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Schutzeinrichtung für im Zuge der Netzleitung liegende Wicklungen
von Regeltransformatoren bei Kurzschlüssen Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung
für im Zuge, der: Netzleitung liegende Wicklungen von Regeltransformatoren, deren
regelbare Spannung zur Netzspannung addiert oder von dieser subtrahiert wird. Die
bekannten Überstromschutzeinrichtungen -versagen bei Zusatztransformatoren aus dein
Grunde, da unter Umständen die betriebsmäßigen Durchgangsströme größer sind als
die Stromentnahme des Transformators im Kurzschlußfalle. Das Versagen des Transformators
kann daher unter Umständen an den Meßinstrumenten erst so spät beobachtet werden,
daß der Transformator selbst schon @ erheblichen Schaden davongetragen hat oder
Brandgefahr besteht.
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Durch die Erfindung soll :eine Schutzeinrichtung für derartige Zusatztransformatoren
geschaffen werden, die außerdem noch den Vorteil hat, daß zum Anschluß der Schutzrelais
Isoliertransformatoren, Spannungswandler u. dgl. entbehrl.ich.sind und dennoch der
Niederspannungskreis der Relais gegen den Übertritt von Hochspannung geschützt ist.
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Gemäß derErfindung wird daher ein gittergesteuertes Gas- oder Dampfentladungsgefäß,
an dessen Gitter eine. ,Teilspannung der Zusatzwicklung gelegt ist, zum Steuern
von Signaleinrichtungen oder Auslöseorganen für Schalter o. dgl. verwendet.
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Der Stromkreis der Entladungsgefäße und die Signalstromkreise sind
durch kapazitiven Abgriff der zu überwachenden Spannung der Zusatzwicklung vor dem
Übertritt gegen Hochspannung geschützt.
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An Hand der in Fig. z dargestellten Schaltung soll die Wirkungsweise
der Einrichtung gemäß der Eifindung näher erläutert werden: Die Regelwicklung z
liegt im Zuge der Netzleitung a und 3. Die Höhe der Zusatzspannung kann durch die
bekannten Stufenschalter q. geregelt werden. Zur Verdoppelung des kegelbereiches
dient der Wendeschalter 5. Die Wicklung wind von der vom Netz gespeisten Erregerwicklung
6 erregt.
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Mit Hilfe von kapazitiven Spannungsteilern ist eine Elektronenröhre
7 an die Regelwicklung angeschlossen, und zwar liegt der eine Spannungsteiler zwischen
der Klemme El und Erde, während der andere Spannungsteiler an einen mittleren Potentialpunkt
der Regelwicklung K2 angeschlossen ist. Insbesondere bei Verwendung von Wendeschaltern
ist der Anschluß an die Mitte der Regelwicklung zu empfehlen, damit die Meßschaltung
- beim Wenden der Wicklung nicht erneut auf das
nunmehr gestörte
Spannungsgleichgewicht abgeglichen werden muß.
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Die einzelnen erforderlichen Kapazitäten und Widerstände sind in dem
Schaltbild Fig. i mit den Zeichen C und R bzw. c und r bezeichnet. Im folgenden
sollen diese Bezeichnungen gleichzeitig auch als Formelzeichen für die Kapazitätswerte
dienen. In der in Fig. i dargestellten Schaltung muß folgende Bedingung erfüllt
sein:
Hierin ist Cl wesentlich kleiner als cl und C2 wesentlich kleiner als c2. r1 muß
wesentlich kleiner als sein. Bei einer betriebsmäßigen Schaltung,
bei der die Zusatzspannung längs der Regelwicklung maximal UR = 7000 Veti
beträgt, wählt man etwa = 50 # 10-12 F., cl -= 3000 # i o-1-' F., die Widerstände
r1 = r2 = etwa io5 Ohm, c = 2ooo i o-12 F. Die Widerstände y1, r2 und die
Kapazitäten c dienen zusammen mit den Überspannungsableitern oder Kathodenfallableitern8
alsüberspannungsschutz für dieRöhre7.
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Die Gittervorspannung der Röhre wird vorteilhaft so eingestellt, daß
im normalen Betriebszustand mit Ruhestrom gearbeitet wird, daß sich also dem Anodenstrom
eine Wechselstromkomponente überlagert, deren Größe der abgegriffenen Spannung zwischen
K1 und K2 proportional ist. Über einen Transformator 9 können Signallampen io und
Aüslösespulen i i für die Schutzschalter des Transformators angeschlossen sein.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Im normalen Betrieb liegt eine Wechselspannung
von ungefähr
Volt am Gitter der Verstärkerröhre.
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Im Moment eines Kurzschlusses der Regelwicklung ist unabhängig von
der Stellung des Stufenwählers Vder magnetische Fluß in der Regelwicklung praktisch
gleich Null. Daher ist auch die Spannung UR = o. Das Wechselstromglied im Verstärkerkreis
verschwindet. Die Signallampe erlischt, und das Relais kann seinen Anker nicht mehr
halten. Damit wird der Ausschalter des Regeltransformators betätigt.
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Die Ahgleichung der Kapazität cl hat so zu erfolgen, daß die in der
obengenannten Gleichung enthaltene Bedingung erfüllt ist. Man nimmt die Abgleichung
so vor, daß bei kurzgeschlissenen Klemmen Al und K2 der Transformator erregt wird,
wobei der Wendeschalter in die Mittelstellung gerückt wird, damit kein Kurzschluß
auftreten kann. Dann wird cl solange verändert, bis ein in den Sekundärkreis des
Transformators 9 geschaltetes Voltmeter ein Miniraum an Ausschlag zeigt. Eine übermäßig
genaue Abgleichung ist nicht erforderlich. Jedoch schließt man zweckmäßig alle für
die betriebsmäßige Schaltung erforderlichen, im Relaiskreis vorhandenen Batterien,
Widerstände usw. ebenfalls an, damit die verschiedenen Kapazitäten dieser Teile
gegen Erde bei der Einstellung von cl berücksichtigt werden. Bei Drehstromregeltransförmatoren,
bei denen die Erregerwicklung 6 der drei Phasen in Stern geschaltet sind, muß die
Verbindung 12 zwischen den Kondensatoren cl und c2 an Erde E gelegt werden.
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Normalerweise genügen die Kondensatoren c und die Vorsehaltwiderstände
r1 und y,2 als Überspannungsschutz für die Verstärkerapparate. Bei Blitzüberspannungen,
bei denen der zehnfache Betrag oder noch höhere Beträge der Normalspannung erreicht
werden, empfiehlt es sich, auch die Überspannungsableiter 8 vorzusehen, die die
Zuführungsleitungen zu der gesamten Schutzeinrichtung überbrücken.
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Die Kapazitäten Cl und C2 stellen die Kapazitäten der Schirme im Inneren
der Durchführungsisolatoren dar, über welche die Schutzeinrichtung an die Hochspannung
angekoppelt ist.
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Eine praktische Anordnung der Schutzeinrichtung gemäß der Erfindung
ist in Fig. 2 dargestellt. Der Kessel2o enthält den Zusatztransformator 2,1 mit
der Regelwicklung 22, deren Anzapfleitungen 23 mit Hilfe einer Mehrfachdurchführungsklemme
2q. an den Stufenwähler 25 angeschlossen sind. Dieser ist in dem Kesselanbau 26
untergebracht. In der Durchführung befinden sich die Schirme 237 und 28. Ihre gegenseitige
Kapazität ist durch den Kondensator C2 in der Schaltung Fig. i angedeutet. Der Schirm
27 ist mit der an die .Mitte der Regelwicklung angeschlossenen Anzapfleitung 29
verbunden, während an 28 die Schutzeinrichtung angeschlossen ist.
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Die Durchführung 32 ist in gleicher Weise mit Kondensatorbelegungen
versehen. Zwischen dem Durchführungsleiter 31 und der Belegung 3o ergibt sich die
Kapazität Cl. Als Belegung 3o kann dabei eine von Erde isolierte vorhandene, vorgeschobene
Elektrode in der Durchführung benutzt werden.
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Wenn es nur auf Signalgabe ankommt; genügen Glimmröhren. Für die Steuerung
von Relais sind diese ebenfalls mit Steuergittern ausgerüstet.