DE375097C - Einrichtung zur Bekaempfung von UEberspannungen in Hochspannungsnetzen mit Erdungsdrosselspule - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN
Al 7. FiIAl 1923

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 375097 -KLASSE 21 c GRUPPE

(M 69382 VIIII21C³)

Maschinenfabrik Oerlikon in Oerlikon, Schweiz.

Einrichtung zur Bekämpfung von Überspannungen in Hochspannungsnetzen

mit Erdungsdrosselspule.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Mai 1920 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in der Schweiz vom 7. Mai Γ920 beansprucht.

Die gefährlichsten Überspannungen in Hochspannungsnetzen bilden die infolge eines Erdschlusses auftretenden Spannungserhöhungen, ferner das Zustandekommen sogenannter Resonanzüberspannungen mit der Netzfrequenz infolge von Leitungsbrüchen, S ehalt vorgängen usw. Es wurden schon seit Jahren zur Ableitung statischer Ladungen bzw. Bekämpfung des Erdschlusses Drosselspulen angewandt zwischen dem Nullpunkt des Systems und der Erde. Die Bemessung dieser Spulen erfolgte nach verschiedenen Gesichtspunkten; in letzter Zeit wird eine gewisse Resonanzabstimmung derselben mit der Netzkapazität angestrebt. Vorliegende Erfindung besteht nun in der Erkenntm's, daß, trotzdem eine richtige Ab-

Stimmung dieser Schutzinduktivität bei Erdschlüssen die gefährlichen Spannungserhöhungen vermeidet, gerade durch diese dem Zweck entsprechende volle Kompensation mindestens gleich große Gefährdungen in die Hochspannungsanlagen eingeführt werden, indem bei Leitungsbrüchen usw. Resonanzkreise mit Netzfrequenz ermöglicht werden, die den Nutzen einer richtig abgestimmten Erdschlußspule illusorisch machen lassen. Es sind daher in Verbindung mit Drosselspulenerdungen Vorkehrungen zu treffen, die diese Gefährdung der Netze verhindern. Während nun bei bekannten Anordnungen die zur Ableitung der Überspannungen benutzten, mit der Erdungsdrossel kombinierten Mittel im Augenblick des Erdschlusses abgeschaltet werden und die Erdungsdrossel die reine Abstimmung in diesem Falle erhält, werden gemäß der Erfindung in Kombination mit der Drosselspule zwischen dem Nullpunkt des Systems und der Erde Widerstände (ohmsche, induktive oder kapazitive) verwendet, die bei Überschreitung einer zulässigen Grenze der Spannung des Systems gegen Erde wirksam werden und eine Verstimmung der Drosselspule herbeiführen, so daß ein Unschädlichmachen der gefährlichen Resonanzspannungen erfolgt. Es wird hierdurch eine sehr weitgehende und wirksame Bekämpfung der Erdschlußüberspannungen ermöglicht, ohne daß anderseits bei Leitungsbrüchen usw. die Gefährdung des Netzes gesteigert wird.

Obige Gesichtspunkte lassen sich am einfachsten an Hand des einphasigen Schemas der Abb. 1 untersuchen.

In dieser Abbildung ist 1 ein über einen Schalter 4 die Leitung 3 speisender Generator oder Transformator; die Energieaufnahmestelle hängt über einem Schalter 5 ebenfalls am Netze in Form z. B. eines Transformators 2. Beide Transformatoren 1 und 2 haben herausgeführten Nullpunkt, der das System über Drosselspulen 6 an Erde legt. Erfolgt nun z.B. die Größenabstimmung der Drosselspulenreaktanz in der Weise, daß sie mit der Netzkapazität die volle Unterdrückung des Erdschlußstromes herbeiführt, so muß die kapa- j zitive Reaktanz einer Netzphase gleich sein j der einer Drosselspule. Unter obigen An- j nahmen setzen wir nun voraus, daß der Transformator 2 abgeschaltet ist und wir auch den Schalter 4 öffnen wollen. Solange die beiderseitige Symmetrie des Netzes gewährleistet ist, hat die Drosselspule keine Spannung; tritt i nun aber während der Abschaltbewegung mit Schalter 4 eine einseitige Trennung auf, so daß j ζ. B. die oberen Schaltmesser schon ausgelöst und die unteren noch eingeschaltet sind, oder bei Leitungsbruch einer Phase, so arbeitet die Phasenspannung des Transformators 1 auf den vollkommen abgestimmten Resonanzkreis der Drosselspule und der Kapazität der eingeschalteten Netzphase. Es wird sich somit diese Phase und der Transformer auf eine Spannung gegen Erde hinaufarbeiten, die nur durch die kleinen Widerstände begrenzt ist. Wie ersichtlich, bedingt diese Resonanzabstimmung unter betriebsmäßigen Zuständen eine unter Umständen viel größere Gefährdung des Netzes als die verhinderten Erdschlußüberspannungen.

Zur Behebung dieser Übelstände zeigt Abb. 2 eine beispielsweise Ausführung der vorliegenden Anordnung, nach welcher parallel zur Drosselspule ein Funkenableiter 7 mit Dämpfungswiderstand 8 geschaltet ist, der bezweckt, daß, trotzdem zeitweise ein richtiges Arbeiten der Drosselspule 6 gewährleistet ist, bei erhöhter Spannung des Systems gegen Erde Widerstände eingeschaltet werden, wodurch auch beim Auftreten von Resonanzspannungen im Erdschlußfall volle Gewähr für den Überspannungsschutz des Netzes gegeben ist.

Eine ähnliche Anordnung läßt sich denken mit Widerständen, die mit der Erdungsdrossel in Reihe liegen und in Abhängigkeit von den Droiselspulenströmen oder -spannungen zeitweise ein- und abschaltbar sind. Auch können diese Widerstände an sich verschiedene Konstruktionen üblicher Dämpfungsanordnungen darstellen. Ferner kann die Überführung der Erdanschlüsse aus einem Zustand in den andern ununterbrochen durch Regler erfolgen.

Natürlich gilt in sinngemäßer Übertragung dasselbe auch für Mehrphasenstrom.

Claims (2)

Patent- Ansprüche:

1. Einrichtung zur Bekämpfung von Überspannungen in Hochspannungsnetzen mit zwischen Nullpunkt und Erde liegender, auf Löschung des kapazitiven Erdschlußstromes abgestimmter Drosselspule, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Drosselspule Widerstände kombiniert sind, die bei Überschreitung einer zulässigen Grenze der Spannung des Systems gegen Erde wirksam werden.

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirksamwerden der Widerstände in Abhängigkeit vom Drosselspulenstrom oder von der Drosselspulenspannung erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.