DE683965C

DE683965C - Schutzeinrichtung fuer elektrische Leitungsstrecken

Info

Publication number: DE683965C
Application number: DES90128D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1928-03-03
Filing date: 1929-02-24
Publication date: 1939-11-20
Also published as: US1871724A

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf eine Schutzeinrichtung für elektrische Leitungsstrecken, insbesondere für Bahnen, mit Hilfsgeneratoren untereinander verschiedener netzfremder Frequenz und entsprechenden Sperrkreisen an den Streckenenden.

Gemäß der Erfindung ist an jedem Strekkenende der Hilfsgenerator innerhalb der durch die Sperrkreise abgegrenzten Strecke über ein so bemessenes Steuerrelais zwischen Betriebsleitung und Erde angeschlossen, daß dieses Steuerrelais im gesunden Streckenzustand bei dem hierbei fließenden normalen kleinen Hilfsstrom nicht anspricht, im Fehlerfall dagegen infolge des dann fließenden anormalen großen Hilfsstromes netzfremder Frequenz anspricht. In der Zuleitung des Hilfsgenerators zur Betriebsleitung wird zweckmäßig eine Vorrichtung, z. B. ein Kondensator, vorgesehen, die den Strömen des Hilfsgenerators nur einen geringen, dem Netzstrom dagegen einen hohen Widerstand entgegensetzt. Außerdem liegt im Zuge der Verbindungsleitung zwischen Netz und Erde zweckmäßig noch eine weitere Vorrichtung, vorzugsweise ein Sperrkreis, welcher einen geringen Widerstand den Strömen des zugehörigen Hilfsgenerators hietet, während er den Strömen von der Frequenz des am anderen Streckenende angeordneten Hilfsgenerators einen hohen Widerstand entgegensetzt. Es ist auch möglich, die beiden Vorrichtungen miteinander zu vereinigen, sie brauchen nur die Bedingung zu erfüllen, daß sie einen kleinen Widerstand für Ströme des zugehörigen Hilfsgenerators bilden, während sie Strömen der Netzfrequenz und Strömen der Frequenz des anderen Hilfsgenerators einen hohen Widerstand bieten.

Bei Dreiphasenanlagen wird man zweckmäßig dreiphasige Stromquellen verwenden. Man kann aber auch einphasige Stromquellen vorsehen. Lastabzweige versieht man vorzugsweise mit Sperrkreisen, welche Ströme der Hilfsstromquelle absperren und nur Ströme der Betriebsfrequenz hindurchlassen, um Fehlschaltungen zu verhüten. Die in den Abzweigbelastungen auftretenden Fehler werden durch in den Abzweigbelastungen angebrachte Auslösevorrichtungen unschädlich gemacht. Durch solche Fehler bleibt also die übrige Anlage ungestört. Falls man erreichen will, daß nach Beseitigung eines Fehlers die Schalter selbsttätig wieder eingeschaltet werden, kann man an den Schaltern einen Stromkreis vorsehen, welcher durch das Auslöse-

relais nach Beseitigung des Fehlers geschlossen wird und das Wiedereinschalten des Schalters bewirkt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Fig. ι ist eine Einphasenkraftanlage dargestellt mit mehreren Unterstationen und mehreren parallel geschalteten Leitern. Die Speisung der Anlage erfolgt von den nicht ίο dargestellten Unterstationen ii, 12 und 13 über Transformatoren, an welche die Speiseleiter 14, 15 und 16 angeschlossen sind. Zwischen den Speiseleitern 14 und 15 liegen die parallel geschalteten Leiter 21 bis 24, zwisehen den Speiseleitern 15 und 16 liegen die parallel geschalteten Leiter 25 bis 28. Diese Hauptleiter, beispielsweise die Oberleitungen von elektrischen Bahnanlagen, sind mit Schaltern 29 versehen, die am Ende jeder einzelnen Strecke liegen. Jeder Schalter besitzt eine Ausschaltspule or, deren Stromkreis durch ein Relais 49 geschlossen werden kann. In jeder Unterstation sind Hilfsstromquellen 41 bzw. 42 bzw. 43 vorgesehen, von denen beispielsweise die erste und dritte eine Frequenz von 500, die mittlere eine Frequenz von 600 besitzt. Man kann auch andere Frequenzen wählen, erforderlich ist nur, daß die an den beiden Enden einer Strecke verwendeten Hilfsstromquellen verschiedene Frequenz besitzen. Als Hilfsstromquelle kann man, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, Generatoren verwenden, welche durch Motoren 44 angetrieben werden. Man kann aber auch beispielsweise Röhren oder andere Hilfsstromquellen benutzen. Der Hilfsgenerator 41 ist über je ein Relais 481 an die Leitungen 21 bis 24 angeschlossen. Entsprechendes gilt für die Generatoren 42 und 43. In der Zuführungslaitung liegt eine Sperrvorrichtung, im Ausführungsbeispiel ein Kondensator 48, durch welchen der Strom der Betriebsfrequenz gesperrt wird, während der Strom der Hilfsfrequenz hindurchgelassen wird. In den Speisestromkreisen liegen ferner noch Sperrkreise 45 bzw. 46 bzw. 47. Der Zweck des Sperrkreises 45 ist es zu verhindern, daß ein Strom der Hilfsstromquelle 42 über den Generator 41 fließt. In entsprechender Weise verhindert der Sperrkreis 46, daß Ströme des Hilfsgenerators 41 oder 43 über den Generator 42 fließen. Der Sperrkreis 47 verhindert den Durchtritt von Strömen von der Frequenz des Generators 42. Im Ausführungsbeispiel müssen daher die Sperrkreise 45 und einen hohen Widerstand bei 600 Perioden und einen niedrigen Widerstand bei 500 Perioden besitzen, während der Sperrkreis 46 einen hohen Widerstand bei 500 Perioden und einen kleinen Widerstand bei 600 Perioden haben muß.

Am Ende jedes Leiters 21 bis 28 sind Sperrkreise 31 angebracht, die einen Durch-, tritt der Hilfsströme sperren. Sie müssen -deshalb sowohl bei 500 als auch bei 600 Peri-■'ijpen einen hohen Widerstand besitzen.

Wie das Ausführungsbeispiel für die mittlere Unterstation zeigt, genügt ein einziger Hilfsgenerator für Anfang und Ende zweier benachbarter Leitungsstrecken. 7^

Im normalen Betrieb werden die Leitungen 21 bis 28 von den Unterstationen 11, 12 und 13 aus gespeist. Die Schalter 29 sind geschlossen und die Hilfsgeneratoren 41,42 und 43 arbeiten, ohne einen nennenswerten Strom abzugeben. Wenn nun ein Fehler 33 im Leiter 21 auftritt, dann liefert sowohl der Generator 41 als auch der Generator 42 einen starken Fehlerstrom über die Fehlerstelle (Stromweg, z. B. Erde, Sperrkreis 45, Generator 41, Relais 49, Kondensator 48, Fehlerstelle 30, Erde). Der Hilf sstrom bringt die Relais 49 an den beiden Enden der Strecke 21 zum Ansprechen, wodurch die Schalter 29 an den beiden Streckenenden ausgelöst werden. Dabei werden die gesunden Leitungsstrecken infolge der Verwendung der Sperrkreise nicht unterbrochen, weil in ihnen kein nennenswerter Strom von der Frequenz der Hilfsspannungsquelle fließen kann.

Ist am Leiter 21 eine Last 34 abgezweigt, so fließt auch ein Teil des Hilfsstromes über diesen Abzweig. Diese Ströme reichen aber in ihrer Höhe nicht aus, die Relais 49 zum Ansprechen zu bringen, da im allgemeinen die Lastabzweige einen relativ hohen Widerstand gegen Ströme von 500 bzw. 600 Perioden haben. Wie bereits eingangs erwähnt, kann man jedoch noch vor die Abzweigleitungen Sperrkreise gegen die überlagerten Hilfsströme vorsehen und die Abzweigleitungen mit besonderen auf Ströme der Netzfrequenz ansprechenden Schutzeinrichtungen versehen.

In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar für ein Dreiphasensystem, das von den Unterstationen 11 und 12 gespeist wird. Die einzelnen Strecken sind mit 21⁴, 2i^ß, 2i^c bzw. 22^Λ, 22^ß und 22^C bezeichnet. 29 sind uo wieder die Schalter an den Streckenenden, die Sperrkreise. Im Ausführungsbeispiel werden als Hilfsgeneratoren dreiphasige Hilfsgeneratoren 75 bzw. 76 verwendet, die von Motoren 44 angetrieben werden. Der erste Generator hat wieder eine Frequenz von z. B. 500, der zweite eine Frequenz von z.B. Perioden. Der Generator 75 ist ähnlich wie in Fig. 1 wieder über Sperrkreise 45, Relais 49 und Kondensatoren 48 mit den einzelnen Leitern verbunden. Entsprechendes gilt für den Generator 76. Statt dreiphasiger

Generatoren kann auch ein Einphasengenerator vorgesehen werden, man muß dann nur dafür sorgen, daß zwischen den Phasenleitern eine Spannungsdifferenz der Hilfsspannungsquelle besteht, was man durch Verwendung von zusätzlichen Transformatoren, über welche die Spannung der Hilfsfrequenz den einzelnen Phasenleitern aufgedrückt wird, leicht erreichen kann.

Claims

Patentansprüche:

i. Schutzeinrichtung für elektrische Leitungsstrecken, insbesondere für Bahnen, mit Hilfsgeneratoren untereinander verschiedener netzfremder Frequenz und entsprechenden Sperrkreisen an den Strekkenenden, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Streckenende der Hilfsgenerator innerhalb der durch die Sperrkreise abgegrenzten Strecke über ein so bemessenes Steuerrelais zwischen Betriebsleitung und Erde angeschlossen ist, daß dieses Steuerrelais im gesunden Streckenzustand bei dem hierbei fließenden normalen kleinen Hilfss.trom nicht anspricht, im fehlerhaften Streckenzustand dagegen infolge des dann fließenden anormalen großen Hilfsstromes netzfremder Frequenz anspricht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung des Hilfsgenerators mit der Leitungsstrecke eine Vorrichtung liegt, die den Strömen der Betriebsfrequenz einen hohen, den Strömen des Hilfsgenerators einen niedrigen Widerstand entgegensetzt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung zwischen Lekungsstrecke und Erde, in welcher der Hilfsgenerator liegt, eine weitere Vorrichtung (z. B. Sperrkreis) angeschlossen ist, die den Strömen des zugehörigen Hilfsgenerators einen kleinen Widerstand entgegensetzt, während sie einen hohen Widerstand für Ströme der Frequenz des am anderen Leitungsende angeordneten Hilfsgenerators besitzt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 sowie 21 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Vorrichtungen miteinander vereinigt sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 für Dreiphasennetze, dadurch gekennzeichnet, daß dreiphasige Hilfsstromquellen verwendet werden.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abzweigbelastungen Sperrkreise für die dem Netz überlagerten Ströme betriebsfremder Frequenz vorgesehen sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Steuerrelais nach Beseitigung des Fehlers ein Stromkreis geschlossen wird, welcher das Wiedereinschalten des Schalters bewirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen