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Einrichtung für die Phasenwahl beim Kurzschluß-Schutz einer Mehrphasenleitung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Phasenwahl des abzuschaltenden Schalterpols
oder für das Einschalten des gemeinsamen Netzschutzrelais bei Einrelaisschaltungen
mittels Minimalspannungsrelais für jede Phase beim Kurzschluß-Schutz einer Mehrpliasenleitung.
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Bei Kurzschlüssen auf Mehrphasenleitungen wird vielfach nur die kranke
Phase ab- und wieder.eingeschaltet. Der von den Sdhutzrelais abgegebene Auslösebefehl
zum Leitunghszchalter muß dann' zu dem richtigen Schalterpol geleitet werden. Dies
ist besonders wichtig, wenn der Auslösebefehl durch eine Hilfsverbindung (Hochfrequenz-
oder Drahtverbindun ) v -
g on einem Leitungsende zum
anderen hinübergebracht wird und in der Empfangsstation kein Schutzrelais-anspricht.
Es ist darmeinePhasenwahl nötig. Eine solche Phasenwahl ist unter Umständen auch
-für den Schutz selbst erforderlich, wenn es sich um ,eine sogenannte E.inrelaisis,dhaltifng
handelt, in welcher ein gemeinsames Relais für alle drei Phasen vorhanden ist, dem
die nötigen Ströme und Spannungen, entsprechend der fehlerhaften Phase, zugeführt
werden müssen.
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Für' die Phasenwahl werden vielfach Unterimpedanzrelais verwendet.
Ihr Ansprechen ist ab-er bei Kurzschluß am Leitungsende unsichere wenn
die
Ströme klein sind. Man verwendet deshalb oft Minimalspannungsrelais, um die kranke
Phase festzustellen. Bei Kurzschluß am Ende einer langen Leitung wird,aber unter
Umständen die Spannung nur wenig zusammenbrechen, so daß ein eindeutiges Kriterium
dann nicht mehr vorliegt. Es is.t des-halb schon vorgeschlagen. worden, diese Organe
zu kompoundieren, d. h. sie zu speisen durch das Abbild der Spannung
an einen entfernten Punkt auf der geschützten Leitung, z. B. in Leitungsmitte; die
Spannung ist somit komppundiert. Das Abbild wird so gewonnen, daß von der Spannung
am Einbauort des Schutzes der Spannungsabfall durch den Kurzschlußstrom in einer
Ersatzimpedanz für die Leitungsstrecke bis zum gewünschten Punkt, für welches das
Abbild gewünscht wird, subtrahiert wird.
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Durch diese Maßnahme wird die Spannung e,i,nes gewünschten Punktes
der Leitung, meist die Mitte, dem Schutz nachgebildet. Dies gilt aber nur so weit,
als der Kurzschluß außerhalb der Strecke Einbauort-Nachbildungspunkt liegt. Tritt
der Fehler zwischen diesen beiden Punkten auf, so wird der Spannungsabfall am Abbild
größer als die Spannung am Einbauort des Schutzes. Bei großen Strömen, besonders
in unmittelbarer Nähe des Schutzes, kann dieser Spannungsabfall so groß werden,
daß er ein Ansprechen des Relais unmöglich macht. Dieser Nachteil kann zwar durch
Sättigung der Ersatzimpedanz etwas geschwächt werden, es ist aber schwer, eine genügend
große Sättigung zu erreichen.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Minimalspannungsrelais wattmetrische
Relais sind, deren beide Spulen am Einbauort von der zugehörigen Spannung ü#er einen
Spannungswandler gespeist werden, wobei im Stromkreis der einen Spule Impedanznachbildungen
eines Teiles der geschützten Strecke eingeschaltet sind, welche selbst durch die
über die Leistungsstromwandler gelieferten Ströme gespeist werden, so daß an dieser
Wicklung des wattmetrischen Relais die Spannung an einem entfernten Punkt der Leitung
nachgebildet wird.
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Die Erfl,#dung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels An einem erläutert.
Sammelschienensysteni io ist die zu schützende Leitung 4 mit den Phasenleitern R,
S, T
über die Leitungsschalter 5 angeschlossen. Die Auslösespulen
5" jedes einzelnen Yhasenschalters sind über Kontakte i" --" 3, im Stärungsfall
auslösbar. Die Betätigung dieser Kontakte erfolgt dur ' ch die Minimalspannungsrelais
1, 2, 3. Diesen Kontakten ist ein Kontakt 8 vorgeschaltet,
der z. B. einem Empfangsrelais angehört, welches der Auslösebefehl vom anderen Leitungsende
über eine Hochfrequenz-oder eine Drahtverbindung erhält. Die Minimalspannungs:#elais
sind wattmetrische Relais mit je
zwei Spulen la-Ib, 2"-2b, 3a-3b. liiese,
Spulenpaare sind am Einbauort der Einrichtung zum Spannungswandler 7 geführt
und werden über diese von der zugehörigen Spannung gespeist, im vorliegenden Fall
durch die jeweilige Phasenspannung gegen Erde. Die Spulen Ia, 2a, 3" sind direkt
an die entsprechenden Sekundärwicklungen von 7 geführt. In den Stromkreisen
der Spulen lb, 2b, 3b sind Impedanznachbildungen 11, 12, 13 nachgeschaltet.
Diese Nachbildungen entsprechen den Impedanzwerten eines Teiles der geschützten
Leitungsstrecke. Diese Impedanzen werden durch über Stromwandler 6 transformierte
Phasenteilströme der zu schützenden LeitungsstreCke4 gespeist. Die Einspeisung auf
die Nachbildungen, welche aus einer Parallerschaltung eines Widerstandes und einer
Drosselspule bestehen, erfolgt über eine auf den Drosselspulenangebrachte Primärwicklung.
Auf die Relaiswicklungen lb, 2b, 3b wirken somit die einzehlen über
den Spannungswandler7 reduzierten Phasenspaimungen sowie Spannungen, herrührend
von den entsprechend reduzierten Phasenströmen der zu schützenden Leitung. Der Abgleich
dieser Spannungen erfolgt so, daß am Relais eine Spannung entsteht, die der Spannung
an einem bestimmtenentfernten Punkt der Leitung nachgebildet wird. Im normal#ii,
nicht gestörten Betrieb ist die Spannung an den b-Spulen groß, und das Relais entwickelt
ein - groß-es Drehmoment, und dieses überwindet die Gegenkraft einer Gegenfeder.
Bei einem Kurzschluß an irgendein-er Stelle auf der geschützten Leitung4 bricht
mindestens die eine der Spannungen an den beiden Relaisspulen der betreffenden krahken
Phase zusammen, oder das Vorzeichen des Drehmomentes kehrt um. Auf alle Fälle wird
im Störungsfall das reelle Produkt der Spulenströme immer kleiner sein oder ein
umgekehrtes Vorzeicheil eriialten als im normalen Betrieb, so daß das betreffende
Relais mit Sicherheit immer abfallen, also ansprechen wird. Durch das Ansprechen
wirdwenig stens der eine der Kontakte i" 2c, 3c geschlossen, also eine Phasenwahl
vorgenommen, und wobei wenigstens der eine der Leitungsschalter 5 geöffnet
wird.
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Es kann von Vorteil sein, die Abbildungs-Drosselspule so zu dimensionieren,
daß bei Kurzschluß eine magnetische Sättigung im Spulenkern eintritt, um die Wirkung
großer Kurzschlußströme zu begrenzen.
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Für die Erfassung von Erdschlüssen ist es zweckmäßig, wie in der Figur
dargestellt, die. Abbildung sowohl der Mitimpeda.nz als auch diejenige der Erdimpeda
' nz der Leitung vorzunehmen. Die Mitimpedanz, durch die die Kurzschlüsse
zwischen zwei Phasen erfaßt wird, wird durch die Abb. i 1, 12, 13
gebildet.
Diese werden durch die Pha ' senströme gespeist. Die Abbildung der Erdimpedanz
für den Fall eines Erdschlusses zwischen einer Phase und Erde wird durch die Spulenwiderstands-Parallelschaltung
14 erreicht, welche im Nulleiter der Stromwandler 6 eingeschaltet ist. Diese
Nachbildung wird somit durch den Summenstrom. oder Nullstrom der Stromwandlerströme
gespeist.