DE579758C - Selektivschutzanordnung fuer Dreiphasennetze - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN Al 30. JUNI 1933

Unter einer Selektivschutzanordnung versteht man eine Schutzanordnung, welche in einem Störungsfalle den kranken Anlageteil durch die den Störungsherd eingrenzenden Relais zum Abschalten bringt. Für ein Drehstromnetz wird eine derartige Schutzanordnung zumeist dreiphasig, d. h. je Phase ein Relais, vorgesehen. Dies hat in schaltungstechnischer Hinsicht den Vorteil der Übersichtlichkeit und Einfachheit. Außerdem ist bei Versagen eines Relais sofort ein zweites in der Lage, die Abschaltung des Fehlers zu veranlassen, da z. B. bei einem zweipoligen Kurzschluß mindestens immer die Relais der betroffenen Phasen arbeiten. Bei reinem Überstromschutz, hat bei einem Kurzschluß zwischen den Phasen R und T das Relais der Phase R dieselbe Auslösezeit wie das Relais der Phase T. Erst bei Versagen beider Relais würde der nächste Schalter auslösen. Beim Distanzschutz, bei dem die Auslösezeit eine Funktion des Widerstandes der Kurzschlußschleife ist, werden jedoch nur dem Relais der Phase R die den Widerstand der Kurzschlußschleife bestimmenden elektrischen Größen, nämlich Strom der Phase R und Spannung zwischen den Phasen 72 und T, zugeführt, während das Relais in Phase T wohl denselben Strom wie Relais in Phase R, aber nicht die richtige Spannung TR, sondern die Spannung TS bekommt. Das Relais der Phase T würde also bei Versagen des Relais der Phase R in einer anderen Zeit, und zwar etwas später, die Abschaltung veranlassen, da die Spannung TS größer als die zwischen den kurzgeschlossenen Phasen ist.

Bei einem dreipoligen Kurzschluß sprechen alle drei Relais an. Da alle Spannungen gleichmäßig zusammenbrechen, haben alle drei die gleiche Auslösezeit. Falls es durch irgendwelche Verhältnisse bedingt ist, daß nur dreipolige Kurzschlüsse auftreten, genügt es, den Schutz zweipolig vorzusehen. In diesem Falle wird bei Versagen eines Relais immer das zweite in derselben Zeit auslösen. Auf das Relais in der dritten Phase kann verzichtet werden. Die zweipolige Schaltung gewährt dagegen nicht die Sicherheit, wenn mit Kurzschlüssen zwischen je zwei Phasen gerechnet werden muß. Beim reinen Über-Stromschutz spricht in zwei von den drei möglichen zweipoligen Kurzschlußfällen nur ein Relais an, und beim Distanzschutz werden dem Relais in einem Falle überhaupt nicht die den Widerstand der Kurzschlußschleife bestimmenden elektrischen Größen zugeführt. Z.B. seien die Relais eingebaut in Phase R und T. Das Relais der Phase R liegt an der SpannungRT und das Relais der Phase Γ an der Spannung TS.

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Fritz Fröhlich in Berlin-Grünau und Erich Rasch in Berlin-Grunewald.

Bei einem Kurzschluß zwischen R und T arbeitet das Relais der Phase R richtig, das der Phase T dagegen nicht mit der zusammengebrochenen, sondern nur mit der um wenig verkleinerten Spannung TS. Bei Kurzschluß zwischen T und .S" spricht nur das Relais T an und löst richtig aus, da es die zusammengebrochene Spannung TS erhält. Bei einem Kurzschluß zwischen R und S spricht wohl ίο das Relais R an, aber es bekommt nicht die zum Kurzschluß gehörige Spannung zwischen R und S, sondern es liegt an der Spannung R und T, die bei sattem Kurzschluß zwischen R und S unter das o,866fache der verketteten Spannung nicht zusammenbrechen kann. Die Auslösezeit würde in diesem Falle also ganz unzulässig hoch sein und keineswegs dem Widerstand der Kurzschlußschleife entsprechen. Man hat daher, wie erwähnt, von der ao zweipoligen Ausrüstung nur dort Gebrauch gemacht, wo lediglich mit dreipoligen Kurzschlüssen gerechnet werden kann.

Man hat bereits bei Schutzeinrichtungen mit nur einem einzigen Relais, das von der Differenz der Ströme zweier Phasen beeinflußt wird, eine Umschaltung der Spannungsspulen vorgenommen, um die Auslösezeit unabhängig von der Art und der Lage des Fehlers zu machen. Dies ist jedoch nicht möglich. Wenn nämlich das Relais so eingestellt ist, daß bei einem zweipoligen Kurzschluß zwischen der mit keinem Stromwandler ausgerüsteten Phase und einer der beiden anderen Phasen der Ansprechstrom / beträgt, dann beträgt er bei einem Kurzschluß zwischen den beiden mit Stromwandlern ausgerüsteten Phasen 2 J, bei einem dreiphasigen Kurzschluß J/ 3 · /. Die Empfindlichkeit der Anordnung oder die Ablaufzeit des Selektivrelais, die abhängig ist von der Größe des in der Wicklung fließenden Stromes, ist daher bei der bekannten Einrichtung abhängig von der Fehlerart. Um diese Nachteile zu vermeiden, sieht die Erfindung bei einer Selektiv- +5 schutzanordnung für Dreiphasennetze mit nur zwei Stromwandlern und zwei Schutzrelais mit von Strom und Spannung abhängigen Auslösezeiten, bei denen die Spannungsspulen an diejenige Spannung gelegt werden, die für die Selektivabschaltung des fehlerbehafteten Anlageteiles maßgebend ist, vor, die Spannungsspule des einen Selektivrelais immer nur an die Spannung zwischen der zu überwachenden Phase und der dritten, mit keinem Selektivrelais ausgerüsteten Phase zu legen, während die Spannungsspule des anderen Selektivrelais im allgemeinen zwischen den beiden mit Selektivrelais ausgerüsteten Phasen liegt und nur bei einem Kurzschluß zwischen der zu überwachenden Phase und der dritten Phase an die Spannung dieser beiden Phasen durch Umschaltvorrichtungen, welche von dem Strom der beiden mit Selektivrelais ausgerüsteten Phasen beeinflußt werden, gelegt wird.

Bei der Erfindung ist es also nur erforderlich, die Spannungsspulen eines einzigen Zeitablaufrelais umzuschalten, während die Spannungsspule des anderen Relais dauernd an der verketteten Spannung liegt. Dadurch wird erreicht, daß beim Auftreten eines Fehlers selbst beim Versagen der Umschaltvorrichtung oder bei einer schlechten Kontaktgabe an der Umschaltvorrichtung das zweite Relais auch dann den Fehler abschaltet, wenn das erste Relais versagt, allerdings mit einer etwas längeren Auslösezeit. Der Spannungskreis des Relais, das abgeschaltet wird, kann dabei auch mit einem Pol immer mit der Spannung verbunden bleiben, während der andere auf die jeweils erforderliche Spannung umgeschaltet wird.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. Das Umschaltrelais besteht aus zwei getrennten Magneten mit zwei Arbeitskontakten k±, k₂ und einem Ruhekontakt k_z bzw. mit einem Arbeitskontakt ki und einem Ruhekontakt k_s. Die Betätigungsspulen der Magnete werden von dem Sekundärstrom der Phase R bzw. der Phase T durchflossen. Das Schutzrelais der Phase R liegt im Sekundärstromkreis der Phase R und das Schutzrelais der Phase T im Sekundärstromkreis der Phase T. Das Spannungssystem des Relais der Phasei? liegt einmal fest an der Phase R und das andere Mal über dem Ruhekontakt Jk₃ an der Spannung T. Das Relais der Phase T liegt fest an der Spannung TS. Bei einem Kurzschluß zwischen R und -S¹ spricht nur das linke System (System R) des Umschaltrelais an und legt die Spannung S über den Arbeitskontakt k₂ und den Ruhekontakt k_s an das Relais der Phase R, während der Ruhekontakt h_s geöffnet wird. Das Relais der Phase R erhält also die zur richtigen Widerstandsmessung erforderlichen elektrischen Größen, nämlich Strom der Phase R und Spannung zwischen R und vS". Beim Kurzschluß zwischen 5" und T spricht nur das rechte System des Umschaltrelais (System T) an, was aber allein für die Arbeitsweise der Relais ohne Bedeutung ist, da ja Relais der Phase T von vornherein an der Spannung TS liegt. Bei einem Kurzschluß zwischen den Phasen R und T sprechen beide Systeme des Umschaltrelais an und legen über die Arbeitskontakte £₄ und k_t den umschaltbaren Spannungspol an die Spannung T, so daß auch jetzt das Relais der Phase R den wahren Widerstand der Kurzschlußschleife mißt, während das Relais der Phase T eine andere Auslösezeit hat, da es

nicht die zum Kurzschlußstrom der Phase T gehörende Spannung TR_} sondern die Spannung TS erhält. Die Umschaltung geht auch bei einem dreipoligen Kurzschluß in Ordnung; in diesem Falle erhalten beide Relais die zur richtigen Widerstandsmessung erforderlichen Ströme und Spannungen.

Die Erfindung wurde an einer Distanzschutzanordnung erläutert, da diese Schutzart in der Praxis weitaus die größte Bedeutung hat. Selbstverständlich kann die durch die Erfindung angegebene Lösung auch auf Relais angewendet werden, die z. B. nicht richtungsabhängig sind oder deren Auslösezeit von einer anderen Funktion von Strom und Spannung als vom Widerstand bestimmt wird. Zuweilen ist es erforderlich, z. B. zur kurzzeitigen Erfassung von Doppelerdschlüssen, daß den Relais nicht die verkettete, sondern jeweils eine Phasenspannung bzw. eine Spannung Phase gegen Erde zugeführt wird. Durch zusätzliche Einrichtungen, die diese Auswahl der Spannungen je nach der Art der Kurzschlüsse treffen, wird die Wirkungsweise der zweipoligen Ausrüstung nicht geändert.

Claims (1)

1. Patentanspruch:
   Selektivschutzanordnung für Dreiphasennetze mit nur zwei Stromwändlern und zwei Schutzrelais mit von Strom und Spannung abhängigen Auslösezeiten, bei denen die Spannungsspulen an diejenige Spannung gelegt werden, die für die selektive Abschaltung des fehlerbehafteten Anlageteiles maßgebend ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspule des einen Selektivrelais (T) immer an der Spannung zwischen der zu überwachenden Phase (TJ und der dritten, mit keinem Selektivrelais ausgerüsteten Phase (S) liegt, während die Spannungsspule des anderen Selektivrelais (R) im gesunden Netzzustand zwischen den beiden mit Selektivrelais ausgerüsteten Phasen (R₁ T) .liegt und nur bei einem Kurzschluß zwisehen der zu überwachenden Phase (R) und der dritten Phase (S) an die Spannung dieser beiden Phasen (R₁ S) durch Umschaltvorrichtungen (k_x, k₂, k_is k_it k₅), welche von den Strömen der beiden mit Selektivrelais ausgerüsteten Phasen (R, T) beeinflußt werden, gelegt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen