DE614922C - Vorrichtung zum Anschluss von Relaiseinrichtungen, insbesondere Schutzrelais, an einen Hochspannungsleiter - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 21. JUNI 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M614922 KLASSE 21c GRUPPE 68 eo

Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 2p. Mai

Siemens-Schuckertwerke Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt*)

Vorrichtung zum Anschluß von Relaiseinrichtungen, insbesondere Schutzrelais,

an einen Hochspannungsleiter

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Januar 1933 ab

Der Anschluß von Relais, welche Signalvorrichtungen oder Steuervorrichtungen, wie z. B. selbsttätige Auelösevorrichtungen, betätigen, an eine Gleichstromhochspannungsleitung bereitet große Schwierigkeiten, weil die normalen Relais nicht in der Lage sind, die Hochspannung von dem Kontaktteil des Relais fernzuhalten. Man könnte die Relais von der Aufgabe, die Hochspannung gegen Erde zu isolieren, befreien, indem man die gesamte Relaiseinrichtung entsprechend gut isoliert aufstellt. Dies würde aber weiterhin erfordern, daß auch die Ölschalterauslösevorrichtungen bzw. die gesamten" ölschalter isoliert aufgestellt werden oder daß die Kraftübertragung von dem Relaisanker auf die Auslöseklinken 'des ölschalters durch eine isolierende mechanische Verbindung vermittelt wird. Alle diese Lösungen sind teils

ao wegen der Gefährdung von Menschen, die gelegentlich an den Schaltapparaten zu tun haben, teils wegen der Unmöglichkeit, Relais von großer Empfindlichkeit zu verwenden, die natürlich keine großen Kräfte ausüben können, undurchführbar.

Erfindungsgemäß werden zum Anschluß von Relaisanordnungen an eine Hochspannungsleitung, insbesondere an eine Gleichspannungshochspannungsleitung, zwei Relais vorgesehen, von denen das eine das Potential der Hochspannungsleitung, das andere ein beliebiges Potential, z. B. Erdpotential oder jedenfalls nahezu Erdpotential, erhält. Die Aufgabe der Isolierung wird den Relais abgenommen und einem dazu geeigneten Wechselstromwiderstand übertragen, welcher durch seine Größe die Erregerstromstärke des auf Erdpotential befindlichen Relais beeinflußt und der hinsichtlich seiner Größe durch das auf Hochspannung gehaltene Relais gesteuert wird. Derartige Widerstände sind beispielsweise eine Drosselspule mit einer Sekundärwicklung. Solange die Sekundärwicklung offen ist, hat der Widerstandswert der Drosselspule für den niederspannungsseitig fließenden Wechselstrom einen beträchtlichen Wert, der so groß gewählt wird, daß der dann entstehende Wechselstrom zur Erregung des Relais, welches Erdpotential besitzt, nicht ausreicht. Die Wicklungen sind gegeneinander für die volle Höhe der Hochspannung isoliert. Es kann also die eine Wicklung ohne Gefahr für das auf der anderen Seite der Drosselspule liegende Relais in direkte leitende Verbindung mit einem Teil der Hochspannungsanlage gebracht werden. Indem nun das galvanisch mit der Hochspannungsleitung verbundene Relais den Widerstand der Drosselspule, die also als Isolierwandler ge-

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

Dipl.-Ing. Frits Geise in Berlin-Wilmersdorf'.

baut ist, steuert, wird gleichzeitig die Stromstärke auf der Unterspannungsseite der Drosselspule gesteuert. An Stelle nur einer Drosselspule empfiehlt sich unter Umständen die Anwendung einer Reihenschaltung mehrerer Drosselspulen zur Unterteilung der Isolation. Die Magnetkreise der einzelnen Drosselspulen werden dann in Kaskade geschaltet. Man könnte auch eine unmittelbare, ίο also nicht durch ein Relais vermittelte Beeinflussung des Magnetkreises des Isolierwandlers durch den Gleichstrom einer zu überwachenden Gleichstromhochspannungsleitung anwenden, was jedoch nicht Gegen stand vorliegender Erfindung ist. Wenn man dann -den Magnetkreis der Drosselspule völlig von dem Gleichstrom trennt, so daß keine Gleichstrommagnetisierung auftritt, sondern z. B. durch ein Gleichstromrelais eine Wicklung kurzgeschlossen wird, dann gewinnt man für-das "Relais auf der Unterspannungsseite der Drosselspule eine ganz scharfe Ansprechgrenze mit Bezug auf die Stärke des Stromes in der Hochspannungsleitung. Weitere Einzelheiten 'der Erfindung werden an Hand zweier Figuren erläutert.

In Figur 1 ist eine Leitung a, b gegeben, welche eine Gleichspannungshochspannungsleitung sei. In die Leitung b ist ein aus den Teilen 1 und 2 bestehender Widerstand eingeschaltet, dessen Spannungsabfall zur Erregung zweier Relais 3 und 4 dient. Relais 3 ist so geschaltet, daß es anspricht, wenn der Gesamtspannungsabfall an den Widerständen 1 und 2 einen bestimmten Wert erreicht. Relais 4 ist so abgestimmt, daß es erst dann anspricht, wenn an dem Teilwiderstand 2 eine ausreichende Spannung auftritt, wenn also der Strom einen größeren Wert erreicht hat. Durch die beiden Relais 3 und 4 werden zwei auf niedrigem Potential gehaltene Relais 5 und 6 gesteuert. Die Relais S und 6 liegen beide an einer Wechselstromquelle 7. In Reihe mit den Relais 5 und 6 liegt weiterhin die Primärwicklung 8 einer Drosselspule mit einer Sekundärwicklung 9. Solange die Relais 3 und 4 nicht angesprochen haben, ist die Sekundärwicklung 9 offen. Der Widerstand der Spule 8 ist dann derart groß, daß die Relais 5 und 6 nicht ansprechen können. Bei bestimmten Überströmen in der Anlage a, b spricht das Relais 3 an und schließt seinen Kontakt. Dadurch wird die Wicklung 9 über einen Vorwiderstand 10 geschlossen. Der Strom in der Primärwicklung 8 und in den Erregerwicklungen der Relais 5 und 6 steigt infolgedessen auf einen solchen Wert, daß das verzögerte Relais 5 abzulaufen beginnt. Nach Ablauf der eingestellten Zeit schließt es seinen Kontakt 11 und schaltet eine Auslösespule 12 in einen Stromkreis, der beispielsweise von einer Ortsbatterie oder auch vom Wechselstromnetz 7 gespeist wird.

Bei noch größeren Überströmen im Netz a, b spricht außer dem Relais 3 auch das Relais 4 an. Es schließt seinen Kontakt 13 und dadurch die Sekundärwicklung 9 widerstandslos in sich kurz. Der Strom in der Primärwicklung 8 und in den Relais 5 und 6 erhält dadurch einen größeren Wert, der beispielsweise ausreicht, um das unverzögerte Relais 6 zum Ansprechen zu bringen, so daß die Auslösespule 12 unverzüglich eingeschaltet wird.

Bei der Ausführung in Figur 1 muß die Isolationsfestigkeit der aus den Wicklungen 8 und 9 bestehenden Drosselspule für die Gleichspannung ausreichend bemessen sein. Bei der Ausführung in Fig. 2 ist zur Isolation nicht eine Drosselspule oder ein Isolierwandler verwendet, sondern eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren 20 und 21. Sobald der Strom im Leitungssystem α, b eine bestimmte Größe übersteigt, tritt an einem Widerstand 22 eine Spannung solcher Größe auf, daß ein Relais 23 anspricht und seinen Kontakt schließt. Dadurch wird der Erregerstromkreis für ein Relais 24 voEendet, welches beispielsweise aus den Niederspan- go nungsnetzanschlüssen R, S über Kondensator 20, Kontakt des Relais 23 und Kondensator 21 seinen Erregerstrom erhält.

An Stelle der gezeichneten Stromrelais 3, 4 können auch Energierichtungsrelais treten; das können bei Gleichstromleitungen als Drehspuleninstrumente mit permanentem Magneten ausgebildete Relais sein. Entsprechende Relaisanordnungen am Anfang und Ende einer Leitungsstrecke können in der Schaltungsweise der Streckenschutzeinrichtungen auf der Hochspannungsseite oder auf der Niederspannungsseite durch Hilfsleitungen miteinander verbunden werden, so daß eine Leitungsstrecke nur dann abgeschaltet wird, wenn der Strom von beiden Seiten in den geschützten Abschnitt hineinfließt oder auf einer Seite hereinfließt, die andere Seite dagegen nicht anspricht. Auf der Niederspannungsseite können für die Schaltungsverbindungen zwischen den Relaisanordnungen an den Streckenenden dann einfache Stromrelais dienen; denn das unmittelbar mit der Hochspannungsleitung verbundene Relais kann so gewählt sein, daß es nur dann in Tätigkeit tritt, wenn die Energie in die Strecke hineinfließt. Da, wie beispielsweise die Fig. 1 zeigt, auch verschiedene an die Hochspannungsleitung angeschlossene Relais nebeneinander vorgesehen werden können, von denen beispielsweise das eine bei Überstrom, das andere bei einer bestimmten

Energierichtung anspricht, so lassen sich mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung auch diejenigen Wirkungen bei Streckenschutzschaltungen und Überstromzeitschutz sowie Überstromschutz u. a. erzielen, die für Wechselstromleitungen auf der Sekundärseite der Strom- und Spannungswandler bisher angewendet worden sind. Die Anwendung des Isolierwandlers oder der Kondensatoren 20 und 21 ist hier nicht hinderlich. Durch Anwendung der Erfindung in Wechselstromüberspannungsanlagen erzielt man eine Schaltung ohne Stromwandler. Eine einfache Isolierdrossel ist erheblich billiger als ein Stromwandler, bei denen stets Gewicht auf Genauigkeit der Übersetzung gelegt ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum Anschluß von Relaiseinriohtungen, insbesondere Schutzrelais an einen Hochspannungsleiter, insbesondere Gleichstromhochspannungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Hochspannungsanlage leitend verbundenes Relais (3, 4, 23) die Größe eines Wechselstromwiderstandes (S, 9) im Erregerkreis eines auf niedrigem Potential befindlichen Relais (5,6,24) oder Anzeigegerätes steuert.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein unter Hochspannung stehendes Relais (3) den Sekundärkreis (9) einer Isolierdrosselspule beim Ansprechen öffnet oder ganz oder zum Teil, vollkommen oder über einen Widerstand (10), schließt, wodurch ein im Primärkreis des Isolierwandlers liegendes Relais (5,6) eine zur Betätigung seiner Kontaikteinrichtung ausreichende Änderung seines Erregerstromes erfährt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Isolierwandler in Reihe geschaltet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkreis des an die Hochspannungsanlage unmittelbar angeschlossenen Relais (23) von dem weiteren Relaisstromkreis durch Kondensatoren (20, 21) kapazitiv getrennt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen