-
Einrichtung zum Verhindern von Fehlauslösungen von richtungsabhängigen
Schutzeinrichtungen für durch Stern-Dreieck-Umspanner verbundene Netze In Leitungsnetzen,
die durch Stern-Dreieck-Umspanner miteinander verbunden sind, führen bei einem zweipoligen
Kurzschluß in dem einen Netz alle drei Phasenleiter des anderen fehlerfreien Netzes
kurzschlußähnliche Ströme. In solchen Fehlerfällen besteht die Gefahr, daß die Schutzeinrichtung
bzw. -einrichtungen des fehlerfreien Netzes infolge falscher Energierichtungsmessung
oder im Falle einer Distanzschutzeinrichtung auch infolge nicht impedanzgetreuer
Messung eine Fehlauslösung bewirkt.
-
Es ist bereits eine Einrichtung vorgeschlagen worden, durch welche
diese Schwierigkeiten behoben werden können und die sowohl ein richtungsgetreues
als auch impedanzgetreues Arbeiten der Schutzeinrichtung des einen Netzes bei Kurzschlüssen
in dem anderen Netz, also hinter dem Umspanner, gewährleistet. Es sind nun Fälle
denkbar, in denen zwar ein richtungsgetreues Arbeiten des Selektivschutzes, nicht
aber ein impedanzgetreues Erfassen des Fehlers erforderlich ist, sofern die Fehlerimpedanz
bei Kurzschlüssen hinter dem Umspanner eher zu groß, niemals aber zu klein gemessen
wird.
-
Die Erfindung zeigt nun einen Weg, um die vorerwähnten Schwierigkeiten
unter Berücksichtigung der ebenfalls erwähnten besonderen Verhältnisse in äußerst
einfacher Weise zu beheben. Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung vor, der Schutzeinrichtung
eine Differenzrelaisanordnung zuzuordnen, die abhängig
von der im
Kurzschlußfehlerfall vorhandenen Stromverteilung in dem durch die Schutzeinrichtung
überwachten Netz derart steuert, daß sowohl bei Kurzschlüssen in dem der Schutzeinrichtung
zugeordneten Netz als auch bei Kurzschlüssen in dem anderen Netz dem oder den Meßgliedern
der Schutzeinrichtung stets verkettete Spannungen zugeführt werden.
-
Infolge der Verwendung von verketteten Spannungen werden Nullpunktwiderstände,
Wandler od. dgl. zur Gewinnung der Phasenspannungen und besondere Hilfsrelais zur
Umschaltung von den verketteten Spannungen auf die Phasenspannung vermieden.
-
Weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand des in der Zeichnung
für ein Drehstromleitungssystem mit Umspannern der Schaltgruppe C2 veranschaulichten
Ausführungsbeispiels erläutert. Der Einfachheit halber sind in der Zeichnung lediglich
die für das Verständnis der Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes erforderlichen
Wechsel- und Gleichstromkreise der Schutzeinrichtung dargestellt.
-
In der Abbildung bedeuten R, S und T die Phasenleiter des Stromwandlersystems
am Einbauort der betreffenden Schutzeinrichtung. In dem Stromwandlersystem sind
zwei Anregeglieder A, und A" z. B. normale Überstromrelais, angeordnet, die
abhängig von dem Strom der entsprechenden Phasennetzleiter erregt werden und denen
in an sich bekannter Weise die richtungsgetreue und im Falle der Verwendung eines
Distanzschutzes auch die impedanzgetreue Auswahl der zuzuführenden verketteten Spannungen
und Ströme obliegt. Ferner sind drei Differenzrelais C,, C, und C, mit je drei von
den Wandlerphasenströmen erregten Wicklungen vorgesehen. Diese z. B. als Kippglieder
ausgebildeten Relais sind so eingestellt, daß sie nur dann ansprechen, wenn der
Strom des ihnen zugeordneten Stromwandlerphasenleiters größer ist als die vektorielle
Differenz der in den. anderen beiden Stromwandlerphasenleitern fließenden Ströme.
Es spricht- also z. B. das Differenzrelais C. nur dann an, wenn IR > Is
^- IT ist.
-
Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung natürlich
nicht beschränkt ist,- ist die Anordnung so getroffen, daß der eigentliche Strommeßpfad
u= des Richtungsgliedes und gegebenenfalls auch des Distanzmeßgliedes über eine
Umschalteinrichtung im Nebenschluß zu in Stern geschalteten Impedanzen, z. B. Ohmschen
Widerständen oder Induktivitäten X, , X" X" geschaltet ist. Die Umschalteinrichtung
besteht erfindungsgemäß aus zwei Kontakten t-,1 und b, 1, die von. zwei Zwischenrelais
B,
bzw. BZ betätigt werden. Durch entsprechende von denselben Zwischenrelais
betätigte Kontakte t-,2 und b, 2 wird auch der Spannungsmeßpfad u" des Richtungsgliedes
und gegebenenfalls auch der des Distanzmeßgliedes, der an das Spannungswandlersystem
v, s, t angeschlossen ist, gesteuert. Die Hilfsrelais B, und B t werden
nach der Erfindung ihrerseits durch Kontakte a, und a, der Anregeglieder
A, bzw. A t gesteuert und durch Kontakte c" c, und c, der Differenzrelais
C" C, bzw. C, zusätzlich beeinflußt.
-
Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ist kurz folgende: Es
sei angenommen, daß der mit R1, S1, T, bezeichnete Netzteil auf der Sternseite und
der mit R2, S2, T2 bezeichnete Netzteil auf der Dreieckseite eines die beiden Netzteile
miteinander verbindenden Umspanners mit der Schaltgruppe C2 liegt, Bei einem .Kurzschluß
in dem Netzteil R1, S1, T1 kommen bei der diesem Netzteil zugeordneten Schutzeinrichtung
lediglich die den fehlerhaften Phasen zugeordneten Anregeglieder, z. B. im Fehlerfall
R-5 das Anregeglied A" nicht aber, infolge der Stromverteilung in diesem Netzteil,
die Differenzrelais C, , CS , CL zum Ansprechen. Es wird also in allen Kurzschlußfällen
den Meßpfaden u= und u" der in dem fehlerhaften Netz angeordneten Schutzeinrichtung
je eine dem verketteten Strom bzw. der verketteten Spannung der am Fehler beteiligten
Phasenleiter proportionale Meßgröße zugeführt.
-
Tritt dagegen ein zweipoliger Kurzschluß in dem Netzteil R2, S2, T2
auf, so werden nicht nur die am Fehler beteiligten Phasen des Netzes R2, S2, T2,
sondern auch sämtliche Phasenleiter des Netzteils R1, S1, T, Kurzschlußströme führen.
.Infolge der eigentümlichen Transformation der Fehlerströme in dem Stern-Dreieck-Umspanner
der Schaltgruppe C2 wird sich eine solche Stromverteilung in dem Netz Rl, S1, T1
ergeben, daß bei einem Kurzschluß T2 R2 derPhasenieiter R1, ,bei einem Kurzschluß
R2 S2 der Phasenleiter S1 und bei einem Kurzschluß S2-T2 der Phasenleiter T1 einen
doppelt so großen Strom führt wie die beiden anderen Phasenleiter. Es werden also
zumindest die Anregeglieder derjenigen Phasenleiter zum Ansprechen kommen und ihre
Kontakte schließen, die den doppelten Strom führen, sofern in diesen Phasenleitern
ein Anregeglied- vorgesehen ist. Bei ausreichender Höhe des Gesamtkurzschlußstromes
wird auch das Anregeglied der anderen Phase oder Phasen ansprechen: Gleichzeitig
kommen bei einem Kurzschluß T2 R2 das Relais C,., bei einem Kurzschluß R2 S2 das
Relais C5 und bei einem Kurzschluß SZ- T2 das Relais C, des Netzes R1, Sl, T1 zum
Ansprechen.
-
Es werden also z. B. bei einem zweipoligen Kurzschluß S2-T2 hinter
dem Umspanner im Gleichstromkreis- die Kontakte a, und gegebenenfalls
a, der beiden Anregeglieder A, bzw. A,. geschlossen sowie der Kontakt
c, geöffnet, so däß lediglich das Hilfsrelais B t zum Ansprechen kommt und
seine Kontakte -bi 1 und bt 2 umlegt. Dem Spannungsmeßpfad u" wird also im
angenommenen Fehlerfall eine der verketteten Spannung zwischen den vom Fehler betroffenen
Netzphasenleitern entsprechende Meßgröße und dem Strömmeßpfad ui eine dem verketteten
Strom dieser Phasenleiter entsprechende Meßgröße zugeführt. In den anderen Kurzschlußfällen
werden die beiden Meßpfade in entsprechender Weise beaufschlagt.
-
Die auf der Dreieckseite des Umspanners angeordnete Schutzeinrichtung
ist in derselben Weise geschaltet und arbeitet bei Kurzschlüssen auf der Sternseite
des Umspanners in entsprechender Weise.
-
Man erkennt, daß bei allen Kurzschlußfehlern hinter dem Umspanner
die tatsächliche Fehlerenergierichtung festgestellt wird. Ein gegebenenfalls vorhandenes
Impedanzmeßghed wird zwar eine zu hohe Impedanz messen, jedoch ist dies voraussetzungsgemäß
ohne Bedeutung, da auf jeden Fall eine Fehlauslösung infolge Messung einer zu kleinen
Fehlerimpedanz
vermieden wird. Es kann dann durch die Anordnung
nach der Erfindung mit der Distanzschutzeinrichtung, die dem speisenden, also vor
dem Umspanner liegenden Netzteil zugeordnet ist, eine richtungsabhängige Grenzzeitstaffelung
durchgeführt werden.
-
Es ist noch darauf hinzuweisen, daß bei dem gewählten Ausführungsbeispiel
die Kontakte 'der Differenzrelais grundsätzlich so angeordnet sind, daß sie eine
selbständige Anregung des Schutzes ohne Mitwirkung der Anregeglieder A ,. und A
t nicht vornehmen können.
-
Bei verhältnismäßig kleinen Kurzschlußströmen kann es unter Umständen
vorkommen, daß bei Auftreten des doppelten Stromes in demjenigen Phasenleiter, dem
kein Überstromanregeglied zugeordnet ist, überhaupt keine Anregung des Schutzes
durch die in den anderen Phasenleitern vorgesehenen Anregeglieder erfolgt. Falls
dies für die Betriebsführung nicht erwünscht ist, kann durch einen zusätzlichen,
in geeigneter Weise geschalteten Arbeitskontakt e,', des Differenzrelais,
das der Phase ohne Anregeglied zugeordnet ist, dennoch eine Anregung des Schutzes
herbeigeführt werden, wie dies aus der gestrichelten Leitungsverbindung in dem Gleichstromkreis
der veranschaulichten Schutzeinrichtung hervorgeht.
-
Es ist überdies nicht grundsätzlich erforderlich, den Strommeßpfad
des Richtungs- oder Distanzmeßgliedes bei Fehlern hinter dem Umspanner den der verketteten
Spannung entsprechenden verketteten Strom zuzuführen, sondern es genügt auch, den
größten der drei Phasenströme auszuwählen und dem betreffenden Meßglied zuzuführen.
-
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die Anwendung für Netze mit
Umspannern der Schaltgruppe C2 beschränkt, sondern kann auch gegebenenfalls bei
Vornahme sinngemäßer Phasenvertauschungen für Netze mit Umspannern anderer Schaltgruppen
Anwendung finden.