DE617475C

DE617475C - Anordnung zur Erdschlusserfassung in Gleichstromsystemen mit Nulleiter

Info

Publication number: DE617475C
Application number: DES104500D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1932-05-07
Filing date: 1932-05-07
Publication date: 1935-08-20

Description

Es ist bereits bekannt, Gleichstromsysteme mit drei Leitern in der Weise zu schützen, daß die Größe des im Nulleiter fließenden Differenzstromes überwacht wird. Dieser Strom darf eine bestimmte Größe erreichen. Infolgedessen sprechen die Schutzrelais bekannter Schaltungen erst dann an, wenn dieser Strom einen gewissen Grenzwert überschreitet.

Erfindungsgemäß wird für den Schutz eines Gleichstromdreileitersystems, z. B. einer Umformeranlage, ein Schutzsystem angewendet, welches auf dem Umstand beruht, daß im erdschlußfreien Zustand die Summe der Gleichströme in den Außenleitern und den Mittelleitern Null ist. Der Nulleiter des Systems ist 'dabei, wie üblich, mit Erde verbunden. Der Schutz zeichnet sich durch seine hohe Empfindlichkeit und .Selektivität aus.

Es spricht nur bei Erdschlüssen in den Zuleitungen und den mit der Ankerwicklung in Verbindung stehenden Feldwicklungen der Gleichstrommaschinen an, dagegen nicht bei ' Körperschluß der induzierten Wicklung bei Gleichstrommaschinen oder Einankerumformern, wobei nur ein Wechselstrom auftreten könnte.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen Ausführungsbeispiele. In Fig. ι ist mit 1 ein Netztransformator bezeichnet, derüber Schleifringe 2 einen Umformer 3 speist. Der Umformer besitzt einen Kollektor 4 mit zwei Kollektorbürsten 5 und 6. Von diesen Kollektorbürsten führt über einen doppelpoligen Schalter 7 das Gleichstromaußenleitersystem zur Sammelschienenanlage oder zum Verbraucher.

In den Verbindungsleitungen zwischen den Kollektorbürsten 5 und 6 einerseits und dem doppelpoligen Schalter 7 andererseits liegen fest eingebaute Widerstände 8 und 9, welche dicht am Schalter 7 angebracht sind. Der Strom in den Außenleitern ruft in diesen Widerständen 8 und 9 einen entsprechenden Spannungsabfall hervor, der zur Erregung der Systemspulen ι ο und 11 eines wattmetrischen Relais dient. Die Spulen 10 und 11 sitzen auf einer gemeinsamen Welle 12, welche außerdem noch eine dritte Systemspule, die Spule 13, trägt. Die Spule 13 ist an einem den Widerständen 8 und 9 entsprechenden Widerstand 14 angeschlossen, der in der Nulleitung an solcher Stelle liegt, daß der gesamte zum sekundären Sternpunkt des Transformators fließende Strom seinen Weg über den Widerstand 14 nehmen muß. Die Systemspulen 10, 11, 13 des wattmetrischen Relais wirken zusammen mit drei von einem Gleichstrom erregten Feldspulen 15, 16, 17. Da im ordnungsmäßigen Zustand der Anlage die Summe der Ströme in den Außenleitern und in dem Nulleiter Null ist, ist auch das Gleichstromdrehmoment, welches die Ströme dieser drei Leiter zusammen mit den Feldspulen 15, 16, i/ hervorbringen, normalerweise gleich Null. Bei Erdschluß in dem geschützten Teil der Gleichstromanlage aber nimmt das Gesamdrehmoment einen von Null

verschiedenen Wert an und kann dann durch Betätigung eines Kontaktes 18 ein Gleichstromhilfsrelais 19 zum Ansprechen bringen. Das Hilfsrelais .bewirkt-die Abschaltung des Transformators χ und zugleich die Öffnung des doppelpoligen Schalters 7 und kann außerdem zur Abschaltung der Feldwicklung des Umformers 3 und. zur Betätigung von Signaleinrichtungen dienen. Da die Stromstärke, welche von den Widerständen 8, 9 und 14 abgegriffen wird, in ihrer Größe beträchtlich schwanken kann, kann es zweckmäßig sein, diese Ströme nicht den Systemspulen 10, ir, 13, sondern den Feldspulen 15, 16, 17 zuzuführen und dafür die Systemspulen an eine konstante Gleichstromquelle anzuschließen.

Konstruktive Abweichungen bei der Bauart des Summenstromrelais sind anwendbar, ohne dadurch von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen; beispielsweise kann mit der Welle 12 auch eine einzige langgestreckte Spule verbunden werden, welche von der konstanten Stromquelle gespeist wird. An Stelle der Feldspulen kann auch ein permanenter Magnet treten. Auch lassen sich mit der Anordnung Einrichtungen zur Zeitverzögerung vereinigen. Dabei kann die Zeitverzögerung unabhängig oder beispielsweise auch von der Stärke des Stromes im Nulleiter oder der Stärke der Ströme in den Außeiileitern ab-• hängig gemacht werden.

In der gleichen Schaltung läßt sich auch der · Gleichstromkreis bei anderen Gleichrichtern, beispielsweise bei Quecksilberdampfgldchrichtern, gegen Erdschluß schützen.

Ein anderes Anwendungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. Es sind dort in die Außenleiter und den Nulleiter Widerstände 20, 30, 40 eingebaut, von welchen ein Teil des durch den Widerstand fließenden Stromes je einer Spule eines Relais 50 von der in Fig. 1 dargestellten Art zugeführt ■ wird. """""V-.

Die Ströme erzeugenden dem Relais ein Gleichstromdrehmoment, das normalerweise den Betrag Null hat, bei Erdschluß in der Anlage aber in dem einen oder anderen Sinne einen von Null abweichenden Wert annimmt.

Diirch. das Relais können dann, wie ange-

deutet, Widerstände 21, 22 zur Entregung dier Maschinen, gegebenenfalls Schnellentregung, eingeschaltet werden, und zugleich kann

durch den Hauptschalter 31 das Aggregat allpolig abgeschaltet werden. Der Widerstand 40 im Nulleiter ist an solcher Stelle 55 angebracht, daß mit Sicherheit alle Ströme, welche über den Nulleiter zum Mittelpunkt des Aggregates fließen, diesen Widerstand durchfließen müssen. Die Widerstände 20 und 30 werden möglichst dicht an den doppel- 60 poligen Hauptschalter 31 herangebracht. Der Schutz der Einrichtung erstreckt sich dann über die Außenleiter zwischen dem Hauptschalter und der Kollektorbürste, ferner über die Feldwicklungen und die Verbindungs- 6g leitung zwischen beiden Generatoren bis zu dem Punkte 41, an welchem der Nulleiter geerdet ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Erdschlußerfassung in Gleichstromsystemen mit Nulleiter, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gleichstrominstrument (12, 50) von den Außenleiterströmen und dem Nulleiterstrom ein Gleichstromdrehmoment hervorgerufen wird, das bei erdschlußfreier Anlage den Gesamtwert Null hat.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein fremderregtes dynamometrisches oder nach Art eines Drehspuleninstruments gebautes Relais mit drei Spulen (10, 11, 13), von denen je eine von einem Außenleiterstrom oder dem Nulleiterstrom erregt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drei von den gemessenen Strömen erregten Spulen als feste Feldspulen angeordnet sind, in deren Feld eine oder mehrere konstant erregte Spulen beweglich sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerströme des Relais von Widerständen (8, 9) abgenommen werden, die möglichst dicht bis an die Stelle der Leiter herangebracht sind, bis wohin sich der Schutz erstrecken soll.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais bei seinem Ansprechen die den Gleichstrom liefernde Maschine abschaltet und entregt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen