufen, also nicht in die
Netzteile hinter diesen der Fehlerstelle nächst benachbarten Spulen eindringen können.
Diese Drosselspulen L entziehen dem Netz die Energie hochfrequenter Schwingungen
vollständig, darin liegt ein weiterer Grund für die unbedingte Selektivität der Schalterauswahl,
denn die weiter entfernten Schalter werden aus diesem Grunde von den Schwingungen
gar nicht mehr getroffen, also auch nicht etwa später als die vorhergehenden Schalter auslösebereit gemacht. Der Vorgang
bringt sich sichtbar zum Ausdruck dadurch, daß in den Anfangswindungen der der Fehlerstelle
am nächsten liegenden Drosselspulen Überschläge von Windung zu Windung erfolgen,
welche die Energie der Lichtbogenschwingungen und damit auch deren Spannung
unter Bildung von Wärme zusammenbrechen lassen.
Es ist also ein weiteres Kennzeichen der Erfindung, daß zur Heraustransformierung
der die Schalter entriegelnden Schwingungen aus dem Netz keine besonderen Einrichtungen
neben den üblichen reflektorisch wirkenden Drosselspulen vorhanden sind, daß vielmehr
nicht reflektorisch wirkende, sondern energieverzehrende Drosselspulen zugleich zur
transformatorischen Entnahme der Schwingungen zum Zweck der Relaisbeeinflussung dienen, wodurch die Schaltanlagen vereinfacht
werden.
Claims (3)
- Patentansprüche:ι. Einrichtung zum selektiven Abschalten fehlerhafter Leitungsstrecken durch unverzögert arbeitende Überstromschalter unter Zuhilfenahme von Drosselspulen, gekennzeichnet durch besondere mit den Drosselspulen induktiv gekoppelte Spulen, deren Erregung beim Auftreffen durch Leitungsfehler entstehender elektrischer Schwingungen ausgenutzt wird, um eine Verriegelung aufzuheben, die den Überstromschalter betriebsmäßig in der Schließstelle sperrt, so daß dieser nunmehr auf Überstrom ansprechen kann.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Drosselspulen von so hoher Induktivität, daß sie die elektrischen Schwingungen am Übertreten in benachbarte Leitungsstrecken möglichst verhindern.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Drosselspulen, daß sie die Spannung und Energie der elektrischen Schwingungen möglichst aufzehren und unschädlich machen.Hierzu ι Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DESCH74299D DE543951C (de) | 1925-05-28 | 1925-05-28 | Einrichtung zum selektiven Abschalten fehlerhafter Leitungsstrecken |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DESCH74299D DE543951C (de) | 1925-05-28 | 1925-05-28 | Einrichtung zum selektiven Abschalten fehlerhafter Leitungsstrecken |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE543951C true DE543951C (de) | 1932-02-12 |
Family
ID=7440883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DESCH74299D Expired DE543951C (de) | 1925-05-28 | 1925-05-28 | Einrichtung zum selektiven Abschalten fehlerhafter Leitungsstrecken |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE543951C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0318274A2 (de) * | 1987-11-24 | 1989-05-31 | Btg International Limited | Verfahren und Vorrichtung zur Fehlerdetektierung und -diskriminierung in Energieübertragungsnetzen |
-
1925
- 1925-05-28 DE DESCH74299D patent/DE543951C/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0318274A2 (de) * | 1987-11-24 | 1989-05-31 | Btg International Limited | Verfahren und Vorrichtung zur Fehlerdetektierung und -diskriminierung in Energieübertragungsnetzen |
EP0318274A3 (en) * | 1987-11-24 | 1990-11-28 | National Research Development Corporation | Method and apparatus for detecting and discriminating faults in transmission circuits |
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