DE672841C - Differentialschutzeinrichtung - Google Patents

Description

• Differentialschutzeinrichtung E s sind Differentialschutzeinlichtungen bekannt, bei denen die Größe der in den Anlageteil hinein- und aus ihm herausfließenden Ströme miteinander verglichen werden. Beim Auftreten einerDifferenz dieserbeidenStröme wird das Schutzrelais betätigt. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit verwendet man nun nicht gewöhnliche Stromwandler, sondern sog. Stromspannungswandler, also Wandler, die primär eine Strom-, sekundär aber eineSpannungswicklung besitzen. Die Spanniingswicklungen werden dabei über die Betätigungsspule des Relais so miteinander verbunden, daß nur beim Auftreten einer Differenz ein Strom im Sekundiärkreis zustande kommt.
• Es ist auch bereits ' bekannt, daß bei Verwendung von Stromspannungswandlern für Differentialschutzeinrichtungen verschiedene Nachteile auftreten. Hierbei werden normalerweise die Stromwandler mit einer unzulässig hohen Induktion betrieben. Die Schließung des Sekundärkreises des Stromwandlers über einen großen Widerstand hat zur Folge, daß eine hohe Spannung auf der Sekundärseite auftritt. Eine weitere Folge dieser hohen Spannung und der hohen Induktion ist die, daß der Stromwandler ini offenen Betrieb einen entsprechend hohen Leerlaufstrom aufnimmt, der das Übersetzungsverhältnis des Stromwandlers störend beeinflußt. Nicht nur der primärseitige Magnetisierungsstrom, sondern auch Einschaltstromstöße können zu unzulässigen Belastungen führen.
• Man hat zur Vermeidung dieser Nachteile bereits vorgeschlagen, die Stromwandler auf der Sekundärseite über einen Widerstand zu schließen. Hierdurch sind aber die Nachteile an sich nicht beseitigt, da die gleichen prozentualen überströme nach wie vor auftreten. Die Relaiseinrichtung ist aber hierdurch unempfindlicher geworden, ohne daß alle Nachteile wirklich beseitigt wären.
• Die Verwendung von Stromspannungswandlern in Differentialschutzeinrichtungen geht aber gerade von der überlegung aus, daß hierdurch eine viel höhere Empfindlichkeit bei kleinen Stromunterschieden -erzielt werden kann als durch Differentialschutzeinrichtungen mit gewöhnlichen Stromwandlern.
• Die Erfindung betrifft nun eine solche Ausbildung einer Differentialschutzeinrichtung mit Stromspannungswandlern, bei der sämtliche Nachteile vermieden sind und gleichzeitig eine Erhöhung der Empfindlichkeit erzielt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß durch Ausnutzung von Sättigungserscheinungen oder durch Verwendung von spannungsabhängigen Widerständen das Verhältnis des primären Stroms und der über die Hilfsleitung geführten Spannung von ungefähr dem zweifachen Normalstrom an auf einem kleineren Wert gehalten ist als unterhalb dieses Be,-" trages. Hierzu kann man die Stromspannunde, wandler bei höherer Belastung sättigen odz#i parallel zur Sekundärwicklung eine Eisendrossel oder einen Zwischenwandler anordnen und deren Eisenkreise entsprechend ausbilden.
• Es war zwar bekannt, zum Schutze von reinen Stromwandlern oder zum Schutze von Relais, gegen überströme Sättigungsdrosseln vorzusehen oder spannungsabbängige Widerstände parallel zur Relaiswicklung zu schalten. Im Gegensatz zu diesen Maßnahmen, welche zum Schutz der Wicklung gegen Überströme dienen, werden nach der Erfindung Süttigungsglieder oder spannungsabhängige Widerstände zum Schutze der Hilfsleitung vorgesehen, -welche die S#2kuiid.är#Ä>icl,-lungeil von Stromspannungswandlern verbinden. Sie dienen hierbei zum Schutze gegen überspannungen und bewirken eine geringere Isolierbeanspruchung der Hilfsleitungen und dadurch auch eine billigere Ausführung, weil nicht nur der Effektivwert, sondern auch der Maximalwert der Sekundärspannun 'gen bei hohen Beanspruchungen erniedrigt wird.
• Die Wahl des Knicks in der Stromspannungskennlinie des Wandlers ist hierbei nicht willkürlich, sondern absichtlich auf etwa den zweifachen Wert des Primärstroms gewählt, da hierdurch die Isolationsbeanspruchung der Wandler und der Hilfsleitung wirksam herabgesetzt werden kann. Im allgemeinen werden nämlich alle Einrichtungen für eine Beanspruchung etwa entsprechend dem doppelten Normalstrom bemessen. Außerdem wird eine übermäßige Belastung bei hohen Durchgangs-und Fehlerströmen. vermieden und der Einfluß von Einschaltstromstößen ausgeschaltet. Hierdurch sind aber die bekannten Nachteile der Differentialschutzschaltungen mit Stromspannungswandlern vermieden und der Wert dieser Schaltungen beträchtlich erhöht. Da die im Relaiskreis wirksamen Spannungen auf einen bestimmten, im voraus feststehenden Betrag begrenzt sind, kann man auch empfindlichere Relais verwenden, wodurchein weiterer Vorteil erzielt wird.
• Darüber hinaus ist aber ein Ansprechen der Schutzeinrichtung bei Fehlern außerhalb des Überwachten Anlageteils mit Sicherheit vermieden. Liefert nämlich der Hauptwandler an einem Leitungsende einen bestimmten Strom, der Wandler am zweiten Leitungsende einen anderen Strom, dann ist bei den bekannten Einrichtungen das Relais dem Einfluß einer Spannung ausgesetzt, die der Differenz der Ströme proportional ist. Diese Differenz ist aber auch bei einem Fehler außerhalb des überwachten Anlageteils dann vorhanden, wenn im Anlageteil selbst ein ent-,sprechender Verbrauch stattfindet. Soll diese e',t-)ifferenz nicht zum Auslösen führen, dann muß das Relais entsprechend unempfindlich eingestellt werden. Arbeiten jedoch die Schutzeinrichtungen bei allen größeren Fehlern im linearen Teil der Stromspannungskennlinie, dann ist die dem Relais zugeführte Spannung so klein, daß ein Auslösen nicht eintritt. Auch hierdurch ist es ermöglicht, empfindlichere Relais zu verwenden.
• In der Abbildung sind z. B. die Stromspannungswandler i und 2 über bei entsprechend hohen Strömen gesättigte Zwischenwandler 3 und 4 miteinander zu einer Differentialschntzeinrichtung verbunden. Im Sekundärkreis der Wandler 3 und 4 liegt die Betätigungsspule 5 des Ansprechrelais. Die Wandler i und 2 können dabei entweder als Luftspaltwandler ausgebildet oder -wie bei der 19,ezeichneten Anordnung im Sekundärkreis durch Widerstände 6 und 7 überbrückt werden.
• Bei erhöhter Belastung tritt dann infolge der Sättigung der Wandler 3 und 4 keine höhere Spannung im Stromkreis der BetätigungssPule 5 auf, so daß diese auch bei hohen Kurzsehlußströmen ungefähr in derselben Weise belastet wird wie bei geringen Fehlerströmen. Infolgedessen kann die Empfindlichkeit der Anordnung sehr hoch gewählt werden. Gleichzeitig wird dabei der Vorteil erreicht, daß Fehlerströme, die infolge von Fehlern im Übersetzungsverhältnis der Stromspannungswandler i und ?- auftreten könnten, selbst bei großen Durchgangsströmen in dem Relais 5 nicht zur Wirkung gelangen.
• Statt gesättigte Kreise zur Konstanthaltung des Stromes zu verwenden, könnten auch spannungsabhängige Widerstände, deren Ohmwert bei höherer Spannung abnimmt, wie z. B. Thyritstäbe, parallel zur Sekundärwicklung der Wandler vorgesehen werden oder stromabhängige Widerstände, bei denen der Stromdurchgang von einem bestimmten Wert an nicht mehr wesentlich anwächst, -wie z. B. Eisenwasserstofflampen, in Serie zur Sekundärwicklung geschaltet werden. Auch durch diese Anordnung wird erreicht ', daß der Strom in der Betätigungsspule des Relais bei höherer Belastung nicht mehr wesentlich ansteigt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHL: i. Differentialschutzeinrichtung, bei der die Spannungsabfälle zweier Stromspannungswandler über die Wicklung der Betätigungseinrichtung vermittels einer Hilfsleitung einander entgegengeschaltet sind und bei der das Verhältnis der über die Hilfsleitung geführten Spannung im Se- kundärkreis der Stromspannungswandler bzw. von angeschlossenen Hilfswandlern zu dem Strom im Primärkreis der Stromspannungswandler bei höherer Belastung kleiner ist als bei geringer Belastung, dadurch gekennzeichnet, daß durch Ausnutzun 'g von Sättigungserscheinungenoder durch Verwendung von spannungsabhängigen Widerständen das Verhältnis des primären Stromes und der über die Hilfsleitun- geführten Spannung von ungefähr dem zweifachen Normalstrom an auf einem kleineren Wert gehalten ist als unterhalb dieses Betrages.
2. 2. Diff erentialschutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler bei höherer Belastung gesättigt sind. 3. Differentialschutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß parall.el zur Sekundärwicklung der Stromspannungswandler (1, 2) eine Eisendrossel oder ein Zwischenwandler angeordnet sind, welche - bei höherer Belastung gesättigt sind. 4. Differentialschutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Sekundärwicklung der Stromspannungswandler (1, 2-) bzw. der Zwischenwandler spannungsabhängige Widerstände, z. B. Thyrit, angeordnet sind, deren Ohmwert bei höherer Spannung abnimmt. 5. Differentialschutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie züi der Sekundärwicklung der Stromspannungswandler bzw. der Zwischenwandler stroniabhängige Widerstände (Eisenwasserstofflampen) angeordnet sind, bei denen der Stromdurchgang von einem bestimmten Wert an nicht mehr wesentlich anwächst.