DE1060042B

DE1060042B - Einrichtung zur Messung des Kurzschluss-Widerstandes eines Verteilungsnetzes

Info

Publication number: DE1060042B
Application number: DES57073A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Poleck
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1958-02-24
Filing date: 1958-02-24
Publication date: 1959-06-25

Description

DEUTSCHES

Bei einem Verteilungsnetz wird durch Sicherungen Vorsorge getroffen, daß in einem Kurzschlußfall die Netz-Kurzschlußströme keine schädliche Höhe erreichen können. Dazu braucht man aber die Kenntnis von der Größe des Kurzschluß-Widerstandes des Netzes und zwar die Widerstandsgröße, die bei einem angenommenen Kurzschlußfall wirksam ist. Zur Bestimmung des Kurzschluß-Widerstandes des Netzes ist es üblich, das Netz durch einen bekannten Widerstand zu belasten und die durch die Belastung eintretende Absenkung der Netzspannung zu messen. Aus dem Spannungsunterschied, der sich bei belastetem und nichtbelastetem Netz ergibt, sowie dem durch den Belastungswiderstand fließenden Strom kann der Innenwiderstand des Netzes, also der Kurzschluß-Widerstand ermittelt werden.

Eine vorgeschlagene Anordnung, welche den Spannungsunterschied mißt, beruht darauf, daß ein Belastungswiderstand in rascher Folge an das Netz angeschaltet und abgeschaltet wird, so daß die durch die Belastung verminderte Spannung, sowie gleichzeitig auch während der Dauer der Abschaltung des Widerstandes die Spannung des unbelasteten Netzes gemessen und der Unterschied zwischen beiden Spannungen angezeigt wird.

Beide Methoden gehen zur Bestimmung des Kurzschluß-Widerstandes häuptsächlich von dem Spannungsunterschied zwischen belasteten und unbelasteten Netz aus.

Unmittelbar nach Betrag und Phase wird der Kurzschluß-Widerstand eines Netzes mittels einer Einrichtung zur Messung des Kurzschluß-Widerstandes eines Verteilungsnetzes, bei der ein Netzbelastungswiderstand für eine kurzzeitige Spannungsabsenkung dient und bei dem ein periodischer Schalter den Belastungswiderstand zu- und abschaltet, erhalten, welche erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der Schalter (S) mit einer Frequenz (f₂), vorzugsweise der Hälfte oder einem Drittel der Netzfrequenz (Z₁) betätigt, daß in Reihe mit dem Belastungswiderstand (R) ein Stromwandler (JV) angeordnet, daß am Netz eine Reihenschaltung aus einem veränderbaren, das Netz nachbildenden Widerstand (HZK') und einem auf die Frequenz (/₂) selektiv ansprechenden Nullindikator (F, G₁) angeschlossen ist und daß der Wandlerausgang einen solchen Strom dem das Netz nachbildenden Widerstand (HZK') aufprägt, daß durch dessen Veränderung eine Nullanzeige des Instrumentes (F, G₁) ereichbar ist.

Der Strom der Hilfsfrequenz kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung von einem Generator oder durch eine periodische Änderung des Belastungswiderstandes hervorgerufen werden. Weiterhin kann die Nachbildung über einen vom Belastungsstrom er-Einrichtung zur Messung

des Kurzschluß -Widerstandes

eines Verteilungsnetzes

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dr.-Ing. Hans Poleck, Karlsruhe,
ist als Erfinder genannt worden

regten Stromwandler gespeist werden. Der Nachbildungswiderstand kann aus einem Blindwiderstand, z. B. einem induktiven Widerstand und aus einem ohmschen Widerstand bestehen, die getrennt für sich einstellbar sind. Man kann aber auch einen Dauerstrom über den Belastungswiderstand fließen lassen und, nachdem man vorher die Komponenten des Nachbildungswiderstandes eingestellt hat, kann man an der Nachbildung eine Spannung ablesen, die ein Maß für die Spannungsabsenkung im Fehlerfall ist.

Zur Erläuterung der Erfindung dient eine Schaltskizze. Diese Schaltskizze zeigt einen Generator f_v der das Netz darstellt, dessen Kurzschlußwiderstand zu bestimmen ist. Der Kurzschluß-Widerstand des Netzes ist durch einen Widerstand HZK angedeutet. Im allgemeinen ist dies ein komplexer Widerstand. Zwischen zwei Punkten K₁ und K₂ des Netzes ist ein Stromweg gebildet, der einen Stromwandler W, einen Belastungswiderstand R und einen Schalter 5¹ enthält. Der Schalter 5* sei beispielsweise ein fremdgesteuerter Schalter, und die Steuerfrequenz, mit der seine Steuerspule erregt wird, ist mit f₂ bezeichnet.

Sobald der Schalter 5" iffl Rhythmus der Frequenz f₂ geschaltet wird, ergibt sich ein mit der Steuerfrequenz f₂ modulierter Belastungsstrom der Netzfrequenz Z₁, welcher über einen Belastungswiderstand R und über den Stromwandler W fließt. Jedesmal, wenn der Strom zustande kommt, sinkt die Spannung im Netz ab, und jedesmal, wenn der Strom unterbrochen wird, kehrt die volle Netzspannung zurück. Nun erzeugt der Stromwandler W in seiner Sekundärwicklung einen Strom beispielsweise gleicher Stärke, der über einen das Netz nachbildenden Widerstand HZK' (kurz Nachbildungswiderstand genannt)

.. ": 909 558/204

Claims

geleitet wird. Der Nachbildungswiderstand besteht beispielsweise aus einer Induktivität und einem ohmschen Widerstand. Es ist nun möglich, durch Einstellung dieser beiden Nachbildungsteile zu erreichen, daß die Arbeit des Schalters S zwischen den Punkten Ä"3 und K2 nicht bemerkbar ist. Das ist dann der Fall, wenn der durch den Sekundärstrom des Wandlers W in der Nachbildung HZK' erzeugte Spannungsabfall dem Spannungsabfall des Netz-Kurzschluß-Widerstandes HZK in Größe und Phase genau entgegengesetzt ist. Dieser Zustand der vollständigen Kompensation des Spannungsabfalls infolge des Belastungsprüfstromes im Netz wird durch ein Anzeigegerät G1 kenntlich gemacht. Dieses liegt zwischen den Punkten K3 und K2 und ist durch ein vorgeschaltetes Filter/7 selektiv für die Hilfsfrequenz, d. h. eine Seitenfrequenz, also ft + f2 oder Z1 — f2 empfindlich gemacht. Nachdem der vollkommene Abgleich der Nachbildung mit dem Netz-Kurzschluß-Widerstand erreicht ist, kann man die weitere Messung auch bei ständig geschlossenem Schalter 51 durchführen. Dann fließt über den Nachbildungswiderstand nur ein Strom der Netzfrequenz fv und ein an dem Nachbildungswiderstand angelegter Spannungsmesser G2 kann dann den Spannungsabfall an diesem Nachbildungswiderstand anzeigen. Die Frequenz /2 ist vorteilhafterweise von der Netzfrequenz derart verschieden, daß die Frequenz f2 beispielsweise die Hälfte oder ein Drittel der Netz- 3c frequenz beträgt. Das Filter F hält von dem Anzeigegerät G1 alle Frequenzen fern, welche das Netz liefert. Statt eines Schalters S, der den Belastungs■· strom periodisch schaltet, kann auch eine Hilfsspannungsquelle vorgesehen sein, welche einen Hilfsstrom netzfremder Frequenz erzeugt, oder es kann ein Widerstandsgebilde oder eine Drosselspule vorgesehen sein, deren Widerstand oder induktiver Betrag periodisch geändert wird. Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Messung des Kurzschlußwiderstandes eines Verteilungsnetzes, bei der ein Netzbelastungswiderstand für eine kurzzeitige Spannungsabsenkung dient und bei dem ein periodischer Schalter den Belastungswiderstand zu- und abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (S) mit einer Frequenz (f₂), vorzugsweise der Hälfte oder einem Drittel der Netzfrequenz (Z₁) betätigt, daß in Reihe mit dem Belastungswiderstand (R) ein Stromwandler (W) angeordnet, daß am Netz eine Reihenschaltung aus einem veränderbaren, das Netz nachbildenden Widerstand (HZK') und einem auf die Frequenz (Z₂) selektiv ansprechenden Nullindikator (F, G₁) angeschlossen ist und daß der Wandlerausgang einen solchen Strom dem das Netz nachbildenden Widerstand (HZK') aufprägt, daß durch dessen Veränderung eine Nullanzeige des Instruments (F, G₁) erreichbar ist.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung für die Betätigung des Schalters (5) mit netzfremder Frequenz (Z₂) von einem Generator (G) erzeugt oder die Änderung der Belastung durch eine periodische Änderung des Belastungswiderstandes hervorgerufen ist.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Netz nachbildende veränderbare Widerstand (HZK') ein Scheinwiderstand ist und aus zwei Widerstandsteilen, einem für die Blindkomponente und einem für die ohmsche Komponente besteht.

4. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abgriffen der Teile des das Netz nachbildenden Widerstandes (HZK') die Wirk- und die Blindkomponente des zu erwartenden Netzkurzschlußstromes bzw. -Widerstandes ablesbar ist.

5. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn nur ein Strom der Netzfrequenz über den das Netz nachbildenden Widerstand (HZK') fließt, die Spannung an dem richtig eingestellten Widerstand (HZK') als Maß für den zu erwartenden Netzkurzschlußstrom bzw. -Widerstand dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Elektrotechnische Zeitschrift«, Ausgabe B, H. 12, S. 429 bis 431.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen