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Maschennetz mit mehreren Versorgungsleitungen, die gruppenweise zu
mehreren Speisesystemen gehören In Maschennetzen, die über mehrere Versorgungsleitungen
gespeist werden, erfolgte bisher der Anschlußeder Transformatoren an das Maschennetz
in der Regel über sogenannte Maschennetzschalter, die auf Rückstrom ansprechen und
mit einer Wiederzuschalteinr ichtung versehen sind. Die Wiederzuschalteinrichtung
besorgt hierbei den Wiederanschluß des zugehörigen Transformators an das Maschennetz,
nachdem der Fehler geklärt ist.
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Dieses Schutzsystem in Form von Maschenrietzschaltern ist besonders
aus dem Grunde nachteilig, weil die Maschennetzschalter außerordentlich teure und
empfindliche Gebilde darstellen, die einer sehr sorgfältigen Wartung bedürfen, um
betriebsbereit zu sein.
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Die Erfindung verfolgt im wesentlichen den Zweck, in einem Maschennetz
mit mehreren Versorgungsleitungen, die gruppenweise zu mehreren Speisesystemen gehören,
die Verwendung einfacher, billiger und zuverlässig arbeitender Geräte, und zwar
von Sicherungen oder Schaltern, für den Anschluß der Transformatoren an das Maschennetz
zu ermöglichen und dadurch einerseits die, Einrichtungskosten und andererseits die
Betriebskosten erheblich herabzusetzen.
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Bei Maschennetzen dieser Art ist es notwendig, daß ein in einer Versorgungsleitung
oder in einem Trangformator auftretender Fehler zunächst nach der Seite des Speisesystems
geklärt wird und dann erst nach der Seite des Maschennetzes, damit eine Abschaltung
gesunder Maschennetzstationen und gesunder Versorgüngsleitungen vermieden wird.
Diese Reihenfolge der Fehlerklärung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die
für den Anschluß der Transformatoren an das Maschennetz verwendeten Sicherungen
oder Schalter eine solche Kennlinie besitzen, daß sie die Trennung auf der Seite
des Maschennetzes erst durchführen, nachdem die Trennung auf der Seite des Speisesystems
erfolgt ist. Zweckmäßig werden Sicherungen oder Schalter verwendet, deren Ansprechen
bzw. Auslösung durch verzögert arbeitende Rückstromrelais gesteuert wird. Der Anschluß
kann aber auch durch entsprechend träge Sicherungen erfolgen, deren Trennzeit durch
ein Rückstromrelais gesteuert wird. Beispielsweise können Sicherungen mit künstlicher
Heizung verwendet werden, deren Heizkreis durch das Rückstromrelais mittel- oder
unmittelbar geschlossen wird. Andererseits können parallel geschaltete Sicherungen
angeordnet sein, von denen eine in Reihe mit einem Schalter liegt, der seinerseits
durch das Rückstromrelais gesteuert wird; auch besteht die Möglichkeit, eine an
sich bekannte Sicherung mit parallel
geschaltetem, durch das Rückstromrelais
gesteuertem Schalter zu verwenden.
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Damit auch Fehler innerhalb der Transformatoren erfaßt werden, und
zwar insbesondere Fehler schleichender Art, empfiehlt es sich, das Ansprechen der
Sicherung bzw. die Auslösung des Schalters zusätzlich durch den Ölschalter oder
die Schutzrelais des Transformators zu steuern.
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Mit Rücksicht auf die Speisung des Maschennetzes von mehreren Speisesystemen
über jeweils mehrere Versorgungsleitungen werden die Schalter der Versorgungsleitungen
je nach der Höhe der im Fehlerfall möglichen Vorwärts- und Rückwärtsstränie in ihrer
Ansprechempfindlichkeit so eingestellt,. daß die nicht unmittelbar durch den Fehler
betroffenen Versorgungsleitungen eingeschaltet bleiben. Im allgemeinen wird dies
dazu führen, daß die Ansprechempfindlichkeit im Vergleich zu den bisherigen Schutzsystemen
verringert wird. Im Interesse eines Überlastungsschutzes wird es sich deshalb empfehlen,
dieAuslösung der in denVersorgungs-Leitungen liegenden Schalter durch :eine Vereinigung
eines Langzeit- und eines Kurzzeitrelais mit verschiedener Ansprechstromstärke zu
steuern.
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Durch die bisher beschriebenen Schutzsysteme werden lediglich Fehler
geklärt, die in einer Versorgungsleitung oder in einem Transformator auftreten.
In der Tat sind dies die praktisch bedeutungsvolleren Fehler. Bei Maschennetzen
der in Frage stehenden Art kann es jedoch wichtig sein, auch Fehler im Speisesystem
zu klären. Nach der Erfindung wird deshalb weiterhin vorgeschlagen, die Auslösung
des Schalters jeder Versorgungsleitung einerseits durch ein stromabhängiges Anregeglied
und andererseits durch ein Anregeglie,d, welches durch die Summe der am zugehörigen
Speisesystem ankommenden und abgehenden Ströme becinflußt wird, zu steuern.
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Der Gegenstand der Erfindung soll an Hand der in der Zeichnung dargestellten
beispielsweisen Schaltungen näher erläutert werden; es zeigt Abb. i das Schaltbild
eines von zwei Speisesystemen über jeweils drei Versorgungsleitungen gespeisten
Maschennetzes; Abb.2 die Schaltung eines Schutzsystems für den Schalter einer Versorgungsleitung,
wobei die Auslösung des Schalters durch Wandlerstrom erfolgt, Abb. 3 die Schaltung
eines Schutzsystems für den Schalter einer Versorgungsleitung; wobei die Auslösung
des Schalters durch einen Hilfsstrom erfolgt, Abb. q. die Schaltung eines Schutzsystems
für die Schalter der Versorgungsleitungen eines Speisesystems gemäß Abb. i. Das
in Abb. i dargestellte Maschennetz i wird von zwei Speisesystemen bzw. zwei Sammelschienen
2a und 2G über je drei Versorgungsleitungen 3 gespeist. Jedes der Speisesysteme
2a und 2b wird - über zwei Kraftwerkleitungen .4 mit Strom versorgt. Jede Versorgungsleitung
3 ist innerhalb des zugehörigen Speisesystems mit einem Schalter 5 versehen und
über zwei Netzstationen 6 mit dem Maschennetz i verbunden. Jede Netzstation besteht
aus einem Transformator 7; in dessen Verbindungsleitung zur Versorgungsleitung 3
ein Schalter 8 angeordnet ist. 3n der Verbindungsleitung zum Maschennetz i ist eine
Sicherung 9 eingebaut. Bei diesem Maschennetz i bestehen im wesentlichen drei Fehlermöglichkeiten,
und zwar etwa an den Stellen to, i i und i?. Bei Auftreten eines Fehlers an der
Stelle i i oder an der Stelle i2 besteht die Möglichkeit; daß nicht nur die an der
Klärung des Fehlers unmittelbar beteiligten Anschlußsicherungen 9 vom Rückstrom
durchflossen werden, sondern auch die Sicherungen 9 derjenigen Netzstationen 6,
die, von anderen Versorgungsleitungen 3 des Speisesystems 2a gespeist werden. Um
eine Abschaltung gesunder Maschennetzstationen 6 und gesunder Versorgungsleitungen
3 zu vermeiden, ist es deshalb notwendig, den Fehler zunächst nach der Seite des
Speisesystems 2a zu klären, indem der Schalter 5 der vom Fehler betroffenen Versorgungsleitung
3 bzw. der Schalter 8 der den vom Fehler betroffenen Transformator ; speisenden
Versorgungsleitung 3 ausgelöst wird. Dann erst darf die Klärung des Fehlers nach
der Seite des Maschennetzes i durch Ansprechen der beteiligten Sicherungen 9 erfolgen.
Die Anschlußsicherüngen 9 müssen daher eine solche Kennlinie aufweisen, daß sie
die Trennung auf der Seite des Maschennetzes i erst durchführen, nachdem die Trennung
auf der Seite des Speisesystems 2a erfolgt ist.
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Die Ansprechempfindlichkeit der Sehalter 5 muß je nach der Höhe der
im Fehlerfalle möglichen Vorwärts- und Rückwärtsströme so eingestellt werden, daß
die nicht urimittelbar durch den Fehler betroffenen Versorgungsleitungen,-, eingeschaltet
bleiben. Für den Fall, daß sich hieraus zu geringe Ansprechempfindlichkeiten ergeben,
kann es zweckmäßig sein, die Empfindlichkeit im Falle von Überstrom zu erhöhen,
indem die Schalter 5 mit Schutzsystemen versehen werden, wie solche in den Abb.
ä und 3 dargestellt sind.
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Nach Abb. z liegt in der Versorgungsleitung 3 ein Stromwandler 13.
Der Stromkreis der Sekundärseite desWandlers 13 führt über einen Schalter r4., welcher
die Betätigungsspule
15 des parallel zum Auslösemagneten
16 liegenden Ruhekontaktes 17 kurzschließt, den Ruhekontakt 17, die Leitungen
18, ig, den Kontakt 22 und die beiden Magnete 2o und 21. Der Magnet 20 ist auf einen
verhältnismäßig kleinen Ansprechstrom, der Magnet 21 dagegen auf hohen Ansprechstrom
eingestellt. Solange der Ansprechstrom des Magneten 2o nicht erreicht ist, bleibt
die Betätigungsspule 15 stromlos, so daß eine Auslösung des Schalters 5 nicht möglich
ist. Bei Steigerung der Stromstärke bis zur Höhe des Ansprechstromes des Magneten
2o wird der Schalter 22 geöffnet, so daß nunmehr der Heizwandler 23 vom Strom durchflossen
wird, dessen Sekundärseite ein Thermorelais 24 nach einer bestimmten Zeit zum Ansprechen
bringt. Das Thermorelais 24 besorgt die Öffnung des Schalters 1q., wodurch die Kurzschließung
der Betätigungsspule 15 aufgehoben und die Auslösung des Schalters 5 durch Öffnung
des Kontaktes 17 eingeleitet wird.
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Im Falle eines Kurzschlusses wird der Schalter 1.1. durch den Magneten
21 unmittelbar geöffnet, so daß die Auslösung des Schalters 5 mit größerer Beschleunigung
erfolgt.
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Bei dein Schutzsystem nach Abb. 3 sind in den Sekundärkreis des Stromwandlers
13 zwei Relais 25 und 26 eingeschaltet. Das Relais 25 ist ein Langzeitrelais, welches
auf kleinen Ansprechstrom eingestellt ist; das Relais 26 ist ein Kurzzeitrelais,
welches auf hohen Ansprechstrom eingestellt ist. Jedem der Relais 25 und 26 ist
eine Kontaktvorrichtung 27 bzw. 28 zugeordnet, welche im gegebenen Falle einen Hilfsstromkreis
29 schließen, in welchem die Auslösespule 3o des Schalters 5 liegt.
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Bei Maschennetzen i von der in Abb. i dargestellten Art ist es im
Gegensatz zu den einfacheren Maschennetzen i, die von einem Speisesystem über. mehrere
oder von zwei Speisesystemen über je eine Versorgungsleitung versorgt werden, unter
Umständen notwendig, auch Fehler innerhalb der Speisesysteme zu erfassen, wenn auch
solche Fehler praktisch nur äußerst selten vorkommen.
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Ein Fehler in dem Speisesystem muß immer zur Folge haben, daß die
Gleichheit zwischen ankommendem Strom (Strom der -Kraftwerksleitungen d:) und abgehendem
Strom (Strom der Versorgungsleitungen 3) aufgehoben wird. Die Störung dieser Beziehung
zwischen ankommendem und abgehendem Strom kann deshalb dazu ausgenutzt werden, um
die Auslösung der Schalter 5 des Speisesystems 2a zu bewirken, und zwar kann dieses
Schutzsystem sämtlichen Schaltern 5 gemeinsam sein, da bei Auftreten eines Fehlers
an der Stelle io unbedingt alle Schalter 5 des Speisesystems aa ausgelöst werden
müssen, damit das Speisesystem 2b in Betrieb gehalten werden kann.
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In Abb. q. ist die Schaltung eines Schutzsystems für die Schalter
5 des Speisesystems 2a dargestellt. Dieses Schutzsystem verwirklicht gleichzeitig
die Auslösemöglichkeiten, für welche die Schutzsysteme nach den Abb. 2 oder 3 bestimmt
sind. In der Versorgungsleitung 3 ist ein Stromwandler 13 vorgesehen. Sein Sekundärstromkreis
führt über den Schalter 1d., welcher die Betätigungsspule 15 des parallel zum Auslösemagneten
16 liegenden Ruhekontaktes 17 kurzschließt, den Ruhekontakt 17, die Primärseite
5a eines nicht näher bezeichneten Hilfswandlers und den Magneten 2i. Der Magnet
2i ist auf hohen Ansprechstrorn oder Cberstrom eingestellt und dient zur Öffnung
des Schalters 1q.. Bei Öffnung des Schalters 14. wird die Betätigungsspule 15 vom
Wandlerstrom durchflossen und leitet die Auslösung des Schalters 5 ein.
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In der Kraftwerksleitung .4 ist ein Stromwandler 31 vorgesehen, dessen
Sekundärkreis über ein Impedanzrelais 32 und die Primärseite q.a eines nicht näher
bezeichneten Hilfswandlers geschlossen ist. Die Sekundärseiten 5b der zu den drei
Versorgungsleitungen 3 gehörenden und die Sekundärseiten q.b der den beiden Kraftwerksleitungen.I
zugeordneten Hilfswandler sind alle zueinander parallel geschaltet und speisen in
dieser Parallelschaltung die Wicklung des Magneten 3q., welche auf Grund der Gleichheit
der in dem Speisesystem 2a ankommenden und abgehenden Ströme im Normalfall stromlos
ist, so daß auch der Magnet 3q., welcher die Kontaktvorrichtung 35 im Hilfskreis
36 betätigt, nicht erregt wird. Der an eine Stromquelle 37 angeschlossene Hilfskreis
36 enthält in Parallelschaltung drei Anregeglieder oder Magnete 2oa, von denen je
einer dem Auslösesystem eines der Schalter 5 zugeordnet ist und welche neben den
Anregegliedern oder Magneten 2 1 die Öffnung des Überbrückungsschalters 14 jeder
Betätigungsspule 15 bewirken, sobald die Kontaktvorrichtung 35 geschlossen ist.
Die Schließung der Kontaktvorrichtung 35 erfolgt durch den Magneten 34., und zwar
regelmäßig dann, wenn in dem Stromkreis 33 ein Strom fließt. Dies ist aber nur dann
der Fall, wenn das Speisesystem 2a von einem Fehler betroffen wird.
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Bei der bisherigen Behandlung von Fehlern an der Stelle 12, d. h.
in einem Transformator, wurde unterstellt, daß es sich um einen schwerwiegenden
Fehler von der Art eines Kurzschlusses handelt. Die Transformatoren 7 können aber
auch von Fehlern schleichender Art betroffen werden, die regelmäßig
durch
die Schutzrelais (Buchholz- oder Thermorelais) beherrscht werden, die die Abschaltung
der Transformatorenschalter 8 veranlassen. Bei solchen Fehlern muß der Schalter
5 der den vom Fehler betroffenen Transformator 7 speisenden Versorgungsleitung 3
eingeschaltet bleiben, damit die gesunden von der gleichen Versorgungsleitung 3
gespeisten Netzstationen 6 an der Stromlieferung beteiligt bleiben: Die Klärung
des Fehlers kann sich auf die Abschaltung des Transformators 7 beschränken. Nach
der Versorgungsleitung 3 hin wird die Abschaltung, wie gesagt, durch die Schalter
8 veranlaßt; für die maschennetzseitige Abschaltung empfiehlt es sich, das Ansprechen
der Anschlußsicherungen 9 bzw. die Auslösung der an Stelle der Sicherungen 9 vorgesehenen
Anschlußgerate zusätzlich durch die Schalter 8 oder die Schutzrelais des Transformators
7 zu steuern.