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Schaltungsanordnung zur Dämpfung von Kippschwingungen Die Erfindung
beschäftigt sich mit einer Schaltungsanordnung zur Dämpfung von Kippschwingungen
bei in Drehstromnetzen mit isoliertem Sternpunkt benutzten und einpolig geerdeten,
induktiven Spannungswandlern.
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In Drehstromnetzen mit isoliertem Sternpunkt und geringer Ausdehnung,
d. h. geringer Kapazität gegen Erde, in denen einpolig geerdete, induktive Spannungswandler
benutzt werden, können durch das Zusammenwirken der nichtlinearen Wandlerimpedanzen
und der Erdkapazitäten stationäre Kippschwingungen auftreten. Diese Kippschwingungen
können durch Schalthandlungen, wie z. B. das Zuschalten einer Sammelschiene oder
eines Spannungswandlerersatzes oder durch einpolige Erdschlußwischer, angeregt werden.
Die Spannungswandler arbeiten dann infolge von Spannungserhöhungen weit in der Sättigung,
woraus Fehlmessungen und bei längerer Beanspruchung thermische Zerstörung der Spannungswandler
resultieren.
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Bei einer bekannten Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Kippschwingungen
bei Spannungswandlern sind in den Sekundärkreis für die Leitererdspannungen Widerstände
bestimmter Größe eingebaut; dadurch soll der Nullpunkt nach dem elektrischen Schwerpunkt
des Spannungsdreieckes zurückverlegt werden.
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Schwierigkeiten bereitet diese bekannte Schaltungsanordnung hinsichtlich
der Wahl der Widerstände. Dies ist darauf zurückzuführen, daß nicht nur 100-Hz-und
50-Hz-Kippschwingungen, sondern im allgemeinen auch 25-Hz-Kippschwingungen auftreten.
Während nämlich zum Unterdrücken der 100-Hz- und 50-Hz-Kippschwingungen ein Widerstand
mit verhältnismäßig geringem Verbrauch genügt, der demzufolge auch im Erdschlußfall
angeschlossen bleiben darf, können die 25-Hz-Schwingungen nur durch einen Widerstand
mit hohem Verbrauch unterdrückt werden; dieser Widerstand darf deshalb im Erdschlußfall
nicht angeschaltet bleiben, denn bei einem Dauererdschluß würde der hohe Strom über
diesen Widerstand den Wandler nach einiger Zeit zerstören (Verbrennen der Wandlerwicklung).
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Aus diesem Grunde ist es nicht möglich, mit einem ständig im Sekundärkreis
von Spannungswandlern wirksamen Widerstand eine zufriedenstellende Unterdrückung
von Kippschwingungen zu erreichen, ohne den Wandler zu gefährden.
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Die Nachteile dieser bekannten Schaltungsanordnung sind zwar bei einer
anderen bekannten Schaltungseinrichtung durch Anordnen von Funkenstrecken beseitigt,
jedoch sind diese Funkenstrecken insofern ungünstig, als sich bei ihnen Schwierigkeiten
in der Bemessung ergeben; Funkenstrecken allein reichen daher zur Unterdrückung
von Kippschwingungen nicht aus.
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Auch eine Kippschwingungsunterdrückung mittels spannungsabhängiger
(nichtlinearer) Widerstände ist nicht befriedigend, da infolge der Forderung, daß
einerseits ein Wandler im Normalfall nur schwach belastet sein soll und daß andererseits
vor allem das Dämpfungsglied auch den Erdschlußfall aushalten muß, ein Kompromiß
gefunden werden muß.
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Es läßt sich daher feststellen, daß die bekannten Schaltungsanordnungen
zur Unterdrückung von Kippschwingungen unbefriedigend arbeiten.
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Um hier Verbesserungen zu schaffen, ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen,
die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß in Reihe mit im offenen
Dreieck geschalteten Hilfswicklungen der induktiven Spannungswandler ein Widerstand
liegt, der bei Kippschwingungen mittels betätigter Kontakte dreier Relais über die
Hilfswicklungen wirksam wird, und daß von den Relais jeweils ein Relais in
Reihe
mit einer weiteren Wicklung jeweils eines Spannungswandlers angeordnet ist.
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Es ist zwar bereits bekannt, daß an im offenen Dreieck geschalteten
Sekundärwicklungen von induktiven Spannungswandlern die Verlagerungsspannung bzw.
Nullspannung meßbar ist, jedoch ist bisher nicht erkannt worden, daß sich mittels
eines an diese Sekundärwicklungen angeschlossenen Widerstandes Kippschwingungen
unterdrücken lassen, ohne daß im Erdschlußfall die Wandler gefährdet werden, wenn
der Widerstand mittels betätigter Kontakte dreier Relais wirksam wird, von denen
jeweils ein Relais in Reihe mit einer weiteren Wicklung jeweils eines Spannungswandlers
angeordnet ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung können die Kontakte
der drei Relais sämtlich im Stromkreis der Hilfswicklungen der induktiven Spannungswandler
in Reihe mit dem Widerstand liegen; es ist jedoch auch möglich, die Kontakte zweier
Relais in Reihe mit dem dritten Relais zu schalten und nur den Kontakt des dritten
Relais in Reihe mit dem im Stromkreis der Hilfswicklungen liegenden Widerstand anzuordnen.
Diese letztere Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist insofern
vorteilhaft, als hierbei nur der Kontakt des dritten Relais für den entsprechend
hohen, über den Widerstand fließenden Strom belastbar zu sein braucht, während die
Kontakte der beiden anderen Relais lediglich den Ansprechstrom für das dritte Relais
auszuhalten brauchen. Infolgedessen kann bei dieserAusbildung der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung nur das dritte Relais als Schütz ausgeführt werden.
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Im folgenden soll die Erfindung an Hand der in den F i g. 1 und 2
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
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In der F i g. 1 ist an das aus den Leitern R, S und T bestehende Drehstromnetz
mit isoliertem Sternpunkt jeweils ein Spannungswandler WR, WS
und WT angeschlossen.
Die Spannungswandler besitzen die im Stern geschalteten und geerdeten Primärwicklungen
wr" wsl und wti sowie die ebenfalls im Stern geschalteten Sekundärwicklungen wr"
ws, und wt", die mit den üblichen Einrichtungen NI zur Messung und Zählung sowie
zum Schutz verbunden sind. Außerdem sind an diese Sekundärwicklungen wr" ws2 und
wt, die Relais RR, RS, RT angeschlossen. Jeder der drei Spannungswandler
WR, WS und WT besitzt eine Hilfswicklung wr3, ws, und wt3; die Hilfswicklungen
sind im offenen Dreieck geschaltet und liegen über die hintereinandergeschalteten
Arbeitskontakte rr, rs und rt der Relais RR, RS und RT mit dem Widerstand Rin Reihe.
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Im normalen Betriebsfall des Drehstromnetzes R, S, T sind die an die
Sekundärwicklungen wr2, ws, und wt2 angeschlossenen Relais RR, RS und RT erregt
und ihre im Stromkreis der im offenen Dreieck geschalteten Hilfswicklungen wr3,
ws3 und wt3 liegenden Arbeitskontakte rr, rs und rt geschlossen. Dadurch ist zwar
der Widerstand R an den im offenen Dreieck geschalteten Hilfswicklungen wr3, ws"
und wt3 angeschlossen, jedoch unwirksam, da an der offenen Dreieckschaltung im normalen
Betriebsfall keine Spannung auftritt.
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Treten dagegen Kippschwingungen auf, dann entsteht an den im offenen
Dreieck geschalteten Hilfswicklungen wr" ws, und wt" der induktiven Spannungswandler
WR, WS und WT eine Spannung U, die einen über den Widerstand R fließenden,
die Dämpfung der Kippschwingungen bewirkenden Strom verursacht, da die Relais RR,
RS und RT erregt und damit ihre Arbeitskontakte rr, rs und rt geschlossen sind.
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Wie in der Beschreibungseinleitung ausgührt wurde, muß Vorsorge getroffen
werden, daß der im Stromkreis der Hilfswicklungen liegende Widerstand R bei auftretenden
Erdschlüssen zur Vermeidung von thermischer Zerstörung der Spannungswandler abgeschaltet
ist. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dadurch erreicht, daß
infolge eines bei einem Erdschluß erfolgenden Zusammenbruchs mindestens einer der
an den Sekundärink-Lungen wr2, wsz und wt, vorhandenen Spannungen zumindest eines
der drei Relais RR, RS oder RT aberregt ist, wodurch einer der drei mit dem Widerstand
R in Reihe liegenden Arbeitskontakte rr; rs oder rt geöffnet ist; der Stromkreis
über die Hilfswicklungen wrs, ws, und wt ist dann unterbrochen und der Widerstand
R unwirtsam.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist in der F i g. 2 dargestellt, in der Schaltungsteile, die mit denen des in der
F i g.1 gezeigten Ausführungsbeispiels übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen
versehen Orden sind. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind '' die drei Relais
RR, RS und RT an die Sekundärwicklungen wr@, ws, und wt, der induktiven Spannungswandler
WR, WS und WT angeschlossen. Die Kontakte rr, rs und rt der drei Relais RR,
RS und RT sind in diesem Ausführungsbeispiel jedoch sticht sämtlich im Stromkreis
der im offenen Dreieck geschalteten Hilfswicklungen wrs, ws, und wt.. angeordnet,
sondern es liegen beispielsweise die Arbeitskontakte rr und rs der Relais RR und
RS in Reihe mit dem Relais RT. Dies ist insofern vorteilhaft, als bei Kippschwingungen
der kräftige Strom durch den Widerstand R nur über den Kontakt rt des Relais RT
fließt, während die Kontakte rr und rs lediglich von dem relativ schwachen Strom
durch das Relais RT belastet sind. Daher braucht nur der Kontakt rt des Relais RT
mit einem hohen Strom belastbar zu sein, so daß lediglich das Relais RT als Schutz
ausgeführt sein muß, die beiden übrigen Relais RR und RS dagegen als normale Relais
ausgebildet sein könne.
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Da die Funktionsweise der in diesem Ausfühxuags,-beispiel dargestellten
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit der des in der F i g. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiels übereinstimmt, soll an dieser Stelle, um Wiederholungen zu
vermeiden, nur auf die vorhergehenden entsprechenden Abschnitte der Beschreibung
verwiesen werden.