DE606509C

DE606509C - Anordnung zur Ermittlung der richtigen Einstellung von Erdschlussloescheinrichtungen

Info

Publication number: DE606509C
Application number: DES100111D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhart Meyer
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-07-30
Filing date: 1931-07-30
Publication date: 1934-12-04

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AIH
4. DEZEMBER 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. Juli 1931 ab

Zur Abstimmung von Erdschlußlöscheinrichtungen ist es bekannt, eine Phase über einen Widerstand zu erden und den in diesem Widerstand fließenden Strom zu messen. Die Einstellung des Löschers erfolgt in der Weise, daß der Löscher so lange verstellt wird, bis der Strom ein Minimum wird. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß aus der Größe des Ausschlages des Instrumentes nicht unmittelbar die richtige Einstellung des Löschers ermittelt werden kann. Das gleiche gilt auch für Anordnungen, bei denen die Differenz aus dem Strom Löscheinrichtung—Erde und dem durch den Erdungswiderstand fließenden Strom ge-

_ig messen wird.

Es ist auch bekannt, die richtige Einstellung des Erdschlußlöschers mit Hilfe einer künstlich herbeigeführten Unsymmetrie des Netzes dadurch zu ermitteln, daß der Blindleitwert des

_ao Netzes gemessen wird. Zu diesem Zweck werden zwei wattmetrische Instrumente vorgesehen, deren Stromspulen von einem Strom erregt werden, welcher der Spannung des Nullpunktes gegen Erde proportional ist. Die Spannungs-

_ag spule des einen Gerätes wird von der Sternspannung·, die des anderen Gerätes von der verketteten Spannung erregt. Die Angaben dieser Instrumente bestimmen den Blindleitwert des gesamten Netzes, der angibt, um welchen Wert der Löscher verstellt werden muß.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Ermittlung der richtigen Einstellung von Erdschlußlöscheinrichtungen mit Hilfe einer durch Widerstände hervorgerufenen künstlichen Unsymmetrie und eines Blindleitwertmessers. Gemäß der Erfindung wird der zur Erzielung der Unsymmetrie dienende Widerstand und die Stromspule des Leitwertmessers derart an einen der Löscher angeschlossen, daß die Stromspule von der geometrischen Summe aus dem Strom dieses Löschers und des durch den Widerstand fließenden Stromes erregt wird, während die Spannungsspulen des Leitwertmessers von einem Strom erregt werden, welcher der Sternpunktsverlagerung des Netzes proportional ist. Diese Einrichtung bietet den Vorteil, daß der Ausschlag des Instrumentes unmittelbar den Wert angibt, auf welchen der Löscher eingestellt werden muß. Man kann daher mit dieser Anordnung leicht eine selbsttätige Einstellung vornehmen. Da im allgemeinen die Nullpunktsdrosselspulen bzw. die Drosselspule im Sekundärkreis eines Löschtransformators Anzapfungen besitzt, die über Schalter eingeschaltet werden, so kann man dem Blindleitwertmesser in der Schaltung nach der Erfindung eine Skala geben, aus der unmittelbar hervorgeht, welcher Schalter eingeschaltet werden muß.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Fig. ι ist an die einzelnen Phasenleiter des Netzes 2, die von dem Transformator 1 ausgehen, in an sich bekannter Weise der Löschtransformator 3 angeschlossen, dessen primärer

*) Von dem Patentsucher ist als der ErRnder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Gerhart Meyer in Radebeul, Dresden.

Sternpunkt geerdet ist und dessen in Dreieck geschaltete Sekundärwicklung die Regeldrossel 4 speist. 5, 6 und 7 stellen die Erdkapazitäten des Netzes dar, 8, 9 und 10 die Ableitungswiderstände. 16 ist ein Widerstand, der zu einer der sekundären Phasenwicklungen des Löschtransformators mit Hilfe des Schalters 17 parallel geschaltet werden kann und zur Hervorrufung der künstlichen Unsymmetrie dient. 12 ist ein Leitwertmesser, der beispielsweise ein . auf dem Kreuzspulensystem beruhendes Instrument sein kann, das zwei bewegliche Spulen und eine feste Spule besitzt. Gemäß der Erfindung wird die eine bewegliche Spule von dem vom Löschersternpunkt zur Erde fließenden Strom beeinflußt. Zu diesem Zweck ist in die Verbindung des Sternpunktes des Löschers 3 mit Erde ein Stromwandler 14 eingeschaltet, welcher die eine bewegliche Spule des Leitwert-• 20 niessers speist. Die andere bewegliche Spule und die feste Spule werden über eine Kunstschaltung 13 von der sekundär im Dreieck geschalteten Wicklung des Spannungswandlers 15 erregt, dessen Primärwicklung in Stern geschaltet und dessen Sternpunkt geerdet ist. An der Sekundärwicklung dieses Transformators herrscht daher eine Spannung, welche der Sternpunktsverlagerung des Netzes proportional ist. Die Kunstschaltung 13 dient dazu, den Strom in der festen und in der einen beweglichen Spule um 90 ° gegenüber der Sternpunktsspannung zu verschieben, so daß das Instrument den Blindleitwert anzeigt. Die Spannung des Sternpunktes gegen Erde kann auch in anderer Weise gemessen werden.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Solange der Widerstand 16 abgeschaltet ist, besitzt der Sternpunkt des Netzes praktisch keine Spannung gegen Erde, falls das Netz nicht sehr unsymmetrisch ist. Vom Sternpunkt des Löschers zur Erde fließt daher kein Strom. Der Blindleitwertmesser zeigt also den Ausschlag Null. Schaltet man nun den Abstimmwiderstand 16 ein, so stört dieser das Gleichgewicht des Netzes, und es fließt ein Strom über den Löschersternpunkt zur Erde. Dieser Strom kann nur den Erdkapazitäten 5, 6 und 7 und den Ableitwiderständen 8, 9 und 10 zufließen und ruft einen Spannungsabfall an den Netzkapazitäten hervor, welcher als Sternpunktsverlagerung des Netzes am Spannungswandler 15 meßbar ist. Bildet man das Verhältnis vom Strom, welcher über den Löschersternpunkt fließt, zur Sternpunktsverlagerung, so erhält man die gesamte Leitfähigkeit des Netzes, die durch die Kapazitäten 5,6 und 7 und die Widerstände 8, 9 und 10 gegeben ist. Diese ist jedoch im allgemeinen von geringerem Interesse. Durch Verwendung der Kunstschaltung 13 läßt man daher zweckmäßigerweise nur den Blindstrom im Instrument zur Wirkung kommen und mißt daher im Instrument den Blindleitwert des Netzes, der durch die Erdkapazitäten des Netzes gegeben ist, also die Größe ω · C. Da der Erdschlußstrom des Netzes nichts anderes ist als das Produkt aus ω · C mal der Sternspannung des Netzes und diese konstant ist, so kann man den Blindleitwertmesser unmittelbar in Erdschlußstrom eichen.

Das Instrument mißt also nicht den Erdschlußreststrom, sondern gibt an, welcher Erdschlußstrom auf den Löscher entfällt, an welchen die Meßeinrichtung angeschlossen ist, oder mit anderen Worten, es zeigt die zur guten Abstimmung des Löschers auf das Netz erforderliehe Löschereinstellung an. Sind noch andere Löscher im Netz vorhanden, wie in der Figur durch den Löscher 11 angedeutet, so kompensieren diese die ihrer Größe entsprechende Netzkapazität, so daß der Blindleitwertmesser nur denjenigen Teil des Erdschlußstromes mißt, welcher von dem übrigen Löscher noch nicht kompensiert ist und von dem Löschtransformator, an welchem gemessen wird, zu überneh- ' men ist.

Besitzt die Drossel einzelne Anzapfungen, die über Schalter ' eingeschaltet werden, so kann man dem Instrument unmittelbar eine Skala geben, aus der der Maschinenwärter ersieht, welcher Schalter einzuschalten ist. In der Figur sind die einzelnen Schalter 25, die zweckmäßigerweise als Trennschalter ausgebildet sind, dargestellt, denen ein gemeinsamer ölschalter 26 vorgeschaltet ist. Der Ölschalter dient dazu, beim Öffnen eines Trennschalters und Schließen eines anderen zunächst den Sekundärkreis des Löschtransformators zu öffnen, so daß nur bei geöffnetem Sekundärkreis die Trennschalter zu- bzw. abgeschaltet werden können. Der Ölschalter wird also vor jeder Verstellung der Trennschalter zunächst geöffnet und nach Einschaltung der entsprechenden Stufe geschlossen. Besitzt die Regeldrossel einen durch einen Anker veränderlichen Luftspalt, so gibt die Stellung des Instrumentes sofort die Stellung des Ankers an, in welche dieser zu bringen ist.

Zeigt das Instrument an, daß beispielsweise eine Induktivität erforderlich ist, die größer als die Induktivität des Löschtransformators 3 ist, so muß man einen anderen Löscher des Netzes um einen bestimmten Wert verstellen und führt dann die restliche Regelung an dem Löschtransformator 3 aus. Ebenso muß man auch zunächst einen der übrigen Löscher verstellen, wenn deren induktiver Widerstand zahlenmäßig größer als der Widerstand der Erdkapazität ist. An Stelle eines Ohmschen Widerstandes kann man auch einen induktiven oder kapazitiven Widerstand verwenden.' Man kann auch den Widerstand zu einer primären Phasenwicklung parallel schalten, oder man kann auch Widerstände zu zwei primären oder zu zwei sekun-

dären Phasenwicklungen legen. An Stelle die eine bewegliche Spule von einem Stromwandler zu speisen, der zwischen Sternpunkt des Löschtransforniators und Erde liegt, kann man auch die bewegliche Spule von einem Summenstromwandler speisen, welcher den Summenstrom der drei Phasen des Löschtransformators dem Instrument zuführt. Wesentlich für die Erfindung ist, daß der Widerstand und der Stromwandler

ίο so geschaltet sind, daß dieser von einem Strom beeinflußt wird, der in die Kapazitäten des Netzes und zu anderen parallel liegenden Löschern fließt.
Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung einer Sternpunktsdrosselspule. 2 ist wieder das Netz, welches an den Transformator 1 angeschlossen ist. 20 ist die an den Sternpunkt des Transformators angeschlossene Erdschlußspule, 22 ein Widerstand zwischen Phase und Erde, der über dem Schalter 21 eingeschaltet werden kann. 23 ist der Leitwertmesser. Gemäß der Erfindung ist der eine Endpunkt des Widerstandes 22 und der Löschspule 20 miteinander verbunden und in der Verbindungsleitung dieses Punktes mit Erde ein Stromwandler 24 gelegt, der die eine bewegliche Spule des Leitwertmessers 23 speist. Die andere bewegliche Spule und die feste Spule des Blindleitwertmessers werden über eine Wider~ Standskombination zur go "-Drehung von der Sternpunktsverlagerung des Netzes erregt, die am Spannungswandler 15 gemessen wird. An Stelle eine Phase über einen Widerstand zu erden, kann man auch beispielsweise zwei Phasen mit einem Widerstand verbinden und einen Punkt dieses Widerstandes erden. Nur muß dieser Punkt wieder mit dem einen Punkt der Löschspule verbunden werden und zwischen diesen Knotenpunkt und Erde der Stromwandler 24 angeschlossen werden.

Um auch bei unsymmetrischen Netzen eine genaue Messung zu erhalten, kann man nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung Einrichtungen vorsehen, durch welche der Einfluß der natürlichen Sternpunktsverlagerung auf das Meßergebnis vermindert-bzw. aufgehoben wird. Diese natürliche Sternpunktsverlagerung treibt einen Strom über den Löschersternpunkt, so daß bei der Anordnung nach Fig. 1 der Blindleit-Wertmesser schon vor Zuschaltung des Widerstandes 16 einen Ausschlag zeigt, und zwar wird angezeigt

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wobei L die Induktivität des Löschertransformators und Uy die Sternspannung ist, d. h. es wird der bei voller Sternpunktsverlagerung über den Löscher fließende Strom angezeigt, wenn das Instrument in Strom geeicht ist. Um den Einfluß der natürlichen Sternpunktsverlagerung zu vermindern bzw. aufzuheben, werden den Spulen des Instruments gemäß der Erfindung zusätzliche Ströme zugeführt.

Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt. Soweit die Teile mit denen der Fig. 1 übereinstimmen, sind dieselben Bezugszeichen gewählt. Gemäß der Erfindung sind zwei Drehtransformatoren 27 und 28 vorgesehen, deren Primärwicklungen an das Netz angeschlossen sind und von denen zwei sekundäre Phasenwicklungen je einen Spannungsteiler 29 bzw. 30 speisen. An den Spannungsteiler 30 ist über einen Strommesser 31 und Widerstände 32 die eine bewegliche Spule des Leitwertmessers 12 angeschlossen, die andere bewegliche Spule und die feste Spule werden über den Stromzeiger 33 und die Widerstände 34 vom Spannungsteiler 29 gespeist. Die Widerstände 32 und 34 werden - so bemessen, daß die vom Stromwandler 14 bzw. vom Spannungswandler 15 herrührenden Ströme sich im wesentlichen nur über das Instrument schließen können. Die Einstellung wird in der Weise vorgenommen, daß der Widerstand 16 abgeschaltet wird und durch Verdrehen der Drehtransformatoren und Einstellen der Größe der Spannung an den Spannungsteilern die Ausschläge der Instrumente 31 und 33 zu Null gemacht werden. Ist dies der Fall, so kann man den Widerstand 16 einschalten, und das Instrument 12 zeigt dann den auf den Löschtransformator 3 entfallenden Erdschlußstrom an. In entsprechender Weise kann auch bei einer Anordnung nach Fig, 2 die Kompensation durchgeführt werden.

An Stelle zweier Drehtransformatoren kann man auch einen einzigen normalen Transformator verwenden, dessen in Stern geschaltete Sekundärwicklung über in Dreieck geschaltete Widerstände belastet ist. An diesen Widerständen können dann die zur Kompensation erforderlichen Spannungen nach Größe und Phase abgegriffen werden, an die über Widerstände und Strommesser, wie oben beschrieben, die Spulen angeschlossen werden. Man kann bei sekundär in Dreieck geschalteter Wicklung die Widerstände in Stern anordnen, um die erforderlichen Spannungen und Größe der Phase abnehmen zu können.

An Stelle die Transformatoren zur Erzeugung no der Kompensationsspannung an das Hochspannungsnetz anzuschließen, kann man sie auch vom Niederspannungsnetz aus erregen.

Claims

Patentansprüche:

i. Anordnung zur Ermittlung der richtigen Einstellung von Erdschlußlöscheinrichtungen mit Hilfe einer durch Widerstände hervorgerufenen künstlichen Unsymmetrie und iao eines Blindleitwertmessers, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzielung einer Un-

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symmetrie dienende Widerstand und die Stromspule des Leitwertmessers derart an einen der Löscher angeschlossen sind, daß die Stromspule von der geometrischen Summe aus dem Strom dieses Löschers und des durch den Widerstand fließenden Stromes erregt wird, und daß die Spannungsspulen des Leitwertmessers von einem Strom erregt werden, welcher der Sternpunktsverlagerung des Netzes proportional ist.
2. Anordnung nach Anspruch ι bei Verwendung einer Sternpunktsdrosselspule, wobei eine Phase über einen Widerstand geerdet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Drosselspule und des Widerstandes miteinander verbunden und in die Verbindung dieses Punktes mit Erde die Stromspule des BHndleitwertmessers mittel- oder unmittelbar eingeschaltet wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 bei Verwendung eines Löschtransformators, zu dessen einer primären oder sekundären Phasenwicklung ein Widerstand parallel geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromspule mittel- oder unmittelbar in die Verbindung des Sternpunktes des Löschtransformators mit Erde eingeschaltet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mittels besonderer Spannungsteiler Zusatzströme den Spulen des Leitwertmessers zugeführt werden, um den Einfluß der natürlichen Spannungsverlagerung auf das Meßinstrument zu vermindern bzw. aufzuheben.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine bewegliche Spule des Leitwertmessers über Widerstände an einen Spannungsteiler angeschlossen ist, der von der Sekundärseite eines Drehtransformators gespeist wird, und daß die andere bewegliche Spule und die feste Spule gleichfalls an einen Spannungsteiler angeschlossen sind, der von der Sekundärseite eines anderen Drehtransformators gespeist wird.

' Hierzu 1 Blatt Zeichnungen