DE646169C - Verfahren zum UEberwachen von Hochspannungsanlagen mit Erdschlussloeschern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 9. JUNI 1937

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

S8i525VlIIb\2ic Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: so.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. September 1927 ab

Bei Hochspannungsanlagen ist die Erdkapazität und damit auch der Erdschlußstrom sehr veränderlich. Die Kapazität des Netzes ist einerseits betriebsmäßigen Änderungen durch Zu- und Abschaltung von Leitungsteilen unterworfen, andererseits wird die Kapazität durch andere Einflüsse, beispielsweise durch verschieden starken Durchhang, geändert. Solche Änderungen beeinträchtigen bei großen Netzen die Wirkung vorhandener Erdschlußlöscheinrichtungen, da diese dann nicht richtig abgestimmt sind.

Um die richtige Löschereinstellung zu finden, ist es bereits vorgeschlagen worden, eine Phase des Netzes über einen Widerstand zu erden und^den in diesem Widerstand fließenden Strom zu messen. Bei richtiger Abstimmung ist dieser Strom ein Minimum. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß aus einer einzigen Messung nicht sofort die richtige Einstellung des Löschers ermittelt werden kann. Vielmehr muß der Löscher von Stufe zu Stufe verstellt werden, so lange, bis der Ausschlag des Instrumentes ein Minimum ergibt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Überwachung von Hochspannungsanlagen mit Erdschlußlöschern, bei dem sofort aus einer Messung die richtige Einstellung des Löschers gefunden werden kann.

Gemäß der Erfindung wird ein Meßgerät angewendet, welches die Leitfähigkeit der Anlage selbst gegen Erde, insbesondere die Blindkomponente der Leitfähigkeit, unmittelbar abzulesen gestattet. Ein solches Instrument, welches die Leitfähigkeit anzeigt, er- ' gibt sich auf Grund folgender Überlegungen: Wird beispielsweise eine induktive oder Ohmsche Verbindung zur Erde von bekannter Leitfähigkeit hergestellt oder eine vorhandene Ableitung um einen bestimmten Betrag verändert, so ist die Leitfähigkeit Y in Vektors chreib weise

Y^-Y_n

(I)

Y bedeutet die Leitfähigkeit der Anlage gegen Erde einschließlich der Leitfähigkeit des Erdschlußlöschers, Y_p die zuzuschaltende Leitfähigkeit der Erdverbindung, E₁ die Phasenspannung, P die Nullpunktspannung gegen Erde vor dem Anschalten der zusätzlichen Erdverbindung, P₀ die Nullpunktspanntmg nach deren Anschalten. P₀ — P=V ist daher die infolge der Erdverbindung auftretende zusätzliche Nullpunktverlagerung. Bei ungestörtem Betrieb verschwindet praktisch die Nullpunktspannung P gegen Erde, und es kann P₀ im Zähler annähernd gleich

der SpannungsVerlagerung V gesetzt werden. Diese reicht also allein zur genäherten Bestimmung der gesuchten Leitfähigkeit aus nach der Gleichung ,. i

Y =

_Y E₁+ V ^YP γ—

(2) *ί

Ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung ίο nach der Erfindung veranschaulicht die Fig. i. Hier bedeuten i, 2, 3 die drei Phasen des zu überwachenden Xetzes, an das ein Löschtransformator mit der Primärwicklung P als Erdschlußlöscher angeschaltet ist. Die er-'5 wähnte Erdverbindung wird durch vorübergehendes Anschalten einer Drosselspule 4 an eine Phase hergestellt. Die Drosselspule ist zweckmäßig an eine Phase des Erdschlußlöschers anzuschließen, am besten an eine Anzapfung seiner Sekundärwicklung 5*. Die Anzapfung ist so gewählt, daß die Drosselspule mit einem gewöhnlichen Hebelschalter 5 gefahrlos ein- und ausgeschaltet werden kann. Die Nullpunktspannung wird nach Größe und Phase durch wattmetrische Messung bestimmt. Es wird entweder die gesamte Nullpunktspannung gegen Erde vor und nach dem Anschalten der Drosselspule gemessen (Gleichung 1) oder auch ihre bloße Änderung (Gleichung 2). Die Wattmeteranordnung ist an eine gesonderte Wicklung des Erdschlußlöschers angeschlossen, im vorliegenden Fall an eine Tertiärwicklung T des Löschtransformators, und besteht hier aus zwei Wattmetersystemen 6, 8 und 7, 9. Die Spannungsspule 6 liegt an der verketteten Spannung der Phasen 2 und 3, die Spannungsspule 7 an einer mit der Sternspannung der Phase 1 der Tertiärwicklung phasengleichen Spannung. Hierzu dient ein Spannungswandler 10 mit einer mittleren Anzapfung. Durch die beiden Stromspulen 8, 9 kann ein der Nullpunktspannung proportionaler Strom gesandt werden, der aus einer gesonderten geerdeten Wicklung 11 über einen Widerstand 12 entnommen wird. Bei ungestörtem Betrieb läßt sich aber der der infolge ungleicher Kapazitäten vorhandenen Nullpunktverlagerung entsprechende Wattmeterstrom kompensieren, so daß erst die zusätzlichen Nullpunktverlagerungen bei Anschalten der Drosselspule 4 einen in den Wattmetern wirksamen Strom hervorrufen. Die Kompensation besorgt ein von den beiden Meßspannungen abgeleiteter Hilfsstrom. Dieser wird vom Hilfsspannungswandler 10 und von der Phase 1 über Einstellwiderstände 13, 14, Umschalter 15, 16 und einen Stromwandler zum Wattmeterstromkreis geleitet. Die Widerstände 13, 14 und die Umschalter 15, 16 Werden bei ungestörtem Betrieb und offenem Schalter 5 so eingestellt, daß die Wattmeter Null zeigen. Nach Schließen des ^Schalters 5 zeigen diese die Komponenten '.. $er Nullspannungsverlagerung in Richtung ...&es Spannungsvektors der Phase 1 und senkrecht dazu an.

Die gesuchte Nullpunktverlagerung oder die gesuchte Leitfähigkeit ist durch geeignete Ausbildung des Meßinstrumentes unmittelbar aus den Angaben der beiden Wattmeter an einem gemeinsamen Zeigerblatt in einem Koordinatensystem ablesbar. Die Wattmeter sind sogenannte Flachprofilinstrumente, ihre Zeiger bewegen sich senkrecht zueinander über das gemeinsame Zeigerblatt und zeigen an ihrem Kreuzungspunkt die gesuchte Größe an.

In Fig. 2 ist das Zeigerblatt mit den beiden Zeigern 17 und 18 dargestellt, die sich gerade im Punkt 19 kreuzen. Die Zeiger verschieben sich bei Änderung der Anzeige parallel zu sich selbst. Die Verbindung der Nullstellung 0 mit dem jeweiligen Kreuzungspunkt 19 stellt den Vektor V der Nullpunkt- Verlagerung dar.

Um sofort die gesuchte Leitfähigkeit Y der Anlage gegen Erde zu erhalten, benutzt man das auf das Zeigerblatt aufgezeichnete Koordinatensystem. Dieses besteht aus zwei sich senkrecht kreuzenden Scharen von einander im Ursprung O berührenden Kreisen. Jeder Kreis der einen Schar 20 ist die sogenannte Ortskurve des Vektors V für einen bestimmten Wert der Wirkkomponente der Leitfähigkeit der Anlage gegen Erde, jeder Kreis der anderen Schar 21 entspricht ebenso einem bestimmten Wert der Blindkomponente der Leitfähigkeit. Die Kreise lassen sich aus der Vektorgleichung (2) unter Einsetzen bestimmter Werte für die Vektoren Y_p und E₁ berechnen. Sie werden entweder in absoluten Werten der Leitfähigkeitskomponenten oder nach Verhältniszahlen in Prozenten der gesamten (Schein)Leitfähigkeit des Erdschluß- löschers beziffert. Einer der Kreise 21 ist die Ortskurve des Vektors V für richtige Abstimmung des Löschers, also der geometrische Ort des Zeigerkreuzungspunktes if) für den gewünschten Betriebszustand. Je nach der Abweichung der Instrumentangabe von dieser Kurve ist 'die Löscherabstimmung in einem oder anderem Sinne zu berichtigen.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Überwachung von Hochspannungsanlagen mit Erdschlußlöschern mit Hilfe einer künstlichen Sternpunktverlagerung, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Meßgerätes, welches die Leitfähigkeit der Anlage

   selbst gegen Erde, insbesondere die Blindkomponente der Leitfähigkeit, unmittelbar abzulesen gestattet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwendung v.ön^; zwei wattmetrischen Systemen, deren " Spannungsspulen an einer verketteten und einer der Sternspannung phasengleichen Spannung liegen und deren Stromspulen von eineni der Nullpunktspannung gegen Erde oder" ihrer bei Einschalten des zusätzlichen Widerstandes auftretenden Änderung proportionalen Strom durchflossen werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdschlußlöscheinrichtung eine besondere Wicklung zur Erregung der wattmetrischen Anordnung besitzt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wattmeterstrom bei erdschlußfreiem Betrieb durch einen von der Netzspannung abgeleiteten Hilfsstrom kompensiert ist, so daß nur die Änderung des Stromes, welche bei Einschaltung des zusätzlichen Widerstandes entsteht, in den Wattmetern wirksam wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesuchte Leitfähigkeit aus den Angaben zweier wattmetrischer Systeme an einem Koordinatensystem am Zeigerblatt ablesbar ist.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Wattmeter Flachprofilinstrumente dienen, deren Zeiger sich senkrecht zueinander über dem Zeigerblatt bewegen und an ihrem Kreuzungspunkt die gesuchte Größe anzeigen.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Koordinatensystem des Zeigerblattes aus zwei Scharen von einander im Ursprung berührenden Kreisen besteht, wobei jeder Kreis der einen Schar einem bestimmten Wert der Wirkkomponente, jeder Kreis der anderen Schar einem bestimmten Wert der Blindkomponente der gesuchten Leitfähigkeit entspricht und die Ortskurve des Vektors der Spannungsverlagerung für diesen Wert darstellt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen