DE884982C

DE884982C - Schutzeinrichtung fuer elektrische Mehrphasenleitungen

Info

Publication number: DE884982C
Application number: DEA8566D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-06-05
Filing date: 1931-06-03
Publication date: 1953-07-30
Also published as: FR711986A; BE380305A; GB383972A; US2075709A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBENAM 30. JULI 1953

A 8566 VIIIb/21 c

Es sind Schutzeinrichtungen für elektrische Mehrphasenleitungen bekannt, bei denen den Arbeitsströmen überlagerte Hochfrequenzströme verwendet werden. Damit nun die hochfrequenten Ströme jederzeit dieselben Bedingungen längs der Leitung, über die sie gesandt werden, finden, hat man bereits Einrichtungen getroffen, bei denen der zu überwachende Leitungsabschnitt zur Hochfrequenzübertragung dient, wenn er selbst ungestört ist. Dies ist dann der Fall, wenn der Fehler außerhalb liegt. Aus diesem Gründe hat man die Schutzeinrichtung so ausgebildet, daß Hochfrequenzströme bei einem Fehler im Netz außerhalb des zu überwachenden Netzteiles von dessen einem Ende zum anderen in Abhängigkeit von dem Ansprechen von Energierichtungsrelais ausgesandt werden und die Auslöseeinrichtungen verriegeln. Dadurch wird vermieden, daß bei einem Fehler außerhalb des zu überwachenden Leitungsteiles trotz des Auftretens eines Überstromes eine Abschaltung des zu überwachenden Anlageteiles erfolgt, so daß der Fehler nur an der Fehlerstelle losgetrennt ist.

Die Erfindung schlägt nun vor, bei einer derartigen Schutzeinrichtung die Energierichtungsrelais von der Leistung der gegenläufigen oder der Nullkomponente des Mehrphasensystems abhängig zu machen. Die Abhängigkeit von der Leistung der gegenläufigen oder der Nullkomponente des Mehrphasensystems hat im Gegensatz zu den üblichen Energierichtungsrelais zur Folge, daß das auf das Relais wirkende Drehmoment um so größer wird, je näher der Einbauort des Relais dem Fehlerort liegt. Gerade die dem Fehler am nächsten liegenden Relais müssen aber die Verriegelung der Auslöseeinrichtungen durchführen. Diese Verriegelung wird also bei der erfindungsgemäßen Ausbildung

der Relais mit entsprechend erhöhter Sicherheit durchgeführt, so daß Fehlschaltungen ausgeschlossen werden. Weiterhin zeichnen sich diese Relais durch ihre größere Ansprechempfindlichkeit und Ansprechgeschwindigkeit aus gegenüber den Relais ■der gewöhnlichen wattmetrischen Bauart. - In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. In Abb. ι ist die zu schützende Leitung mit ι bezeichnet (diese Leitung ist ίο schematisch aus Gründen der Klarheit durch einen einzigen Strich 'dargestellt; es handelt sich aber um eine vielphasige Leitung). Die Leitung liegt zwischen den Sammelschienen 2 und 2' von zwei Stationen, die mehr oder weniger entfernt sind. Die Leitung 1 geht an jedem Ende durch Schalter 3 und 3' hindurch, von denen jeder mit einer selbsttätigen Öffnungsvorrichtung, die durch Spulen 4 und 4' betätigt wird, versehen ist. An jedem Ende der Leitung sind. Stromrelais 5 und 5' vorgesehen, deren Erregerspulen durch Stromwandler 'gespeist werden, die an der Leitung 1 liegen, aber aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt worden sind; diese Relais schließen ihre Kontakte, wenn der Strom in den Phasen der Speiseleitung einen vorher bestimmten Wert -übersteigt. Es sind außerdem zwei Relais 6 und 6' vorgesehen, deren Kontakte gewöhnlich geschlossen sind; das Relais 6 öffnet seine Kontakte, wenn die Station 2' einen hochfrequenten Strom in die Speiseleitung sendet, und das Relais 6' öffnet seinerseits seine Kontakte, wenn die Station 2 einen hochfrequenten Strom in die gleiche Speiseleitung schickt. Es ist gleichgültig, ob das Relais 6 seine Kontakte öffnet oder nicht, wenn die Station 2' ihren hochfrequenten Strom aussendet.

Es sind schließlich zwei Relais 7 und 7' vorgesehen, die Rückleistungsrelais darstellen. Nach der Erfindung sind diese nun so ausgebildet,, daß sie nur der Wirkung der gegenläufigen oder der NuIlkomponente der Leistung unterworfen sind.

Wenn die Ströme und Spannungen normal sind, werden die beweglichen Kontakte 8 und 8' der Leistungsrelais 7 und 7' durch eine Feder gegen die festen Kontakte 9 und 9' gehalten. Diese Kontakte 9 und 9' sind mit den "gewöhnlich geschlossenen Kontakten der Relais 6 und & verbunden. Die letzteren sind ihrerseits mit den gewöhnlich offenen Kontakten der Relais 5 und 5' verbunden, an die die Schaltspulen 4 und 4' angeschlossen sind.

In jeder der Stationen 2 und 2' befindet sich, eine Ortsbatterie 10 und 10', die die Spülen 4 und 4'

. mit Strom speist, wenn alle Relais ihre Kontakte

geschlossen haben. - ■ - -

Bei jeder Station 2 und 2' ist- noch ein Generatorsystem für. hochfrequente Ströme 11 und ir' und ein Empfangssystean für diese hochfrequenten

/. Ströme 12 und 12' vorgesehen. Diese Generator- und: Etnpfangssysteme können von beliebiger Art sein, sie sind mit der Leitung oder mit der Speise-· leitung ι durch geeignete Koppelsysteme, z.B. durch Kondensatoren 13 und 13', verbunden.

Jede Empfangsvorrichtung 12 und 12' erregt, sobald-Ströme entsprechender Frequenz auftreffen, eines der Relais 6 und 6', um so deren Kontakt zu öffnen.

Es sind ferner, wie schematisch dargestellt, Transformatoren 14 und 14' angeordnet, die die Sende- und Empfangsvorrichtüngen mit den Koppelkondensatoren 13 und 13' verbinden. Schließlich sind noch Sperrkreise 15 und 15' bekannter Art vorgesehen, die dazu bestimmt sind, die Fortleitung der Ströme hoher Frequenz über die zu schützende Leitung hinaus zu verhindern.

Die'Wirkungsweise der Sendevorrichtungen 11 und 11' wird gesteuert durch die besonderen Leistungsrelais 7 -und 7'. Wenn diese Relais in Ruhestellung sind, d.h. wenn ihre beweglichen Kontakte 8 und 8' sich gegen die festen Kontakte 9 und 9' legen, ist der Speisest-romkreis der Sendevorrichtungen 11 und 11' offen, und eine Aussendung von hochfrequenten Strömen findet nicht statt.. . -........'..

Sobald die Relais 7 und 7' in Wirkung in der Arbeitsstellung kommen, d. h. sobald ihre beweglichen Kontakte 8 und 8' mit den Kontaktbolzen 16 und 16' in Kontakt kommen, schließt sich der Speiseströmkreis der entsprechenden Sendevorrichtung, und die Aussendung von hochfrequenten Strömen beginnt.

Die Speiseleitungen jedes Relais 7 und 7' sind derart, daß die beweglichen Kontakte 8 und 8' in der Stellung, in der sie sich gegen die festen Kontaktbolzen 9 und 9' legen, so lange verbleiben, bis eine gegenläufige oder eine Nulleistung aus _: der Speiseleitung zu den Sammelschienen der entsprechenden Stationen 2 und 2' fließt; andererseits legen sich die beweglichen Kontakte 8 und 8' gegen die Bolzen 16 und 16', wenn eine gegenläufige oder die Nulleistung aus den Sammelschienen der Unterstationen 2 und 2' in die Leitung strömt.

Die Anordnung ,arbeitet also in folgender Weise: Unter normalen Verhältnissen, wenn kein Fehler vorhanden ist, sind die Kontakte der Relais 5 und 5' offen, und die Schaltspulen 4 und 4' werden nicht gespeist; die Leistungsrelais sind in Ruhestellung, und eine Aussendung von hochfrequenten Strömen findet nicht statt.

Wenn ein Fehler in der zu schützenden Leitung zwischen 'den Stationen 2 "und 2' auftritt," strömt die gegenläufige öder die Nullkomponente der Leistung aus der Leitung in die Sammelschienen. Die Leistungsrelais 7 und 7' sind nun so eingeregelt, daß sie bei dieser Richtung des Flusses der gegenläufigen oder der Nullkomponente der Leistung in der der Ruhestellung entsprechenden Stellung verbleiben. Die beweglichen Kontakte 8 und 8' liegen gegen die Kontakte 9 und 9' an, und die Aussendung von hochfrequenten Strömen unterbleibt, die Relais 6 und 6' bleiben also geschlossen. Indessen schließen die Relais S und 5' ihre Kontakte, und die Schaltspulen 4 und 4' werden erregt. Die Speiseleitung 1 wird an ihren Enden abgeschaltet. -

"Es sei nun angenommen,- daß in dem Netz ein Fehler entsteht, der außerhalb einer der Stationen 2 und 2', beispielsweise rechts von 2', liegt. Bei der

Station 2 fließt nun die gegenläufige oder die Nullkomponente der Leistung aus der Speiseleitung in die Sammelschiene. Bei der Station 2' fließt sie aber aus den Sammelschienen in die Speiseleitung. Der bewegliche Kontakt 8' des Leistungsrelais 7' legt sich also gegen den Bolzen 16' und verursacht dadurch die Aussendung eines hochfrequenten Stromes, der seinerseits die Öffnung des Relais 6 der Station 2 bewirkt. Die Schaltstromkreise

to werden auf diese Weise sowohl bei der Station 2 als auch bei der Station 2' geöffnet, und keiner der Schalter 3 und 3' öffnet sich, trotz des Schließens der Leistungsrelais 5 und 5'.

Die Relais 5 und 5' können weggelassen werden, wenn die Schalter 3 und 3' sich nur im Falle eines Fehlers öffnen sollen, der in der Leitung 1 entsteht, und nicht im Falle von Überströmen in den verschiedenen Phasen. Es genügt dann, Leistungsrelais zu benutzen derart, daß die Ruhestellung (diejenige, die den Zeitabschnitten entspricht, wo kein Fehler im Netz vorhanden ist) ihres beweglichen Kontaktes 8 eine neutrale Stellung zwischen den festen Kontakten 9 und 16 ist. Der Kontakt 9-8 muß dann geschlossen werden, wenn Fehler in der zu schützenden Leitung 1 auftreten. Anderer-' seits muß der Kontakt 8-16 geschlossen werden bei einem Fehler, der außerhalb der Leitung liegt.

Es zeigt sich, daß in allen Fällen das Verfahren

gemäß der Erfindung ohne Verzögerung arbeitet und infolgedessen keine wesentliche Genauigkeit in der Wirkungsweise der verschieden benutzten Relais noch eine feine Regelung erfordert; die Sendevorrichtungen für die hochfrequenten Ströme arbeiten nur während der Dauer eines Fehlers außerhalb der zu schützenden Leitung. Schließlich dienen die hochfrequenten Ströme nur als Verriegelungselement und tragen nicht unmittelbar zu der Wirkungsweise der Schaltvorrichtungen bei. Bei einem Aussetzen der Sende- oder Empfangsvorrichtungen kann also höchstens ein Abschalten zur falschen Zeit eintreten.

Die Leistungsrelais 7 werden vorteilhaft so ausgebildet, daß sie so schnell wie möglich ansprechen. Die Stromrelais 5 können dagegen etwas verzögert sein, beispielsweise V10 Sekunde. Schließlich können die Relais 7, da sie durch die nur bei einem Fehler auftretenden Leistungskomponenten beeinflußt werden, so empfindlich, wie es wünschenswert ist, eingestellt werden. Sie können z. B. bei Fehlerströmen ansprechen, die geringer sind als der Normalstrom.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist nur die Ausrüstung eines Endes der Leitung schematisch dargestellt, da die Ausrüstung des anderen Endes mit dieser identisch ist.

Bei dieser Anordnung ist das Leistungsrelais 7 der Anordnung nach Abb. 1 mit der Sendevorrichtung für die hochfrequenten Ströme 11, die durch eine Dreielektrodenröhre versinnbildlicht ist, kombiniert worden. Dieses ist so angeordnet, daß sie nur in Wirkung kommt, wenn die gegenläufige oder die Nulleistung von den Sammelschienen 2 in die Speiseleitung 1 strömt. Um diese Wirkung zu erreichen, kann die Spannung für die Anodenplatte 17 der Sendevorrichtung durch die Stromwandler der Speiseleitung geliefert werden, die derart mit derselben verbunden oder derart mit Filtern versehen sind, daß diese Spannung nur eine Funktion der gegenläufigen Komponente oder der Nullkomponente der Ströme in der Speiseleitung ist. Bei dem Einleiterschema der Abb. 2 sind diese Stromwandler durch die Spule 18 angedeutet. Andererseits kann dem Gitter 19 der Senderöhre, die durch irgendwelche bekannte Verfahren mit dem Schwingungskreis der Sendevorrichtung verbunden ist, eine Spannung zugeführt werden, die entweder der gegenläufigen Komponente oder der Nullkomponente der Leitungsströme proportional ist. In der Abb. 2 stellt der einfache Kondensator 20 das System dar, das dazu dient, eine dieser Spannungskomponenten abzuleiten. Die Richtung der Spulen der Transformatoren 18 und die Phase der Spannung, die sie den Anodenplatten 17 zuführen, sind derart geregelt, daß, wenn z. B. die nacheilende Komponente der Leistung von der Leitung 1 zu den Sammelschienen 2 strömt, diese Anodenspannung in dem Augenblick negativ ist, wo die dem Gitter zugeführte Spannung positiv ist. Da die Sendeeinrichtung nur in den Augenblicken arbeiten kann, wo die Anodenspannung positiv ist, bleibt sie außer Tätigkeit, solange die gewählte Komponente der Leistung von der Leitung 1 zu den Sammelschienen 2 strömt.

Andererseits tritt die Sendeeinrichtung bei jedem Halbwechsel des Fehlerstromes in Tätigkeit und schickt Wellenzüge in die Leitung, die die Öffnung der Verriegelungsrelais 6 bewirken, wenn die von der Leistung abgeleitete Komponente von den Sammelschienen 2 nach der Leitung 1 fließt und die der Anode und dem Gitter zugeführten Spannungen gleichzeitig positiv oder negativ werden.

Claims

PATENTANSP RÜCHE:

1. Schutzeinrichtungen für elektrische Mehrphasenleitungen mit Hilfe von den Arbeitsströmen überlagerten Hochfrequenzströmen, die bei einem Fehler im Netz außerhalb des zu überwachenden Netzteiles von dessen einem Ende bis zum anderen in Abhängigkeit von dem Ansprechen von Energierichtungsrelais ausge- no sandt werden und die Auslöseeinrichtungen verriegeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Energierichtungsrelais von der Leistung der gegenläufigen oder der Nullkomponente des Mehrphasensystems abhängig sind.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussendung der. Hochfrequenzströme außer von dem Ansprechen der Energierichtungsrelais von dem Ansprechen von Uberstromrelais abhängig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen