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Einrichtung zur Kompensation des Erdschlußstromes Es ist bereits bekannt,
zur Kompensation des Erdschlußstromes zwischen das zu schützende Netz und Erde induktive
Löscheinrichtungen zu schalten, die auf die Kapazität des Netzes gegen Erde derart
abgestimmt sind, daß die Blindkomponente des Erdschlußstromes verschwindet. Auch
besondere Vorrichtungen, die als Schwingungskreise zur Kompensation der höheren
Harmonischen des Netzes ausgebildet sind, hat man bereits verwandt. Derartige Einrichtungen
sind aber wegen der Größe der aufzubringenden induktiven Blindleistung kostspielig;
außerdem tritt bei den durch die Induktivitäten der Einrichtung und die Kapazität
des Netzes gebildeten Schwingungskreisen, namentlich dann, wenn die Dämpfung gering
ist, leicht eine unerwünschte Erregung ein. Durch die Verwendung von Eisen hängt
auch die Induktivität der Einrichtung von der Höhe der Erdschlußspannung ab, so
daß die Abstimmung nicht für jeden vorkommenden Erdschluß ihren günstigsten Wert
besitzt und bei Vollerdschluß von der bei Teilerdschluß verschieden ist.
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Es ist auch bekannt, die Erdschlußlöscheinrichtung nicht an den Nullpunkt
des Netzes anzuschließen, sondern über einen Zwischentransformator an bestimmte,
gegenüber dem Systemnullpunkt verschobene Punkte. Hierdurch soll erreicht werden,
daß sowohl die Blind- wie auch die Wirkkomponente des Erdschlußstromes kompensiert
wird. Auch hierbei müssen die Spulen so berechnet sein, daß sie die gesamte Erdschlußleistung
aufbringen und noch die Spannung zwischen ihren Netzpunkt und dem erdgeschlossenen
Punkt überwinden.
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Um das Potential des erdgeschlossenen Leiters gegen Erde zu Null zu
machen und dadurch den Erdschlußlichtbogen zum Erlöschen zu bringen, hat man auch
Anordnungen getroffen, bei denen der fehlerbehaftete Netzleiter durch einen Schalter,
einen sogenannten Schutzerder, unmittelbar mit Erde verbunden wird- Da jedoch die
Überbrükkung durch den Schalter nur dann einen wirksamen Nebenschluß darstellt,
wenn die Erdschlußstelle ganz in der Nähe des Schutzerders ist, so wird durch diese
Anordnung nur ein unvollkommener Schutz erreicht. Bei einem Erdschluß, der den Wicklungsteil
einer Maschine erfaßt, bedeutet der Schutzerder durch das Kurzschließen von Windungen
eine Gefahr für den gestörten Apparat.
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Die Nachteile der bekannten Einrichtungen werden durch die Erfindung
dadurch vermieden,
daß beim Auftreten eines Erdschlusses zwischen
Erde und einem Netzpunkt, dessen Potential gegen den System,, nullpunkt mit dem
Potential des erdgeschlä serien Punktes gegen den Systemnullpunl ganz
oder nahezu nach Größe und Phasenlake, übereinstimmt, eine Impedanz Und in
Reihe zu 'dieser eine zusätzliche Wechselspannung geschaltet wird, deren Frequenz
gleich der Netzfrequenz ist und deren Größe und Phasenlage so eingestellt ist, daß
der Erdschlußstrom verschwindet. Dazu wird die Spannung des Stromerzeugers so gewählt,
daß der Spannungsabfall der in Reihe liegenden Impedanz des KompensatiQnskreises
vorzugsweise der zusätzlichen Impedanz der Einrichtung kompensiert ist. Gegenüber
der bekannten Einrichtung, bei der die Erdschlußinduktivität jederzeit an einen
festen Anschlußpunkt geschaltet bleibt, mag er mit dem Systemnullpunkt zusammenfallen
oder nicht, wird der Vorteil erreicht, daß die Spannung zwischen dem Anschlußpunkt
der Erdschlußimpedanz und dem erdgeschlossenen Punkt nicht überwunden zu werden
braucht, da ja das Potential des erdgeschlossenen Punktes und des Anschlußp.unktes
der` Kompensationseinrichtung zusammenfällt. Infolgedessen braucht die Kompensationseinrichtung
nach der Erfindung nur für eine weit geringere Leistung bemessen zu sein. Sie fällt
daher viel >billiger und einfacher aus. --In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. An die Netzleiter RST sind verschiedene Verbraucher und
Stromerzeuger i, z, 3, q. geschaltet, die verschiedene Wicklungsanordnungen besitzen.
So sind die Wicklungen des Apparates i in A geschaltet, die des Apparates z in Zickzack,
des Apparates 3 in Dreieck und des Apparates q. in Stern. Nach der Erfindung wird
nun an das Netz eine Einrichtung geschaltet, die aus einzelnen, auf Eisenkernen
angeordneten Wicklungen besteht, die das Abbild sämtlicher in dem Netz vorkommender
Wicklungen darstellen. Diese Abbildwicklungen 6 bestehen im vorliegenden Falle aus
einer Stern-,u%ticklung und einer auf besonderem Eisenkern angeordneten Dreieckwicklung.
Auf den Schenkeln der Dreieckwicklung sind ,nun weitere Wicklungsteile angeordnet,
durch deren Zusammenfassung in einfacher Weise auch die vorkommenden A- und Zickzackwicklungen
abgebildet werden können. jeder Punkt des Netzes findet nun einen entsprechenden
Punkt in der Abbildwicklung vor, der das gleiche Potential gegen den Systemnullpunkt
besitzt. So entspricht der Punkt A der Dreieckwicklung 3 dem Punkt B der Abbildwicklung
6. Tritt also dir Erdschluß im Punkte A auf, dann ist nach der. Erfindung der Punkt
B über eine Impedanz 8 und einen . .,Stromerzeuger 7, mit Erde zu verbinden. Der
k Bromerzeuger 7 muß dann einen dem an der " #Q, -A auftretenden ErdschlußstromJl
entengesetzten und gleich großen Strom J2 =@"lleiern, so daß an der StelleA beide
Ströme sich aufheben. Dazu ist es zweckmäßig, den Stromerzeuger 7 als Drehregler
mit dreiphasiger, an das Netz angeschlossener Primärwicklung und einphasiger Sekundärwicklung
auszubilden, die jederzeit eine gleich große, aber in ihrer Richtung von der Rotorstellung
abhängige Spannung UZ liefert. Die Phasenlage kann dabei durch entsprechende, an
Hand der späteren Abbildungen beschriebene Relaiseinrichtungen ermittelt und zur
Verstellung des Rotors herangezogen werden. Die Größe der Spannung UZ kann dann
durch entsprechende Regeleinrichtungen des Primärkreises eingestellt werden. Diese
Verhältnisse sind aus dem dargestellten Spannungsdiagramm abzulesen. Die Spannung,
die der Punkt A im Dreieck der verketteten Spannungen RST gegenüber dem Nullpurikt'iV
besitzt, äst :mit UE bezeichnet. Mit dieser Spannung gleich groß ist die Spannung
UB - des Punktes B der Abbildwicklung gegen den Systemnullpunkt. Der Stromerzeuger
7 muß daher eine Spannung UZ liefern, die gleich groß und entgegengesetzt gerichtet
der Spannung Uc ist, wobei UC den Spannungsabfall der Impedanzen des Erdschlußkreises,
vorzugsweise den der Impedanz 8, darstellt.
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In der Abbildung ist angenommen, daß Uc und UZ in Phase sind
mit UB bzw. UE. Dies ist dann der Fall, wenn die Impedanz 8 so gewählt ist,
daß ,ihr Wirkwiderstand zu ihrem Blindwiderstand in demselben Verhältnis steht wie
der Wirkwiderstand zu dem Blindwiderstand des Netzes. Da letzterer in der Hauptsache
aus einer Kapazität 5 besteht, die im Nullpunkt N der Sternpunktwicklung 4. angeschlossen
und zwischen Nullpunkt und Erde ge$chaltet angenommen werden kann, so muß auch die
Impedanz 8 vorzugsweise aus einer Kapazität bestehen. Bei einem derart gewählten
Verhältnis von Wirk- und Blindwiderstand der Impedanz 8 entsprechend dem Wirk- und
Blindwiderstand des Netzes wird auch die Einrichtung unabhängig gegen Frequenzschwankungen,,
da sich der Erdschlußstrom und der Kompensationsstrom in demselben Maße ändern.
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Die Größe der Impedanz 8 ist dabei be-
liebig wählbar. Für die
Wahl ihrer Größe sind folgende Überlegungen maßgebend. Wenn die Impedanz und der
Stromerzeuger beispielsweise an den Punkt B der Abbildwicklung angeschlossen sind
und in diesem Augenblick der Erdschluß bei A wieder gelöscht
ist
und die Erdschlußstelle volle Isolationsfestigkeit wieder besitzt, aber ein zweiter
Erdschluß an einer anderen Stelle auftritt, dann wird dadurch ein Überstrom in der
Einrichtung der Erfindung hervorgerufen. Die Größe dieses Überstromes ist nun von
der Größe der Impedanz 8 abhängig. Zu seiner Begrenzung wird man daher die Impedanz
8 möglichst hoch wählen; andererseits wird aber die Spannung Uz, die der Stromerzeuger;
aufzubringen hat, um so größer, je größer der Spannungsabfall UC an der Impedanz
ist. Mit Rücksicht auf eine wirtschaftliche Ausführung werden beide Forderungen
dadurch in Einklang gebracht, daß man für den bei einem zweiten Erdschluß entstehenden
1' berstrom eine für die Einrichtungen des Netzes ungefährliche Höhe einsetzt.
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DieWirkung derAnordnung auf den Überstrom ist demnach dieselbe wie
die eines vollkommenen, d. h. an der jeweiligen Erdschlußstelle angeordneten Schutzerders,
ohne daß aber die Nachteile des Schutzerders, wie z. B. die bei einem zweiten Erdschluß
auftretenden Überströme, sich einstellen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Spannungsdifferenz
zwischen dem erdgeschlossenen Punkt und Erde durch eine zusätzliche Spannung zu
Null gemacht wird und daß diese Spannung über derart bemessene Widerstände in den
Erdschlußkreis eingefügt wird, daß keine schädlichen Überströme auftreten können.
Da die Spannung UZ und UC zweckmäßig nur wenige Prozent der Phasenspannung
U,o1t zu
betragen brauchen, ist die von dem Stromerzeuger aufzubringende Leistung
nur sehr gering und nur ein Bruchteil der Leistung, die eine induktive Löscheinrichtung
besitzen müßte. Durch eine entsprechende Dimensionierung des Stromerzeugers und
der Abbildwicklung ist es möglich, die Kurve der Spannung, die dem Netz aufgedrückt
wird, so zu gestalten, daß sie mit der Spannungskurve des Systemnullpunktes gegen
die entsprechenden, im Netz vorkommenden Wicklungsteile übereinstimmt. Dadurch wird
nicht nur die Grundwelle des Erdschlußstromes kompensiert, sondern auch dessen Oberwellen.
Ebenso wird es durch entsprechende Ausbildung der Impedanzen 8, d. h. durch entsprechende
Unterteilung von Wirk- und Blindwiderständen, ermöglicht, nicht nur die kapazitive,
sondern auch die Ohmsche Komponente des Erdschlußstromes zu kompensieren.
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Statt zurErzeugung der zusätzlichen Spannung einen besonderen Apparat
7 anzuordnen, kann man auch dazu die Abbildwicklung selbst heranziehen. In Abb.
2 ist ein Ausführungsbeispiel hierfür gezeigt. Der in Stern geschaltete Teil der
Abbildwicklung i i ist dabei um Wicklungsteile vergrößert, so daßi den mit dem Netz
verbundenen Eckpunkten der Sternwicklung U1, L'1 und W1 die Punkte U2, Il, und W2
entsprechen, deren Spannung bereits um die Spannung UZ gegenüber dem Systemnullpunkt
erhöht ist. Mit den Punkten U2, V2, W2 sind die Eckpunkte des anderen Teiles der
Abbildwicklung verbunden, der eine Dreieck-, Zickzack- und A-Wicklung enthält. Dem
erdgeschlossenen Punkt A entspricht dann der Punkt D der Abbildwicklung,
dessen Potential gegen den Systemnullpunkt bereits um die Spannung UZ gegenüber
der Spannung UE des Punktes A
gegen; den Systemnullpunkt vermehrt ist (vgl.
Vektorbild). ` In Abb.2 ist weiterhin gezeigt, wie der Punkt D der Abbildwicklung
ausgewählt wird. Die Abbildwicklung ist mit zahlreichen Anzapfungen versehen, die
an einen Kontaktwähler 15- geführt sind. Über den Kontakten des Wählers
15 bewegt sich ein Hebel 2o, dessen Achse ig über die Impedanz 8 und eine
parallelgeschaltete Schutzfunkenstrecke 14 mit Erde verbunden ist und andererseits
je nach seiner Stellung die Verbindung mit dem entsprechenden Punkt der Abbildwicklung
herstellt. Der Kontakthebel 2o ist dabei so ausgebildet, daß er sowohl rotierende
Bewegungen um seine Achse ausführen als auch die Entfernung seines Köntaktstückes
von der Achse i9 ändern kann. Diese Bewegungen werden durch aus der Fernmeldetechnik
bekannte Einrichtungen nach: denAngaben eines an sich bekannten Asymmeters 16 ausgeführt.
Das Asymmeter 16, das über Spannungswandler 18 mit dem Netz RST in Verbindung
steht, zeigt dabei in bekannter Weise die Lage des erdgeschlossenen Punktes 22 gegen
den Systemnullpunkt an und steuert den Kontakthebel 2o auf den entsprechenden Kontakt
i7.
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Um die Abbildwicklung ii gleichzeitig zur Stromlieferung auszunutzen,
.ist auf ihren Schenkeln eine Wicklung 12 angeordnet, die zur Speisung von elektrischen
Verbrauchern 13 dient.
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Soll die Einrichtung lediglich Erdschlüsse von Netzleitungen, d. h.
sogenannte Vollerdschlüsse, erfassen, dann ist die Anordnung von Abbildwicklungen
überflüssig. Statt des Asymmeters werden einfache Erdschlußrelais verwandt, die
die erdgeschlossene Phase auswählen und an diese die zusätzliche Impedanz und die
Hilfsspannung schalten.
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Die Einrichtung vereinfacht sich auch dann, wenn, wie es in vielen
Netzen der Fall ist, nur in Stern geschaltete Wicklungen vorkommen. In Abb. 3 ist
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für diesen Fall dargestellt. Es ist angenommen,
daß zwischen den Sammelschienen zweier Stationen A und B eine Freileitung 23 die
Verbindung herstellt.
Der Transformator i i im Werke A und 24 im
Werke B sind auf der Hochvoltseite in Stern geschaltet, ebenso die übrigen nicht
gezeichneten Maschinen des Netzes. DerTransformator i z ist gleichzeitig als Abbildwicklung
der .Sternschaltung des Netzes RST ausgebildet und mit einer Regeleinrichtung 28
verbunden, die durch ein Erdschlußrelais 29 gesteuert wird. Das Relais 29 ist dabei
in offenem Dreieck an die Sekundärwicklung eines Spannungswandlers 37 angeschlossen.
Der Spannungswandler 37 ist mit einer weiteren Sekundärwicklung versehen, die ein
Relaissystem 31 speist. Dieses dient zurAuswahl der. erdschlußbehafteterr
Phase und wirkt auf die Betätigungsspule 33 eines in die Erdleitung eingebauten
Schalters 3o. Die Umschaltkontakte 34, 35 und 36 sind mit den Schleifkontakten des
Regelapparates 28 verbunden und werden durch einen Kontakthebel 32, je nach dessen
Lage, einzeln mit Erde verbunden. Der Kontakthebel 32 trägt einen Schlitten, der
in bekannter Weise jeweils mit dem nach der Regelstellung des Relaissystems 31 bestimmten
Kontakt 34, 35 oder 36 in Verbindung tritt, ohne vorher einen falschen Kontakt zu
berühren. In die Erdverbindung ist als Impedanz ein Kondensator 25 mit einer parallel
geschalteten Überschlagfunkenstrecke 14 eingebaut. Der <in der Erdverbindung
weiterhin eingezeichnete Sperrkreis 27 sei zunächst als nicht vorhanden gedacht.
Wenn nun ein Erdschluß etwa an der Stelle A des Leiters T auftritt; dann zeigt das
Relais 29 die höchste Regulierstellung an, und der Regelapparat28 verbindet die
Schleifkontakte sämtlicher Phasen mit den Endanzapfungen U2, V'2, W2. Die Regeleinrichtung
31 stellt gleichzeitig den Schalter 3o so ein, daß der Kontakt 36 mit dem Hebel
32 in Verbindung gebracht wird. Die indem Transformator z i zusätzlich erzeugte
Spannung muß dann nach dem Vektordiagramm dem Spannungsabfall in der Impedanz 25
entsprechen, wenn an der Erdschlußstelle A der Spannungsabfall zu N l\ ull gemacht
werden soll. Bei einem Erdschluß, der einen Wicklungsteil eines an das Netz angeschlossenen
Apparates erfaßt, nimmt der Regelapparat 28 eine entsprechend andere Stellung ein.
Statt der Abbildwicklung i r kann auch die Impedanz 25 selbst regelbar gemacht werden,
oder es können beide zusammen in der Weise wirken, daß zwischen den einzelnen Stufen
der Abbildwicklung ii die Impedanz 25 eine Feineinstellung vornimmt. Die einzelnen
Stufen der Feineinstellung können dann, den Unsymmetrien des Netzes Rechnung tragend,
in den einzelnen Phasen verschieden gewählt werden.
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Da die Einrichtung der Erfindung nicht sofort die zur Kompensation
erforderliche Spannung liefert, sondern zuerst eingestellt werden muß, ist es von
Vorteil, die Einrichtung mit irgendeiner an sich bekannten, zwischen Netz und Erde
geschalteten, aus Induktivitäten bestehenden Erdschlußlöscheinrichtung zu vereinigen.
In Abb. 3 ist z. B. an den Nullpunkt des Transformators 24 eine Petersenspule 26
angeschlossen, welche die Einrichtung nach der Erfindung in ihrer Wirkung unterstützt.
Dabei kann die Petersenspule 26 oder ein Löschtransformator dazu dienen, die für
einen Vollerdschluß erforderliche Blindleistung für einige Minuten zu liefern. Sie
braucht daher nur sehr viel schwächer ausgelegt zu werden, als wenn sie für längere
Zeit allein zur Kompensation des Erdschlußstromes dienen würde. Mit der Einregulierung
der Einrichtung nach der Erfindung wird dann die Löschspule 26 automatisch entlastet,
wenn sie zurückreguliert und schließlich ganz abgeschaltet wird.
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Die bekannte Erdschlußlöscheinrichtung kann auch mit der erfindungsgemäßen
Einrichtung in der Weise zusammenwirken, daß die erstere so ausgelegt ist, daß sie
die kapa-,zitive Komponente des Erdschlußstromes kompensiert, während die zusätzliche
zur Kompensation der Ohmschen Komponente dient. In diesem Falle wird man statt der
Kapazität 25 einen Ohmschen Widerstand 6o in die Erdschlußverbindung legen. Man
kann auch beide Impedanzen gleichzeitig anordnen und beide regelbar machen, so daß
sich eine sehr genaue Kompensation des Erdschlußstromes, auch bei veränderlichen
Netzkonstellationen, ergibt. Der Ohmsche Widerstand des Netzes gegen Erde kann nämlich
durch Zu- und Abschalten von Ohmschen Erdverbindungen leicht Änderungen erfahren.
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Die bekannte induktive Erdschlußlöscheinrichtung kann auch die Aufgabe
erfüllen, die Grundwelle des Erdschlußstromes zu kompensieren, die zusätzliche dagegen
die Oberwellen des Erdschlußstromes. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der
Stromerzeuger bei der erfindungsgemäßen Anordnung von vornherein nur die höheren
Harmonischen erzeugt oder daß, wie in Abb. 3, ein Sperrkreis 27 angeordnet ist,
welcher den Durchgang von Strömen von Netzfrequenz verhindert. Der .Sperrkreis 27
kann auch regelbar so ausgebildet werden, daß die Grundwellenleistung von der Einrichtung
der Erfindung bis zu einem gewissen Grade aufgenommen wird, der sich durch die zulässige
Beanspruchung der Löscheinrichtung 26 ergibt. Die Erdschlußspule 26, die zunächst
die ganze Kompensation der Grundwellenleistung übernahm, wird dann durch ein Zeitrelais
allmählich stufenweise abgeschaltet, während gleichzeitig durch ein weiteres .Zeitrelais
der Sperrkreis
27 so einreguliert wird, daß ein immer größer werdender
Anteil an Strömen von Netzfrequenz durch die Impedanz z5 und die Abbildwicklung
i i geht.
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In Abb. 4 ist eine vereinfachte Einrichtung der Erfindung gezeigt,
die dann angewendet werden kann, wenn der Regelapparat bei dem Einstellen des dem
erdgeschlossenen Punkte entsprechenden Punktes der Abbildwicklung auch über andere
Punkte der Abbildvvicklung gleiten darf. Die Abbildwicklung i i besteht bei dieser
Einrichtung aus einer Stern- und Dreieckwicklung, deren einzelne Anzapfpunkte zu
einem Anzapfwähler 38 mit kreisförmig angeordneten Kontakten und einem umlaufenden
Kontakthebel 39' geführt sind. Der Kontakthebe139 ist über einenLeistungsschalter
9 sowie eine Impedanz 8 an Erde gelegt. Bei Eintritt eines Erdschlusses beginnt
der Kontakthebel 39 bei offenem Schalter 9 umzulaufen. Sobald der Hebel
39 den der Erdschlußstelle entsprechenden Kontakt in der Kreisbahn berührt,
wird durch eine an Hand des Ausführungsbeispieles 5 beschriebene Einrichtung der
Umlauf stillgesetzt, und der Leistungsschalter 9 kann den Stromkreis schließen.
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Der Anzapfwähler 38 der Abb. 5 ist aber nur mit den Anzapfungen der
Dreieckwicklungen der Abbildwicklung i r verbunden; während die Sternwicklung nach
einem besonderen Regelapparat, etwa mit der inAbb. 3 beschriebenen, eingestellt
wird. Der Kontakthebel 39 wird dabei von einem Motor 45 angetrieben, der mittelbar
oder unmittelbar von der Erdschlußspannung in Gang gesetzt wird. Zur Gewinnung der
Erdschlußspannung ist ein Erdschlußrelais 29" vorgesehen, das an einem Spannungswandler
41 liegt. Der Spannungswandler 41 ist parallel zu einer ErdschlußsPule 40 und einem
Schalter 42 gelegt, die beide in die Erdverbindung des Sternpunktes 11T2 der Abbildwicklung
i i eingebaut sind. Zwischen den Kontakthebel 39 und den Sternpunkt N2 ist ein weiterer
Spannungswandler 46 gelegt, dessen Sekundärwicklung mit der Sekundärwicklung des
Stromwandlers 41 derart verbunden ist, .daß in dem Relais 47 die. Differenz der
Spannungen beider Wandler wirksam wird. Wenn diese Differenz zu Null geworden ist,
d. h. wenn die von der Einrichtung erzeugte Spannung mit der Erdschlußspannung gleich
groß und gleichgerichtet ist, dann wird ein Schutzschalter 9 betätigt, der in der
Verbindifngsleitung zwischen dem Kontakthebel 39 und Erde über der Impedanz
8 liegt. Gleichzeitig werden von dem Schalterg die Kontakte43 betätigt, welche die
Stromzuführung zu dem Motor45 unterbrechen und dadurch den Kontakthebel 39 stillsetzen.
Weiterhin wird mit dem Schalter 9 ein Kontakt 44 geschlossen und dadurch
der Schutzschalter 42 geöffnet. Die Erdschlußspule 40, die bis zu diesem Augenblick
die Kompensation des Erdschlußstromes übernahm, wird in diesem Augenblick abgeschaltet.
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Bei einem Erdschluß, der eine Dreieckwicklung des Netzes etwa an der
Stelle A betrifft, erfolgt die Auswahl des entsprechenden Punktes d der Abbildwicklung
i i nur durch Betätigung des Kontaktwählers 38. - Wenn aber der Erdschluß in einer
Sternwicklung des Netzes liegt, dann muß nach einer erfolglosen Umdrehung des Kontakthebels
39 die Sternwicklung in der an Hand der Abb. 3 beschriebenen Weise einreguliert
werden. Der Kontakthebel 39 muß sich auf den Eckpunkt der Dreieckwicklung einstellen,
der mit der erdschlußbehafteten Phase verbunden ist. Die beschriebene Einrichtung
bewirkt diese Einstellung automatisch innerhalb der zweiten Umdrehung des Hebels
39. Die Lage der Spannungsvektoren ist aus dem beigezeichneten Vektordiagramm zu
entnehmen.
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Um die Sternwicklung der Abbildwicklung i i regelbar zu machen, kann
auch ein Doppeldrehregler den Klemmen U,, hl, W, vorgeschaltet werden. Der Anschluß
der Dreieckwicklung kann dann fest an den Klemmen U2, V2, W2 liegen. Die Einstellung
des Doppeldrehreglers müßte dann durch das Relais z9 erfolgen.
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In entsprechender Weise wie bei Dreiphasennetzen kann auch die Erfindung
in Zweiphasennetzen Anwendung finden. In Abb.6 ist ein Ausführungsbeispiel hierfür
gezeigt. Die Abbildwicklung i i besteht aus anzapfbaren Wicklungsteilen, die durch
eine besondere Sekundärwicklung 12 magnetisch eng verkettet sind. Ein von der Höhe
der Erdschlußspannung, die von dem Relais 29 geliefert wird, beeinflußter Regelapparat
28 stellt den dem erdgeschlossenen Punkt entsprechenden Punkt der Abbildwicklung
i i ein. Zur Auswahl der richtigen Phase ist ein Umschalter 48 vorgesehen, der von
einer mit dem Relaissatz 31 betätigten Spule 33 geschaltet wird. Der Relaissatz
31 dient dabei ebenso wie inAbb.3 dazu, die erdgeschlossene Phase auszuwählen. Mit
der Bewegung des Kontakthebels 3o des Umschalters 48 wird gleichzeitig die Stromzuführung
für den Regelapparat 28 so eingestellt, daß nur der zur Regelung der erdgeschlossenen
Phase dienende Teil des Apparates 28 in Tätigkeit tritt. Nach Einstellung des Umschalters
48 wird dann der Schutzschalter 9 betätigt. Gemeinsam mit der Abbildwicklung i i
kann natürlich auch zur Feinregelung die Impedanz 25 herangezogen werden.
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Die Einrichtung kann auch mit einer Erdschlußspule
26
vereinigt werden, in der Weise, daß zunächst die Spule 26 eingeschaltet ist und
dann in demselben Maße, wie die Einrichtung der Friiidung den Erdschlußstrom kompensiert,
die Induktivität zurückgeregelt wird. Die Arbeitsweise beider Einrichtungen kann
auch so erfolgen, daß die induktive Löscheinrichtung 26 abgeschaltet wird, wenn
der Schalter g die Abbildwicklung i r mit Erde verbindet.
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Zum Schutze der Einrichtung nach der Erfindung kann außer dem Schutzschalter
9 in allen Fällen noch ein dreipoliger Überstromschalter vorgesehen werden, der
in die Verbindungsleitung der Abbildwicklung i i mit dem Netz eingebaut ist. Wenn
dann ein Kurzsehlußstrom infolge eines zweiten Erdschlusses auftritt, während noch
die Regeleinrichtung eine Stellung einnimmt, die zur Kompensation eineserstenErdschlusses
dient, dann wird dieser Überstromschalter betätigt werden, Zur Begrenzung des Kurzschlußstromes
wird man aber vor allem die Impedanz, den Stromerzeuger und die Abbildwicklung oder
irgendeinen dieser Apparate mit entsprechend hoher Streuinduktivität ausrüsten.
In vielen Fällen wird es dann auch genügen, wenn der Schutzschalter .g mit einer
Überstromwicklung versehen wird und dadurch die vor allem beanspruchte Kapazität
der Impedanz 8 oder 25 ausschaltet. Wenn das Netz nicht lange in verlagertem Zustand
betrieben werden soll, kann auch der Leistungsschalter 9 mit einem Zeitrelais verbunden
werden, so daß der Stromkreis der Schutzeinrichtung nachAblauf einer bestimmten
Zeit unterbrochen wird. Vielfach werden. einzelne Netzteile über Reaktanzen, wie
sie mit 52 in Abb. 6 bezeichnet sind, miteinander verbunden. Wenn dann die Schutzeinrichtung
einen Erdschluß in einem benachbarten Netzteil kompensieren soll, dann muß sie eine
höhere Zusatzspannung aufbringen, als das Erdschlußrelais 29 anzeigt, da die Erdschlußspannung,
die an der Einbaustelle erscheint, geringer ist als die im tatsächlich mit dem Erdschluß
behafteten Netzteile g1, Tl herrschende. Durch entsprechende an sich bekannte Zusatzeinrichtungen,
welche die Lage des Erdschlußpunktes in bezug auf die Realtanzen 52 erkennen lassen,
wird dann die Koppelung des Erdschlußrelais 29 mit der Regeleinrichtung 28 in der
Weise beeinflußt, daß die Regeleinrichtung bei einem Exdschluß, der in einem anderen
Netzteil liegt, entsprechend höher einreguliert ist.
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Um zu erkennen, ob ein Erdschluß gelöscht ist, kann man ein Voltmeter
51 (Alb, 6) mit zwei Zeigern anordnen, die beide von der zwischen dem Systemnullpunkt
und Erde herrschenden Spannung beeinflußt werden. Der eine Zeiger wird aber noch
während des Bestehens des Erdschlusses festgehalten. Ist nun der Ausgleichstrorn
J2, der von der Einrichtung nach der Erfindung geliefert wird, genau gleich dem
Erdschlüßstrom h, dann wird auch nach dein Erlöschen des Erdschlusses nichts geändert.
In dem an Hand der Abb, 6 gezeigten Diagramm ist angenommen, daß der Strom h zu
klein wäre. Nach dem Erlöschen des Erdschlusses müssen jedoch 11
und
1, gleich groß werden, d. h. Ji wird kleiner und J2 größer, bis ihre Werte
übereinstimmen. Dem kleiner gewordenen Strom li entspricht eine ebensolche Erdschlußspannung
UE, d. h, die wiederkehrende Spannung beträgt U,1,-UE, dargestellt durch den Vektor
E-T, Der festgehaltene Zeiger des Voltmeters 51 zeigt dementsprechend eitlen größeren
Ausschlag an als der bewegliche. E$ ist demnach leicht'zu erkennen, ob der Erdseh
luß noch weiter besteht oder bereits gelöscht ist.
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An Stelle des Voltmeters 51 kann man bei der Ausführung nach Abb,
5 ein dem Relais 47, das auf die Differenz der in den beiden Wandlern4r und 46 gewonnenen.
Spannungen anspricht, parallel . geschaltetes Nullvoltmeter anordnen. Wenn dieses
auch nach der Löschung des Lichtbogens Null anzeigt, dann war die Regeleinrichtung
auf richtige KQmpensa,tion eingestellt, Durch Bewegen des Kontakthebels oder Regeln
der Impedanz 8 kann man feststellen, ob der Erdschlußlichtbogen bereits gelöscht
ist oder nicht. Wenn nämlich nach der Änderung der Regeleinstellung das Nullvoltmeter
einen Ausschlag zeigt, so ist dies ein Beweis dafür, daß die Kompensation richtig
getroffen war und der Erdschluß nicht mehr besteht.
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Die im Erdschlußkreis liegenden Impedanzen 8, die vorzugsweise als
Kapazitäten ausgebildet sind, wird man zweckmäßig in den Sekundärkreis eines Transformators
legen, dessen Primärwicklung in die Erdschlußverbindung geschaltet ist. Die Spannung
der Sekundärwicklung ist dabei mit Rücksicht auf eine wirtschaftliche Ausnutzung
der Impedanzen zu wählen. Die Darstellung der .Abbildwicklungen wurde bei den Ausführungsbeiispielcn
auf die vorkommenden Wicklungen der an das Netz angeschlossenen Apparate als Ganzes
beschränkt. Es besteht aber die Möglichkeit, die einzelnen Wicklungen, wie sie bei
den vorkommenden Maschinen gebildet werden; aus Teilwicklungen zusammenzusetzen,
in der Weise, daß die einzelnen Wicklungselemente einer Maschine in den Abbildwicklungen
nachgebildet werden, indem man z. B. die einer Maschine des Netzes entsprechende
Abbildwicklung statt auf einem Transformatorkern in einem
Maschinengehäuse
nach derselben Wickelart anordnet.
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Da die Einrichtung der Erfindung ebensowenig wie die bekannte induktive
Löscheinrichtung geeignet ist, die Wirkungen eines Mehrfacherdschlusses zu beseitigen,
ist es zweckmäßig, bei einem solchen die Einrichtung nicht in Tätigkeit treten zu
lassen.