DE335434C - Einrichtung zum Schutz von in Teilstrecken unterteilten Leitungen bei Eintritt von Erd- oder Kurzschluessen - Google Patents

Description

Es sind Einrichtungen bekannt zum Schutz von in Teilstrecken unterteilten Leitungen bei Eintritt von Erd- und Kurzschlüssen, welche die kranke Leitungsstrecke selbsttätig ausschalten und so den ungestörten Betrieb des gesunden Leitungsteiles ermöglichen sollen. Es sind hierbei am Anfang und Ende jeder Teilstrecke Schalter vorgesehen, welche durch Relais geöffnet werden. Diese werden ihrerseits durch Ströme betätigt, deren Entstehung eine Folge der auftretenden Erd- bzw. Kurzschlüsse ist. Diese Einrichtungen weisen jedoch meist den Nachteil auf, daß eine Beschränkung der Schutzwirkung auf nur den kranken Leitungsteil sehr schwierig ist, da der Störungsbereich eines Erd- oder Kurzschlusses sich im allgemeinen nicht leicht lokalisieren läßt.

Es ist nun Gegenstand der Erfindung eine Einrichtung zum Schutz von in Teilstrecken unterteilten Leitungen bei Eintritt von Erdoder Kurzschlüssen, bei der im Störungsfall nur die der Störungsstelle am nächsten befindlichen Relais ansprechen, so daß nur die Schalter geöffnet werden, welche den kranken Leitungsteil abschalten. Hierzu soll erfindungsgemäß die Leitung durch auf eine netzfremde Periodenzahl abgestimmte Kombinationen von Drosselspulen und Kapazitäten in Abschnitte unterteilt sein, in welche am Anfang und am Ende jedes Leitungsabschnittes mittels Transformatoren einander gleiche, aber entgegengerichtete Hilfsspannungen von der vorerwähnten netzfremden Frequenz induziert werden, so daß sich in allen gesunden Leitungsstrecken diese Hilfsspannungen aufheben, während in. den kranken Leitungsteilstrecken die induzierten Hilfsspannungen sich in bezug auf den Störungsstromkreis in Parallelschaltung befinden und in diesem einen Strom erzeugen, dessen Einwirkung lediglich diejenigen Relais zum Ansprechen bringt, welche die dem kranken Leitungsteil zugeordneten Schalter betätigen. Damit sich nun aber die Ströme der netzfremden Frequenz in dem kranken Leitungsteil schließen können, muß am Anfang und Ende jeder Leitungsteilstrecke ein künstlicher Stromweg für den hochfrequenten Strom geschaffen sein, was z. B. dadurch geschehen kann, daß an diesen Punkten je zwei Phasenleitungen des Netzes durch eine mit einer Kapazität in Reihe geschaltete Drosselspule überbrückt werden, welche derart bemessen sind, daß sie für die netzfremde Frequenz einen Kurzschluß darstellen.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung erläutert.

In der Figur bedeutet L ein Leitungsstück einer Dreiphasenleitung, an dessen Anfang und Ende Einrichtungen zum Schutz bei Störungserscheinungen vorgesehen sind. Das Leitungsstück L ist von der übrigen Leitung durch die Schalter Si, S'i, S¹¹J. und Si, S¹L S¹V abtrennbar. Diese Schalter werden durch die Relais Ra, K, R¹H bzw. Rl, R¹I, R"i betätigt, welche durch die Primärströme der Dreiphasentransformatoren t_a bzw. tb erregt werden. Die Primärwicklungen φί, p'i p'X bzw. j>i, pl p'i' dieser Transformatoren werden von dem Dreiphasennetz i, 2, 3 eines Generators G gespeist, welcher Ströme einer von der Frequenz des Hauptnetzes abweichenden Frequenz liefert. Dieser

Generator G kann durch einen besonderen, | gegebenenfalls von dem Hauptnetz unabhängigen Motor M angetrieben werden. Die Sekundärwicklungen q'a, qä, q'ä bzw. q_b, q'i, q'i' S sind mit den Netzleitungen von L in Reihe geschaltet. Die in qa und qj, bzw. q'i und q'i bzw. q'ä und q'ü induzierten Hüfsspannungen sind einander gleich, aber entgegengerichtet, , so daß die Summe der induzierten Spannungen ίο in jeder Phasenleitung gleich Null ist. Bei normalem Betrieb wird also ein Strom netzfremder Frequenz nicht zustande kommen.

Anders liegen die Verhältnisse, wenn z. B. an der Stelle χ zwischen den Phasenleitern I" und V" des Leitungsstückes L ein Kurzschluß eintritt. In bezug auf den Kurzschluß befinden sich die beiden in den Leitern I" und V" induzierten Hüfsspannungen in Parallelschaltung, und so wird in den entsprechenden ' Transformatorwicklungen q'L q^vä und q'j,, q"_b ' von t_a und tb ein Kurzschlußstrom fließen, welcher sich über das ganze Netz schließen würde, wenn nicht Einrichtungen, die dieses i verhindern, vorgesehen wären. Derartige Ein- j richtungen sind die in Reihe zu den Leitern V, I", V" geschalteten Kombinationen von DrosselspuleundKapazitätC^, C"_aO"_a, C¹ZD¹¹J. bzw. Cj, D'_b, C"_b D'l, Cf D'ü, welche so abgestimmt sind, daß sie Resonanzstromkreise für die Frequenz der Hüfsspannungen darstellen. Durch diese Kombination wird das Hauptnetz in Unterabschnitte geteüt, und ein Strom der. Hüfsspannungsfrequenz kann nicht von einem Unterabschnitt in den benachbarten übertreten. Damit sich nun aber die Ströme der netzfremden Frequenz schließen können, sind die künstlichen Stromwege C₁ Di, C₁ D'{, C₁' D"( und Cl Di C'l D'l, C'l' D"i vorgesehen, in denen sich Selbstinduktion und Kapazität für die netzfremde Frequenz kompensieren.

C₁, C₁.. .stellen Kapazitäten und D₁V-D"... Selbstinduktionen dar, die miteinander in Reihe und zwischen die Phasenleitungen des Leitungsstückes L geschaltet sind. Damit diese Brücken nicht auch für die Netzströme der normalen Netzfrequenz gute j Stromwege darstellen, ist es notwendig, daß j die Frequenz der Hilfsspannungen von der j eigentlichen Netzfrequenz erheblich abweicht. Man wird sie zweckmäßig um ein Vielfaches höher wählen als die Netzfrequenz. Solche abgestimmte Brücken müssen natürlich am Anfang und Ende jedes geschützten Leitungsstückes vorgesehen sein, und es. gehören die in der Figur dargesteüten Brücken Cl DL C% D'L C¹I D% sowie CiDL C'{ D% C"i Z>f den dem Leitungsstück L benachbarten Leitungsstücken an.

Die in den Sekundärwicklungen qä, q'ä und

q'i, q"b fließenden Kurzschlußströme von der Frequenz der Hüfsspannungen belasten die Primärwicklungen p_a und j>b von i_a und tb bzw. den Generator G gleichfalls. Die von diesem gelieferten erhöhten Primärströme durchfließen die Relais R_a und Rb und lösen die Schalter Sa und Sb aus, wodurch das Leitungsstück L von den benachbarten getrennt und außer Betrieb gesetzt wird.

Die beschriebene Schutzeinrichtung hat vor den bisher bekanntgewordenen den großen Vorteü, daß die die Relais betätigenden Ströme der netzfremden Frequenz nur in dem kranken Leitungsteü verlaufen und nur diejenigen Relais zum Ansprechen bringen, welche die diesem Leitungsstück zugeordneten Schalter öffnen und damit dieses Leitungsstück allein außer Betrieb setzen. Je höher die netzfremde Frequenz gewählt wird, um so kleiner werden die Hilfseinrichtungen (Transformatoren, Kapazitäten, Drosselspulen usw.). Um eine Rückwirkung der Ströme der normalen Netzfrequenz auf den Generator G zu vermeiden, kann man auch die Primärwicklungen der beiden Transformatoren (t_a und tb) jedes Leitungsstückes entgegengerichtet hintereinanderschalten. Dann heben sich in diesen Wicklungen die vom Hauptnetz induzierten Spannungen auf. Als Anschlußpunkte für Transformatoren zur Zuführung oder Entnahme von Energie kommen außer dem Anfang und Ende der Netzleitungen zweckmäßig die Mittelpunkte der Drosselspulen D'_a, D'l, D'ä, Di, D'L D"i in Betracht. In der Figur ist ein Transformator T an die Mittelpunkte der Drosselspulen D'_b, Dt D"_b' angeschlossen.

Claims (5)

1. Patent- Ansprüche:

   i. Einrichtung zum Schutz von in Teilstrecken unterteilten Leitungen bei Eintritt von Erd- oder ^Kurzschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung durch auf eine netzfremde Periodenzahl abgestimmte Kombinationen von Drosselspulen und Kapazitäten in Abschnitte unterteüt ist, in deren Anfang und Ende jeweüs mittels Transformatoren einander gleiche, aber entgegengerichtete Hüfsspannungen von der vorerwähnten netzfremden Frequenz induziert werden, so daß sich in allen ge- no sunden Leitungsteüstrecken diese Hüfsspannungen kompensieren, wahrend sie sich in einem kranken Leitungsteü in bezug auf den Störungsstromkreis in Paraüelschaltung befinden und in diesem einen Strom erzeugen, durch dessen Einwirkung lediglich diejenigen Relais zum Ansprechen gebracht werden, welche die dem kranken Leitungsteü zugeordneten Schalter betätigen, wobei, um das Zustandekommen der Ströme der netzfremden Frequenz zu ermöglichen, für diese am Anfang und Ende

   jedes Leitungsstückes ein künstlicher, auf die netzfremde Periodenzahl abgestimmter Stromweg geschaffen ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die netzfremde Frequenz um ein Vielfaches höher als die normale Netzfrequenz gewählt ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenleitungen am Anfang und Ende jedes Leitungsteiles durch auf die netzfremde Frequenz abgestimmte Kombinationen von hintereinandergeschalteten Selbstinduktionen und Kapazitäten überbrückt sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Leitungsabschnitt die Primärwicklungen der Transformatoren für die Hilfsspannungen entgegengerichtet hintereinandergeschaltet sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlußpunkte für die Transformatoren zur Zuführung oder Entnahme von Energie des Hauptnetzes die Mittelpunkte der Drosselspulen derjenigen abgestimmten Kombinationen verwendet werden, durch welche das Hauptnetz in Unterabschnitte unterteilt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   Berlin, gedruckt in der reichsdruckerei.