DE543331C - Vorrichtung zur Begrenzung von Stoss- und Dauerkurzschlussstroemen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
6. FEBRUAR 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin )

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. April 1926 ab

Mit der gegenwärtig zunehmenden Zentralisierung der Elektrizitätsversorgung wachsen bekanntlich die Schwierigkeiten in der Beherrschung der Kurzschlußströme. Insbesondere macht sich dann, wenn bisher selbständig betriebene Versorgungsgebiete verhältnismäßig beschränkter Leistung an große Elektrizitätszentralen angeschlossen werden, die unangenehme Erscheinung bemerkbar, daß alle Anlageteile des neu angeschlossenen Netzes, insbesondere seine Schalter, von bedeutend höherem Kurzschlußstrom beansprucht werden als bei der alten Betriebsweise. Daher vergrößert sich das Verhältnis Kurzschlußstrom zu Normalstrom dieser Anlageteile, welches ein Maß für die erforderliche Überdimensionierung ist, in unerwünscht hohem Maße.

Ein bekanntes Mittel zur Verbesserung der

ao Verhältnisse ist der Anschluß an die Großkraftleitung über Reaktanzen, d. h. Drosselspulen. Diese Drosselspulen sind aber nur in der Lage, den plötzlichen Kurzschlußstrom in wünschenswertem Maße zu begrenzen, während dies beim Dauerkurzschlußstrom nicht der Fall ist, falls die Drosseln richtig, d. h. so bemessen sind, daß der normale Strom in ihnen keinen unzulässigen Spannungsabfall hervorruft. Diese Behauptung trifft in um so höherem Maße zu, je kleiner die Nennleistung des angeschlossenen Netzes im Verhältnis zur Nennleistung der Großzentrale ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung löst die Aufgabe, einerseits> den* momentanen¹ Kurzschlußstrom in ähnlicher Weise wie eine Reaktanzdrossel zu begrenzen, gleichzeitig aber den Dauerkurzschlußstrom, welchen die Schalter des angeschlossenen Netzes zu unterbrechen haben, auf ein für diese unschädliches Maß herabzusetzen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. 1 dargestellt. In ihr bedeutet α die von einem verhältnismäßig großen Kraftwerk kommende Drehstromleitung, welche ein verhältnismäßig kleines Netz über die Leitung b speist. Zwischen beiden Leitungen sind die Primärwicklungen C₁ C₁ c₃ eines Reihentransformators geschaltet, dessen Sekundärwicklungen d_x d„ d_s auf der einen Seite direkt, auf der anderen Seite über den Schalter e in Stern geschaltet sind. Dieser Transformator unterscheidet sich von normalen Leistungstransformatoren dadurch, daß er zweckmäßig entweder als Lufttransformator oder doch als Transformator mit schwach gesättigtem ungeschlossenem Eisenkreis ausgeführt ist. Bezeichnet X den Leerlaufblindwiderstand der Primärwicklung, d. h. den scheinbaren Blindwiderstand der Primärwicklung bei geöffnetem Schalter e, Y den

*,' Von dem Patentsucher ist als der Erfinder atigegeben worden:

Dr. Hans Piloty in Berlin - Wilmersdorf.

Kurzschlußblindwiderstand der Primärwicklung, d.h. den scheinbaren Blindwiderstand der Primärwicklung bei geschlossenem Schalter e, so gilt unter Vernachlässigung der Wirkwiderstände

Y :X = l — k,

wobei k den Kopplungsfaktor des Transformators bedeutet. Durch geeignete Bemessungsmaßnahmen, wie z. B. konstruktiven Aufbau der Wicklung, magnetische Nebenschlüsse usw., kann dem Kopplungsfaktor jeder beliebige Wert erteilt werden. Auch der Leerlaufwiderstand X kann außerdem durch geeignete Bemessung auf jeden beliebigen Wert gebracht werden. Der Kurzschlußwiderstand Y ist dann vollständig bestimmt. Im normalen Betrieb ist nun der Schalter e geschlossen, d. h. in die Leitung ist der Kurzschlußwiderstand eingeschaltet. Er wind bemessen mit Rücksicht auf die Unterdrückung des plötzlichen Kurzschlußstromes. Tritt nun in dem angeschlossenen Netz ein Kurzschluß auf, so wird nach einer geeignet einzustellenden Zeit der Schalter e geöffnet, so daß nunmehr der Leerlaufwiderstand des Transformators in den Zug der Leitung eingeschaltet ist. Da dieser Widerstand größer ist als der Kurzschlußwiderstand, wind der stationäre, von den Schaltern des Netzes zu unterbrechende Kurzschlußstrom auf ein entsprechend verringertes Maß herabgesetzt. Die Zeiteinstellung des Schalters e ist so gewählt, daß einerseits der plötzliche Kurzschlußstrom im Ausschaltmoment schon möglichst abgeklungen ist, daß aber andererseits die Auslösung zuverlässig früher erfolgt als die eines Netzschalters. Die Unterbrechungsleistung des Schalters e verhält sich zur Leistung eines gewöhnlichen Kupplungsschalters, welcher hinter einer gewöhnlichen Drosselspule der Reaktanz X eingebaut ist, wie der Kopplungsfaktor des Transformators zu I. Außerdem hängen Gewichte, Preise, Abmessungen von Schaltern gleicher Leistung noch von . der Spannung ab. Mit Hilfe der Übersetzung des Transformators kann für den Schalter e die günstigste Spannung gewählt werden. Gegenüber einem solchen Schalter wird also der Vorteil erreicht, daß ein kleineres Schaltermodell gewählt werden kann. Schließlich hat die Erfindung gegenüber dem gewöhnlichen Kopplungsschalter den Vorteil, daß der Synchronismus zwischen Kraftwerk und Netz nicht zerstört wird, so daß der Schalter e ohne weiteres wieder angelegt werden kann, wenn ' die Netzschalter den gestörten Netzteil abgeschaltet haben.

Der wesentliche Erfindungsgedanke läßt sich in vielen Varianten verwirklichen. Ein besonders einfaches Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 2. In dieser befinden sich im Zuge der Leitung zwei in Reihe geschaltete Drosselsätze / und g, von welchen die letzteren durch den Schalter e überbrückt werden.

Selbstverständlich bleibt die Erfindung nicht auf den Fall beschränkt, daß ein großes Kraftwerk ein verhältnismäßig kleines Netz speist. Sie kann auch überall da mit Erfolg angewendet werden, wo es sich darum hanidelt, die Folgen eines Kurzschlusses in einem Netzteil von einem anderen Netzteil fernzuhalten.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Begrenzung von Stoß- und Dauerkurzschlußströmen in Hochspannungsnetzen mit einem in den Zug der Leitung eingeschalteten Blindwiderstand, der während des Normalbetriebes auf einen zur Begrenzung des plötzlichen Kurzschlußstromes geeigneten, den Normalbetrieib aber nicht störenden Wert, eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß Schalttnittel vorgesehen sind, die erst dann, wenn der plötzliche Stoßkurzschlußstrom ganz oder nahezu auf den Wert des Dauerkurzschlußstromes abgeklungen ist, aber noch vor dem Ansprechen der Netzschalter in Tätigkeit treten und infolgedessen erst nach völligem oder teilweisem Abklingen des Stoßkurzschlußstromes den Widerstandswert auf den zur Begrenzung des Dauerkurzschlußstromes erforderlichen Wert erhöhen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zug der Leitung zwei in Reihe geschaltete Sätze von Drosselspulen eingebaut sind, von welchen der eine in normalem Betrieb durch Schalter überbrückt ist, welche nach Eintreten eines Kurzschlusses geöffnet werden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zug der Leitung ein Reihentransformator eingeschaltet ist, dessen Sekundärwicklungen einerseits direkt, andererseits über einen Schalter in Stern geschaltet sind, welcher uo nach Eintreten eines Kurzschlusses geöffnet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen