DE594757C

DE594757C - Schutzschaltung fuer Einfachsammelschienensysteme

Info

Publication number: DE594757C
Application number: DE1930594757D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-07-17
Filing date: 1930-07-17
Publication date: 1934-03-21

Description

Hochspannungsverteilungsnetze werden grundsätzlich in zwei Formen ausgeführt, entweder sind die Verteilungsleitungen zu Ringen zusammengeschaltet, wobei jede Abnehmerstation die Energie von zwei Seiten beziehen kann, oder die Leitungen sind von einer Speisestelle aus strahlenförmig zu den Abnehmergebieten geführt, so daß die Abnehmerstationen nur von einer Seite gespeist werden. Sind in einem solchen Netz Doppelleitungen angeordnet, so ist im allgemeinen die Stromversorgung der Unterstationen ähnlich der bei Ringbetrieb, da auch jede Station über zwei Leitungen her Energie beziehen, kann. Die Schaltung der Abnehmerstationen an das Netz erfolgt dabei in der Weise, daß die Sammelschienen über zwei Schalter (Eingangsschalter) an die Doppelleitung angeschlossen werden. Über zwei weitere Schalter wird dann die Doppelleitung zur nächsten Station weitergeführt.

Es ist auch bekannt, in den einzelnen Stationen Einfachsammelschienensysteme vorzusehen, die an ihren Enden durch je einen Schalter mit durchgehenden Doppelnetzleitungen verbunden sind. In Abb. 1 ist die Schaltung eines derartigen Verteilungsnetzes dargestellt. Es bedeutet A die Speisestation, B, C, D die Abnehmerstationen, I und II bezeichnen die Doppelleitungen. Die Sammelschienen in den Stationen B, C und D sind an ihren Enden mit dem Netz so verbunden, daß nur zwei Hauptschalter erforderlich sind. Dementsprechend verringert sich auch die Anzahl der erforderlichen Nebenapparate, wie Trennschalter usw.

Als Schutzeinrichtung für eine derartige Station gegen Fehler auf den Doppelnetzleitungen schlägt die Erfindung vor, Energieriehtungsrelais anzuordnen, deren Stromspulen von zwei in Differentialschaltung liegenden, in die Sammelschienen zwischen Verbraucher und die Doppelleitung geschalteten Stromwandlern erregt sind und die beim Auftreten eines Fehlers in der Doppelleitung die Sammelschiene von dem fehlerhaften Teil der Doppelleitung abschalten. Hierdurch wird erreicht, daß bei einem Minimum von Relais und Zusatzapparaten eine selektive Arbeitsweise erzielt wird, derart, daß bei einem Kurzschluß, der in der Doppelleitung selbst auftritt, die Sammelschiene von dem fehlerhaften Teil der Doppelleitung abgeschaltet wird. Es ist zweckmäßig, in jede Abnehmerstation weiterhin ein auf Überstrom ansprechendes Relais anzuordnen, das beim Auftreten eines Fehlers in den Sammelschienen oder beim Abnehmer die Sammelschienen durch beide Schalter von der Doppelleitung trennt.

In Abb. 2 ist eine derartige Schutzschaltung zur Darstellung gebracht. In die Sam-

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melschienen sind zwischen den Anschlüssen für die Abnehmer und den Leistungsschaltern, welche die Verbindung mit den Doppelleitungen herstellen, zwei Stromwandler ein gebaut. Die Stromwandler sind mit den Enden L₁ und L₂ ihrer Sekundärwicklungen so.über die Primärwicklung eines Zwischenwandlers b verbunden, daß in dem Zwischenwandler die Summe der beiden aus der Doppelleitung in die Sammelschiene fließenden Ströme wirksam wird. Der Mittelpunkt dieser Primärwicklung ist über die Stromspule eines Energierichtungsrelais α mit den direkt zusammengeschlossenen Klemmen L₁ der !5 Stromwandler verbunden, so daß bei gleichem durch die Stromwandler fließendem Strom die Stromspule des Energierichtungsrelais stromlos bleibt. Die Spannungsspule des Energierichtungsrelais ο wird von der ao Netzspannung U erregt. Die Auslösespulen der beiden Netzschalter sind über eine Batterie mit den Betätigungskontakten des Energierichtungsrelais so verbunden, daß je nach der Ausschlagsrichtung des Energierichtungsrelais der eine oder der andere Leistungsschalter ausgelöst wird.

Auf dem Schenkel des Zwischenwandlers b ist eine Sekundärwicklung angeordnet, an welche die Stromspule eines Überstromrelais c angeschlossen ist. Die Betätigungskontakte dieses Relais sind so in die Auslösekreise der beiden Schalter eingeschaltet, daß beim Ansprechen des Relais stets beide Schalter ausgelöst werden. Bei einem Fehler, der in der Sammelschiene der betreffenden Unterstation oder bei einem Abnehmer auftritt, spricht dann das Überstromrelais c an und bringt beide Sammelschienenschalter zur Auslösung.

Tritt aber ein Kurzschluß in den Doppelleitungen auf, etwa an der StelleK der Abb. i, dann ändert sich die Stromverteilung in den beiden Stromwandlern der Sammelschiene, so daß das Energierichtungsrelais α anspricht und nur den an die Leitung I angeschlossenen Leistungsschalter zum Auslösen bringt. Es werden zunächst die Schalter CI₅ DI und hierauf die Schalter 51 und Al nacheinander abgeschaltet. Dies wird in folgender Weise erreicht.

Nach dem Auftreten des Kurzschlusses bei K verteilt sich zunächst der Kurzschlußstrom zwischen der Sammelschiene A und der Unterstation C je zur Hälfte auf die beiden parallelen Leitungen, da diese Leitungen zwischen A und C genau gleiche Länge und gleichen Querschnitt haben und durch die Sammelschienen an den Punkten^ und C praktisch widerstandslos miteinander verbunden sind. Infolgedessen bleibt zunächst die Brücke bei B mit ihrem Relais stromlos.

Auf seinem weiteren Weg von der Brücke bei C und der Kurzschlußstelle /C bieten sich dem Kurzschlußstrom zwei Wege verschiedener Länge und damit auch verschiedenen Wider-Standes, nämlich der eine unmittelbar von Station C nach K₁ der andere von Station C über D nach Ä". Infolgedessen fließt ein Teil des Kurzschlußstromes, der größer als die Hälfte ist, von C durch die Leitung I unmittelbar nach Ä". Da aber die Leitung I von A bis C nur die Hälfte des Kurzschlußstromes führt, muß der Unterschied über die Brücke bei C von der Leitung II her geliefert werden. Dadurch wird das Richtungsrelais der Brücke C zum Ansprechen gebracht und der Schalter Cl ausgelöst. Der zweite Teil des Kurzschlußstromes, der über die Leitung II und die Brücke D zur Kurzschlußstelle fließt, löst in gleicher Weise mit Hilfe des Richtungsrelais den Schalter DI ebenfalls aus.

Nach der Betätigung der Schalter CI und Dl ändert sich die ursprüngliche Stromverteilung. Die Strecke BD der Leitung II ist nunmehr völlig frei vom Kurzschlußstrom, die Strecke BK der Leitung I dagegen führt jetzt den vollen Kurzschlußstrom. Zwischen A und B schließlich verteilt sich der Kurzschlußstrom zu gleichen Teilen auf beide Leitungen. Es fließt deshalb von diesem Zeitpunkt ab der halbe Kurzschlußstrom über die Brücke B, die bis dahin stromlos war. Infolgedessen wird jetzt erst das Richtungsrelais dieser Brücke zum Ansprechen gebracht und dadurch der Schalter Bl ausgelöst.

Nunmehr sind die beiden parallelen Leitungen völlig voneinander getrennt. Um die Kurzschlußstelle auch vom Netz abzuschalten, muß noch der Schalter^I auslösen, was in bekannter Weise durch Anordnen eines zeitverzögerten Überstromrelais in der Station A erfolgen kann.

Obgleich also die Richtungsrelais der Stationen B, C, D ohne Zeitglied arbeiten, betätigen sie dennoch infolge der Änderung der Verteilung des Kurzschlußstromes ihre Schalter nacheinander. Die Gesamtabschaltzeit setzt sich aus den einzelnen Arbeitszeiten sämtlicher zur Auslösung kommender Relais und Ölschalter zusammen.

Wesentlich kürzere Abschaltzeiten werden erreicht, wenn erfindungsgemäß alle zur Auslösung kommenden Schalter gleichzeitig gesteuert werden. In Abb. 3 ist eine derartige Schaltung dargestellt. Sowohl die Auslösespulen il der Sammelschienenschalter der Leitung I als auch die Auslösespulen ^II der Sammelschienenschalter der Leitung II sind untereinander parallel geschaltet. Die Auslösespulen liegen mit sämtlichen Betätigungskoniakten der Energierichtungsrelais α und

einer Hilfsbatterie so in Serie, daß beim Ansprechen irgendeines der Energierichtungsrelais α sämtliche Schalter der zugehörigen, vom Fehler betroffenen Leitting ausgeschaltet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Schutzschaltung für Einfachsammelschienensysteme, die an ihren Enden durch je einen Schalter mit durchgehenden Doppelnetzleitungen verbunden sind, gekennzeichnet durch ©in Energierichtungsrelais (a), dessen Stromspule von zwei in Differentialschaltung liegenden, in die Sammelschienen zwischen Verbraucher und die Doppelleitung (I, II) geschalteten Stromwandlern (L₁, L₂) erregt ist und das beim Auftreten eines Fehlers in der Doppelleitung (I, II) die Sammelschiene von dem fehlerbehafteten Teil der Doppelleitung abschaltet.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Abnehmerstation noch ein auf Überstrom ansprechendes Relais (c) vorgesehen ist, das beim Auftreten eines Fehlers in den Sammelschienen oder beim Abnehmer die Sammelschienen durch beide Schalter von der Doppelleitung trennt.

3. Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überstromrelais von der Summe der beiden aus der Doppelleitung zufließenden Ströme erregt ist.

4. Schaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Überstromrelais an der Sekundärwicklung eines Zwischenwandlers (b) liegt, dessen Primärwicklung von der Summe der bei-■den aus der Doppelleitung zufließenden Ströme erregt ist.

5. Schaltung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösemagnete (S₁, S₂) aller an eine Leitung (I, II) des Doppelleitungssystenies angeschlossener Schalter durch Hilfsleitungen so miteinander verbunden sind, daß alle Schalter gleichzeitig ausgelöst werden.

6. Schaltung nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösemagnete aller an eine Leitung des Doppelleitungssystemes angeschlossener Schalter parallel und mit den ebenfalls parallel geschalteten Kontakten des Energierichtungsrelais (α) in Serie liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Ergänzungsblatt zur Patentschrift 594 757 Klasse 21c Gruppe 68/50.

Vom Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. A. Groß in Mannheim.