DE598244C

DE598244C - Selektive Schutzschaltung fuer parallele Drehstromleitungen gegen Kurzschluesse mit Hilfe der gegenlaeufigen Komponenten

Info

Publication number: DE598244C
Application number: DEM118908D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1932-02-07
Filing date: 1932-02-26
Publication date: 1934-06-07

Description

Die Theorie der symmetrischen Komponenten zeigt, wie ein beliebiger unsymmetrischer Drehstrom in zwei symmetrische entgegengesetzt laufende Drehstromsysteme und in ein einphasiges System zerlegt werden kann. Das direkte oder mitläufige System dreht im selben Sinne wie der zu zerlegende Drehstrom; das inverse oder gegenläufige System dreht sich entgegengesetzt. Die einphasige Komponente entsteht in einem Netze bei unsymmetrischer einphasiger Belastung, d. h, ^ speziell bei Erdschlüssen. Zur Erfassung von Erdschlüssen sind eine Reihe von Schaltungen bekannt.

Das gegenläufige System entsteht bei allen unsymmetrischen zweiphasigen Belastungen, d. h. ganz speziell bei Kurzschlüssen zwischen zwei Phasen. Man hat daher schon das gegenläufige System zur Feststellung von Kurzschlüssen herangezogen, speziell mit Hilfe von wattmetriscKen Relais. In Fig. I beiliegender Zeichnung sind vier parallele Leitungen I bis IV dargestellt, welche z. B. die Sammelschienen 1 einer Zentrale mit den Sammelschienen 2 einer Unterstation verbinden. Tritt auf der Leitung IV ein Kurzschluß in K auf, so entsteht eine invers drehende Stromkomponente, die entsprechend den eingezeichneten Pfeilen fließt. Es fällt sofort auf, daß in der Relaisreihe 4 nur das Relais der Leitung IV von einer gegen die Sammelschienen gerichteten Stromkomponente durchflossen ist, während bei den Relais der gesunden Leitungen I bis III der Strom von den Sammelschienen weg gerichtet ist. Man hat nun diese Tatsache benutzt, um ein Schutzsystem zu entwickeln, das nur die Richtung der Stromkomponenten in den verschiedenen parallelen Leitungen vergleicht (s. Revue Generale de l'Electricite vom 7. Juli 1928, S. 29 u. ff.). Sind die Ströme in allen Leitungen gleichgerichtet, so erfolgt keine Auslösung. Sind die Ströme ungleich gerichtet, so werden diejenigen Leitungen ausgeschaltet, bei welchen der Strom gegen die Sammelschienen hin fließt. Es werden zur Verwirklichung der Idee wattmetrische Relais verwendet, die mit einem Umschaltkontakt ausgerüstet sind. Die Schaltung des Hilfskreises ist so getroffen, daß aus der Stellung des Umschaltkontaktes die Richtung des Stromes abgeleitet wird. Die Abschaltung des Fehlers im Punkte K. der Fig. 1 erfolgt, wie in Fig. 2 angegeben ist, durch Auslösen des Schalters 5 durch die Relaisreihe 4, da diese Leitung die einzige aus der Gruppe mit Stromrichtung gegen die Sammelschienen ist. Der Fehler in K ist aber immer noch am Netze der Zen-

trale ι. Die Richtung der gegenläufigen Stromkomponenten in den parallelen Leitungen I bis IV entspricht nun der Fig. 2. In der Relaisreihe 3 wird einzig das Relais der LeitunglV die Stromrichtung gegen die Sammelschienen feststellen, die anderen Leitungen sind bei einseitiger Netzspeisung stromlos. Es wird also der Schalter der Leitung IV vor den Sammelschienen 1 auslösen, womit der Fehler endlich ganz vom Netze abgetrennt ist. Der Nachteil dieser Schutzschaltung ist, wie oben ersichtlich, daß jeder Fehler erst in zwei Etappen selektiv abgeschaltet wird.

Die vorliegende Erfindung gibt eine Schaltung an, mit Hilfe welcher die fehlerhafte Strecke bei Auftreten einer gegenläufigen Stromkomponente gleichzeitig an beiden Enden sofort abgeschaltet wird. Es werden erfmdungsgemäß die gegenläufigen Komponenten des Stromes der parallelen Leitungen in einer Polygonschaltung in Größe und Richtung miteinander verglichen, wobei die wattmetrischen Relais selber auch in einem PoIygon oder in einem Stern zusammengeschaltet sein können. Als Differentialschaltung seien beispielsweise die für den gewöhnlichen Vergleich der Leitungsströme bekannten Polygonschaltungen nach Fig. 3 und Fig. 4 vorgeschlagen.

Nach Fig. 3, welche die Stromverteilung an den Enden der vier Leitungen bei der Zentrale 1 für den Fehlerfall der Fig. 1 zeigt, sind zwei Polygone vorgesehen. Die Einrichtungen 11 bis 14 sind an sich bekannte Filter, bestehend aus Stromwandlern mit bestimmten Impedenzen, welche die gegenläufigen Komponenten der Ströme in den Leitungen I bis IV heraussieben. Diese Filter 11 bis 14 sind zu einem äußeren Polygon P₁ zusammengeschlossen, während die Relais 15 bis 18 ein inneres Polygon P₂ bilden. Zwischen den Filtereinrichtungen 11 bis 14 und den Relais 15 bis 18 sind die beiden Polygone miteinander verbunden. Diese Schaltung spricht nun nicht nur auf die Richtung der gegenläufigen Stromkomponente an, sondern auch auf Differenzen gleichgerichteter gegenläufiger Stromkomponenten. Die getroffene Leitung führt einen um Δ_; größeren Strom als der Strom i aller andern Leitungen. Der S,tromi fließt über das äußere Polygon. In das innere Relaispolygon dringt nur der Differenzstrom Δ,·, der sich verzweigt als Δ/ über das zur Leitung IV gehörige Relais 18 und als A₁" über die andern Relais 15, 16 und 17. Der durch das Relais 18 fließende Stromanteil A₁' fließt dem Uhrzeigersinne entgegen und löst den Schalter der Leitung IV aus, der an die Sammelschienen ι angeschlossen ist. Untersucht man die Stromverteilung im Polygon bei den Sammelschienen der Station 2, so sieht man, daß infolge der in IV umgekehrten Stromrichtung gegenüber den andern drei Leitungen der dortige Schalter von IV auch ausgeschaltet wird. Es wird also die fehlerhafte Leitung IV bei diesem Schütze sofort und gleichzeitig an beiden Enden abgeschaltet. Dabei haben die Relais nur einen einfachen Auslösekontakt. In der einen Drehrichtung des beweglichen Systems arbeiten sie gegen einen Anschlag, in der andern Richtung machen sie Kontakt und lösen die zugehörigen Schalter aus, bei Arbeitsstrom durch Stromschluß, bei Ruhestrom durch Unterbrechen des Stromkreises der Auslösespule des Schalters.

Die Relais 15 bis 18 können statt in einem Polygon, wie in Fig. 3, auch zu einem Stern zusammengeschaltet werden, wie in Fig. 4, wobei dasselbe Resultat erreicht wird.

Alle Relais sind wättmetrischer Natur und von derselben Spannung erregt, d. h. von der gegenläufigen Komponente der Spannung, die in einer an sich bekannten Anordnung herausgesiebt wird. Zur Vereinfachung der Schemata sind in den Abbildungen die Spannungsspulen der Relais und ihre Speisung weggelassen worden.

Claims

Patentansprüche:

1. Selektive Schutzschaltung für parallele Drehstromleitungen gegen Kurzschlüsse mit Hilfe der gegenläufigen Kornponenten, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenläufigen Komponenten des Stromes der parallelen Leitungen in einer Polygon- ^ schaltung nach Größe und Richtung miteinander verglichen werden.

2. Selektive Sghutzschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die wattmetrischen Relais (15, 16, 17, 18) in einem Polygon zusammengeschaltet sind.

3. Selektive Schutzschaltung nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die wattmetrischen Relais (15, 16, 17, 18) in einem Stern zusammengeschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen