DE571163C - Schaltung des Erregerkreises von in Dreieck geschalteten Relais oder Messgeraeten, beispielsweise Impedanzschutzrelais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Stromwandlerschaltung für Schutzrelaiszwecke, insbesondere zur Ableitung von verketteten Strömen für die Erregung von Relais, welche bei Kurzschluß, aber nicht bei Erdschluß, auf einer dreiphasigen Leitung ansprechen sollen. Bekanntlich kann man bei Widerstands relais, die auf einen bestimmten Grenzwert des Leitungswiderstandes eingestellt sind, auf der Leitung einen solchen Ort angeben, daß, wenn an diesem Ort ein Kurzschluß entsteht, im Impedanzrelais die Kraft der Stromspule und der Spannungsspule einander gerade das Gleichgewicht halten. Bei einem Dreiphasenkurzschluß liegt der betreffende Ort auf der Leitungsstrecke um 15 0/0 weiter vom Relaisort entfernt als bei einem Zweiphasenkurzschluß. Infolgedessen erfaßt das Relais, wenn es auf einen Zweiphasenkurzschluß innerhalb der Entfernungen von 75 o/₀ des zugehörigen Leitungsabschnittes anspricht, einen Dreiphasenkurzschluß bis zu einer Entfernung ■ von etwa 86 o/_o des Abschnittes, wobei vorausgesetzt ist, daß das . Relais von Phasenströmen und verketteten Spannungen erregt wird. Bekanntlich tritt diese Verschiebung des Grempunktes des Relaisschutzbereiches nicht ein, wenn seine Stromspulen von verketteten Strömen erregt werden.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, um die Erregung des Relais durch verkettete Ströme zu sichern. Bei Anwendung der Erfindung können in Stern geschaltete Stromwandler in Verbindung mit in Dreieck geschalteten Relais wicklungen verwendet werden. Bisher war dies nicht möglich, weil, wenn ein Einphasenerdschluß auftritt, die Stromwandler von einem Nullpunktstrom (Summenstrom) durchflossen werden.

Bei eher Sternschaltung der Stromwandler, welche lediglich in Dreieck geschaltete Geräte in ihrem Sekundär Stromkreis haben, gibt es keinen Rückweg auf der Sekundärseite für den in allen drei Phasen gleichphasig auftretenden Nullpunktstrom. Die 4-5 Stromwandler arbeiten dann so, als wäre ihr Sekundärkreis nicht geschlossen, so daß also der Summenstrom auf der Sekundärseite unterdrückt wird, so daß irgendein auf der Leitung fließender Summenstrom zum magnetisierenden Strom für den Transformator wird, wodurch zwischen dem Sternpunkt der Wandler und den drei Anschlußklemmen eine hohe Spannung entsteht, was mit einer Sättigung der Transformatoreisen verbunden ist. Es ist infolgedessen bisher nicht möglich, verkettete Ströme von in Stern geschalteten Stromwandlern ohne diesen Nachteil abzuleiten.

Gemäß der Erfindung wird diese Schwierigkeit dadurch vermieden, daß ein kleiner in Stern geschalteter Zwischentransformator verwendet wird. Ein solcher besteht aus drei kleinen Emphasentransformatoren,' die so geschaltet sind, daß die Nullpunktströme (Summenströme) einander magnetisch aufheben, so daß er für diese Ströme nur einen kleinen Widerstand darstellt. Anderseits ist ein kleiner Transformator oder Transformatorsatz ein erheblicher Widerstand für die Symmetriekomponente und Unsymmetriekomponente des Stromes, welcher daher nur einen vemachlässigbar kleinen Strombeitrag zu seiner Magnetisierung liefert.

Man kann bei Anwendung der Erfindung außer den Relais oder Meßgeräten, von welchen mit den Mitteln der Erfindung die Summenstromkomponente ferngehalten werden soll, auch noch weitere Geräte anschließen, die je nach ihrer Schaltung von dem Gesamtstrom, d. h. also auch von einem etwa vorhandenen Summenstrom, oder aber von einem Strom durchflossen werden, welcher durch das Heraussieben der Summenstromkomponente gereinigt ist. Einzelheiten der Erfindung werden durch die Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Fig. ι ist einfe schematische Zeichnung der Stromkreise und erfindungsgemäß anzuwendenden Apparate, wobei jedoch die Schaltung und die Geräte nur als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zu betrachten sind.

Fig. 2 gibt einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtungen in etwas abgeänderter Form wieder.

In Fig. ι ist die Erfindung bei ihrer Anwendung zum Schutz einer Drehstromleitung L₁, L₂ und L₃ dargestellt, die vermittels eines Leitungsschalters 3, der durch eine Auslösespule 4 geöffnet werden kann, mit den Sammelschienen B₁, B₂ und B₃ verbunden ist. Die Zeichnung zeigt ferner drei Impedanzrelais 6, 6 und 6, die normalerweise offene Kontakte 9 besitzen. Die Kontakte 9 liegen in Parallelschaltung zwischen der einen Klemme der Ortsbatterie 5 und dem einen Wicklungsende der Auslösespule 4. Die Relais besitzen Spannungsspulen 11, die in Dreieckschaltung an die Sekundärwicklung eines Spannungswandlers 12 angeschlossen sind. Die Spannungsspulen erhalten verkettete Spannungen. Die drei Impedanzrelais sind mit Stromspulen 3 ausgerüstet, die ebenfalls in Dreieck geschaltet sind und ihre Energie von einer Sternschaltung dreier Stromwandler 14 beziehen. Die Anschlußklemmen der Stromwandler sind über die Verbindungsleitung 15 mit den drei Enden der Dreieckschaltung verbunden, welche die Stromspulen 13 enthalten. An die drei Phasenleiter 15 der Sternschaltung 14 der Stromwandler ist erfindungsgemäß ein in Stern geschalteter Transformator 16 angeschlossen, dessen Sternpunkt mit dem Sternpunkt der Wandler 14 durch die Leitung 17 verbunden ist.

Wie Fig. 2 deutlicher zeigt, umfaßt der Hilfstransformator 16 drei Einphasentransformatoren 18, 19 und 20 mit dem Übersetzungsverhältnis ι : i, die so geschaltet sind, daß der •Summenstrom von jedem der drei Leiter 15 zunächst durch die Primärwicklung 21 des einen Hilfstransformators, beispielsweise 18, dann in umgekehrter Richtung über die Leitung 16 des Hilfstransformators, beispielsweise 19, und dann über die Leitung 17 zurück zum Sternpunkt der Wandler 14 fließt.

Der Widerstand des kleinen, in Stern geschalteten Hilfstransformators, der etwa auch ein Transformator mit Zickzackschaltung sein kann, ist dann für die Nullpunktstromkomponente sehr klein, da je zwei Wicklungen auf demselben Kern sitzen und so angeordnet sind, daß sie gleiche und entgegengesetzte Felder hervorrufen. Wenn dagegen die Ströme in zwei Spulen, die auf demselben Kern gewickelt sind, nicht genau gleich groß und gleich gerichtet sind, ist der Widerstand des Hilfstransformators sehr groß. Dies trifft für die Symmetriekomponente und die Un-Symmetriekomponente der Ströme in den Transformatorspeiseleitungen 15 zu, die gegeneinander 120° phasenverschoben sind. Von diesen Strömen fließt daher nur ein vernachlässigbarer kleiner Magnetisierungsstrom über den Hilfstransformator 16. Der Zickzacktransformator stellt also hinsichtlich der Symmetriekomponente und der Unsymmetriekomponente der Ströme einen offenen Stromkreis dar, während er für die Nullpunktkomponente des Leitungsstromes praktisch .widerstandslos ist, so daß die letzteren sich über ihn schließen und infolgedessen nicht die Nachteile bringt, welche bei den bekannten Schaltungen mit in Stern geschalteten Stromwandlern und in Dreieck geschalteten Geräten auftritt. Die angegebene neue Schaltung läßt sich mit Vorteil auch in solchen Fällen anwenden, wenn beispielsweise an die gleichen, in Stern geschalteten Stromwandler 14 außer den in Dreieck geschalteten Relais noch weitere Instrumente oder Relais angeschlossen werden sollen. Wie Fig. 1 zeigt, kann man an der Stelle 2 5 einen Satz Instrumente einschalten, welche dann vom Leitungsstrom, d.h. also auch von einer etwa vorhandenen Summen· Stromkomponente, e.rregt werden. Eine an der Stelle 24 eingeschaltete Anordnung wird on den Leiterströmen nach Abzug des etwa vorhandenen Summenstromes erregt. Manche Typen von Richtungsrelais würden zweckmäßig an der Stelle 24 eingeschaltet.

Verkettete Ströme müssen dann überall dort angewendet werden, wo Schnellimpedanzrelais oder sonstige Widerstandsrelais angeschlossen werden sollen, welche durch möglichst schnelle Abschaltung einer fehlerhaften Leitungsstrecke die Stabilität eines mehrfach gespeisten Netzes sichern sollen. Bei Anwendung der Erfindung können solche Relais ohne Änderung der Stromwandlerschaltung

ίο an die Stromwandler angeschlossen werden, auch wenn diese in Stern geschaltet sind.

Wenn von verkettetem Strom zu speisende Vorrichtungen zusätzlich erregt werden sollen, d. h. zusätzlich zu den Spulen der Impedanzrelais 6, dann können diese in die Dreieckschaltung eingefügt werden, etwa wie bei 28,-29 und 30 angedeutet ist. Die Vorrichtungen werden dann ebenfalls nur von den verketteten Strömen durchflossen. Alle oder einzelne

ao von den vom Strom zu erregenden Vorrichtungen, also beispielsweise die Stromspule 13 der Impedanzrelais, können mit einem Nebenschluß ausgestattet werden, um die GleichStromkomponente, die bei Einschaltvorgängen oder plötzlich auftretendem Kurzschluß entstehen kann, um das Distanzrelais herumzuleiten. Wenn solche Vorrichtungen angewendet werden, gehören sie als wesentlicher Teil zu den Relais, die von den verketteten Strömen erregt werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltung des Erregerkreises von in Dreieck geschalteten Relais oder Meßgeraten, beispielsweise Impedanzschutzrelais, die an in Stern geschaltete Stromwandler einer Drehstromanlage angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Dreieckschaltung der Relais oder Meßgeräte eine Widerstandsanordnung (16) liegt, deren Widerstandswert für einen auftretenden SummenstiOm möglichst klein, für die Symmetriekomponente und die Unsymmetriekomponente des Leitungsstromes aber sehr groß ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen