DE601513C - Schutzvorrichtung fuer Dreiphasennetze - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 18. AUGUST 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE 68 so

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*) Schutzvorrichtung für Dreiphasennetze

Zusatz zum Patent 592

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Juli 1931 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 1. Februar 1931.

_s Das Patent 592 505 betrifft eine Schutzvorrichtung für Dreiphasennetze mit nur einem Relais, deren Stromspule von der Differenz der Ströme in zwei Phasen erregt wird. Durch Vorrichtungen, welche beim Auftreten eines Fehlers betätigt werden, von dem diejenigen beiden Phasen betroffen werden, von deren Strömen die Stromspule des Relais erregt wird, wird der Relaisstrom gegenüber den in anderen Fehlerfällen

to durch das Relais fließenden Strom so verändert, daß das Relais in allen Fällen bei derselben Größe des Fehlerstromes anspricht. In einfacher Weise wird dies durch Parallelschalten eines Widerstandes erreicht, der den durch die Stromspule fließenden Strom auf die Hälfte des Differenzstromes der beiden Phasen vermindert.

Damit nun beim Auftreten eines Doppelerdschlusses zwischen den beiden mit Stromwandlern ausgerüsteten Phasen, also zwischen den Phasen, deren Differenzstrom das Relais beeinflußt, der richtige Auslösestrom sich einstellt, muß bei einem derartigen Fehlerfall die Verminderung des Relaisstromes verhindert werden. Bei einer Relaiseinrichtung, die außer von dem Strom auch von der Spannung abhängig ist, namentlich bei einem distanzabhängigen Auslöserelais, muß nun weiter darauf geachtet werden, daß die Spannungsspule auch von der richtigen Spannung beeinflußt wird. Um Selektivität bei Doppelerdschluß zu erzielen, d. h. um immer nur in den Stationen eine Auslösung herbeizuführen, in denen der Strom in einer ganz bestimmten Phase auftritt, wird nach dem Hauptpatent entweder an die Spannungsspule eine derartige Spannung gelegt, daß die Auslösung nur beim Erdschlußstrom in einer ganz bestimmten Richtung möglich ist, oder es wird nur beim Ansprechen des Anregegliedes einer bestimmten Phase das Distanzrelais in Tätigkeit gesetzt. Da die erste Methode unsicher ist, die zweite eine umständliche Schaltung erfordert, wird eine Vereinfachung und Verbesserung der Vorrichtung nach dem Hautpatent für ein distanzabhängiges Auslöserelais dadurch erreicht, daß bei einem Doppelerdschluß zwischen den mit Stromwandlern ausgerüsteten Phasen an die Spannungsspule des Distanzrelais eine solche Spannung gelegt wird, daß je nach der Phase, in der Kurzschlußstrom auftritt, eine kürzere oder eine längere Auslösezeit sich einstellt.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben morden:

Dr. Rolf Wideröe in Vinderen, Oslo.

In Abb. ι ist ein Ausfuhrungsbeispiel dargestellt, das die Anwendung der Erfindung bei der Schaltung nach Abb. 5 de*s Hauptpatentes zeigt. Wie bei dieser Abbildung sind mit 1 und 2 die Stromwandler bezeichnet, die in Differenzschaltung angeordnet und in die Phasen R und T eingebaut sind. Der Differenzstrom ■ wird der Stromspule 3 eines Distanzrelais zugeführt. Parallel zu der Stromspule 3 ist ein Widerstand 4 mit einem im normalen Betrieb geschlossenen Kontakts in Reihe angeordnet. Der Kontakt 5 wird von einem Relais 25 betätigt, dessen Stromkreis über eine Stromquelle 26 sowie den Kontakt 16 eines Erdschlußrelais 14 einerseits und den Doppelkontakt 50 eines Umschaltrelais 6 andererseits geführt ist. Der Doppelkontakt 50 wird dabei bei jedem Ansprechen des Relais 6 betätigt. Die Spannungsspule 20 des Distanzrelais ist zwischen die Drehpunkte zweier Kontakthebel 22 und 23 gelegt, von denen der Kontakthebel 22 im normalen Betrieb an r, der Kontakthebel 23 an t liegt. Beim Ansprechen des Umschaltrelais 6 werden die Kontakthebel 22 und 23 mit einem Kontakt verbunden, der über einen von dem Erdschlußrelais 14 betätigten Kontakt 51 im allgemeinen an s, bei Erdschluß aber an Erde geführt ist. Diese Anschlußpunkte werden dabei durch einen Spannungswandler 15 mit freiem magnetischen Rückschluß gewonnen. Zwischen dem Endpunkte der Wicklung des freien magnetischen Rückschlusses und dem Nullpunkt 0 ist das Erdschlußrelais 14 angeschlossen.

Der im allgemeinen an t liegende Kontakt des Hebels 23 ist über eine gleichzeitig mit dem Kontakt 22 betätigte Umschaltvorrichtung52 geführt. Die festen Kontakte der Umschaltvorrichtung 52 sind beide mit t verbunden, der eine unmittelbar, der andere, bei Betätigung des Hebels 52 eingeschaltete, über die Kontakte 53, die ebenfalls von dem Erdschlußrelais 1 betätigt werden und bei einem Erdschluß eineVerbindung mit dem Nullpunkt herstellen. Das Umschaltrelais 6 wird von zwei Spulen 10 und 11 gebildet, von denen die eine von der Spannung s, r, die andere von der Spannung s, t erregt wird. Beide Spulen wirken auf einen Waagebalken 21, der durch eine Feder 12 in seiner Ruhelage gehalten wird, bei seinem Ansprechen aber die Kontakte 50 und 52 sowie die Kontakthebel 22 und 23, wie aus der Darstellung ersichtlich, betätigt.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Bei einem Kurzschluß zwischen den Phasen R₁ T bleiben die Spannungen RS, S T in ihrer Größe erhalten, so daß das Umschaltrelais 6 nicht anspricht. Da auch das Erdschlußrelais 14 seinen Kontakt 16 nicht betätigt, bleibt das Relais 25 unerregt, so daß der Widerstand 4 im Nebenschluß zur Spule'3 verbleibt.

Die Spannungsspule 20 bleibt ebenfalls an den Punkten r und t liegen, da die Kontakthebel 22 und 23 nicht betätigt werden. Bei einem Kurzschluß zwischen den Phasen R S sinkt dagegen die Spannung in der Spule 11 zusammen. Daher neigt sich der Waagebalken 21 nach rechts und betätigt den Kontakthebel 23. Dadurch wird an die Spannungsspule die Spannung R S gelegt. Gleichzeitig wird der Doppelkontakt 50 geschlossen und damit das Relais 25, welches den Kontakt 5 öffnet, unterbrochen. Der Parallelkreis zur Stromspule 3 wird dadurch abgeschaltet. In entsprechender Weise arbeitet die Vorrichtung bei einem Kurzschluß zwischen den Phasen S T.

Bei einem Doppelerdschluß zwischen den Phasen R S und S T wird ebenfalls durch das Umschaltrelais 6 sowie durch das Erdschlußrelais 14 die richtige Spannung, d. h. die Spannung zwischen der vom Fehlerstrom betroffenen Phase und Erde, an die Spule 20 gelegt» Da aber in der Stromspule 3 nur dann ein Strom auftritt, wenn der Fehlerstrom in der Phase R oder T fließt, wird in denjenigen Stationen, in denen der Fehlerstrom in der Phase S auftritt, das Distanzrelais nicht in Tätigkeit gesetzt und damit eine Selektivität erreicht. Bei einem Doppelerdschluß zwischen den Phasen R T dagegen bleibt das Umschaltrelais 6 in seiner gezeichneten Lage. Durch die Betätigung des Kontaktes 53 durch das Erdschlußrelais wird aber der i-Kontakt des Kontaktes 23 an Erde gelegt, so daß die Spannungsspule 20 von der Spannung R E erregt wird. Gleichzeitig wird durch Betätigung des Kontaktes 16 der Widerstand 4 abgeschaltet. Infolgedessen liegt in allen Stationen an dem Distanzrelais die Spannung R E. In denjenigen Stationen, in denen · der Fehlerstrom in der Phase R auftritt, besitzen die Distanzrelais die richtige Auslösespannung. In den übrigen Stationen aber, in denen der Fehlerstrom in der Phase T auftritt, ist die angelegte Spannung größer als die der Kurzschlußschleife entsprechende, so daß eine längere Auslösezeit sich einstellt. Infolgedessen arbeitet auch bei einem Doppelerdschluß zwischen den Phasen R T die Einrichtung selektiv. In Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das sich eng an das Ausführungsbeispiel 6 des Hauptpatentes anschließt. Es betrifft demnach eine Distanzschutzeinrichtung mit einem Distanzrelais und zwei Anregerelais 30 und 31, die von dem Strom der Stromwandler ι und 2 beeinflußt werden. Die Spannungsspulen 32 und 33 der Anregerelais sind mit einer Impedanz 34 zu einem Stern zusammengeschlossen und an die Anschlußpunkte r, s, t eines Spannungswandlers 15 mit freiem magnetischen Rückschluß geführt. Der Diffeenzstrom der Wandler 1 und 2 ist über die Stromspule 3 eines Distanzrelais geführt, zu

dem im Nebenschluß wieder ein Widerstand 4 mit einem Serienkontakt 5 angeordnet ist. Zu der Stromspule 3 ist ein weiterer Nebenschluß vorgesehen, der aus zwei in Serie geschalteten Überbrückungskontakten 60 und 61 besteht, von denen der eine durch einen Anker 43, der andere durch einen Anker 44 betätigt wird. Die Anker 43 und 44 gehören dabei zu einem Umschaltrelais 37, dessen Erregerspule 35 mit den Kontakten des Anregerelais 30 und dessen Spule 36 mit den Kontakten des Relais 31 in Serie liegen. Auf den Ankern 43 und 44 des Relais 37 ruht ein Hebel 39, der nur bei gleichzeitiger Bewegung der Anker 43 und 44 durch eine Feder 40 nach unten gezogen wird und damit den Kontakt 5 schließt. Der Anker 43 betätigt weiterhin einen Kontakthebel 22, der Anker 44 einen Kontakthebel 23, die beide im Stromkreis der Spannungsspule 20 des Distanzrelais liegen. Die Kontakte, die durch die Bewegung der Anker 43 und 44 mit den Kontakthebeln 22 und 23 verbunden werden, liegen an den Anschlußpunkten des Wandlers 15: r, t. Die Kontakte, an denen die Hebel 22 und 23 im normalen Betrieb liegen, sind über einen weiteren Kontakthebel 62 geführt, der im normalen Betrieb an s liegt, beim Auftreten eines Erdschlusses aber durch das zwischen die Punkte η und 0 des Spannungswandlers 15 geschaltete Erdschlußrelais 63 an Erde gelegt wird. Das Erdschlußrelais 63 gibt gleichzeitig ein von ihm über eine Verriegelung 66 gesperrtes Relais 64 frei, das an die Punkte r und t des Wandlers 15 geführt ist und bei Rückgang dieser Spannung anspricht. Das Relais 64 betätigt durch seine Bewegung einen Kontakthebel 65, dessen Drehpunkt mit dem einen Punkt der Spannungsspule 20 des Distanzrelais verbunden ist. Der im normalen Betrieb angeschlossene Kontakt ist an den Drehpunkt des Kontakthebels 22 geführt, der andere Kontakt an den Punkt r angeschlossen.

Bei einem Kurzschluß zwischen den Phasen R S wird das Anregerelais 30 betätigt. Infolgedessen wird die Spule 35 erregt und damit die Spannungsspule 20. an die Punkte s, r gelegt. Der Kontakt 60 wird unterbrochen, der Kontakt 5 kann aber nicht geschlossen werden, da der Anker 44 die Bewegung des Hebels 39 verhindert. In entsprechender Weise arbeitet die Anordnung bei einem Kurzschluß zwischen den Phasen S T. Bei einem Kurzschluß zwischen den Phasen R T werden dagegen beide Anker 43, 44 nach unten bewegt. Die Hebel 22 und 23 werden also beide umgeschaltet. Dadurch wird die Spannungsspule 20 an die Punkte r und t angeschlossen. Außerdem wird aber auch die Bewegung des Hebels 39 freigegeben, so daß der Kontakt 5 den Widerstand 4 parallel zur Stromspule 3 schaltet. Die geöffneten Kontakte 60 und 61 geben die Parallelschaltung 3 itnd 4 für den Stromdurchgang frei. - Durch das Ansprechen des Distanzrelais wird dabei jedesmal der Stromkreis der Auslösespule 41 geschlossen.

Bei einem Doppelerdschluß zwischen den Phasen R und S wird die Spule 35 erregt und somit der Kontakthebel 22 an r gelegt. Gleichzeitig wird das Erdschlußrelais 63 betätigt, das den Kontakthebel 62 an den Punkt 0 legt. Dadurch wird die Spannungsspule 20 von der Spannung i?-Erde erregt. In entsprechender Weise erfolgen die Umschaltungen bei einem Doppelerdschluß zwischen 5 T. Da ein Differenz-Strom aber nur in denjenigen Stationen auftritt, in denen der Strom in der Phase R in einem Falle oder in der Phase T im anderen Falle fließt, wird nur in diesen Stationen das Distanzrelais zur Auslösung kommen, so daß damit die Selektivität der Einrichtung gesichert ist. Bei einem Doppelerdschluß zwischen den Phasen RT wird dann, wenn der Fehlerstrom in der Phase R auftritt, der Kontakthebel 22 betätigt. Gleichzeitig spricht das Unterspannungsrelais 64 sowie das Erdschlußrelais 63 an, so daß die Spannungsspule 20 an die Punkte r und 0 zu liegen kommt. Tritt dagegen der Fehlerstrom in der Phase T auf, dann wird zusammen mit den Kontakthebeln 62 und 65 der Kontakthebel 23 umgelegt, so daß die Spannungsspule 22 von der Spannung 22 T erregt wird. Infolgedessen ist in den Stationen, in denen der Fehlerstrom in der Phase R fließt, das Distanzrelais von einer kleineren Spannung r, 0 erregt als in den Stationen, in denen der Fehlerstrom in der Phase T auftritt (Spannung R T). Daher besitzt das Relais in den T-Strom führenden Stationen eine längere Auslösezeit als in den i?-Strom führenden Stationen, so daß eine selektive Arbeitsweise erreicht wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schutzvorrichtung für Dreiphasennetze mit einem distanzabhängigen Auslöserelais nach Patent 592 505, gekennzeichnet durch Vorrichtungen, welche bei einem Doppelerdschluß zwischen den mit Stromwandlern ausgerüsteten Phasen an die Spannungsspule des Distanzrelais eine solche Spannung legen, daß je nach der Phase, in welcher der Kurzschlußstrom auftritt, eine kürzere oder eine längere Auslösezeit sich einstellt.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte der Umschaltvorrichtungen so geschaltet sind, daß sie bei einem Doppelerdschluß zwischen den mit Stromwandlern ausgerüsteten Phasen (R T) in allen Stationen an die Spannungsspule des Distanzrelais die Spannung derselben Phase (R) gegen Erde legen (Abb. 1).

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 da-

durch gekennzeichnet, daß die Kontakte der Umschaltvorrichtung so geschaltet sind, daß sie bei einem Doppelerdschluß zwischen den mit Stromwandlern ausgerüsteten Phasen (R T) an die Spannungsspule des Distanzrelais in den Stationen, in denen der Erdschlußstrom in der einen (R-) Phase auftritt, die Spannung zwischen dieser Phase (R) und Erde legen, in den Stationen dagegen, in denen der Erdschlußstrom in der anderen (T-) Phase auftritt, die Spannung zwischen den vom Fehler betroffenen Phasen (R T) legen (Abb. 2).

4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in den Sekundärkreisen der Stromwandler Relais eingebaut sind, in deren Betätigungskreisen die Spulen eines Relais liegen, die bei Kurzschlüssen die Spannungsspule des Distanzrelais zwischen die vom Kurzschluß betroffenen Phasen legen und bei gleichzeitigem Ansprechen die Umschaltung im Stromkreis der Stromspule (3) des Distanzrelais vornehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromkreise der Spannungsspulen weiterhin über die Kontakte eines von dem Spannungsrückgang zwischen den beiden mit Stromwandlern ausgerüsteten Phasen und eines bei Erdschluß ansprechenden Relais geführt sind, die bei gleichzeitigem Ansprechen die Umschaltungen bei Doppelerdschluß vornehmen (Abb. 2).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen