DE599026C

DE599026C - Schutzschaltung fuer elektrische Energieverteilungsnetze

Info

Publication number: DE599026C
Application number: DES98662D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Reinhold Rue Dr-Ing; Dr-Ing Erich Friedlaender
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1931-05-16
Filing date: 1931-05-16
Publication date: 1934-06-23

Description

Bei Schutzsystemen, bei welchen die Selektivität dadurch erreicht ist, daß die der Fehlerstelle am nächsten liegenden Schalter schneller ausgeschaltet werden als die weiter entfernt liegenden Schälter, muß die Zeitstaffelung, sei es eine abhängige oder eine unabhängige Zeitstaffelung, so bemessen werden, daß zwischen der Ablauf zeit je zweier Relais mindestens so viel Zeit vergeht, als die Verzugszeit der ölschalter beträgt. Es besteht sonst die Gefahr, daß ein der Fehlerstelle entfernter liegender Schalter seine Auslösebewegung bereits begonnen hat, bevor der zwischen ihm und der Fehlerstelle liegende Schalter seine Auslösebewegung vollendet hat. Die Folge wäre eine unnötig weitgehende Abschaltung, wodurch auch eine gesunde Leitungsstrecke mit abgeschaltet würde. Bei umfangreichen Netzen können aus diesem Grunde die Verzögerungszeiten der Relais außerordentlich große Werte annehmen.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit sind erfindungsgemäß an den Relaisorten Vorrichtungen zur Verriegelung der Leitungsschalter vorgesehen, die durch Ströme netzfremder Frequenz, welche auf diese Frequenz abgestimmte Relais zum Ansprechen bringen, in Tätigkeit gebracht werden, sobald die Auslöseeinrichtung eines Leitungsschalters den Auslöseimpuls erhält. Bei einer einseitig gespeisten Strecke können unter der Einwirkung eines eintretenden Kurzschlusses die Schalter zwischen der Fehlerstelle und der speisenden Station ausgelöst werden. Am ehesten wird derjenige Schalter, welcher der Fehlerstelle am nächsten liegt, seinen Auslöseimpuls erhalten. Sofort werden dann sämtliche übrigen Schalter durch das Ansprechen der Relais, die auf die netzfremde Frequenz abgestimmt sind, verriegelt. Diese netzfremde Frequenz kann den Verriegelungsrelais über besondere Leitungen, auf drahtlosem Wege oder, was wohl die einfachste Einrichtung ergibt, über die Starkstromleitung zugeführt werden, wobei sich dann die Ströme zur Betätigung der Verriegelungseinrichtung dem Arbeitsstrom überlagern. Je nach der Art der Sende- und Empfangseinrichtungen kommt in erster Linie Hochfrequenz oder Tonfrequenz in Frage.

Die Anordnung kann so· getroffen sein, daß an jedem Relaisort eine Sendeeinrichtung und eine Empfängereinrichtung für diese Hilfsströme vorhanden ist; in dem Augenblick, in dem der Auslösestromkreis geschlossen wird, wird dann die Sendeeinrichtung betätigt, welche bei allen Leitungsschaltern das entsprechende Empfangsrelais erregt, wodurch der Auslösestromkreis bei diesem Schalter geöffnet wird. Damit die Sendeeinrichtung

*) Von dem Patentsucher sind als die Er linder angegeben worden:

Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Gruneiuald und Dr.~Ing. Erich Friedländer in Berlin-Ruhleben.

eines Relaisortes nicht in der Lage ist, auch das Empfangsrelais der eigenen Station zum Ansprechen zu bringen und dadurch den Auslösestromkreis vorzeitig zu unterbrechen, kann die Anordnung beispielsweise so getroffen werden, daß zugleich mit der Einschaltung der Sendeeinrichtung die Empfangseinrichtung der gleichen Station abgeschaltet wird. Bei zweiseitig gespeisten Netzen müssen ίο zur Abschaltung des Fehlers zwei Leitungsschalter geöffnet werden. In einem solchen Falle wird erfindungsgemäß jeder Relaisort mit zwei auf verschiedene Frequenzen abgestimmten Sendeeinrichtungen und dementsprechend auch mit zwei Empfangseinrichtungen ausgerüstet. In derjenigen Schaltstation, in welcher die Auslösevorrichtung des Schalters den Auslöseimpuls zuerst erhält, wird die Sendeeinrichtung für die erste ao Frequenz in Tätigkeit gesetzt. Dadurch werden in allen übrigen Stationen die für diese Frequenz abgestimmten Empfangsrelais erregt, welche überall die Sendeeinrichtung für die erste Frequenz abschalten und dafür die Sendeeinrichtung für die zweite Frequenz in Bereitschaft bringen. Sobald dann der zweite Schalter seinen Auslöseimpuls erhält, sendet die zugehörige Sendeeinrichtung die zweite Frequenz, die bei allen übrigen Schaltern von den entsprechenden Empfangsrelais aufgenommen wird und welche die Auslösestromkreise dieser Schalter öffnen oder auf andere Weise die Auslösebewegung der dortigen Schalter verhüten. ■

Vorteilhafterweise wird man die Sicherheitsstaffelzeiten in ähnlicher Weise, jedoch mit geringeren Staffelzeiten wählen, wie es heute bei zeitgestaffelten Netzschutzsystemen üblich ist. Die Anordnung nach der Erfindung wirkt dann in Netzen, die mit Relais für eine Schnellauslösung versehen sind, derart, daß, wenn diese Schnellauslösung versagt, noch ein Selektivschutz der heute gebräuchlichen Art übrigbleibt, der aber, wie es die Erfindung mit sich bringt, keine so große Staffelzeiten notwendig hat, wie dies bei den bisher bekannten Anordnungen der Fall ist.

Zur Erläuterung der Erfindung dient die Figur. In dieser Figur ist eine zu schützende Leitungsstrecke 1 dargestellt und ein Schalter 2 in ^dieser Leitungsstrecke, der beim Ansprechen eines Relais 3 ausgelöst wird. Das Relais 3 ist beispielsweise ein Reaktanzzeitrelais, welches seine Kontakte mit einer von der Leitungsreaktanz abhängigen Zeitverzögerung schließt. Das Schutzrelais 3 schließt, wenn es anspricht, einen Stromkreis für eine Auslösespule 4 des Leitungsschalters 2. Die Einrichtung enthält ferner zwei Empfangsrelais E¹ und E² sowie zwei Senderelais S¹ und S². Die Senderelais S¹ und S^z senden über die Leitung 1 in das Netz einen Hochfrequenzstrom der Frequenz I bzw. II. Die Empfangsrelais E¹ und E² sind auf die Frequenz I bzw. II abgestimmt. Alle Relaisorte des Netzes besitzen auf gleiche Frequenz abgestimmte Empfangsrelais und Sendeeinrichtungen.

Bei Ansprechen des Relais 3 spielen sich folgende Vorgänge ab:

Das Relais schließt einen Kontakt 31 und einen Kontakt 32 und öffnet einen Kontakt 33. Durch den Kontakt 31 wird ein Stromkreis für den Sender S¹ geschlossen; der Stromkreis verläuft über den Kontakt 31, eine Ortsbatterie 34, den Sender S¹ und den in der Ruhelage liegenden Kontakt des Empfangsrelais E¹. Der Sender S¹ beginnt sofort Ströme der Frequenz I auszusenden. Bei allen anderen Relaisorten, bei denen also das Schutzrelais 3 nicht angesprochen hat, bewirkt der Hochfrequenzstrom der Frequenz I, daß das Empfangsrelais E¹ anspricht. An dem dargestellten Relaisort ist dies nicht möglich, weil Relais 3 seinen Kontakt 33 geöffnet hat. Dadurch sind die Empfangsrelais E¹ und E² an diesem Relaisort abgeschaltet. An den Stationen, in denen das Relais E¹ anspricht, legt es seinen Kontakt aus der gezeichneten Ruhelage in die Arbeitsstellung. Damit ist bei allen Relaisorten der Sender S¹ abgeschaltet und der Sender S² in Bereitschaft gebracht.

Wenn nun der zweite Leitungsschalter, der zur Abschaltung des Fehlers in einer doppelseitig gespeisten Leitung geöffnet werden muß, seinen Auslöseimpuls dadurch erhält, daß das zu ihm gehörige Relais 3 anspricht, wird über den Kontakt 31 jetzt nicht der Sender S¹, sondern der Sender S² eingeschaltet. Über das Netz verbreitet sich dann die Hochfrequenzwelle II.

An den Relaisorten, an denen das Schutzrelais 3 nicht angesprochen hat, sind, wie bereits gesagt, die Empfangsrelais E¹ und E-nicht abgeschaltet; infolgedessen spricht dort überall das Relais E² an und öffnet seinen Kontakt im Auslösestromkreis des zugehörigen Leitungsschalters. Nachdem also der an zweiter Stelle ansprechende Leitungsschalter seinen Auslöseimpuls erhalten hat, sind alle übrigen Schutzeinrichtungen unwirksam gemacht. Es ist infolgedessen nicht mehr möglich, daß während der Laufzeit der dem Fehlerort am nächsten liegenden Schalter ein in größerer Entfernung liegender Schalter noch nachträglich einen Auslöseimpuls erhält.

Anstatt jedem Relaisort eine oder zwei Sendeeinrichtungen zuzuordnen, ist es auch möglich, die Verriegelung der Schalter von einer einzigen, zweckmäßig an zentraler Stelle

im Netz gelegenen Sendeeinrichtung aus zu verriegeln; namentlich wenn Hilfsleitungen vorhanden sind, die die einzelnen Stationen untereinander und mit einer Zentralstelle verbinden, läßt sich hier eine Ersparnis an Sendeeinrichtungen erzielen.

In der Figur sind, um anzudeuten, daß die Empfangsrelais und die Senderelais auf gleiche Frequenz abgestimmt sind, in die Zu-

to leitungen zu den Empfangsrelais bzw. in die Sendeleitungen der Sendeeinrichtungen Resonanzkreise eingezeichnet, welche paarweise mit R¹ und R² bezeichnet sind.

Claims

Patentansprüche:

i. Einrichtung zur Verkürzung der Staffelzeiten für eine auf Staffelzeiten (abhängige oder unabhängige) beruhende Selektivschutzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Relais (3), das einem der Schalter (2) einer kranken Strecke zugeordnet ist, mittels netzfremder Frequenz bereits vor der vollzogenen Abschaltung der kranken Strecke eine Meldung an alle Schalter der übrigen Strecken ausgesendet wird, so daß die Abschaltung weiterer Schalter von dem

. Augenblick der Aussendung der Meldung an verhütet wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung der Leitungsschalter des Netzes durch dem Arbeitsstrom überlagerte Hochfrequenz- oder Tonfrequenzströme bewirkt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Relaisort mit einer Einrichtung (S) zum Senden der Verriegelungsströme ausgerüstet ist, die beim Schließen des Stromkreises für die Auslösespulen· (4) vorübergehend in Tätigkeit gesetzt wird und in allen übrigen Relaisorten die Empfangsrelais (E) für die Verriegelung des dortigen Leitungsschalters erregt. ·
,4. Einrichtung nach Anspruch 3 für zweiseitig gespeiste Leitungen oder vermaschte Netze, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Relaisort mit Einrichtungen zum Aussenden (S¹, S²) und Empfangen (E¹, E²) zweier verschiedener Frequenzen ausgerüstet ist, von denen die erste (,S¹) anspricht, wenn die zuerst ansprechende Auslösevorrichtung (3) Strom erhält, die zweite (S²), wenn die nächste Auslösevorrichtung (3) Strom erhält, und daß· die Verriegelung eines Leitungsschalters erst dann wirksam wird, wenn die Empfangseinrichtung (E²) für die zweite Frequenz angesprochen hat.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtungen (S) die Empfangsrelais (E) am gleichen Relaisort nicht beeinflussen können.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsrelais (E) eines Relaisortes abgeschaltet sind, solange die Sendeeinrichtungen (S) dieses Relaisortes eingeschaltet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen