DE1440141C - Ubertragungskabel fur Stromdifferential schutz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungs- Es besteht nun ein besonderes Interesse, diese er-

kabel für Stromdifferentialschutz, insbesondere für wähnte Differential-Schutzanordnung auch für grö-Hochspannungsleitungen und -kabel bzw. für jeden 45 ßere Leitungs- oder Kabellängen brauchbar zu ma-Hochspannungseinzelleiter, bei dem zwei von Zwi- chen. Da die Hilfsleiter und die Hochspannungsleischenwandlern gespeiste, bei gesundem Netz strom- tungen bzw. Kabel in vielen Fällen auf lange Strekführende Adern vorgesehen sind und die im Brük- ken dicht benachbart verlegt sind, wird in den Hilfskenzweig liegende dritte, bei ordnungsgemäßem Be- leitern bei einem Erdschluß in einer Hochspannungstrieb stromlose Ader an beiden Enden Differentialre- 50 leitung eine starke Längsspannung induziert. Durch lais enthält. den ungenauen, d. h. unsymmetrischen Aufbau der

Für Leitungen und Kabel ist bekanntlich der normalerweise einfach verseilten Hilfsleiter nehmen Stromdifferentialschutz eines der schnellsten und diese gegen Erde verschiedene Spannungen an, so zuverlässigsten Schutzsysteme. Bei diesen Strom- daß zwischen ihnen auch Querspannungen auftreten. differential-Schutzsystemen werden .in bekannter 55 Dadurch werden auf den Hilfsleitern Störströme her-Weise die Ströme am Anfang mit denen am Ende vorgerufen. Um eine fehlerhafte Auslösung zu vereiner zu überwachenden Leitung unmittelbar nach meiden, ist es daher notwendig, die Nutzleistung des Größe und Phasenlage verglichen. Da, jedes Ab'wei- Differentialschutzes relativ hoch zu legen. Unter chen vom normalen Verhältnis der beiden Ströme Nutzleistung ist hierbei die von den Mischwandlem nur durch eine Störung im geschützten Teil der Lei- 60 abgegebene Leistung zu verstehen. Wenn daher die tung hervorgerufen wird, kann der Unsymmetrie- induzierte Störleistung groß ist, muß auch die Nutzstrom sofort als Fehlerkriterium gewertet und zum leistung des Differentialschutzes und damit dessen Auslösen verwendet werden. Bei einem Hochspan- Verbrauch entsprechend groß gewählt werden. Der nungsdrehstromsystem wird aus den Strömen der in Schutzbereich eines solchen Systems ist also durch den Hochspannungsleitungen liegenden Wandler ein 65 die auftretenden inneren Spannungen und die Wandeinachsiges Stromsystem über einen Summenwandler lerleistung auf kürzere Überwachungsstrecken begebildet. Zum Schutz langer Übertragungsleitungen grenzt,
kann auch für jeden einzelnen Hochspannungsleiter Um die vorgenannten Nachteile bei dem Übertra-

3 4

gungskabel für Stromdifferentialschutz zu vermeiden, Grund dafür, daß man bei Verwendung solcher werden erfindungsgemäß je drei zwischen den Über- Starkstromkabel in Anlagen für Stromdifferentialwachungsstellen verlaufende Adern für sich allein als schutz hohe Betriebsspannungen bei verhältnismäßig symmetrisches Dreiersystem zu einem Aderstrang großem Ruhestrom benutzen mußte, um die geforverdrillt, darüber ein Kabelmantel aufgebracht und 5 derte Sicherheit zu erhalten. .
auf diesem Mantel normale Telefonkabeladern an- Durch die nach den Regeln und den Symmetrieangeordnet, die in an sich bekannter Weise über Entla- forderungen von Fernmeldeadern vorgenommene dungsstrecken und/oder Drosselspulen geerdet sind. Verseilung bzw. Verflechtung der drei bei der Strom-Diese Verdrillung hat nach den Regeln und den Sym- differentialschutzschaltung benutzten Adern werden metrieanforderungen für Fernmeldeadern zu erfol- io die unsymmetrischen Spannungen gegen Erde in algen, so daß alle drei Adern gegenüber ihrer Umge- len drei Adern gleich oder nahezu gleich groß, so bung vollkommen gleiche Eigenschaften besitzen. daß keine Querspannungen zwischen den Leitungen

Es ist zwar an sich bekannt, bei Fernmeldekabeln entstehen können. Schon auf diese Weise kann die jeweils zwei Adern oder gerade Vielfache davon mit- Störleistung um einen wesentlichen Betrag herabgeeinander zu verdrillen; derartige Anordnungen sind 15 setzt werden, so daß man ein sicheres Arbeiten des aber für die Anordnung nach der Erfindung nicht Differentialstromschutzes auch bei kleinem Eigenverbrauchbar, da für den Stromdifferentialschutz drei brauch (niedrige Betriebsspannung und niedriger BeAdern gebraucht werden und eine aus zwei oder vier triebsstrom) erreichen kann. Die in einem Dreier aufAdern bestehende symmetrische Fernmeldeader- tretende Beeinflussungsspannung wird aber zusätzgruppe bei Benutzung von nur drei Adern wieder un- 20 lieh noch durch die über dem Zwischenmantel ansymmetrisch gegenüber ihrer Umgebung werden geordneten, durch Entladungsstrecken und/oder würde. Drosselspulen geerdeten Telefonkabeladern herabge-

Aus der deutschen Auslegeschrift 1028 644 ist ein setzt, und zwar um einen vom Kabelaufbau abhängi-

Starkstromkabel bekannt, bei dem drei stromfüh- gen Reduktionsfaktor, denn im Beeinflussungsfall

rende Leiter miteinander verdrallt und die drei Teil- 25 fließt ein Strom über die dann geerdeten Telefonka-

leiter des aufgeteilten Erd- oder Schutzleiters in den beladern. Mit der Längsspannung werden nun auch

Zwickelräumen liegen. Die Teilleiter sind hier zwar die von geringen Unsymmetrien herrührenden Quer-

mit den stromführenden Leitern verdrallt; da aber spannungen zwischen den Adern der Dreier geringer,

die Forderungen bezüglich der Symmetrie bei Stark- Während also die dem Differentialschutz dienenden

Stromleitern bei weitem nicht so hoch gestellt werden 30 Dreier nicht durch Überspannungsableiter geschützt

wie bei Fernmeldeleitungen, ist über die Symmetrie werden dürfen, ergibt sich durch die Kombination

der Verseilung nichts weiter ausgesagt. Auch sind der Dreier mit den durch einen Zwischenmantel iso-

hier die Hilfsleitungen nicht für sich allein verseilt. liert angeordneten Telefonkabeladem ein Schutz für

Es ist weiter bekannt, daß nichtverdrillte Dreh- die Dreier dadurch, daß die Überspannungsableiter stromleitungen in den Fernmeldeleitungen eine EMK 35 oder Drosselspulen an die Telefonkabeladem angeerzeugen. Um diese Beeinflussung zu vermindern, ist schaltet werden. Die Folgen hiervon sind die Veres bekannt, die Drehstromleitung zu verdrillen. kleinerung der Geräte für den Stromdifferential-Durch diese Maßnahme wird aber die Beeinflussung schutz und der Wegfall der durch die hohen Ruhevon Fernmeldeleitungen nur dann beseitigt, wenn die spannungen gegebenen Gefahren. Der Stromdifferen-Drehstromleitung in Ordnung ist. Im Störungsfalle 40 tialschutz ist bei Benutzung des neuen Kabels prakaber stellt sie ein unsymmetrisches Ein-, Zwei- oder tisch für alle vorkommenden Leitungs- bzw. Kabel-Dreileitersystem dar. Die der Erfindung zugrunde längen brauchbar.

liegende Aufgabe bestand also auch darin, Maßnah- In vorteilhafter Weise kann man einen oder mehmen gegen alle unvorhersehbaren Störungsfälle zu rere solche Stränge, z. B. sechs Hilfsleiterstränge, die treffen. Die Lösung der Aufgabe bestand nun aber 45 für sechs dreipolige Hochspannungsleitungen oder nicht in Maßnahmen an den Störern selbst, sondern sechs Einzelhochspannungsleiter bestimmt sind, zu in der Erkenntnis, daß bei einer vorteilhaften Ausle- einem gemeinsamen Kabel zusammenfassen. Man gung des Schutzsystems gerade die zwischen den kann den durch die Adern gebildeten Strängen auch Überwachungsstellen verlaufenden Dreiersysteme, verschiedene Dralle geben. Man kann auch den Kader Zwischenmantel und die darüber aufgebrachten, 50 belaufbau so wählen, daß man im Innern des Kabels durch Entladungsstrecken und/oder Drosselspulen einen Sternvierer anordnet und die Hilfsleiterstränge geerdeten Telefonkabeladem als wesentlicher Be- (Dreier) um diesen herumlegt. In dem zentral liegenstandteil der gesamten Schutzanordnung zu betrach- den Sternvierer können Nachrichten beliebiger Art ten sind. Bei den bisher bekannten Differential- übertragen werden. Es kann auch vorteilhaft sein, die Schutzsystemen aber waren die Dauerströme in den 55 in der Kabeltechnik noch bekannten Maßnahmen zur Adern so groß, daß die infolge einer Unsymmetrie Herabsetzung der Beeinflussung von Fernsprechader Hilfsadern auftretenden Querströme bzw. Quer- dem zusätzlich anzuwenden, z. B. eine besondere spannungen klein waren gegenüber den im Ruhezu- Schirmung und Erdung der Kabel,
stand ohnehin vorhandenen Strömen bzw. Spannun- Die Stromdifferential-Schutzanordnung nach der gen. Bei diesen bekannten Systemen hätte also eine 60 Erfindung kann auch für den Schutz von Transforexakte Verdrillung der Adern keinen Nutzen ge- matoren benutzt werden, wenn z.B. die Uberwabracht. Man konnte daher für den Stromdifferential- chung über große Entfernungen erfolgen soll. Zu dieschutz die wesentlich billigeren, gewöhnlichen Stark- sem Zweck kann man an die Enden der Hilfsleiterstromkabel benutzen, bei denen die drei Adern den kabel Zwischenwandler in Sterndreieckschaltung anin der Starkstromtechnik üblichen Forderungen ent- 65 schließen. Auf diese Weise gelingt es, mit drei Hilfssprechend verseilt waren; die Erdsymmetrie wird leitern je Transformator auszukommen,
aber bei Starkstromkabeln nicht in dem Maße wie Das neue Kabel kann als Erdkabel oder als frei trabei Femmeldekabeln beachtet. Dies war auch der gendes Luftkabel hergestellt werden. Luftkabel kön-

nen an den Masten von Hochspannungsleitungen z.B. zwischen oder unterhalb der Hochspannungsseile aufgehängt werden.

Das Übertragungskabel nach der Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Fig.2 sind die miteinander verdrillten Adern bzw. Hilfsleiter 3,4,5 dargestellt, die in die Differential-Schutzanordnung eingeschaltet sind. Am Ende der Adern sind die Zwischenwandler 1 und 2 angeordnet. In dem Brückenzweig der Ader 4 liegen die Differentialrelais 6 und 7, welche die Auslösung der zu schützenden Leitungen im Störungsfall bewirken.

In der Fig.3 ist dargestellt, wie die Adern3,4 und 5 miteinander verflochten werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

ein gesondertes Differehtialschutzsysteni vorgesehen Patentansprüche· werden. Ganz besonders'bewährt hat sich ein Schutz- . " system mit drei Hilfsleitern, die nach Fig^l eine Brückenschaltung bilden. Die zu schützende Hoch-

1. Übertragungskabel für Stromdifferential- 5 Spannungsleitung und die in die Hochspannungslei-' schutz, insbesondere für Hochspannungsleitun- tung an deren Enden eingeschalteten Stromwandler gen und -kabel bzw. für jeden Hochspannungs- sind in der Figur nicht dargestellt. An den Enden der einzelleiter, bei dem zwei von Zwischenwandlern Hilfsleiter 3 und 5 sind die von den nicht gezeigten gespeiste, bei gesundem Netz stromführende Stromwandlern gespeisten Zwischenwandler (Misch-Adern vorgesehen sind und die im Brückenzweig io wandler) 1 und 2 angeordnet. Der Wandlerstrom liegende dritte, ;bei: ordnungsgemäßem Betrieb : wird auf.der Sekundärseite der Zwischenwandler auf stromlose Ader an beiden Enden Differentialre- einen kleinen' Strom heruntertransformiert. Die lais enthält, dadurch gekennzeichnet, Schaltung ist dabei so getroffen, daß bei ordnungsgedaß je drei zwischen den Uberwachungsstellen mäßem Betrieb der zu schützenden Hochspannungsverlaufende Adern für sich allein als symmetri- 15 leitungen der Wandlerstrom auf den Hilfsleitüngen 3 sches Dreiersystem zu einem Aderstrang verdrillt und 5 fließt, während die im Brückenzweig liegende sind, daß darüber ein Kabelmantel aufgebracht Hilfsleitung 4 stromlos ist. Bei einem auftretenden ist und daß auf diesem Mantel normale Telefon- Fehler in der nicht dargestellten Hochspannungsleikabeladern angeordnet sind, die in an sich be- tung fließt der Differenzstrom über den Hilfsleiter 4 kannter Weise über Entladungsstrecken und/oder ao und bringt die an dessen beiden Leitungsenden beDrosselspulen geerdet sind, findlichen Differentialrelais6 und7 gleichzeitig zum

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Ansprechen, so daß eine sichere gleichzeitige Auslözeichnet, daß die unter einem gemeinsamen Man- sung der an beiden Enden der Hochspannungsleitung tel zusammengefaßten Dreierstränge verschiedene liegenden Leistungsschalter erfolgt. Diese bekannte Dralle haben. 35 Schaltung hat den Vorzug, daß stets beide Leitungs-

•

3. Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekenn- enden zwangsweise gleichzeitig abgeschaltet werden, zeichnet, daß die Stränge um einen oder mehrere und zwar auch dann, wenn der Kurzschlußstrom auf übliche Nachrichten- oder Befehlsvierer herum der zu schützenden Leitung nur von einer Seite zuangeordnet sind, strömt.

4. Kabel nach einem der vorhergehenden An- 30 Die Erfindung, bis zu der ein solcher Differenzsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die _ schutz einwandfrei arbeiten kann, ist bis jetzt durch Aderstränge enthaltende Kabel durch besonderen die ungünstigen Eigenschaften der verwendeten Aufbau des Kabelmantels, z. B. durch metallische Hilfsleiter begrenzt. Man darf nämlich die einzelnen Schirmung mit magnetischer Bewehrung, gegen Hilfsleiter im Gegensatz zu den Fernsprechadern Fremdbeeinflussung zusätzlich geschützt ist. 35 eines Fernmeldekabels nicht über Enltadungsstrek-

ken oder andere bekannte Einrichtungen im Beeinflussungsfalle erden, um die Hilfsleitüngen zu schützen, da ein solcher Differentialschutz auch bei Dop-

pelerdschluß oder bei starr geerdeten Netzen bei ein-

40 poligem Kurzschluß einwandfrei arbeiten soll. Bei einer Schutzerdung würde dies nicht gewährleistet werden können.