DE546647C

DE546647C - Anordnung zum Abschalten von Leitungsstrecken bei Doppelerdschluss

Info

Publication number: DE546647C
Application number: DES87722D
Authority: DE
Inventors: Richard Bauch
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1928-09-28
Filing date: 1928-09-28
Publication date: 1932-03-19

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 19. MÄRZ 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JKt 546 KLASSE 21 c GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. September 1928 ab

Der Doppelerdschluß entsteht zwischen zwei verschiedenen Polen, wobei die beiden Fehlerorte auch auf verschiedene Leitungsstrecken verteilt sein können. Dadurch entbehrt er der wesentlichen Eigenschaften des einpoligen Erdschlusses. Er ist durch induktive Löscher nicht löschbar und hat Kurzschlußcharakter. Letztere Eigenschaft erfordert ein automatisches Abschalten mindestens einer der beiden von ihnen betroffenen Leitungsstrecken. Die andere kann bei Anwesentheit eines Löschers evtl. eingeschaltet bleiben, da der Doppelerdschluß nach dem Abschalten der ersten in einen reinen Erd-Schluß übergeht, der löschbar ist. Selbst bei einem unmittelbaren Erdschluß, der im Betrieb verbleibt, ist es dank der Löscher unter Umständen möglich, so lange mit dem Erdschluß weiterzufahren, bis die Versorgung

ao der von der erdgeschlossenen Leitung gespeisten Gebiete durch eine andere Leitung sichergestellt ist. In einem solchen Falle ist es wünschenswert, diejenige kranke Teilstrecke zuerst abzuschalten, die entfernter

as vom Kraftwerk liegt. Beispielsweise möge von zwei parallelen Leitungen jede Leitung drei Stationen durch drei Teilstrecken von demselben Kraftwerk aus versorgen. Der eine Erdschluß sei auf der dritten Teilstrecke der einen Leitung, der andere auf der ersten Teilstrecke der anderen Leitung. Wird nun der letztere zuerst abgeschaltet, dann werden durch ihn drei Stationen spannungslos, und nur eine Station wird durch die andere erdgeschlossene Leitung weiterbeliefert. Bei gleichem Ausbau der Stationen würde das heißen, daß ³/₄ der von dem doppelten Erdschluß in Mitleidenschaft gezogenen Stationen herausfallen und nur eine provisorisch weiterversorgt wird. Erfindungsgemäß wird nun die dritte Teilstrecke zuerst ausgeschaltet, während die erste Teilstrecke noch mit Erdschluß weitergefahren wird. Dadurch fällt nur */₄ der Belieferung für die Zeit heraus, die zum Einschalten einer Umgehungsleitung notwendig ist.

Man kann das Abschalten der von der Zentrale am weitesten entfernten Teilstrecke dadurch sicherstellen, daß man die Auslösung der Schalter durch Überstromrelais u. dgl. mehr mit unabhängig verzögerter Staffelung der Auslösezeiten bewirkt. In genanntem Beispiel würden dann, von der Zentrale aus gezählt, die Auslöser beispielsweise die Zeiten 3 Sekunden, 2 Sekunden, ι Sekunde haben. In Ringleitungen oder bei Energielieferungen von beiden Seiten oder wechselnder Richtung der Energielieferung kann man dann zweckmäßig die gegenläufige Staffelung verwenden.

In neuerer Zeit wendet man zum Abschalten von Kurzschlüssen erfolgreich sogenannte Impedanz- oder Distanzrelais an. Diese haben eine Grundzeit, d. h. eine Zeit, die stets als minimale Ablaufzeit auftritt, wenn der Kurz-Schluß dicht am Relaisort auftritt. Hierzu

*' Von dem Patentsucher ist als· der Erfinder angegeben worden:

Richard Bauch in Berlin-Spandau.

kommt diejenige Zeit, die der Impedanz oder dem Abstand zwischen Fehlerort und Relaisort entspricht. Ist nun die Grundzeit aller Impedanzrelais in dem erwähnten Beispiel gleich groß und der eine Erdschluß in der dritten Teilstrecke am Ende derselben, der andere Erdschluß aber am Anfang der ersten Teilstrecke, dann hat der erstere die kürzere Ablaufzeit und letztere die längere. Es fällt ίο also die dem Kraftwerk am nächsten liegende Teilstrecke zuerst heraus,. was erfindungsgemäß vermieden werden soll. Man kann diesen Übelstand dadurch beseitigen, daß man die Grundzeiten der verschiedenen Impedanzrelais staffelt, wie vorhin für die unabhängige Verzögerung geschildert. Dadurch verliert man aber einen sehr großen Vorteil des Impedanzschutzes, nämlich die kurze Abschaltzeit, weil zu der nur für reine Kurzao Schlüsse notwendigen Einstellung noch derjenige Zusatz an Grundzeit unter Umständen hinzukommt, der für diese Staffelung erforderlich ist. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist nun eine Anordnung, die den Vorteil kurzer Auslösezeiten bei reinem Kurzschluß hat mit der Forderung, daß' die vom Kraftwerk am weitesten entfernte Station bei Doppelerdschluß zuerst abgeschaltet wird. Danach werden die Auslöser der Teilstreckenschalter von zwei verschiedenen Zeiten gesteuert, von denen die eine für einfachen Kurzschluß, die andere für Doppelerdschluß in Frage kommt. Als Charakteristikum des Doppelerdschlusses, durch das er sich sowohl vom einfachen Erdschluß als auch vom Kurzschluß unterscheidet, kann man die Spannung je eines Poles gegen Erde oder die Sternpunktverlagerung ansehen. Erstere bricht beim Erdschluß an dem defekten Pol auf nahezu Null zusammen, beim Kurzschluß aber bricht sie nur auf ihren halben Wert zusammen. Dabei erhält bei Erdschluß der Sternpunkt die Phasenspannung, während die Spannung des Sternpunktes gegen Erde beim Kurzschluß unverändert bleibt. Beim Döppelerdschluß tritt dagegen im Gegensatz zürn. Kurzschluß annähernd die halbe Sternspannung zwischen dem Sternpunkt des Systems und Erde auf. Ein Relais, das beispielsweise in den Grenzen ¹^ bis ¹Z₂ der Sternpunktspannung anspricht, ist demnach in der Lage, sowohl zwischen reinem Kurzschluß oder Erdschluß einerseits und Doppelerdschluß andererseits eindeutig zu unterscheiden. Die Mittel, durch die man diese Sternpunktspannung erhalten kann, sind bekannt; es können Wandler zwischen dem Sternpunkt und Erde, entsprechend geschaltete Wandler zwischen den Leitungspolen und Erde, Kondensatorklemmen usw. hierfür benutzt werden. Läßt man dieses von der Sternpunktspannüng beeinflußte Relais nun ein unabhängig verzögertes Zeitrelais steuern und staffelt man diese unabhängigen Zeitrelais in der eingangs geschilderten Weise, dann werden die von der Zentrale am weitesten entfernten Schalter zuerst auslösen. In dieser Weise würden aber sämtliche Relais im ganzen Netz arbeiten, also nicht nur diejenigen, die zu den beiden defekten Leitungen gehören. Diese beiden Leitungen unterscheiden sich aber von den anderen dadurch, daß sie den Fehlerstrom führen bzw. daß zwischen zwei Punkten dieser Leitungen die Impedanz stark zusammengebrochen ist. Läßt man also das Zeitrelais nicht nur von dem Spannungs- '- relais, sondern auch noch von einem Überstromrelais oder von einem Relais, das auf den Zusammenbruch der Impedanz anspricht, steuern, dann hat man das, was man erstrebt. Zum letzteren Zweck kann man den sogenannten Anregungskontakt verwenden, den die ; meisten Impedanzrelais haben. Nun ist es aber sehr leicht möglich, daß von den beiden ' im Beispiel genannten Leitungen das Impedanzrelais der ersten Teilstrecke schneller abläuft, als die unabhängige Ablaufzeit des Relais in der anderen den- Dbppelerdschluß führende Leitung beträgt. Beispielsweise sei der Fehler in der ersten Teilstrecke dicht am go Relaisort, während er in einer anderen Leitung auf der zweiten Teilstrecke entfernter vom. Relaisort liegt. Dann ist bei drei hintereinanderliegendeh Teilstrecken die unabhängige Verzögerung der letzteren beispielsweise 2 Sekunden, während das Impedanzrelais der ersten Teilstrecke der anderen Leitung eine Ablauf zeit von weniger als 1 Sekunde haben möge.' ' Die Vorrichtung würde also ebenfalls zu einer Fehlschaltung führen.. Es wird deshalb gleichzeitig mit der Ingangsetzung des unabhängig verzögerten Relais diejenige Leitung unterbrochen, ' die vom Impedanzrelais zum Auslöser des Schalters führt. '

Das Anregungsglied der Distanzrelais und ein Spannungsrelais, das zwischen dem Sternpunkt und Erde liegt und nur bei Spannungen zwischen Null und'der'halben Sternspannung Kontakt geben kann, steuern je ein ünab- no hängig verzögertes Zeitrelais und verriegeln die Verbindung zwischen den Steuerkontakten des Distanzrelais und dem Auslöser" des Teilstreckenschalters. Infolgedessen ist dann: nur das unabhängige Zeitrelais imstande* den Schalter zu steuern.

Bei wechselnder Energierichtung in der Leitung sind" die üblichen Richtungsglieder notwendig. Die im vorigen Absatz erwähnte Verriegelung darf natürlich nicht auch den Einfluß der Richtungsglieder unwirksam machen.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Schalter ι der Teilstrecke 2 einer Netzanlage wird durch die Impedanzrelais 3, 4 und 5, die Doppelerdschlußspannungsrelais 6, 7 und das unabhängig verzögerte Relais 8 gesteuert. Die Stromspulen der Impedanzrelais 3, 4 und 5 sind in an sich bekannter Weise in Stern geschaltet und an die dreieckverketteten Stromwandler 9, 10 und 11 angeschlossen. Ihre Spannungsspulen werden durch die in Stern geschalteten Spannungswandler 12, 13 und 14 gespeist. Die Spannungswandler 12, 13 und 14 besitzen noch eine zweite Unterspannungswicklung, die, in offenem Dreieck geschaltet, die Sternpunktspannung für die Doppelerdschlußspannungsrelais 6 und 7 liefert. Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:

Bei Doppelerdschluß, der sich z.B. zwischen der Phase ν der Teilstrecke 2 und Erde und einer anderen Phase m einer anderen Teilstrecke und Erde befinden soll, sprechen die Anregungsglieder α der Impedanzrelais 3 und 4 sofort an. Außerdem spricht infolge der auftretenden halben Sternpunktspannung das Doppelerdschlußspannungsrelais 6 an, während das Doppelerdschlußspannungsrelais 7 seine Steuerkontakte geschlossen hält, da es so gebaut ist, daß es erst bei Auftreten einer höheren Spannung als der halben Phasenspannung anspricht. Infolgedessen wird von der Spannungsquelle 15 ein Strom über die geschlossenen Anregungsglieder α der Impedanzrelais 3 und 4 und die Steuerkontakte des Doppelerdschlußspannungsrelais 6 und 7 über die Auslösespule des unabhängig verzögerten Zeitrelais S fließen, das infolgedessen seinen Momentkontakt 81 öffnet und nach einer bestimmten Zeit seinen Zeitkontakt 82 schließt, wodurch dann die Abschaltung der Teilstrecke 2 über den Schalter 1 erfolgt. Durch die Öffnung des Momentkontaktes 81 werden die Impedanzrelais 3 und 4 unwirksam gemacht.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Abschalten von Leitungsstrecken, die mit einer Kurz-Schlußschutzeinrichtung mit abhängiger Verzögerungszeit ausgerüstet sind, bei Doppelerdschluß, dadurch gekennzeichnet, daß bei Doppelerdschluß Abschalteinrichtungen mit fester Zeitstaffelung in Tätigkeit treten, welche die vom Kraftwerk am weitesten entfernt liegende erdschlußbehaftete Strecke abschalten.

2. Anordnung nach Anspruch 1 bei

Vorhandensein von Relais, die bei einem Kurzschluß mit von Leitungsgrößen abhängiger Verzögerung ansprechen (z. B. spannungsabhängig verzögerte Überstromrelais bzw. Impedanzrelais), dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten eines Doppelerdschlusses diese Relais durch solche ersetzt werden, die auf andere elektrische Erscheinungen (z. B. Null· punktspannungsverlagerung) ansprechen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 bei Vorhandensein von Relais, die bei einem Kurzschluß mit von Leitungsgrößen abhängiger Verzögerung ansprechen (z. B. spannungsabhängig verzögerte Überstromrelais bzw. Impedanzrelais), dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten eines Doppelerdschlusses die Verzögerung dieser Relais unwirksam wird und statt ihrer eine andere von den Leitungsabmessungen (Entfernung des Fehlerortes) unabhängige Verzögerung wirksam wird.

4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen Null und der halben Phasenspannung wirksames, von der Sternpunktspannung gegen Erde beeinflußtes Doppelerdschlußspannungsrelais die Relais, deren Ablaufzeit von den Leitungsgrößen abhängig ist, zweckmäßig über einen Momentkontakt unwirksam macht und statt dessen über einen Zeitkontakt nach einer bestimmten go Zeit die Abschaltung der kranken Leitungsstrecke bewirkt.

5. Anordnung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelerdschlußspannungsrelais dann wirksam wird, wenn ein weiteres auf Überstrom oder Impedanzzusammenbruch ansprechendes Relais oder Kontaktglied betätigt wird.

6. Anordnung nach Anspruch 1 und 4 bei Vorhandensein von Distanzrelais mit Anregungskontakten und Zeitkontakten, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungskontakte in Verbindung mit den Doppelerdschlußspannungsrelais das von den Leitungsgrößen unabhängig verzögerte Relais steuern.

7. Anordnung nach Anspruch 1 und 4, • dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung des Abschaltens bei einfachem Erdschluß durch das Doppelerdschlußspannungsrelais, d. h. also bei Auftreten einer Spannung, die größer als die halbe Phasenspannung ist, der von dem Doppelerdschlußspannungsrelais geschlossene Stromweg wieder unterbrochen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen