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Gestellschlußschutzeinrichtung Der Gestellschlußschutz von Generatoren
mit nicht oder höchstens über einen hohen Widerstand geerdetem Wicklungssternpunkt
beruht, wenn es sich nicht um einen Generator handelt, welcher unter Zwischenschaltung
eines Transformators auf das Verteilungsnetz arbeitet, allein auf der Erfassung
des Summenstromes. Durch die hierfür verwendeten Stromwandler in Summenschaltung
oder den Summenwandler, bei welchem ein gemeinsamer Magnetkreis durch die Summe
der Ströme in allen Phasenleitern erregt wird, wird der Schutzbereich der Relaisanordnung
begrenzt. Summenstrom soll im Relais nur dann fließen, wenn ein Gestellschluß oder
Erdschluß innerhalb des Schutzbereiches entstanden ist. Das Relais soll aber stromlos
sein, wenn ein Erdschluß außerhalb des Schutzbereiches besteht. Diese Forderunz
ist iedoch nicht erfüllt, wenn die Erdkapazität des Schutzbereiches selbst erheblich
ist.
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Bei solchen Gestellschlußschutzüberwachungseinrichtungen, bei denen
nicht der Summenstrom und die Erdschlußspannung wattmetrisch zusammenarbeiten, sondern
deren Selektivität allein auf der Feststellung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins
des Summenstromes beruht, und bei denen die Erdkapazität des Schutzbereiches selbst
erheblich ist, wird erfindungsgemäß im Schutzrelais oder Überwachungsrelais der
Wirkung des Summenstromes die Wirkung eines Zusatzstromes überlagert, wodurch im
Relais die Wirkung des bei einem äußeren Erdschluß im Relais fließenden Summenstromes
aufgehoben oder vermindert wird. Den Zusatzstrom kann man vorteilhafterweise bezüglich
seiner Größe und Phasenlage von der
Nullpunktverlagerungsspannung
abhängig machen: Man gibt ihm eine seinem Zweck entsprechende Phasenlage. Hierfür
kann man sich bekannter Kunstschaltungen bedienen, die aus einer Kombination von
Wirk- und Blindwiderständen bestehen, oder man verwendet einen Drehtransformator.
Bei jedem Erdschluß ruft die Nullpunktverlagerungsspannung Ströme über die Fehlerstelle
hervor, die, abgesehen von dem Erdungswiderstand, einerseits von den Erdkapazitäten
des Netzes, anderseits von denjenigen des Schutzbereiches der Relaiseinrichtung
herrühren. Dieser letztere Strom tritt in unerwünschter Weise als Erregerstrom im
Schutz-und Überwachungsrelais bei -einem außenliegenden Erdschluß auf. Seine Größe
und Phasenlage entspricht der Größe und Phasenlage der wirksamen Nullpunktverlagerungsspannung,
weil die Erdkapazität des Schutzbereiches eine gegebene Größe besitzt.
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Man kann daher von der Nullpunktverlagerungsspannung einen Strom ableiten,
welcher die Wirkung des Stromes über die Erdkapazitäten des Schutzbereiches im Relais
ganz oder so weit kompensiert, daß eine fehlerhafte Relaisbetätigung nicht mehr
entstehen kann. Die Nullpunktverlagerungsspannung kann erfaßt werden als Sekundärspannung
einer Gestelldrossel oder auch als Spannung, die zwischen einem Nullpunkt und Erde
entsteht. Dieser von der Nullpunktverlagerungsspannung abgeleitete Strom kann über
dieselbe Relaisspule geleitet werden, über welche auch der zu kompensierende Kapazitätsstrom
im Relais fließt; oder es kann im Relais eine besondere Wicklung für diesen Kompensationsstrom
vorgesehen sein. Durch einen Zwischenwandler läßt sich eine gaivaniscne Trennung
zwischen der Spannungquelle für den Kompensationsstrom und dem Relaiserregerkreis
schaffen. Bei einem Fehler innerhalb des Schutzbereiches hat dieser Kompensationsstrom
die entgegengesetzte Wirkung wie bei einem Fehler außerhalb des Schutzbereiches,
so daß er bei einem Fehler- innerhalb des Schutzbereiches das Ansprechen des Schutzrelais
unterstützt, während er bei einem äußeren Fehler das Ansprechen des Relais unterdrückt.
Es liegt dies daran, daß der Kompensationsstrom unabhängig von der Lage des Fehlers
innerhalb oder außerhalb des Schutzbereiches die gleiche Phasenlage besitzt, während
der kapazitive Erregerstrom des Relais in den beiden Fehlerfällen im wesentlichen
entgegengesetzte Phasenlage annimmt.
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Die Erfindung ist durch ein Ausführungsbeispiel erläutert, jedoch
ist sie nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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In dem Ausführungsbeispiel ist zum Schutz eines Generators i ein Schutzrelais
2 vorgesehen. Das Relais 2 ist an eine Stromsammlersummenschaltung 3 angeschlossen,
die Anlage ist ferner außerhalb des Schutzbereiches über ein Gestelldrosselgesät
4 geerdet.
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Es ist in,dem Ausführungsbeispiel angenommen, daß die Generatorwicklungen
eine Erdkapazität Cg besitzen und daß zwischen Generator i und der Stromwandlersümmenschaltung
3 Kabelstrecken 5 mit der Erdkapazität Ck liegen. Der Schutzbereich der Einrichtung
erstreckt sich von der Summenschalteng 3 über die Kabel 5 und den Generator i.
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Im Fall eines inneren Erdschlusses oder Gestellschlusses fließt derGestelldrosselwirkstromzwischen
der Anschlußstelle der Gestelldrossel 4. rechts und der Fehlerstelle links von der
Stromwandler-Summenschaltung 3. .Durch diesen. Erdschlußfehlerstrom wird das Relais
2 erregt, welches außer der Entregung die Öffnung des Schalters 6 bewirkt. Bei einem
äußeren Erdschluß, d. h. rechts von der Stromwandlersummenschaltung 3, z. B. an
irgendeinem Punkt des rechts vom Schalter 6 und von der Gestendrossel 4 liegenden
Netzes, fließt der Gestelldrosselwirkstrom zwischen der Anschlußstelle der Gestelldrossel4
und der Fehlerstelle. Dieser Erdschlußwirkstrom durchfließt das an :die Stromwandlerschaltung
3 - angeschlossene Relais 2 aber nicht, und es soll das Relais 2 auch urierregt
bleiben. Außer dem erwähnten Erdschlußwirkstrom, der zwischen der Anschlußstelle
der Gestendrossel 4 und der rechts von der Stromwandlerschaltung 3 angenommenen
Fehlerstelle fließt, ergibt sich aber noch ein weiterer Erdschlußblindstrom, welcher
durch die Primärwicklungen der Wandlerschaltung 3 und über die Erdkapazitäten C9.
und Ck verläuft. Dieser Kapazitätsstrom führt zu einer Erregung des Relais 2 und
wird bei ausreichender Stärke das Relais 2 fehlerhafterweise zum Ansprechen bringen,
so daß der Schalter 6 geöffnet wird, obwohl der Fehler nicht innerhalb des Schutzbereiches
des Relais 2 entstanden ist.
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Zum Abwenden dieser Gefahr ist erfindungsgemäß in dem Ausführungsbeispiel
von der Sekundärspannung der Gestelldrossel4 eine Spannung abgeleitet, die über
einen Zwischenwandler 7 an einemSpannungsteilerwiderstand8 liegt. Auf diesen kann
ein Kontakt 9 eingestellt werden, so daß eine Zusatzspannung gewählter Größe an
die Anschlußklemmen des Relais 2 angelegt ist. Durch einen Kondensator io ist in
der Zeichnung angedeutet, daß diese Spannung eine Phasenlage erhalten soll, die
der Phasenlage des kapazitiven Erdschlußstromes über die Primärwicklungen der Wandler:
schalturig 3 ungefähr entspricht. Durch die Zusatzspannung wird idann in der Wicklung
des Relais 2 ein Zusatzstrom überlagert, der zur Kompensation der Falscherregung
des Relais 2 durch den über die Kapazitäten C, und Ck fließenden Strom geeignet
ist. Durch den Kondensator zo oder eine Drosselspule an seiner Stelle oder auch
durch Parallelschaltung einer Drosselspule oder eines Kondensators zur Wicklung
des Relais 2 und entsprechende Wahl der Anschlußweise an der Stelle i i im Sekundärkreis
der Gestelldrossel4 kann man die richtige Phasenlage des Zusatzstromes im Relais
2 einstellen.