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Schutzeinrichtung für elektrische Leitungsnetze Zusatz zum Patent
594 403 Das Patent 594 403 betrifft eine Schutzeinrichtung für elektrische Leitungsnetze,
bei der ein Röhrensender und ein Röhrenempfänger für Ströme netzfremder Frequenz
an jedem Ende eines zu schützenden Leitungsabschnittes vorgesehen sind. Sowohl der
Anodenkreis als auch der Gitterkreis jedes Senders und jedes Empfängers wird vom
Netzstrom gesteuert. Der Empfänger an dem einen Ende ist @dabei von dem Sender am>
anderen Ende @derart abhängig, daß nur dann, wenn der Fehler außerhalb des zu schützenden
Abschnittes liegt, die gegenseitige Phasenverschiebung der Netzströme an den beiden
Enden also im wesentlichen gleich Null ist, eine Betätigung des im Anodenkreis des
Empfängers liegenden Relais erfolgt.
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Die Schaltung des Auslösekreises dieser bekannten Schutzeinrichtung
ist so getroffen, daß die Kontakte des von Odem Empfänger gesteuerten Relais zu
den Kontakten eines überstromrelais in Reihe geschaltet sind. Die Kontakte des Empfängerrelais
sind geschlossen, diejenigen des überstromrelais geöffnet. Sobald nun ein Kurzschluß
auftritt, schließt das Überstromrelais seine Kontakte. Liegt der Kurzschluß außerhalb
des zu überwachenden Anlageteiles, dann muß das Empfängerrelais vorher seine Kontakte
geöffnet haben, damit keine Fehlauslösung erfolgt. Das Abfallen des überstromrelais
wiederum muß so rasch erfolgen, daß das Empfängerrelais inzwisschen nicht schon
seine Kontakte ,geschlossen hat. Die zeitliche Reihenfolge der Betätigung beider
Relais mußdemnach genau eingestellt werden. Dadurch ergibt sich eine ;gewisse Verzögerung
in dem Ansprechen der Schutzeinrichtung, welche in vielen Fällen nachteilig ist.
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Um nun ein rasches Ansprechen dieser bekannten Schutzeinrichtung zu
erreichen und gleichzeitig zeitlich aufeinander abgestimmte Relais zu vermeiden,
ist die Schutzeinrichtung in an sich bekannter Weise mit je einem Differentialrelais
am Abschnittsende zur Steuerung des dort befindlichen Netzschalters ausgerüstet.
Nach der Erfindung ist die eine im Sinne der Auslösung wirkende Wicklung des Differentialrelais
vom Überstrom. abhängig, während die andere im entgegengesetzten Sinne wirkende
Wicklung so lange erregt ist, bis der Erregerkreis durch Ansprechen eines vom Empfänger
gesteuerten Relais unterbrocken
wird. Das Empfängerrelais trägt
auf seinem beweglichen Anker zwei Wicklungen, von denen die eine Wicklung bei Erregung
durch den Empfänger die Kontakte gegen den Zug einer Feder und damit den Strorn-,@
kreis der Haltewicklung schließt, so daß das Differentialrelais nicht ansprechen
kann, während die Aveite Wicklung des Empfängerrelais beim Ansprechen eines überstromrelais
durch dessen Kontakte kurzgeschlossen wird und infolgedessen die Kontakte unterdem
Zug der Feder bei nicht erregter Wicklung geöffnet werden und die Haltewicklung
des Differentialrelais stramlos machen.
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Es is: bereits eine Selektivschutzeinrichtung mit 1Hochfrequenzverbindung
und einem die Schalterauslösung steuernden Differentialrelais je Abschnittsende
bekannt, welches einerseits unter der hinwirhung der Größe des Überstromes am Relaisort
steht, andererseits abhängig von der Größe des Leitungsstromes am anderen Abschnittsende
erregt wird. Diese Schutzeinrichtung arbeitet jedoch in grundstäzlicli anderer Weise
als der Gegenstand der Erfindung, und zwar nach dem Prinzip des Stromvergleichs.
In dem Differentialrelais werden elektrische Größen miteinander ,--er, glichen,
die in jedem Augenblick der Größe des Leitungsstromes an den beiden Leitungsenden.
entsprechen.
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Um das Differentialrelais auch dann zum Ansprechen zu bringen, wenn
der Strom an einem Streckenende seine Richtung umkehrt, die Ströme an beiden Enden
jedoch gleich groß bleiben, v-ie dies bei einem zweiseitig gespeiste-..i Fehler
der Fall sein kann, ist das Differentialrelais mit einer zusätzlichen Wicklung versehen,
die parallel zu der von dem Ortsleitungsstroni gesteuerten Relaiswicklung liegt
und mit der anderen Relaiswicklung zusammenarbeitet, und in deren Stromkreis eine
Induktivität oder Kapazität angeordnet ist. Es ist also auch in dem Falle, wenn
außer einem reinen Stromvergleich zusätzlich ein Vergleich der Phasenlage der Leitungsströme
an beiden Leitungsenden vorgenommen «-erden soll, ein Vergleich der Größe der Leitungsströme
in dem Differentialrelais unbedingt erforderlich. Um diesen Vergleich zu ermöglichen,
werden bei der b@ekannten Selektivschutzeinrichtung von der einen Station zur anderen
Hochfrequenzströme gesendet, die mit dem. Leitungsstrom an dem jeweiligen Abschnittsende
moduliert sind. Nach erfolgter Demodulation der empfangenen Hochfrequenz werden
dann die Ströme in der vorgenannten Weise in dem Differentialrelais miteinander
verglichen. Derartige Schätzeinrichtungen sind mit wesentlichen Mängeln behaftet.
So z. B. setzt die größengetreue Übertragung der Leitungsströme an beiden Abschnittsenden
über den Hilfskanal große Anforderungen an die Stromwandler und den Übertragungskanal
voraus, die nur Mer großen Schwierigkeiten erfüllt werden '.nnen.
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.`-"3@sr Gegenstand der Erfindung gehört dagegen zur grundsätzlich
anderen Gattung der Stromrichtungsvergleichsschutzeinrichtungen. Ein Vergleich der
Größen des Leitungsstromes wird daher nicht vorgenommen. Vielmehr erfolgt die Feststellung,
ob der Fehler innerhalb oder außerhalb des zu überwachenden Leitungsabscbnittes
liegt, lediglich durch einen Vergleich der Augenblicksriclitungender Leitungsströme
an beiden Leitungsenden. Zu diesem Zweck ist die Anordnung so getroffen, daß der
Erregung der :einen abhängig vom Ortsleitungsstrom beeinflußten Relaiswicklung im
fehlerfreien. Betrieb die konstante Erregung einer Haltewicklung entgegenwirkt.
Diese Haltewicklung wird durch ein zusätzliches, vom Empfänger des Relaiseinbauortes
und ein für einen anderen Zweck bereits v,3rgesehenes leitungsstromabhängiges Relais
gesteuertes Hilfsrelais abhängig von der Phasenlage des Leitungsstromes an beiden
Abschnittsenden derart gesteuert, daß nach erfolgter Feststellung eines Fehlers
innerhalb des Leitungsabschnittes mit Hilfe des Phasenvergleichs die Haltewicklung
abgeschaltet wird.
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In der Abbildung ist -ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Der zu überwachende Leitungsteil i o ist mit den Stationen i i und 12 durch Schalter
13 und 14. verbunden. Die nach dem Hauptpatent vorgesehenen Sender sind mit 15 und
16, die Empfänger mit 17 und i 8 bezeichnet. Jeder Sender besteht aus einer Senderöhre
i 9 und einer Verstärkerröhre 2o, jeder Empfänger aus einer Detektorröhre 21. Der
Empfänger an jedem Ende ist äuf die Frequenz des Senders am anderen Ende abgestimmt.
Die Sender und Empfänger sind an die Leitung i o über Stromwandler 23, 2.1, Zwischenwandler
25, 26 und über in der Abbildung nicht bezeichnete Kondensatoren, Abstimmvariationen
und Kopplungsspulen angeschlossen. Die Schaltung ist, wie bei dem Hauptpatent, so
getroffen, daß die Sender und Empfänger nur bei zeitlich verschiedenen Halbwellen
des Stromes in den einzelnen Stationen arbeiten, derart, daß bei einem Felik-,r
außerhalb des Leitungsteiles i o die beiden Sender während verschiedener Halbwellen
senden, während die Empfängernurdann empfangsbereit sind, wenn die zugehörigen Sender
bei verschiedenen Halbwellen senden. Jeder der Empfänger 17 und 18 betätigt dabei
ein Empfängerrelais 27, 28 durch Erregung der Wicklung 22, und zwar in Abhängigkeit
der Stromrichtung an den beiden Einbauorten. Die Sender 15 und 16 sind narmalerweise
außer
Tätigkeit; nur beim Auftreten eines Fehlers in dem zu überwachenden Netzabschnitt
werden sie durch Kontakte 29 eines Überstromrelais 3o in Betriebsbereitschaft gebracht.
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Die Schalter 13 und 14 besitzen Auslösespulen 3 r, welche in Abhängigkeit
von der Stromrichtung in den beiden Stationen i i und 12 betätigt werden. Zu diesem
Zwecke sind Relais 33 und 34 vorgesehen, die nach der Erfindung je zwei Wicklungen
35 und 36 besitzen. Die Wicklung 36 wird erregt durch einen über die Kontakte der
Relais 27, 28 geführten Stromkreis. Die Wicklung 35 ist an Stromwandler 23 und 24
angeschlossen und wird demnach vom Leitungsstrom beeinflußt, sobald dieser eine
bestimmte Höhe überschreitet.
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Um die Betätigung der Relais 33 und 34 bei Fehlern außerhalb des Leitungsteilies
io zu vermeiden, sind die Empfängerrelais 27, 28 so .angeordnet, daß sie in diesem
Falle den Stromkreis der Haltewicklung 36 geschlossen halten. Die Relais 27 und
28 sind dabei als polarisierte Relais mit seinem beweglichen Kontakt uhdeiner Rückzugsfeder
ausgerüstet, welche die Kontakte zu öffnen sucht. Normalerweise sind jedoch die
Kontakte 37 durch eine Haltewicklung 38 geschlossen, deren Erregerkreis über die
Kontakte 39 des Überstromrelais 3o geführt ist. Beim. Ansprechen des Relais 3o wird
die Wicklung 38 kurzgeschlossen. Die Wicklung 22 der Empfängerrelais 27 und 28 bewirkt
in erregtem Zustand das Schließen der Kontakte 37 @entgegen einer Federkraft.
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Wenn nun ein Fehler außerhalb der zu überwachenden Leitung io auftritt,
dannwerden die Sender i 5 und 16 abwechselnd in Tätigkeit versetzt. Infolgedessen
führen die Empfängerrelais Anodenstrom, und betätigen ihre Relais 27 und 28. Die
Relais 33 und 34 sind nun ihrerseits bestrebt, ihre Kontakte 32 unter dem Einfluß
der Wicklung35 zu schließen. Dies wird jedoch dadurch verhütet, daß die Wicklung
22 durch jedes der Relais 27 und 28 erregt wird und entgegen der Federkraft die
Kontakte 37 geschlossen hält. Infolgedessen bleibt die Haltewicklung 36 erregt.
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Vom Wandler 23, 24 war das überstromrelais 3o erregt und durch dessen
Kontakt 39 die Haltewicklung 38 des Empfängerrelais 27 (28) kurzgeschlossen worden.
Die dadurch bewirkte Aufhebung des normalen Schlusses der Kontakte 37 ist in diesem
Fall jedoch ohne Bedeutung, weil diese Kontakte durch die Wicklung 22, wie angegeben,
geschlossen gehalten werden.
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Wenn indessen .der Fehler zwischen den Stationen i i und 12 auftritt,
dann sind gemäß dem Hauptpatent die Sender bei gleichen Halbwellen des Stromes in
Betrieb, während die Empfänger nicht empfangsbereit sind. Wenn dann die Wicklung38
des Empfängerrelais durch das Ansprechen des überstromrel.ais 3o kurzgeschlossen
wird, werden die Kontakte 37 geöffnet, da ja die Wicklungen 22 nicht erregt sind.
Infolgedessen werden die Haltespulen 36 entregt, und die Relais 33 und 34 sprechen
an. Die Schalter 13 und 14 werden dann durch Erregung ihrer Auslösespulen 3 t betätigt.