DE587843C - Schutzschaltung fuer Teile einer Wechselstromanlage mit geerdetem Nullpunkt - Google Patents

Description

Es ist bekannt, die Anregung von Leitungsauslöserelais von dem Ansprechen eines von der Spannung abhängigen Anregerelais abhängig zu machen. Bei einem dreiphasigen Netz bricht bei einem Kurzschluß zwischen zwei Phasenleitem mindestens eine Spannung zwischen zwei Phasenleitern zusammen. Zur Erfassung aller möglichen Kurzschlüsse zwischen den Leitungen werden drei Anregerelais, je eines für jede Spannung zwischen zwei Phasenleitern, vorgesehen. Bei einem starr geerdeten Netz aber bedeutet auch der Einphasenerdschluß einen Kurzschluß. Infolgedessen muß auch der Einphasenerdschluß durch die Schutzemrichtung erfaßt werden.

Man könnte für die Erfassung des Ein-

phasenerdschlusses bei einem starr geerdeten Netz drei SpamiungsabfaUrielais oder andere von der Verminderung der Phasenspannung gegen Erde beeinflußte Relais vorsehen, welche beim Ansprechen die Schutzeinriclitung anregen.

Erfindungsgemäß können nun' dieselben Anregerelais, welche für Kurzschlüsse zwischen den Phasenleitern als Anregerelais vorgesehen sind, auch bei Einphaseneirdschluß als Anregerelais verwendet werden, indem ein vom Summenstrom der Leitung erregtes Umschaltrelais angeordnet wird, welches die Anregerelais, die normalerweise an der Spannung zwischen zwei Phasenleitern liegen, bei Auftreten eines Summenstromes auf die Spannung zwischen Phasenleiter und Erde umschaltet. Damit die Spannungsabfallrelais, sowohl wenn sie an der Spannung zwischen zwei Phasenleitern liegen als auch wenn sie an der Spannung zwischen den Phasenleitern und Erde liegen, bei prozentual gleicher Spannungsverminderung ansprechen, wird die Anordnung so getroffen, daß, nur solange ein Anregenelais an der Spannung zwischen zwei Phasenleitern liegt, mit ihm in Reihe ein Vorschaltwiderstand geschaltet ist. Bei passender Größe dieses Widerstandes fließt bei fehlerfreiem Netz stets ein Strom der gleichen Stärke in der Relaiswicklung. Der Vorschaltwiderstand erhöht dann, wenn das Relais an der verketteten Spannung liegt, den Gesamtwiderstand des Relaiserregerstromkreises auf das Dreifache des Eigenwiderstandes der Relaiswicklung.

Gemäß der weiteren Erfindung werden die Umschaltekontakte, welche die vom Spannungsabfall beeinflußten Anregerelais von der Spannung zwischen zwei Phasenleitern auf die Phasenspannung gegen Erde umschalten, derart ausgeführt, daß die Umschaltung ohne Unterbrechung des Erregerstromkreises des Anregerelais vor sich geht. Diese Maßnahme ist vor allem dort sehr wichtig, wo als Anregerelais unverzögerte Relais benutzt werden, beispielsweise unverzögerte Spannungsabfall-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Hans Poleck in Berlin-Siemensstadt.

relais oder Minimalimpedanzrelais, welche ζ. B. als Kipprelais ausgebildet sind. Die gleichen Umschaltekontakte, die zur Umschaltung der Anregerelais dienen, können auch für die Umschaltung der Auslöserelais, z. B. Impedanzrelais, verwendet werden, weil von Strom und Spannung abhängige Auslöserelais ebenfalls, damit sie den Fehler richtig erfassen können, bei Einphasenerdschluß umgeschaltet ίο werden müssen.

Zur Erläuterung der Erfindung· dient die Figur.

Darin ist ein Drehstromnetz R, S, T dargestellt, welches von einem Generatori mit starr geerdetem · Nullpunkt gespeist wird. Es ist ferner ein Leitungsschalter 2 mit einer Auslösespule 3 vorgesehen, mit deren Hilfe im Fehlerfall die Strecke abgeschaltet werden kann. Die Ströme in den Phasenleitem R₁ S, T erregen einen Satz Stromwandler 4,5,6, deren Sekundärwicklungen in Stern geschaltet sind und bei je zwei Impedanzkipprelais je eine Stromspule 41, 42 bzw. 51, 52 oder 61,62 speisen. Die Rückleitung zum gemeinsamen Sternpunkt der Stromwandler verläuft über ein Summenstromrelais 7. Die Stromwicklungen 41 und 62, 51 und 42, 61 und 52 haben solchen Wicklungssinn, daß die resultierende Wirkung der Stromspulen jedes Impedanzkipprelais der Größe je eines verketteten Stromes entspricht.

Die genannten Stromspulenpaare wirken bei jedem Impedanzrelais auf das eine Ende eines doppelarmigen Hebels 8 bzw. 9 bzw. 10.

Am anderen Ende jedes Hebels greift je ein Spannungssystem 11 bzw. 12 bzw. 13 in an sich bekannter Weise an. Die Stromspulen suchen bei jedem Impedanzrelais die Auslösekontakte 14 bzw. 15 bzw. 16 zu schließen. Die Spannungsspulen suchen die Auslösekontakte offen zu halten. Die Kontaktpaare 14, 15 und 16 liegen im Erregerstromkreis der Auslösespule 3, die an eine Lokalstromquelle 17 angeschlossen ist.

Während die Stromspulen der Impedanzrelais dauernd eingeschaltet sind, erhalten die Spannungsspulen erst dann Spannung, wenn ein Fehler auf der Leitung entsteht. Zu dem Zweck sind die Erregerkreise der Spannungsspulen 11, 12 und 13 von demAnsprechen dreier Spannungsabfallrelais rs, st und tr abhängig gemacht. Die Bezeichnungen rs und si und tr zeigen zugleich, welche verkettete Spannung normalerweise an dem einzelnen Relais liegt.

Die Erregerstromkreise für die Spannungsabfallrelais verlaufen erfindungsgemäß von den Klemmen r, s, L der Sekundärwicklung eines Spannungswandlers 18 über je einen Vorschaltwiderstand tn, über je einen der Umschaltekontakte 20,21 und 23 und für das Relais rs über die Wicklungen des Relais rs zur Klemme s des Spannungswandlers 18, für das Relais st über die Wicklung dieses Relais zur Klemmet und für das Relais tr zur Klemme r des Spannungswandlers 18. Das Relais rs liegt infolgedessen, solange der Umschaltkontakt 20 in der gezeichneten Ruhelage steht, über den Spannungswandler 18 an der Spannung zwischen den Phasenleitern/? und S. Dementsprechend ist die Spannung des Relais st der Spannung zwischen den Phasenleitern ST und die Spannung am Relais tr der Spannung zwischen den Phasenleitern T und R proportional.

Tritt beispielsweise ein Kurzschluß zwisehen den Phasenleitern R und S auf, dann bricht die Spannung am Anregerelais rs zusammen. Das Relais schließt seine oberen Kontakte 24 und legt dadurch die Spannung, die zwischen den Sekundärklemmen r und s des Spannungswandlers 8 herrscht, an die Spannungsspule 12 des mittleren Impedanzrelais. Je nach der Entfernung der Fehlerstelle hält das Impedanzrelais seinen Kontakt 15 geschlossen, oder es öffnet ihn nach der Einschaltung der Spannungs spule 12. Wenn er geschlossen bleibt, kommt ein Strom über die Auslösespule 3 zustande, der aus der Lokalstromquelle 17" über die Auslösespule 3, den geschlossenen Kontakt 15, den dann ebenfalls geschlossenen Kontakt 25 des Anregerelais rs und von dort zurück zur Batterie 17 verläuft. Die Kontakte der übrigen Impedanzrelais 14 und 16 sind zwar ebenfalls ge-· schlossen, solange die Spannungsspulen 11 und 13 stromlos sind, aber die Kontakte 14 und 16 dieser Impedanzrelais sind so lange wirkungslos, als die zugehörigen Spannungsabfallrelais st und tr ihre unteren Kontakte nicht geschlossen haben. Man wird naturgemäß Sicherungen anbringen, welche verhüten, daß, wenn der Kontakt 25 des Anregerelais rs geschlossen wird, bereits eine Auslösung des Schalters 2 eintritt, ehe das Impedanzrelais Zeit genug· hatte, den Kontakt 15 zu öffnen. Man kann zu dem Zweck beispielsweise den Kontakt 15 durch eine mechanische Verriegelung in offener Stellung festhalten und ihn erst freigeben, wenn das Anregerelais angesprochen hat. Diese Anordnungen sind jedoch nicht Gegenstand der Erfindung und aus diesem Grunde aus der Zeichnung fortgelassen.

Wenn der entstandene Fehler feein Kurzschluß, sondern beispielsweise ein Erdschluß des Phasenleiters R ist, bricht keine Spannung zwischen zwei Phasenarten zusammen. Statt dessen aber tritt ein Summenstrom auf, wodurch das Relais 7 erregt wird. Das Relais 7 schaltet dann die drei Umschalter 20, 21 und 23 in die andere Kontaktlage um; dadurch werden sämtliche Anregerelais von der

Spannung zwischen zwei Phasenärten abgetrennt und dem Einfluß der Spannungen zwischen den Phasenleitem und Erde unterworfen. Durch die Umschaltung des Kontaktes 23 wird das Anregerelais rs an die Spannung zwischen der Spannungswandlerklemme s und Erde, d.h. also an eine der Phasenspannung zwischen dem Leiter S und Erde proportionale Spannung, angeschlossen und spricht an. Die gleiche Spannung erhält dann über Kontakt 24 auch die Spannungsspule 12 des mittleren Impedanzrelais.

Die Umschaltung erfolgt derartig, daß der Stromkreis des Spannungsabfallrelais dabei

15' nicht unterbrochen wird. Es bestünde sonst die Gefahr, daß kurzzeitig alle Impedanzrelais angeregt würden und infolgedessen, wenn sie, wie in der Darstellung angenommen ist, als unverzögerte Kipprelais ausgebildet sind, die Abschaltung des Leitungsschalters 3 herbeiführen, bevor sich noch die . richtigen Spannungen im Impedanzrelais auswirken.

Der Widerstand m, der in Reihe mit je einem der, Umschaltekontakte 20, 21, 23 liegt, bewirkt, daß der Erregerstrom der Anregerelais, wenn diese an der Spannung zwischen zwei Phasenleitem des gesunden Netzes liegen, nicht größer ist als der Erregerstrom, der sich nach der vollzogenen Umschaltung der Schalter 20, 21 und 23 einstellt, soweit die ■einzelnen Phasenleiter am Erdschluß nicht beteiligt sind. Auf diese Weise erzielt man, daß die Anregungen stets bei dem gleichen prozentualen Spannungsverlust ansprechen, gleichgültig, ob die Spannungen zwischen zwei Phasenleitem oder- die Spannungen zwischen den Phasenleitern und Erde überwacht werden.

In dem Ausführungsbeispiel sind als Anregerelais reine Spannungsabfallrelais angenommen. Die Erfindung ist natürlich überall dort mit Nutzen anwendbar, wo ein von der Spannung abhängiges Anregerelais beliebiger Bauart zur Anwendung kommt, beispielsweise Minimal- und Impedanzrelais oder auch solche Relais, bei denen die Höhe der Spannung eine größere oder kleinere Verzögerungszeit zur Folge hat.

In der Darstellung wird die 'unterbrechungslose Umschaltung der Spannungsspulen der Anregerelais dadurch erreicht, daß die Umschaltekontakte eine entsprechende Form besitzen. Man kann statt dessen auch andere Wege einschlagen, beispielsweise kann man besondere Hilfsrelais vorsehen, welche den normalerweise geschlossenen Stromkreis,, in welchem die Relais die Spannung zwischen zwei Phasenarten erhalten, im Ruhezustand schließen und erst dann öffnen, wenn die durch das Summenstromrelais 7 gesteuerten Umschaltkontakte die neue Lage erreicht haben. Die Umschaltkontakte, die von dem Summenstromrelais 7 gesteuert werden, schließen zu dem Zweck beispielsweise in ihrer Arbeitsstellung den Erregerstromkreis für die Hilfsrelais, die darauf die Ruhekontakte öffnen, über welche die Anregerelais normalerweise an der verketteten Spannung liegen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schutzschaltung für Teile einer Wechselstromanlage mit geerdetem Nullpunkt und von der Spannung abhängigen Anregerelais, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kurzschluß und für den Einphasenerdschluß die gleichen Anregerelais (Vs, st, tr) verwendet werden und daß die Anregerelais über ein Umschaltrelais (7) bei Kurzschluß an der — zweckmäßig durch einen vorgeschalteten Widerstand (m) — so verminderten Spannung zwischen zwei Phasenleitern, bei Erdschluß dagegen an der Spannung der Phasenleiter gegen Erde liegen, daß das Anregerelais bei Kurzschluß und bei Erdschluß bei prozentual gleicher Spannungsverminderung anspricht.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltrelais (7) derart ausgebildet ist, daß die Umschaltung des Spannungskreises der Anregerelais unterbrechungslos vor sich geht.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltrelais (7) auch die Spannungsspulen der von Strom und Spannung abhängigen Auslöserelais (8, 9, 10) mit umschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen