DE608596C

DE608596C - Umschalteinrichtung fuer eine Schutzeinrichtung

Info

Publication number: DE608596C
Application number: DES99341D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hermann Neugebauer
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-06-21
Filing date: 1931-06-21
Publication date: 1935-01-26

Description

DEUTSCHES-REICH

AUSGEGEBEN AM
26. JANUAR 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE 68so

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Juni 1931 ab

Umschalteinrichtungen für ■widerstandsabhängige Schutzrelais sind bekannt, um durch die gleichen Relais die Leitung sowohl bei Kurzschluß wie auch bei Erdschluß oder Doppelerdschluß zu schützen.

Die Erfindung betrifft eine Umschalteinrichtung in besonders zweckmäßiger Schaltung unter Verwendung von nur zwei Schutzrelais und zwei Ampererelais, durch welche die für den Kurzschlußfall vorgesehenen Schutzrelais im Doppelerdschlußfalle in zweckentsprechender Weise umgeschaltet werden, wobei insbesondere die Umschaltung auch die Wirkung haben soll, daß im Doppelerdschlußfall einer der beiden Erdschlüsse von den Relais bevorzugt berücksichtigt wird. Man erreicht auf diese Weise, daß nur eine der Erdschlußstellen durch die Selektivschutzeinrichtung abgeschaltet wird, während die

ao zweite Erdschlußstelle, da ein einfacher Erdschluß im allgemeinen nicht unbedingt abgeschaltet werden muß, weil der Erdschlußstrom durch Erdschlußlöscheinrichtungen in zulässigen Grenzen gehalten werden kann,

as bestehen bleibt. Dabei ist vorausgesetzt, daß bei allen in Netzen vorhandenen, mit Umschalteinrichtungen ausgerüsteten Schutzeinrichtungen die Strom- und Spannungsspulen der Relais in gleicher Schaltung von Strom und Spannung des Netzes beeinflußt werden.

Zur Erläuterung der Erfindung dient die

Figur. In dieser ist ein Drehstromdreileitersystem durch die drei Phasenleitungen R, S, T angedeutet. Die dargestellte Schutzeinrichtung soll, wenn sie anspricht, einen Leitungsschalter 1 öffnen, d. h. den Auslösestromkreis, bestehend aus der Auslösespule 2 und einer Lokalbatterie 3, schließen. Zum Schutz der Leitung sind zwei widerstandsabhängige Relais 4 und S und eine Umschalteinrichtung, durch welche die Spannungsspulen dieser Relais an die geeignete Spannung gelegt werden, vorgesehen. Es läßt sich aber auch für drei Relais eine entsprechende Umschalteinrichtung verwenden.

Die Widerstandsrelais 4 und 5 besitzen je eine Stromspule 40 und 50 und je eine Spannungsspule 41 und 51. Mit den Strömspulen 40 und 50 in Reihe liegen erfindungsgemäß nur zwei Maximalstromrelais 42 und 52.

Zwei Stromwandler 43 und 53 sind vorgesehen, von denen der erstere vom Strom im Phasenleiter T und der zweite vom Strom im Phasenleiter R erregt wird. Die Sekundärwicklungen der beiden Stromwandler sind an einem Ende miteinander verbunden und von dieser Verbindung führt eine Mittelleitung 6 zu einer Verbindung zwischen den beiden Maximalstromrelais 42 und 52. Bei dieser Schaltung erhalten die Stromspulen der Relais 4 und 5 und die Maximalstromrelais 42 und 52 je einen Phasenleiterstrom.

Die Spannungsspule 41 des Relais 4 ist einerseits fest angeschlossen an den Phasen-

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

Dipl.-Ing. Hermann Neugebauer in Berlin-Spandau,

leiter T oder einen entsprechenden Sekundäranschluß eines Spannungswandlers. Das andere Ende der Spannungsspule 41 liegt erfindungsgemäß an einem Umschaltkontakt 54, der von dem Maximalrelais 52 gesteuert wird. In der gezeichneten Ruhestellung des Umschaltkontaktes 54 liegt das zweite Ende der Spannungsspule 41 über den Kontakt 54 und einen in der Ruhelage stehenden Umschaltkontakt 7 an einem Punkt, der das Potential des Phasenleiters 6" oder einer entsprechenden Sekundärklemme eines Spannungswandlers besitzt.

Die Spannungsspule 51 des Relais 5 liegt fest angeschlossen mit einem Wicklungsende am Potential des Phasenleiters R und erfindungsgemäß über einen Umschaltkontakt 44, solange dieser in der Ruhelage steht, und den in der Ruhelage gezeichneten Umschaltkontakt 7 mit der anderen Klemme ebenfalls an einem Punkt des Potentials des Phasenleiters S. Der erwähnte Umschaltkontakt 7 ist gekuppelt mit einem Umschaltkontakt 8. Die beiden Umschalter 7 und 8 sind in ihrer Ruhelage gezeichnet und ändern ihre Stellung, wenn eine Relaisspule E₀ Spannung erhält. Diese Spule wird erregt von der zwischen dem Sternpunkt des Netzes und Erde auftretenden Spannung. Sie kann z.B. in die offene Dreieckschaltung eines Spannungswandlers eingeschaltet sein oder auch die Spannung zwischen einem künstlichen Sternpunkt und Erde zugeführt erhalten. Während der Umschaltkontakt 7 in der Ruhestellung in Verbindung mit einem Punkt des Potentials des Phasenleiters 5 steht, hat der UmschaltkontaktS in 'der Ruhelage Verbindung mit einem Punkt des Potentials des Phasenleiters R. Wenn das Relais E₀ erregt ist, liegen beide Umschaltkontakte an Erde. Die Wirkungsweise der Anordnung sei an Hand der möglichen Fehler erläutert. Bei einem Kurzschluß zwischen den Phasenleitern R und 5" erhält nur das Relais 5 Kurzschlußstrom. Der Strom fließt über die Stromspule 50 des Relais 5 und von dort über die Spule des Maximalrelais 52 und über die Leitung 6 zurück. Relais 52 spricht an und bringt den Umschaltkontakt 54 aus der gezeichneten Lage in die entgegengesetzte Stellung. Relais E₀ bleibt unerregt. Relais 5 bekommt dann Kurzschlußstrom und die Spannung zwischen den Phasenleitern R und S, denn die Umschaltkontakte 44 und 7 bleiben in ihrer Ruhelage. Relais 5 erhält somit den Kurzschlußstrom und die verkettete Spannung des Kurzschlußstromkreises.

Das Relais 4 erhält keinen Kurzschlußstrom, sondern nur den normalen Betriebsstrom. Der Betriebsstrom reicht aber nicht aus, um die Spule 42 zum Ansprechen zu bringen. Das Relais bekommt somit einen kleinen Strom und seine Spannungsspule liegt an der verketteten Spannung zwischen den Phasenleitern T und R, weil nur der Umschaltkontakt 54 seine Stellung gewechselt hat.

Bei einem Kurzschluß zwischen den Phasenleitern S und T erhält in entsprechender Weise das Relais 4 Kurzschlußstrom, Relais 42 spricht an, Kontakt 44 wird dadurch umgelegt. Die Spannung des Relais 4 ist die Spannung, die auch im Ruhezustand an dieser Spannungsspule liegt, nämlich die verkettete Spannung zwischen T und S, d. h. also die Spannung des Kurzschlußkreises. Das Relais 5 erhält nur einen kleinen Strom und die verkettete Spannung zwischen den Phasenleitern R und T, das Relais 4 wird also zum Ansprechen kommen.

Bei einem Kurzschluß zwischen den Phasenleitern R und T erhalten beide Widerstandsrelais Kurzschlußstrom; es sprechen beide Maximalrelais 42 und 52 an und dadurch wird sowohl der Umschaltkontakt 44 als auch der Umschaltkontakt 54 in die andere Stellung gebracht. Die Spannungsspule 41 liegt dann an der verketteten Spannung zwischen dem Phasenleiter T und dem Phasenleiter R. Das gleiche gilt für die Spannungsspule 51 des Relais 5. Beide Relais erhalten somit gleiche Ströme und gleiche Spannung. Sie werden infolgedessen gleichlaufend ansprechen. " ■ -

Bei Erdschluß auf einer der drei Phasenleiter R₁ S und T spricht das Relais E₀ an. Dadurch werden die Spannungsspulen 41 und 51, sofern nicht mit dem Erdschluß zugleich auch Überstrom auftritt, von der verketteten Spannung auf die Spannung zwischen dem Phasenleiter T bzw. dem Phasenleiter R gegen Erde umgeschaltet.. Das. Auftreten von Überstrom dient beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Kennzeichen dafür, daß Kurzschluß oder Doppelerdschluß vorliegt.

Wenn die Phasenleiter R und 5* Erdschluß aufweisen, dann erhält wiederum das Relais 5 Überstrom. Die Spannungsspule des Relais 5 liegt an der Spannung zwischen dem Leiter R und Erde. Das Relais erhält also den Fehlerstrom und die Spannung eines der fehlerhaften Leiter gegen Erde. Das Relais 4 bekommt keinen Fehlerstrom, seine Spannungsspule 41 liegt infolge des Ansprechens des Relais 52 und des Relais E₀ an der Spannung zwischen dem PhasenleiterT und Erde. Es kommt somit nur das Relais 5 zum Ansprechen. Dadurch wird, wie eingangs schon angedeutet wurde, erreicht, daß im Doppelerdschlußfall nur die eine Erdschlußstelle, im Ausführungsbeispiel die Erdschlußstelle auf dem Phasenleiter R für die Abschaltung maß-

gebend ist. Die Erdschlußstelle des Phasenleiters 6" dagegen führt nicht zur Abschaltung des Leitungsabschnittes, in dem diese Erdschlußstelle liegt.

Wenn der Erdschluß auf den Phasenleitern 6* und T auftritt, erhält die Stromspule 40 des Relais 4 Überstrom, desgleichen das Maximalrelais 42. Außerdem spricht wiederum das Relais E₀ an. Durch das Ansprechen der Relais 42 und E₀ erhält die Spannungsspule des Relais die Spannung zwischen dem Phasenleiter T und Erde, die Spannungsspule des Relais 5 dagegen die verkettete Spannung zwischen den Phasenleitern R und T.

Auch in diesem Falle kommt nur ein Relais, nämlich das Relais 4, zum Ansprechen, welches einerseits den Fehlerstxom und andererseits die Spannung der einen kranken Leitung gegen Erde erhält.

Wenn der Erdschluß auf den Phasenleitern R und T auftritt, tritt der Überstrom sowohl beim Relais 4 als auch beim Relais 5 auf. Es sprechen infolgedessen die Relais 42 und 52 beide an und außerdem wiederum das Ress lais E₀. Die Spannungsspule 41 des Relais 4 erhält dabei die Spannung zwischen dem Phasenleiter T und Erde. Die Spannungsspule 51 des Relais 5 erhält die Spannung zwischen dem Phasenleiter R und dem Phasenleiter T. Ansprechen wird in diesem Falle nur das Relais 4, weil die Spannung zwischen dem Phasenleiter T und Erde kleiner als die Spannung zwischen den Phasenleitern R und T

■ ist bzw. im Grenzfall höchstens so wie diese werden kann.

Bei dem vorhin erläuterten Fall, daß ein Kurzschluß zwischen den Phasenleitern R und T entstanden ist, ergab sich, daß die beiden Relais 4 und 5 die gleichen Arbeitsbedingungen vorfinden. In diesem Fall und ebenfalls dann, wenn bei Doppelerdschluß auf den Phasenleitern R und T das Relais 5 dieselben Arbeitsbedingungen vorfindet wie das Relais 4, kann es auch kommen, daß beide Relais ansprechen. Um in diesem Falle Sicherheit zu haben, daß nur eines der Schutzrelais für die Auslösung des Schalters 1 maßgebend ist, d. h. also im Doppelerdschlußfall nur die eine Erdschlußstelle abgeschaltet wird, kann die Anordnung, wie in der Figur dargestellt ist, durch eine zusätzliche Verriegelungseinrichtung ergänzt werden. Die Verriegelungseinrichtung besteht in zwei parallel liegenden Schaltern 45 und SS, von denen der erste vom Maximalrelais 42 und der zweite vom Maximalrelais 52 gesteuert wird. In der Darstellung sind diese Schalter mit den Umschaltern 44 bzw. 54 verbunden dargestellt. Der Auslösestromkreis des Relais S ist über die beiden parallel geschalteten Kontakte 45 und 55 geführt. Wenn also sowohl das Relais 42 als auch das Relais 52 anspricht, kann das Relais 5 den Auslösestromkreis für den Schalter 1 nicht schließen. In dem Fall bleibt die Auslösung des Schalters 1 allein dem Relais 4 überlassen.

Claims

Patentansprüche:

1. Umschalteinrichtung für eine Schutzeinrichtung mit nur zwei vom Leitungswiderstand abhängigen Schutzrelais zum Schutz der Leitungen eines Dreiphasennetzes, durch welche bei Doppelerdschluß die Fehlerstelle eines bestimmten Phasenleiters bevorzugt berücksichtigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der Spannungsspulen (41, 51) der Schutzrelais (4, 5) nur von den Kon-

- takten (44, 54) zweier Anregerrelais und den Kontakten (7, 8) eines weiteren Relais, welches bei Erdschluß anspricht, derart abhängig sind, daß bei Doppelerdschluß nur ein Schutzrelais (4,5) zum Ansprechen kommt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Doppelerdschluß derjenigen beiden Phasenleiter, deren Ströme die beiden Widerstandsrelais erregen, nur die Spannungsspule des einen Widerstandsrelais von der Spannung zwischen dem entsprechenden Leiter und Erde erregt wird, während die Spannungsspule des anderen Widerstandsrelais von einer verketteten Spannung erregt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspule des zur Phase (R) bzw. (T) gehörenden Widerstandsrelais bei Auftreten eines Überstromes im Phasenleiter (T) bzw. (R) von der verketteten Spannung gegen den dritten Phasenleiter auf die Spannung gegen den Überstrom führenden anderen Phasenleiter umgeschaltet wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösestromkreis des einen Widerstandsrelais (5) bei Kurzschluß oder Erdschluß der beiden mit je einem Relais (4,5) ausgerüsteten Phasenleiter durch no parallel liegende, von je einem Stromrelais (42,52) der beiden Phasenleiter gesteuerte Unterbrechungskontakte (45, 55) unwirksam gemacht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen