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Distanzschutzeinrichtung für Netze mit mehreren parallelen Leitungen
Die Erfindung betrifft eine Dnstanzschutzeinrichtung für Netze, welche aus mehreren
parallelen Leitungen bestehen. Es ist üblich, bei diesen Netzen jede Leitung für
sich am Anfang und am Ende mit Distanzschutzrelais und den dazugehörigen Leistungsschaltern
zur Unterbrechung der Überströme, insbesondere von Kurzschlußströmien, auszurüsten.
Das ergibt jedoch einmal eine verhältnismäßig große Anzahl von Relais und damit
einen großen Kostenaufwand, andererseits bedingt die große Anzahl von Relais selbst
wieder eine mögliche Störungsquelle für das zuverlässige Arbeiten der Distanzschutzeinrichtung.
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Durch die Erfindung sollten diese Nachteile vermieden werden. Zu diesem
Zweck wird die Anordnung so getroffen, daß bet parallelen Leitungen jeweils am Anfang
und am Ende der Leitungen nur eine für alle parallelen Einzelleitungen gemeinsame
Schutzeinrichtung vorgesehen ist, die vorzugsweise vom Summenstrom erregt wird.
Diesle Relaiseinrichtungen steuern die für jeden der parallellen Leitungen getrennt
vorgesehenen Leistungsschalter. Insbesondere hat die Erfindung für Bahnnetze Bedeutung.
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Nachsstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung in einigen Ausführungsbedspielen
noch näher erläutert.
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In Fig. 1 ist zunächst die bekannte Netzschutzanaordnung dargestellt.
Es handelt such dabei um eine Doppelleitung zwischen den Leitungsknotenpunkten A
und B. Jede Leitung besitzt den Widers,tandswert U und ist für sich an dien beiden
Enden
mit Leistungsschaltern 1 bis 4 und Distanzschutzeinrichtungen
5 bis 8 ausgerüstet. Die Distanzschutzeinrichtungen schützen richtungsempfindlich
mit ihrer ersten Stufe den Impedanzwert Z und mit ihrer zweiten Stufe den Impedanzwert
2 .Z.
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Eine wesentliche Vereinfachung wird nun gemäß der Erfindung dadurch
erreicht, daß, wie Fig.2 zeigt, das aus den beiden parallelen Leitern bestehende
Netz nur durch zwei Distanzschutzeinrichtunigen 9 und 1 o geschützt wird, die vorzugsweise
vom Summenstrom, der in den Leitern fließt, erregt werden. Damit ergibt sich der
Schutzbereich zwischen den beiden Knotenpunkten A und B nach Fng. 2 für die Distanzrelais
in der ersten Stufe zu Z und in der zweiten Stufe zu Z. Die Distanz-2
schutzeinrichtung
9 steuert hierbei gleichzeitig die beiden Schaltier 1 und 2 und die Schutzeinrichtung
1o die Schalter 3 und 4 der parallelen Leitungen. Entsteht auf einer Leitung ein
Kurzschluß, dann werden sämtliche Leitungen zwischen A und B abgeschaltet.
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In der Regel wird aber dieser Zustand nur vorübergehend sein; denn
isst z. B. die Leitung mit den Schalbern 2 und 4 von einem Kurzschluß betroffen,
so besteht kein Hindernis, die andere Leitung mit den Schalbern 1 und 3 so gleich
wieder in Betrieb zu nehmen. Zu diesem Zweck werden nach der weiteren Erfindung
die Schalter 1 bis 4 mit Abfallverzögerungsrelais versehen, die beim Wiedereinschalten
von Hand oder selbsttätig durch die Bewegung des Schalters gesteuert werden und
die Distanzrelais mit ihrer zweiten Stufte erregten. Infolgedessen wird beim Wiedereinschalten
der bei-'den, parallelen Leitungen durch den angeschalteten Distanzschutz nur noch
die kranke Leitung sofort wieder ausgeschaltet. Die Wiedereinschaltung der Einzelleitungen
erfolgt dabei selbsttätig und zeitlich nacheinander. Häufig werden die parallelen
Leistungen zwischen den Knotenptnkten A und B (Fig.2) durch Kupplungsschalter verbunden.
Um nun einerseits die Distanzschutzmessung sowie die Bestimmung der kranken Leitung
zu ermöglichen, isst es erforderlich, die Kupplungsschalter zeitlich mach der ersten
Stufe bespielsweise auf Überstrom auszuschalen. Der Kupplungsschalter wird erst
nach Inbetriebnahme des gesamten Leitungsnetzes wieder eingelegt.
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Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das Abfallverzögerungsrelais
i i, das über einen Vorwiderstand 12 und einen Schließkontakt 13 an die Gleichspiainnu
ingsquelle 14 isst. Ein Kondensator 1 5 ist zur Erreichung der Abfallverzögerungszeit
dem Relais 1 1 parallel geschaltet. Hierbei wird der Schleißkontakt 13 von der Schalterbewegung
in der Art gesteuert, daß der Kontakt in der »Aus«- und »Ein«-Stellung des Leistungsschalters
geöffnet, während der Schalterbewegung jedoch geschlossen ist. Die Abfallverzögerungszeit
ist so bemessen, daß das Distanzrelais 16 ungehindert seine Schutzwirkung ausüben
kann. Das. Verzögerungsrelais schaltet mittels des Umschaltkontaktes 17 während
des Ansprechens die zweite Stufe für das Distanzrelais beispielsweise dadurch ein,
daß der Leitungsstrom zur Speisung des Distanzrelais durch den Übersetzumgswlandler
18 erhöht wird. Hierbei wird der Leitungsstrom übler den Stromwandler 1 9 Lund den
dazu parallel geschalteten Shunt 2o der betreffenden gemeinsamen Zuführungsleitung
21 des Leitungsnetzes entnommen.
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Fig. 4. zeigt die beiden Schaltermagnete 22 und 23 des Lemtungsnetzes,
Fig.2 beispielsweise der Schalter 1 und 2, die vorzugsweise als Haltemagnete ausgebildet
sind. Beide Magnete werden von den Kontakten 24 und 25 der Distanzeinrichtung 9
dadurch gesteuert, daß der leine Kontakt dem Richtungsglied und der andere dem Impedanzglied
zugeordnet isst.
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Fig.5 stellt die Schaltung zur selbsttätigen Bestimmung der vom Kurzschiuß
betroffenen Leitung durch Wiedereinschalten der Leistungsschalter dar. Hiernach
besitzt das Zeitrelais 26 die Kontakte 27, 28, 29 und 30 und ist über die Kontakte
31, 32 und 33 an das Gleichspannungsnetz 14 angeschlossen. 33 ist ein Handschalter,
während die Korntakte 31 und 32 entweder vom Distanzrelais oder von den beeiden
Leistungsschaltern, beispielsweise 1 und 2 (Fig. 2), gesteuert werden. 34 und 35
bedeuten die Einschaltmagnete der Schalter. Nach erfolgtem Kurzschluß wird daher
das Zeitrelais beispielsweise durch die Schalterkontakte 3 1 (bzw.32) in Betrieb
genommen, während das Re-1ails nacheinander die Einschaltmagnete 3 4 und 3 5 mittels
der Kontakte 29 und 30 betätigt. Der Kontakt 27 (bzw. 28) hat nun die Aufgable,
das Zeitrelais sofort außer Betrieb zu setzen, wenn beispielsweise die gesunde Leitung
zuerst wieder eingeschultet wurde. zDer Kontakt unterbricht also kurzzeitig den
Stromkrens des Zeitrelais vor den Einschalten der zweiten kranken Leitung. Erfolgt
die Einschaltung in umgekehrtem Senne, dann ist der geöffnete Kontakt 31 (bzw. 32)
wiederum geschlossen und das Relais übernimmt auch die zweite Wiedereinschaltung
für die zweite Leitung, während der Kontakt 28 (bzw. 27) dann das außer Betrieb
setzt. Die Zeitrelais im Knotenpunkt A und B laufen hierbei gleichzeitig und in
gleicher Leistungsfolge ab.
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Eine weitere Vervollkommnung dieser Schaltordnung wird durch die Anwendung
der an sich bekannten mechanischen oder elektrischen Kurzschlußfortschalteinrichtungen
erreicht. Die Wirkungsweise muß jedoch insbesondere in der Art erfolgen, daß auch
hier erfindungsgemäß die Wiedereinschaltung der Einzelleitugen nacheinander vorgenommen
wird. Daher erhält das Zeitrelais 26 mach Fig. 6 die Kontakte 29, 30, 36 und 37.
zDer Kontakt 36 ist den beiden Einschaltkontakten des Zeitrelais 31 und 32 parallel
gesdhaltet und gewährleistet einen vollkommenlen Ablauf (Vornahme zweier Wiedereinscha:ltungen
nach Fig.2). Am Ende des Ablaufs schalstet sich das Relais ;durch -den Kontakt 36
selbsttätig ab. Zu ;diesem Zweck hqgt parallel zur Wicklung ein Verzögerungskondensiator
38. Dieir Kontakt 37 hat die Aufgabe, den Haltemagnet 22 während -der Einschakung
der zweiiteig Kurzschlußfortschaltung
in seiner eventuellen »Ein«-Stellung
zu halten, indem er beispielsweise die Kontakte 24 und 25 kurzschließt. Um dies
zu ermöglichen, sind die Konitakte 24 und 25 nach Fig. 4 in je zwei (24 und 24',
25 und 25') aufgeteilt, wobei ein jedes Paar den Haltemagnet eines Schalters betätigt.