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Anordnung zum Schutz der Leistungsschalter in Energieverteilungsnetzen,
an die größere Kondensatorbatterien angeschlossen sind In neuerer Zeit werden in
zunehmendem Umfang statische Kondensatoren verwendet, um in Energieverteilungsnetzen
Blindleistungen zu liefern. Die Kondensatoren werden dabei vielfach zu größeren
Batterien zusä,mmengefaßt, die aus .einer .Anzahl von wahlweise zu- und abschaltbaren
Teilkondensatoren bestehen.
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Schließt man solche Kondens.atorbatterien an ein bestehendes Energieverteilungsnetz
an, so zeigen sich Schwierigkeiten, die damit zusammenhängen, daß die in dem bestehenden
Netz liebenden Leistungsschalter meist nicht imstande sind, einen größeren kapazitiven
Strom ohne störende Einwirkungen auf das Netz abzuschalten. Gemäß der Erfindung
wird zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten der Kondensatorb;atterie außer den üblichen
Schutzmitteln gegen Kurzschlüsse und üb:erlastungen der Kondensatorbatterie am Standoxt
der Batterie -ein Dämpfungswiderstand zugeordnet, der selbsttätig vor Abschaltung
eines in der Speiseleitung der Batterie liegenden, nicht zum unmittelbaren 1\T@etzanschluß
der Batterie gehörenden und durch Leitungsabschnitte des Energieverteilungsnetzes
örtlich von der Batterie getrennten Schalters der Batterie vorgeschaltet wird. Der
Widerstand kann beispielsweise dadurch der Batterie vorgeschaltet werden, daß,ein
im normalen Betrieb den Widerstand überbrückender Kurzschlußkreis selbsttätig unterbrochen
wird, sobald in dem Netz, an das die Batterie angeschlossen ist, Störungen, insbesondere
Kurzschlüsse oder Erdschlüsse, auftreten, welche zu einer Abschaltung des Netzes
oder :eines Teiles desselben führen.
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Die Wirkungsweise der Erfindung sei im folgenden an Handeines Beispiels
näher erläutert:
Es sei angenommen, daß -ein größerer Stromverbraucher,
beispielsweise ein größeres Industriewerk, über eine lange Speiseleitung mit einem
Wechselstromverteilungsnetz verbunden ist. Um dieses Netz von der Lieferung der
für den Verbraucher erfordelichen Blindströme zu entlasten, wird in der Nähe des
Verbrauchers, also .an dem dem Verbraucher zugekehrten Ende der längeren Speiseleitung,
eine Kondensatorbatterie vorgesehen, die aus einzelnen wahlweise, d. h. je nach
dem Blindleistungsbedarf, zu- und abschaltbaren Kondensatorelementen besteht. Die
Batterie wird mit bekannten Schutzmitteln ausgerüstet, um sie abschalten zu können,
wenn in der Batterie Kurzschlüsse auftreten oder wenn aus anderen Gründen, die beispielsweise
von dem Netzzustand abhängig sein können, Überlastungen der Kondensatoren auftreten.
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Wenn nun längs der das Wechselstromnetz mit dem Stromverbraucher und
der Batterie verbindenden Speiseleitung eine Störung auftritt, bei der die gestörte
Leitung von den ihr zugeordneten Leistungsschaltern abgeschaltet wird, muß in dem
angenommenen Beispiel vor allen Dingen der Schalter abgeschaltet werden, über den
die Speiseleitung mit dem Wechselstromnetz verblinden ist, d. h. der Schalter, welcher
von dem Verbraucher und der Batterie aus gesehen am entgegengesetzten Ende der Speiseleitung
liegt. Dieser Schalter war vor dem Anschluß der Batterie bereits vorhanden und ist
dementsprechend für Schaltbedingungen vorgesehen, die den Blindstrom der Batterie
nicht berücksichtigen. Die Abschaltbedingungen für den Schalter werden aus bekannten
Gründen noch wesentlich ungünstiger, wenn der Schalter noch dazu bei an das Netz
angeschlossener Kondensatorbatterie einen Kurzschluß, z. B. einen einpoligen Erdschluß
bei geerdetem Nullpunkt oder einen zweipoligen Kurzschluß bei Drehstromsystemen,
abschalten soll.
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Die dadurch bedingten Gefahren für die Schalter des Netzes wie für
das Netz selbst werden durch die Erfindung beseitigt. In der Zuleitung zu der Kondensatorbatterie,
d. h. an der Stelle, an der die Batterie an das Netz angeschlossen ist, wird gemäß
der Erfindung zwischen das Netz und die Batterie ein Dämpfungswiderstand geschaltet.
Dieser Widerstand ist im normalen Betrieb, d. h. bei ungestörtem Netz, ausgeschaltet
oder, falls er in der Verbindungsleitung zur Batterie liegenbleibt, kurzgeschlossen.
Er wird ersteingeschaltet, oder es wird sein Kurzschlußkreis geöffnet, sobald in
dem Netz Störungen auftreten, die die Abschaltung der entfernt von der Batterie
im Zug der Speiseleitung liegenden Schalter bedingen. Es kommt alsc bei der Erfindung
darauf an, daß keiner dei Schalter, die den Batteriestrom oder zumin Best einen
Teil dieses Stromes führen, ab geschaltet wird, bevor nicht der Batterie der Dämpfungswiderstand
vorgeschaltet ist Diese Schaltaufgabe ließe sich dadurch lösen, daß sämtliche in
dem Verteilungsnetz liegenden Schalter, für die die vorstehend genannte Bedingung
gilt, mit den Schaltgeräten für den Dämpfungswiderstand der Batterie verriegelt
werden. Die dazu notwendigen Steuereinrichtungen würden jedoch im allgemeinen umständlich
und bei verwickelten Netzverhältnissen sogar praktisch nicht durchführbar sein.
Das gleiche Ziel läßt sich jedoch auch dadurch erreichen, daß der Dämpfungswiderstand
gemäß der Erfindung dann der Batterie vorgeschaltet wird, wenn in dem Netz, an das
die Batterie angeschlossen ist, Betriebszustände bzw. Betriebsstörungen eintreten,
die die selbsttätige Abschaltung von in der Speiseleitung der Batterie liegenden
Schaltern zur Folge haben. Als Anzeichen für die notwendige Einschaltung des Dämpfungswiderstandes
kann vor allen Dingen die Spannungsabsenkung verwendet werden, die stets dann eintritt,
wenn in der Verbindungsleitung zwischen der Batterie und den Generatoren Netzkurzschlüsse
auftreten. Für die Sicherheit der gefährdeten Schalter der Speiseleitung genügt
dann ein spannungsabhängiges Schutzrelais, welches auf Absenkungen der die Batterie
speisenden Netzspannung anspricht und den Dämpfungswiderstand einschaltet, sobald
die Spannungsabsenkung ein bestimmtes Maß überschreitet. Ein anderes Mittel für
die Einschaltung des Dämpfungswiderstandes besteht darin, daß diese Schaltung von
dem Entladestromstoß der Kondensatoren abhängig gemacht wird, der eintritt, sobald
im Netz ein Kurzschluß entsteht. Auch in diesem Fall ist eine verwickelte Verriegelung
des Schalters in der Speiseleitung nicht erforderlich, und trotzdem wird der Dämpfungswiderstand
selbsttätig eingeschaltet, bevor der betreffende Schalter in der Speiseleitung geöffnet
wird.
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Die dem Dämpfungswiderstand zugeordneten Schalteinrichtungen, die
aus Leistungsschaltern, Leistungstrennschaltern oder auch einfachen Trennschaltern
bestehen können, werden zweckmäßig mit zusätzlichen überwachungseinrichtungen ausgerüstet,
durch die der Dämpfungswiderstand wieder abgeschaltet bzw. kurzgeschlossen wird,
sobald die Netzstörung beseitigt ist. Der Widerstand wird z. B. selbsttätig wieder
kurzgeschlossen, wenn die Störung innerhalb einer gewissen Zeit beseitigt ist. Diese
Schaltmaßnahme ist wünschenswert, wenn bei der Abschaltung des
Netzkurzschlusses
die Energiezufuhr zur Batterie nicht- unterbrochen wurde, wenn also beispielsweise
mehrere Speiseleitungen vorhanden sind und nur in einer der Leitungen ein Netzkurzschluß
aufgetreten war, der durch die zugehörigen Leistungsschalter dieser Leitung abgeschaltet
wurde. Der normale Batteriebetrieb setzt dann kurz nach der Störung wieder ein.
Wird die Batterie dagegen durch den Netzschalter von der Energiezufuhr völlig getrennt,
so werden zweckmäßig auch die der Batterie zugeordneten Schalter nach Ablauf einer
gewissen Zeit ausgeschaltet, damit Stöße ,auf das Netz verhindert werden, wenn dieser
Netzteil wieder unter Spannung gesetzt wird.
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Für die Bemessung des Dämpfungswiderstandes der Batterie sei noch
bemerkt, daß Ohmsche Widerstände in ihrem Widerstandswert zweckmäßig so ausgelegt
werden, daß die Sichaltvorgänge mit Sicherheit aperiodisch verlaufen.
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Die Erfindung kann mit Vorteil bei Kondensatorschaltungen verwendet
werden, bei denen zum. Zweck des Anschlusses von in getrennten Einheiten zu- und
.abschaltbaren Kondensatorbatterien an ein Wechselstromnetz jede Kondensatoreinheit
über je einen Trennschalter an zwei Hilfssammelschienen angeschlossen ist, von denen
die eine über einen Leistungsschalter unmittelbar, die andere dagegen über einen
zweiten Leistungsschalter sowie eine Reihendrosselspule oder einen gleichwertigen
Dämpfungswiderstand an das Netz angeschlossen ist. Der bei diesen Schaltungen zwischen
dem Netz und einer der beiden Hilfssammelschienen liegende D,ämpfungswiderstand
kann im Sinn der Erfindung selbsttätig vor Abschaltung eines in der Speiseleitung
der Batterie liegenden, jedoch nicht zum unmittelbaren Netzanschluß der Batterie
gehörenden Schalters der Batterie vorgeschaltet werden. Mit Vorteil kann bei einer
solchen mit zwei Hilfssammels:chienen arbeitenden Schaltung für den Anschluß einer
Kondensatorbatterie auch noch ein Kuppelschalter vorgesehen sein, der die Hilfssammelschienen
überbrückt und, vom Netz aus gesehen, hinter den Leistungsschaltern und dem Dämpfungswiderstand
liegt.