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Schaltung für Überstromrelais mit Strom-und Spannungswicklung in Wechselstrom- netzen.
Die Spannungsspulen von Relais, deren Auslösezeit von der Spannung abhängig ist, müssen so geschaltet werden, dass bei einem Fehler, der auf die Höhe irgend einer der Spannungen eines Systems einen Einfluss hat, mindestens ein Relais von dieser Spannung erregt wird. Da die Ursachen für die ent- stehenden Fehler mannigfache Natur sein können, so ist eine Schaltung der Relais, die z. B. bei Kurz- schüssen richtig anspricht, bei Erdschlüssen nahezu wirkungslos.
So spricht in einem sterngeschalteten Drehstromnetz mit nicht geerdetem Nullpunkt bei einem zweiphasigen Kurzschluss mindestens ein Relais richtig an, wenn in jeder Phase ein Relais mit an die verkettete Spannung angeschlossener Spannungswicklung liegt. Beim dreiphasigen Kurzschluss werden sogar alle Relais in der richtigen Weise beeinflusst. Anders ist es beim Erdschluss, denn hier wird die verkettete Spannung nicht geändert. Das ganze System erleidet dabei nur eine Verlagerung, d. h. die
Spannungen der einzelnen Phasen gegen Erde ändern sich.
Ähnlich wird, sobald der Nullpunkt des Netzes (direkt oder über einen Ohmschen Widerstand oder eine Induktanz) geerdet ist, im Falle eines einphasigen Erdschlusses, der einem einphasigen Kurz- schluss entspricht, nur die Spannung der betreffenden Phase gegen Erde nennenswert beeinflusst, während die verketteten Spannungen nur wenig sinken. Dagegen würde bei mehrphasigen Kurzschlüssen nur die verkettete Spannung beeinflusst werden.
Man könnte sich nun dadurch helfen, dass man die Anzahl der Relais verdoppelt und die Spannungsspulen der einen Hälfte an die verkettete, die der anderen an die Spannung der betreffenden Phase gegen
Erde legt. Das bedeutete aber eine unerwünschte Mehrbelastung der Anlage. Zur vereinfachten Lösung der gestellten Aufgabe ist bereits vorgeschlagen worden, mittels eines Hilfsrelais, z. B. in einem Drehstromnetz, die drei Spannungsabfallrelais bei Erdschluss in Stern, bei Kurzschluss in Dreieck zu schalten.
Eine noch einfachere Lösung erhält man gemäss der Erfindung, wenn man die Relais selbst mit
Kontakten versieht, die unter dem Einfluss des bei Störung des Gleichgewichtes der in sämtlichen Phasen fliessenden Ströme auftretenden Asymmetriestromes die Spannungsspulen in der gewünschten Weise umschalten, nämlich so, dass sie beim einphasigen Kurzschluss an der Spannung der betreffenden Phase gegen Erde, bei mehrphasigem an der verketteten Spannung liegen. Ein Vorteil gegenüber der bekannten Einrichtung liegt, abgesehen von der geringeren Anzahl von Kontakten und der dadurch bedingten grösseren Betriebssicherheit, darin, dass nicht immer sämtliche Spannungsspulen, sondern nur diejenigen, die von den vom Überstrom erregten Relais gesteuert werden, umgeschaltet werden.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. l zeigt ein Zweiphasennetz, bei dem von dem mit geerdetem Mittelpunkt versehenen Transformator zwei Leitungen u und v ausgehen ; a sind die Stromspulen je eines Relais, die in die beiden Leitungen u und v eingeschaltet sind. Die Spannungsspulen c sind über Umschaltkontakte in der Weise angeschlossen, dass im Ruhezustand die Spannungsspule des Relais der Phase u an u-o liegt, die des Relais der Phase v an v-o. Werden nun beide Phasen rechts von den Relais kurzgeschlossen, so sprechen beide Relais an und die Stromspulen bewirken eine Umschaltung der Spannungsspulen, die nun beide an der durch
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den Kurzschluss beeinflussten Spannung u-v liegen. Bei einphasigem Kurzschluss, wenn z.
B. die Phase M an Erde gelegt wird, spricht das Relais dieser Phase u an uni schaltet die Spannungsspule des Relais der Phase v um. Das ist aber ohne Einfluss auf die Auslösung, da dieses Relais selbst gar nicht anspricht.
Das Wesentliche ist, dass infolge des Nichtansprechens des in v liegenden Relais die Spannungsspule des ansprechenden Relais u an u-o liegen bleibt, denn das ist die von dem Erdschluss in Mitleidenschaft gezogene Phase.
In dem in Fig. 2 dargestellten Drehstromnetz wird die Aufgabe in analoger Weise gelöst. Bei mehrphasigem Kurzschluss liegt sicher die Spannungsspule eines der unter dem Kurzschlussstrom ansprechenden Relais an der verketteten Spannung der kurzgeschlossenen Phasen.
Bei Netzen mit ungeerdetem Nullpunkt fehlt die Verbindung des Nullpunktes mit Erde. Im übrigen ist aber die Schaltung und ihre Wirkungsweise genau die gleiche.
In Fig. 3 sind wiederum u, v, die drei Phasen des zu schützenden Drehstromnetzes. Die Stromwandler a speisen die in Stern geschalteten Stromspulen b der mit Strom-und Spannungswicklumg versehenen Relais. Die Spannungsspalen c liegen nicht direkt an der Spannung, sondern über Kontakte d, die bei Auftreten eines Überstromes durch die zugehörigen Stromspulen b oder besondere Überstromrelais geschlossen werden. Der Sternpunkt der Spannungsspulen kann vermittels eines Kontaktes e an Erde gelegt werden. Der Kontakt wird von einem Überstromrelais/'betätigt, in dem nur bei Störung der Stromsymmetrie, also bei Erdschluss Strom fliesst, und das dann anspricht, wenn der Erdschlussstrom ein bestimmtes Mass überschreitet, wie es bei Doppelerdschluss der Fall ist.
In Fig. 4 ist eine ähnliche Einrichtung wie in der Fig. 3 dargestellt, bei der die Relaisspulen nicht direkt an die Hochspannung, sondern unter Zwischenschaltung von Spannungswandlern mit geerdetem Hochspannungsnullpunkt angelegt sind. ar sind die Stromwandler, a2 ist der dreiphasige Spannung-
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geerdet ist. h und i dienen in bekannter Weise zur Bildung eines künstlichen Nullpunktes auf der Niederspannungsseite der Spannungswandler a2.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung von Überstromrelais mit Strom-und Spannungswicklung in Mehrphasenwechsel- stromnetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Relais mit Kontakten versehen sind, welche die von ihnen gesteuerten Spannungsspulen an die verkettete Spannung anschliessen, wenn beim Auftreten eines Uherstromes die geometrische Summe der Ströme in sämtlichen Phasen gleich Null ist, dagegen diese Spannungsspulen unter dem Einfluss des Unsymmetriestromes, der bei Störung des Gleichgewichtes der in sämtlichen Phasen fliessenden Ströme auftritt, an die Spannung der einzelnen Phasen gegen Erde anlegen.