NO871020L - Anordning ved overstroemsreleer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en anordning ved overstrøms-releer for beskyttelse av elektriske flerfaseanlegg, fortrinnsvis flerfaseanlegg, mot for høy strømbelastning.

Helt siden elektrisitetsforsyningens første år har over-strømsreleer vært av stor betydning for beskyttelse av elektriske kraftlinjer og utstyr. Alt etter den tilsiktede anvendelse er releene momentant virkende eller utført med konstant eller strømavhengig tidsforsinkelse, samt kan eventuelt ha retningsvirkning. Kombinasjoner av disse egenskaper kan også være innebygd i releene.

Felles for alle kjente releer av denne art er imidlertid at deres virkning bare er avhengig av den høyest forekommende strøm som påvirker releet eller av de strømmer som tilføres releets forskjellige målesystemer.

Ved et trefasenett vil imidlertid under ellers like forhold en trefaset kortslutning gi ca. 15% større kortslutningsstrøm enn en tofaset kortslutning, som i sin tur vanligvis gir større kortslutningsstrøm enn en enfaset kortslutning eller dobbelt jordslutning, som også virker enfaset for releet. For å sikre nettet bør da overstrømsreleet vanligvis være innstilt for å kunne virke ved tofaset (fase-fase) kortslutning, som hyppigst forekommer i praksis. Dette medfører imidlertid at en kortvarig trefaset toppbelastning under spesielle driftsforhold kan føre til at overstrømsreleet utilsiktet bringes til å virke.

Et slikt tilfelle kan foreligge når en kraftlinje har vært

utkoblet for vedlikehold eller reparasjon og deretter kobles inn mens tilkoblet strømforbrukende utstyr i stor utstrekning er åpent for maksimalt strømopptak, idet de fleste termostat-er er slått på og et stort antall motorer er tilkoblet i stillestående tilstand. Den resulterende trefasede toppbelastning vil da lett føre til at overstrømsreleet trer i virksomhet, selv om ingen kortslutning eller annen drifts-forstyrrelse egentlig foreligger.

Et annet eksempel er energipendling i kraftnett.

Slike forhold er en ulempe ved drift av elektriske nett, og det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å angi en anordning ved overstrømsreleer av ovenfor angitt art og som kan redusere den nevnte ulempe.

Oppfinnelsen gjelder således en anordning ved overstrømsrele-er for beskyttelse av elektriske flerfaseanlegg, fortrinnsvis trefaseanlegg, mot for høy strømbelastning, idet releet har målesystemer som påvirkes av elektriske parametere avledet fra fasestrømmene til å få releet til å virke ved en innstilt parameterverdi tilsvarende en strømbelastnings-grense.

På denne bakgrunn av kjent teknikk har så anordningen i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at den omfatter detektorutstyr anordnet og innrettet for å påvirkes av nevnte avledede elektriske parameter for hver og en av fasene til å innstille den parameterverdi som får releet til å virke til innbyrdes forskjellige strømgrenseverdier i avhengighet av hvor mange faser som fører strøm over strømbelastningsgrensen.

En anordning med en sådan virkemåte kan realiseres på mange forskjellige måter i praksis, slik det vil være åpenbart for fagfolk på området så snart det grunnleggende prinsipp for foreliggende oppfinnelse er erkjent, nemlig at strømgrense-verdien av vedkommende parameter automatisk skal innstilles høyere med økende antall faser som fører strøm over belast-ningsgrensen. Anordningen i henhold til oppfinnelsen er således iboende i stand til å avføle hvor mange faser som er gjenstand for overbelastning eller kortslutning og å automatisk innstille releet strømgrenseverdi i samsvar med dette, slik at utkobling finner sted ved 1- eller 2-faset kortslutning uten at trefaset toppbelastning med omtrent samme strømføring utløser overstrømsreleet.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart ved hjelp av et enkelt, men hensiktsmessig utførelseseksempel og under hen-visning til den vedføyde tegning, hvorpå: Fig. 1 viser skjematisk et overstrømsrelee med anordning i henhold til oppfinnelsen tilkoblet en trefaset kraftlinje, og Fig. 2 viser forekommende spenningsnivåer og kurveformer ved forskjellige typer kortslutning.

I fig. 1 er det til venstre vist en kraftlinje med tre linje-faser LI, L2 og L3 med tilhørende linjestrømstransformatorer LT1, LT2 og LT3. De sekundære strømmer IN, samt ILI, IL2 og IL3 er tilkoblet primærviklingene for releetransforma torene RT1, RT2 og RT3. Disse transformatorer har luftspalt, og de omsetter derfor strømmen til sekundærspenninger som like-rettes i likeretterbroene Bl, B2 og B3.

Pluss-siden av likeretterbroene er tilkoblet releets målesystemer MSI, MS2 og MS3 i hver sin fase, og summen av strøm-mene gjennom målesystemene, nemlig I+, føres tilbake til minus-siden av likeretterbroene gjennom en motstand R som er parallellkoblet med en kondensator C.

Fig. 2 viser ved de angitte likerettede sinuskurver spenningsfallet over motstanden R for tre kortslutningstyper i det tilfellet kondensatoren C er utkoblet. Fig. 2a viser således enfaset kortslutning, mens fig. 2b viser tofaset kortslutning og fig. 2c trefaset kortslutning, alle med samme kortslut-ningsstrøm. Det vil fremgå av figurene at amplityden for tofaset og trefaset kortslutning blir den samme, og da amplityden og ikke strømmens middelverdi betyr mest for målesys-temenes virkning, vil tofaset og trefaset kortslutning gi omtrent samme strømgrenseverdi.

Hvis imidlertid kondensatoren C er innkoblet, vil spenningsfallet over R stort sett være bestemt av strømmens middelverdi U-l for enfaset kortslutning, samt U-2 for tofaset og U-3 for trefaset korslutning. Spenningsfallet U- vil i alle tilfeller påvirke strømmen til de releeutløsende målesystemer MSI, MS2 og MS3.

Releet utføres f .eks. hensiktsmessig slik at det har korrekt innstillingsskala for strømbelastningsgrensen ved tofaset kortslutning, og releet vil da utløses ved noe lavere strøm ved enfaset kortslutning samt ved omtrent tilsvarende høyere strøm ved trefaset kortslutning.

Under ellers like forhold vil en trefaset kortslutning gi

ca. 15% større korslutningsstrøm enn en tofaset kortslutning. Ved å dimensjonere R og C riktig i forhold til resten av releekretsene kan man da hensiktsmessig få overstrømsreleet til å virke ved 15% større strøm ved trefaset kortslutning enn ved tofaset kortslutning. Når da overstrømsreleet f.eks. er innstilt slik at det virker momentant for kortslutninger på de nærmeste 70% av en kraftlinje ved maksimal, trefaset kortslutningsstrøm, vil releet også dekke omtrent samme linjelengde ved tofaset kortslutning, som under ellers samme forhold gir omtrent 15% mindre kortslutningsstrøm.

Det finnes også andre tilfeller hvor det er fordelaktig at overstrømsreleet er i stand til å tilpasse seg kortslutningens art. F.eks. er de største driftsbelastningsstrømmer som regel trefaset, mens de minste kortslutningsstrømmer som releet innstilles for å dekke i praksis vanligvis er tofaset. Ved oppfinnelsens anordning oppnås imidlertid at releet kan innstilles for å virke ved en ca. 15% lavere strømgrenseverdi enn tidligere mulig, uten å risikere at overstrømsreleet ut-løses under ekstreme belastningsforhold, slik som tidligere beskrevet.

I fig. 1 er det vist hvorledes et vanlig overstrømsrelee i henhold til oppfinnelsen kan utstyres med en detektor for av-føling av kortslutningens art og innstilling av målesystem-enes strømgrenseverdi i samsvar med dette. Detektorutstyret utgjøres i dette tilfellet av motstanden R og kondensatoren C, men det finnes naturligvis også en rekke andre mer eller mindre kompliserte kretsløsninger for å oppnå hensiktsmessig samarbeide mellom avledede elektriske parametere fra de tre fasestrømmer, og som har tilsvarende virkning. Blant annet er det mulig å utnytte fasevinkelen mellom strømmene og derved oppnå denønskede ca. 15% forskjell mellom strømgrense-verdiene for henholdsvis tofaset og trefaset kortslutning.

Claims (6)

1. Anordning ved overstrø msreleer for beskyttelse av elektriske flerfaseanlegg, fortrinnsvis trefaseanlegg, mot for høy strømbelastning, idet releet har målesystemer som påvirkes av elektriske parametere avledet fra fasestrømmene til å få releet til å virke ved en innstilt parameterverdi tilsvarende en strømbelastningsgrense, karakterisert ved at anordningen omfatter detektorutstyr anordnet og innrettet for å påvirkes av nevnte avledede elektriske parameter for hver og en av fasene til å innstille den parameterverdi som får releet til å virke til innbyrdes forskjellige strømgrenseverdier i avhengighet av hvor mange faser som fører strøm over strømbelastnings-grensen.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de avledede elektriske parametere er likerettede strømmer eller spenninger.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2 <*>karakterisert ved at den er innrettet og anordnet for å påvirkes av summen av de avledede elektriske parametere fra strømmene i de forskjellige faser til å påvirke vedkommende parameters virkning på releets målesystemer .

4. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den avledede elektriske parameter for hver fase er avhengig av fasestrømmens fasevinkel i forhold til en annen fase.

5. Anordning som angitt i krav 1 eller 4, karakterisert ved at den avledede elektriske parameter for hver fase utgjøres av vektordifferansen mellom vedkommende fasestrøm og strømmen i en annen fase.

6. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at detektorutstyret ut-gjøres av en impedans anordnet for å gjennomstrømmes av summen av avledede likerettede strø mmer i serie med overstrørns-releets målesystem i hver fase, for derved å opprette en strømgrensebestemmende motspenning overfor hvert målesystem og av en størrelse som er avhengig av hvor mange faser som fører strøm over strømbelastningsgrensen.