DE591802C - Protection circuit for meshed high-voltage networks - Google Patents

Protection circuit for meshed high-voltage networks

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DE591802C
DE591802C DES88878D DES0088878D DE591802C DE 591802 C DE591802 C DE 591802C DE S88878 D DES88878 D DE S88878D DE S0088878 D DES0088878 D DE S0088878D DE 591802 C DE591802 C DE 591802C
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Germany
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lines
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DES88878D
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German (de)
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Dr-Ing E H Reinhold Rue Dr-Ing
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • G01S13/78—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted discriminating between different kinds of targets, e.g. IFF-radar, i.e. identification of friend or foe
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02H7/28—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 for meshed systems

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Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 27. JANUAR 1934ISSUED ON January 27, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21c GRUPPE 68 soCLASS 21c GROUP 68 so

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Dezember 1928 abPatented in the German Empire on December 12, 1928

In Hochspannungsnetzen mit mehreren Speisepunkten, die zum Zwecke des Belastungsausgleiches durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden und vermascht werden, wird ein Selektivschutz dadurch erheblich erschwert, daß bei Auftreten eines Kurzschlusses oder Überstromes die Fehlerstelle von verschiedenen Seiten gespeist wird. Gemäß der Erfindung wird diese Schwierigkeit dadurch behoben, daß in jede Verbindungsleitung zwischen je zwei Speisepunkten ein selbsttätiger Überstromschalter eingebaut ist, welcher bei Überstrom die Verbindungen der Speisepunkte untereinander innerhalb einer bestimmten Zeit α aufhebt, so daß ein eingetretener Fehler nur von einer Speiseleitung noch' gespeist wird.In high-voltage networks with several feed points that are connected and meshed with each other by connecting lines for the purpose of load compensation, selective protection is made considerably more difficult by the fact that the fault point is fed from different sides when a short circuit or overcurrent occurs. According to the invention, this problem is solved in that an automatic overcurrent switch is built into each connection line between two feed points, which in the event of an overcurrent interrupts the connections between the feed points within a certain time α , so that a fault that has occurred is only fed from one feed line will.

In den Speiseleitungen werden dann Schutzrelais, zweckmäßig Überstromrelais, angeordnet, welche erfindungsgemäß, bei Überstrom die Speiseleitungen in der Zeit α-)- b öffnen. Die Anordnung kann ferner so getroffen sein, daß die in den Verbindungsleitungen liegenden Überstromschalter sich selbsttätig nach der Zeit a + b. + c wieder einschalten, sofern die zusammenzuschaltenden Teile die volle Spannung haben.Protective relays, expediently overcurrent relays, are then arranged in the feed lines which, according to the invention, open the feed lines in the time α -) - b in the event of an overcurrent. The arrangement can also be made so that the overcurrent switches located in the connecting lines switch themselves automatically after the time a + b. Switch + c on again, provided that the parts to be interconnected have full voltage.

Die Abb. 1 zeigt ein vermaschtes Hochspannungsnetz in schematischer Darstellung.Fig. 1 shows a meshed high-voltage network in a schematic representation.

Von dem Kraftwerk 1 führen die Speiseleitungen 2, 3, 4, 5 und 6 zu den einzelnen Speisepunkten 7,'8, 9, 10, 11. Die einzelnen Speisepunkte sind durch Verbindungsleitungen 12, 13, 14, 15, 16 und 17 miteinander :' verbunden. In sämtlichen Verbindungsleitungen der Speisepunkte liegen selbsttätige Überstromschalter 18. In den Speiseleitungen 2 bis 6 liegen Überstromrelais 19. Die selbsttätigen Überstromschalter 18 sind so gebaut, : daß sie bei Auftreten eines Überstromes nach der Zeit α sich selbsttätig ausschalten und nach der Zeit α -f- b -\- c sich selbsttätig wieder einschalten, sofern die von ihnen zu verbindenden Leitungen die Vorgeschriebene volle Spannung führen. Die in den Speiseleitungen liegenden Überstromrelais 19 öffnen die Speiseleitungen bei Auftreten eines Überstromes in der Zeit a + b. Tritt beispielsweise an der Stelle 20 auf der Verbindungsleitung 17 ein Kurzschluß auf, so fließt dem Fehler Energie nicht allein durch die Speiseleitungen 2 und 6 über die Verbindüngsleitung 17 zu, sondern in der Regel auch über benachbarte Verbindungsleitungen, z.B. 12 und 16. Nach der Zeit α unterbrechen infolgedessen die Überstromschalter 18 die Verbindungsleitungen 16, 17 und 12, so daß die Fehlerstelle 20 nur noch von der Speiseleitung 6 gespeist wird. Diese wird durch ihr Überstromrelais 19 nach der Zeit a + b abgeschaltet. Nach der Zeit a + b + c versuchen darauf die geöffneten Überstromschal-From the power plant 1, the feed lines 2, 3, 4, 5 and 6 lead to the individual feed points 7, 8, 9, 10, 11. The individual feed points are connected to one another by connecting lines 12, 13, 14, 15, 16 and 17 : ' tied together. In all of connection lines of the feed points automatic overcurrent switch are 18 in the supply lines 2 to 6 overcurrent relays are 19. The automatic overcurrent switch 18 are so designed, that they α upon occurrence of an overcurrent with respect to time be switched off automatically and α after the time -f- b - \ - c automatically switch on again, provided that the lines to be connected carry the prescribed full voltage. The overcurrent relays 19 located in the feed lines open the feed lines when an overcurrent occurs in the time a + b. If, for example, a short circuit occurs at point 20 on connecting line 17, energy does not flow to the fault only through feed lines 2 and 6 via connecting line 17, but usually also via adjacent connecting lines, e.g. 12 and 16. After the time As a result, the overcurrent switches 18 interrupt the connecting lines 16, 17 and 12 so that the fault location 20 is only fed by the feed line 6. This is switched off by its overcurrent relay 19 after the time a + b . After the time a + b + c , the opened overcurrent switches try

*) Von dein Patentsucher ist als der Erfinder angegeben ivorden:*) Your patent seeker indicated as the inventor:

Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Grunezvald.Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. H. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Grunezvald.

ter sich selbsttätig wieder einzuschalten. Die in den Verbindungsleitungen 12, 13, 14 und 15 liegenden Überstromschalter werden sich auch nach dieser Zeit schließen, da die von ihnen zu verbindenden Leitungen die volle Spannung über die Speiseleitungen 2 bis 5 erhalten. Die in den Speiseleitungen 16 und 17 auf beiden Seiten der Fehlerstelle 20 liegenden Überstromschalter können sich jedoch nicht einschalten, da die Speiseleitung 6 und die an sie angeschlossenen Teile der Verbindungsleitungen 16 und 17 spannungslos sind. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß durch einen Fehler an irgendeiner Stelle nur eine Speiseleitung und somit nur der Teil des Netzes abgeschaltet wird, der von dem Fehler betroffen ist. Der gesunde Teil des Netzes wird nicht nur mit Energie weiter beliefert, sondern auch, soweit wie möglich, wieder vermascht. Ist dann der Fehler in dem kranken Netzteil beseitigt, kann die Speiseleitung 6 vom Kraftwerk aus wieder eingeschaltet werden; darauf schließen sich dann auch die in den Verbindungsleitungen 1.6 und 17 liegenden überstromschalter iS, da die von ihnen zu verbindenden Leitungen jetzt wieder die volle Spannung haben.to switch itself on again. The in the connecting lines 12, 13, 14 and 15 overcurrent switches will also close after this time, as the from the lines to be connected to the full voltage via the feed lines 2 to 5 obtain. Those lying in the feed lines 16 and 17 on both sides of the fault location 20 Overcurrent switches can not switch on, however, because the feed line 6 and the parts of the connecting lines 16 and 17 connected to them are de-energized. This arrangement ensures that by an error at any point only a feed line and thus only the part of the network that is switched off by the Error is affected. The healthy part of the network is not just continuing with energy but also, as far as possible, meshed again. Then if the error is in the diseased power supply eliminated, the feed line 6 from the power station can be restored be switched on; then also the connections in the connecting lines 1.6 and 17 lying overcurrent switch iS, da the lines to be connected now have full voltage again.

Die Abb. 2 zeigt einen Überstromschalter gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung. Die Speiseleitungen 2 und 6 sowie die Verbindungsleitung 17 mit dem Überstromschalter 18 sind hier angedeutet. 21 ist die Auslösespule und 22 die Einschaltspule des Schalters. Bei Auftreten eines Überstromes wird die an einen Stromwandler 23 angeschlossene Uberstromspule 24 erregt und zieht eine Klinke 25 entgegen der Wirkung der Feder 26 an. Hierdurch wird die mit einem Zeitwerk 27 gekuppelte Scheibe 28, die normalerweise von der Sperrklinke 25 festgehalten wird, freigegeben. Sie dreht sich entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. Nach der Zeit α kommt das Kontaktstück 29, das mit dem einen Pol einer Hilfsstromquelle 30 verbunden ist, mit der Kontaktbürste 31 in Verbindung. Dadurch wird der Stromkreis der Auslösespule 21 geschlossen und der Schalter ausgelöst. Das Zeitwerk läuft weiter, und nach der Zeit a + b -f- c kommt das Kontaktstück 29 mit der Bürste 32 in Berührung, die mit der Einschaltspule 22 verbunden ist. Der Stromkreis der Einschaltspule ist über die Kontakte 33 und 34 der Voltmeter (oder Spannungsrelais) 35 und 36 geführt. Das Voltmeter 35 ist an den Teil der Verbindungsleitung 17 angeschlossen, der mit der Speiseleitung 2 verbunden ist, während das Voltmeter 36 mit dem anderen von der Speiseleitung 6 gespeisten Teil verbunden ist. Haben beide Leitungsteile die volle Betriebsspannung, so sind die beiden Kontakte 33 und 34 geschlossen. In dem Augenblick, wo nun die Bürste 32 mit dem Kontaktstück 29 in Berührung kommt, ist der Stromkreis der Einschaltspule 32 geschlossen, und der Schalter wird wieder eingeschaltet. Das Zeitwerk 27 .dreht nun die Scheibe 28 weiter bis in die Stellung, bei der die Klinke 25 unter der Wirkung der Feder 26 in den auf der Scheibe befindlichen Einschnitt eingreift. Damit ist dann der normale Betriebszustand wiederhergestellt. Der Antrieb des Zeitwerkes 27 kann entweder durch ein Uhrwerk erfolgen, welches in bekannter Weise aufgezogen werden kann, oder er kann auch von der Hilfsstromquelle 30 aus bewirkt werden.Fig. 2 shows an overcurrent switch according to the invention in a schematic representation. The feed lines 2 and 6 and the connecting line 17 with the overcurrent switch 18 are indicated here. 21 is the trip coil and 22 is the closing coil of the switch. When an overcurrent occurs, the overcurrent coil 24 connected to a current transformer 23 is excited and pulls a pawl 25 against the action of the spring 26. As a result, the disk 28, which is coupled to a timer 27 and which is normally held by the pawl 25, is released. It rotates counterclockwise. After the time α, the contact piece 29, which is connected to one pole of an auxiliary power source 30, comes into contact with the contact brush 31. This closes the circuit of the trip coil 21 and triggers the switch. The timer continues to run, and after the time a + b -f- c , the contact piece 29 comes into contact with the brush 32, which is connected to the closing coil 22. The circuit of the closing coil is carried out via the contacts 33 and 34 of the voltmeter (or voltage relay) 35 and 36. The voltmeter 35 is connected to that part of the connecting line 17 which is connected to the feed line 2, while the voltmeter 36 is connected to the other part fed by the feed line 6. If both parts of the line have full operating voltage, the two contacts 33 and 34 are closed. At the moment when the brush 32 comes into contact with the contact piece 29, the circuit of the switch-on coil 32 is closed and the switch is switched on again. The timer 27 .turns the disc 28 further to the position in which the pawl 25 engages under the action of the spring 26 in the incision located on the disc. The normal operating state is then restored. The timing mechanism 27 can either be driven by a clock mechanism, which can be wound up in a known manner, or it can also be effected from the auxiliary power source 30.

Ist dagegen mindestens eine Speiseleitung spannungslos, kann sich der Schalter 18 nicht einschalten, da der Stromkreis seiner Einschaltspule mindestens an einem von den beiden Kontakten 33 oder 34 unterbrochen ist. In der Stellung der Scheibe 28, in der sie von der Klinke 25 festgehalten wird, muß die Bürste 32 noch gerade das Kontaktstück 29 berühren, damit in dem Augenblick, wo die Spannung nach längerer Zeit wiederkehrt und der eine bzw. beide Kontakte 33, 34 geschlossen werden, der Schalter selbsttätig durch die Einschaltspule wieder eingeschaltet werden kann. Damit die Einschaltspule nicht dauernd unter Spannung steht, ist es auch möglich, in bekannter Weise durch einen Schleppschalter den Stromkreis der Einschaltspule nach erfolgter Einschaltung des Schalters zu unterbrechen. .If, on the other hand, at least one feed line is dead, the switch 18 cannot turn switch on, since the circuit of its closing coil is at least one of the two Contacts 33 or 34 is interrupted. In the position of the disc 28 in which it is of the pawl 25 is held, the brush 32 must just touch the contact piece 29 touch so at the moment when the tension returns after a long time and the one or both contacts 33, 34 are closed, the switch automatically can be switched on again by the closing coil. So that the closing coil does not is permanently under tension, it is also possible in a known manner by a Drag switch the circuit of the closing coil after the switch has been switched on to interrupt. .

Die Erfindung läßt sich auch in Netzen verwenden, die nicht nur von einem einzigen Kraftwerk, sondern von mehreren parallel arbeitenden Kraftwerken gespeist werden. Dabei kann die Anordnung entweder so getroffen sein, daß beim Auflösen des Netzes durch die Überstromschalter die Kraftwerke nicht gänzlich voneinander getrennt werden, sondern gekoppelt bleiben, z. B. durch Leitungen, die unmittelbar von einem Kraftwerk zum anderen führen. Nachdem die kranke Leitung unschädlich gemacht ist, schalten sich die Überstromschalter in derselben Weise wie oben beschrieben wieder ein.The invention can also be used in networks that are not just of a single one Power plant, but can be fed by several power plants operating in parallel. The arrangement can either be made so that when the network is dissolved the overcurrent switches do not completely separate the power plants from one another, but stay coupled, e.g. B. through lines that come directly from a power plant lead to the other. After the diseased line has been rendered harmless, they switch off the overcurrent switches in the same way as described above.

Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, daß bei Entmaschung des Netzes die Kraftwerke völlig voneinander getrennt werden. In diesem Falle ist es erforderlich, die Kraftwerke vor der Wiederzusammenschaltung zu synchronisieren. Erst wenn dies geschehen ist, dürfen sich die Überstromschalter selbsttätig wieder einschalten. Soll die Wiedereinschaltung auch bei dieser Anordnung vollkommen selbsttätig erfolgen, so empfiehlt es sich, besondere Schaltstellen ein für allemal auszuwählen, an denen die automatischen Synchronisierungseinrichtungen angeordnetThe arrangement can also be made so that when the network is disconnected Power plants are completely separated from each other. In this case it is necessary to use the Synchronize power plants before reconnection. Only when this happens the overcurrent switches are allowed to switch on again automatically. Should the reclosing also take place completely automatically with this arrangement, it is advisable to use special switching points once and for all select on which the automatic synchronization devices are arranged

werden. Die Zeitspanne c, innerhalb der auch die übrigen Schalter sich wieder schließen, muß länger bemessen werden .als die größte für die Synchronisierung· erforderliche Zeit. In Abb. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für diese Anordnung schematisch dargestellt. 18 sind wieder die Überstromschalter in den VerJ bindungsleitungen der verschiedenen Speisepunkte und 19 die Überstromrelais in den zu den einzelnen Speisepunkten führenden Speiseleitungen. Mit den Zahlen 40, 41, 42 sind die Kraftwerke bezeichnet. Die Schalter 43 sind mit automatischen Synchronisierungseinrichtungen versehen und schalten sich bei Auftreten eines Überstromes ebenso wie die Überstromschalter 18 in der Zeit α aus. Das Netz wird dadurch in drei voneinander getrennte Netzteile zerlegt, von denen jeder von einem einzigen Kraftwerk gespeist wird.will. The time span c, within which the other switches also close again, must be longer than the greatest time required for the synchronization. In Fig. 3 an embodiment for this arrangement is shown schematically. 18 overcurrent switches are back in the United J connecting lines of the various feed points and 19 the overload relay in leading to the individual feed points supply lines. The numbers 40, 41, 42 denote the power plants. The switches 43 are provided with automatic synchronization devices and when an overcurrent occurs, just like the overcurrent switches 18, switch off in the time α . This divides the network into three separate network parts, each of which is fed by a single power plant.

Nach der Zeit b wird die kranke Leitung durch ihr Überstromrelais 19 abgeschaltet.After the time b , the diseased line is switched off by its overcurrent relay 19.

Darauf fangen die automatischen Synchroni-The automatic synchronizing

, sierungseinrichtungen an zu arbeiten und schalten nach erfolgter Synchronisierung der, sizing devices to work and switch after synchronization of the

Netzteile diese an den betreffenden Stellen zusammen. Nach der Zeitspanne c, die langer bemessen ist als die größte für die Synchronisierung erforderliche Zeit, schalten sich auch die Überstromschalter 18 wieder ein, mit Ausnahme der zu beiden Seiten der abgeschalteten, kranken Speiseleitung liegenden Überstromschalter. Diese 'schalten sich nach Beseitigung des Fehlers wieder selbsttätig ein.Power supply these together at the relevant points. After the time period c, which is longer than the greatest time required for the synchronization, the overcurrent switches 18 also switch on again, with the exception of the overcurrent switches located on both sides of the disconnected, diseased supply line. These 'switch on again automatically after the error has been eliminated.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: i. Schutzschaltung für vermaschte Hochspannungsnetze mit Speiseleitungen zwischen den Speisepunkten und ihrer Zentrale und Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Speisepunkten, bei denen die Speiseleitungen sowie die Verbindungsleitungen mit Schutzrelais zur selbsttätigen Schalterauslösung ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Fehler im Netz zuerst alle Verbindungsleitungen zwischen den Speisepunkten durch Ansprechen ihres Schutzrelais (18) innerhalb der Zeit α aufgetrennt werden und dann erst der fehlerhafte Leitungsabschnitt durch Ansprechen des Schutzrelais (19) in der betreffenden, den fehlerhaften Leitungsabschnitt allein noch speisenden Speiseleitung nach der Zeit a. -j- b abgeschaltet wird.i. Protective circuit for meshed high-voltage networks with feed lines between the feed points and their control center and connection lines between the individual feed points, in which the feed lines and the connection lines are equipped with protective relays for automatic switch triggering, characterized in that in the event of a fault in the network, all connection lines between the feed points through Response of their protective relay (18) within the time α are separated and only then the faulty line section by responding to the protective relay (19) in the relevant feed line, which only supplies the faulty line section, after time a. -j- b is turned off. 2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, ■ dadurch gekennzeichnet, daß die in den Verbindungsleitungen zwischen je zwei Speisepunkten liegenden Überstromschalter sich selbsttätig nach der Zeit a -j- b -j- c wieder einschalten, sofern die zusammenzuschaltenden Teile der Verbindungsleitungen die volle Spannung haben.2. Protection circuit according to claim 1, ■ characterized in that the overcurrent switches located in the connecting lines between two feed points switch themselves on again automatically after the time a -j- b -j- c , provided that the parts of the connecting lines to be interconnected have full voltage. 3. Selbsttätiger Überstromschalter für Schutzschaltungen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis der Einschaltspule (22) über zwei Kontakte (29, 32) eines bei Auftreten eines Überstromes anlaufenden Zeitwerkes (27) und über zwei Schalter-(33) 34) geführt ist, die in Abhängigkeit von den Spannungen der zusammenzuschaltenden Leitungen stehen.3. Automatic overcurrent switch for protective circuits according to claims 1 and 2, characterized in that the circuit of the switch-on coil (22) has two contacts (29, 32) one when an overcurrent starting timer (27) and two switches (33) 34) is performed, which depends on the voltages of the Lines are up. 4. Schutzschaltung nach Anspruch 1, bei dem verschiedene Netzteile durch verschiedene Kraftwerke gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kraftwerke durch von dem Netz getrennte Leitungen miteinander verbunden sind, 80' die bei einer Entmaschung des Netzes nicht geöffnet zu werden brauchen.4. Protection circuit according to claim 1, wherein different power supplies by different Power plants are fed, characterized in that the individual power plants are separated from the network Lines are connected to each other, 80 'when the network is dismantled do not need to be opened. 5. Schutzschaltung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß an je einer derjenigen Verbindungsstellen, welche die von verschiedenen Kraftwerken gespeisten Netzteile miteinander verbinden, eine Synchronisierungsvorrichtung angeordnet ist, und daß die Zeitspanne c größer ist als die von die- gcP sen Vorrichtungen zur Synchronisierung benötigte Zeitdauer.5. Protection circuit according to claims 2 and 4, characterized in that a synchronization device is arranged at each of those connection points which connect the power supply units fed by different power plants, and that the time period c is greater than that of these gcP sen devices time required for synchronization. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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