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Schaltanordnung in elektrischen Verteilungsanlagen, die in einzelne
Netzabschnitte geteilt sind Es ist vielfach üblich, elektrische Verteilungsnetze
als sogenannte offene Netze zu betreiben, bei denen die von den einzelnen Speisepunkten
ausgehenden Verteilungskabel verschiedener Netzabschnitte nicht miteinander vermascht.
sind. Diese Betriebsart hat den Vorteil, daß von Störungen jeweils nur ein einziger
Abschnitt betroffen wird,. und daß die Schwierigkeiten, die sich bei der Wiedereinschaltung
großer vermaschter Netze ergeben, vermieden werden. Andererseits hat diese hTetzanordnung
den Nachteil, daß der Querschnitt sämtlicher Kabel für die meistens nur kurzzeitig
auftretende Belastungsspitze bemessen sein muß. Ein weiterer Nachteil besteht darin,
daß einzelne Netzteile, die in der Nähe der Zentrale liegen, von der gemeinsamen
Sammelschiene her mit einer höheren Spannung gespeist werden als diejenigen Netzteile,
die über lange Speiseleitungen mit der Sammelschiene verbunden sind. Auch kann es
vorkommen, daß z. B. die Außenbezirke eines städtischen Versorgungsgebietes nur
schwach belastet sind, während die Innen-Bezirke infolge der andersgearteten Abnehmer
überlastet sein können.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltanordnung, welche die Vorteile
der offenen Netze mit denen der vermaschten Netze vereinigt, ohne die Nachteile
der beiden Betriebsarten zu besitzen. Die neue Anordnung besteht darin, daß die
Kupplungsschalter, die in bekannter Weise einzelne Netzabschnitte miteinander verbinden,
bei gleicher Spannung in je zwei benachbarten Abschnitten geöffnet sind, bei Überschreiten
einer bestimmten Spannungsdifferenz aber geschlossen werden, wenn gleichzeitig die
Spannung in den zu verbindenden Netzteilen den bei einem Kurzschluß sich einstellenden
Wert überschreitet.
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Es sind zwar bereits Einrichtungen bekannt, bei denen die Kupplung
einzelner Netzteile von der Höhe der Spannung in den zu verbindenden Netzteilen
abhängig ist. Da aber bei derartigen Einrichtungen die Kupplung der Netzteile nicht
gleichzeitig von der Höhe der Spannungsdifferenz zwischen den beiden Teilen beeinflußt
ist, wird der Zusammenschluß auch im normalen Betriebe herbeigeführt, so daß ein
vermaschtes Netz mit seinen Nachteilen entsteht, was gerade durch die Erfindung
vermieden werden soll.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Mit z und :2 sind zwei INTetzabschnitte bezeichnet, die durch einen Kupplungsschalter
3 miteinander verbunden werden können. Der Kupplungsschalter besitzt zwei Einschaltspulen
5 und 2o, die nur bei entsprechender Größe der an beide angelegten Spannungen den
Schalter zu betätigen vermögen. Die Stromkreise der Spulen 5 und 2o
sind
in an sich bekannter Weise über Hilfskontakte 12 geführt, die den Stromkreis bei
geschlossenem Schalter unterbrechen, und an den Mittelpunkt eines Widerstandes 13
angeschlossen, der in einer Phase den Schalter 3 überbrückt. Die noch freien Enden
der Spulen 5 und 2o sind über Kontakte 15 und 21 an die anderen Leiter der Netzteile
i und 2 angeschlossen. Der Schalter 3 besitzt Nullspannungsauslösung, bestehend
aus einer Auslöseklinke 14, die von dem Nullspannungsmagneten 6 betätigt wird. Der
Stromkreis des Nullspannungsmagneten liegt an der Spannung eines der beiden Netzabschnitte
und ist, ebenso wie die Spule 5, an die Kontakte 15 des Relais geführt, das die
Ein- und Ausschaltung des Kuppelschalters 3 veranlaßt. Der Nullspannungskreis ist
weiter über einen Handschalter io geführt, der eine Auslösung des Kuppelschalters
von Hand gestattet, sowie über die Ruhekontakte von Überstromrelais 7, die von deni
zwischen den beiden Netzabschnitten fließenden Ausgleichsstrom beeinflußt werden.
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Das Steuerrelais besitzt zwei Wicklungen 4 und ii sowie eine Zeitverzögerungseinrichtung
16, die den Zweck hat, ein Ansprechen der Schalteinrichtung bei kurzzeitigen Änderungen
des Betriebszustandes zu verhindern. Die Wicklung 4 liegt parallel zu dem Pol des
Kuppelschalters 3, der nicht durch den Widerstand 13 überbrückt ist. Bei geöffnetem
Schalter wird daher die Wicklung 4 von der Spannungsdifferenz zwischen den beiden
Netzabschnitten erregt. Der Rückschluß für den Stromkreis der Relaiswicklung 4 wird
von dem Widerstand 13 gebildet. Die Wicklung ii wird von dem zwischen den beiden
Netzabschnitten fließenden Strom erregt und ist so angeordnet, daß sie auf das bewegliche
Relaissystem im gleichen Sinne wirkt wie die Wicklung 4. Im Stromkreis der letzteren
liegt ein Umschalter 8, durch den der Kuppelschalter zu Prüfzwecken von Hand auch
dann geschlossen werden kann, wenn eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Netzabschnitten
nicht vorhanden ist. Zur Begrenzung des in diesem Falle die Spule 4 durchfließenden
Stromes ist ein Vorschaltwiderstand g angeordnet. Der Umschalter 8 hat normalerweise
die gezeichnete Lage.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Im normalen Betrieb,
d. h. wenn in beiden Netzabschnitten gleiche Spannungen vorhanden sind, ist der
Schalter 3 geöffnet; ebenso sind die Kontakte 15 des Steuerrelais offen. Tritt nun
eine ungleiche Belastung auf, so daß die Spannung des einen Netzabschnittes um einen
bestimmten Betrag, beispielsweise 5 oder io Prozent, sinkt, so wird die Spule4 des
Steuerrelais erregt und bewirkt das Schließen der Kontakte 15. Hierdurch wird die
Nullspannungsspule 6 über die Kontakte der Überstromrelais 7 und den Kontakt io
an die obere Phase, über die Kontakte 15 an die untere Phase des Netzteiles i gelegt.
In diesem Zustand hält dann das Relais 6 die Klinke 14 in der Verriegelungsstellung
fest. Durch die Kontakte 15 und 21 wird auch der Stromkreis für die Einschaltspulen
5 und 2o geschlossen. Wenn die von den beiden Spulen 5 und 2o hervorgerufenen Kräfte
genügend groß sind, d. h. wenn die Spannungen in den beiden Netzteilen i und 2 einen
für die Erregung der Spulen genügend hohen Wert besitzen, der nur in kurzschlußfreiem
Betrieb auftreten kann, dann wird der Kuppelschalter 3 eingeschaltet. Der Kuppelschalter
wird durch die Sperrklinke 14 in seiner Einschaltstellung festgehalten. Nunmehr
sind die beiden Netzabschnitte miteinander gekuppelt, so daß die schwach belastete
Netzhälfte zur Speisung des überlasteten Abschnittes mit herangezogen wird. Der
zwischen den beiden Netzabschnitten fließende Strom erregt die Spule ii des Steuerrelais.
Infolgedessen bleiben die Kontakte 15 geschlossen, wenn nach dem Schließen des Schalters
3 infolge Verschwindens der Spannungsdifferenz zwischen i und 2 die Spule 4 spannungslos
wird. Der Schalter 3 bleibt also so lange geschlossen, als ein hinreichender Strom
von dem einen Netzabschnitt in den anderen fließt. Erst wenn dieser Ausgleichstrom
auf einen solchen Wert zurückgegangen ist, welcher die Aufrechterhaltung der Kupplung
zwischen i und 2 nicht mehr notwendig erscheinen läßt, fällt das Steuerrelais ab,
öffnet die Kontakte 15 und unterbricht dann den Stromkreis der Nullspannungsspule
6, so daß der Kupplungsschalter 3 in die Ausschaltstellung zurückgeht.
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In gleicher Weise vollzieht sich der Ausschaltvorgang, wenn der Schalter
io von Hand geöffnet wird oder eines der Überstromrelais anspricht und dadurch seinerseits
den Nullspannungskreis unterbricht. Der Nullspannungsmagnet 6 ist so bemessen, daß
er den Kupplungsschalter auch dann auslöst, wenn die Netzspannung stark absinkt,
z. B. um 50 Prozent der Normalspannung, was eintreten kann, wenn in einem
der Netzabschnitte eine Störung besteht.
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Die Einrichtung wirkt also in der Weise, daß bei gleicher Spannung
in beiden Netzabschnitten der Kupplungsschalter offen ist, bei einer bestimmten
- geringen - Spannungsdifferenz der Kupplungsschalter aber geschlossen wird, wenn
nicht gleichzeitig der Spannungsrückgang in einem Netzteil einen Kurzschluß anzeigt.
Eine Wiederauslösung des Kupplungsschalters erfolgt, wenn eine Störung in einem.
der Netzabschnitte vorliegt und infolgedessen der Ausgleichsstrom einen bestimmten
Wert überschreitet, oder wenn die Spannung stark absinkt und. infolgedessen- das
Nullspannungsrelais
die Ölschalterverklinkung löst. Ebenso löst
der Schalter aus, wenn in beiden Abschnitten wieder gleiche Spannungsverhältnisse
herrschen, d. h. der Ausgleichstrom einen Minimalwert unterschreitet. Beunruhigungen
des Betriebes durch häufiges Ein- und Ausschalten werden durch die Zeitverzögerungseinrichtung
16 vermieden. .
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Es kann nun bei rasch aufeinanderfolgendem Lastwechsel in einem der
Netzteile der Zustand des sogenannten Pumpens der Einrichtung eintreten, d. h. es
kann trotz der Verzögerungseinrichtung 16 ein mehrmaliges rasch aufeinanderfolgendes
Einschalten und Auslösen des Kuppelschalters 3 vorkommen. Dieser Übelstand kann
durch an sich bekannte Vorrichtungen beseitigt werden, welche die Einschaltung des
Schalters 3 sperren, wenn innerhalb kurzer Zeit mehrere Einschaltungen aufeinanderfolgen.
In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform angedeutet, nach welcher
parallel zur Nullspannungsspule 6 eine Vorrichtung 17 geschaltet wird, welche beim
jedesmaligen Schließen des Kontaktes-15 unter Spannung gesetzt wird und diese Tatsache
in geeigneter Weise vermerkt.