Selektivschutzeinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf den Selektivschutz
von elektrischen Leitungsnetzen mit an Stelle von Leistungsschaltern oder in Verbindung
mit solchen angeordneten Schaltern regelbaren Widerständen, die bei einer Störung
in den Leitungszug eingeschaltet werden.Selective protection device The invention relates to selective protection
of electrical line networks with instead of circuit breakers or in connection
with such arranged switches adjustable resistors, which in the event of a fault
be switched on in the cable run.
Die richtige Auswahl des abzuschaltenden Netzteiles wird erschwert,
wenn, durch das Einschalten dieser Widerstände die Widerstandsverteitung im Netz
sich wesentlich verschiebt und einen anderen Netzzustand vortäuscht als dar Wirklichkeit
entspricht. Ein solcher Fall kann beispielsweise eintreten, wenn in einer Leitung
mit Abzweigen bei einem nahe dem Leitungsende auftretenden Fehler (Kürz;schluß,
Erdschluß od. dgl.) in die vom Fehlerstrom durchflossenen Leitungsabschnitte zusätzlich
Widerstand eingeschaltet wird. Dieser Fall ist vereinfacht in Fig. r der Zeichnung
dargestellt. In dieser bedeuten g und q Stromerzeuger, s eine Sammelschiene, l1,
12, 13 die Abschnitte einer Hauptleitung, a, b und c Verbraucherabzweige
und d
einen stromliefernden Abzweig. Der Kurzschl'uß möge im Abzweig c auftreten,
und es werden hierbei die Widerstände r1, r2, r3 und r. in den Kurzschl.ußatromweg
eingeschaltet. Die ungestörten Abzweige a und b
haben dann meist einen kleineren Verbraucher-
widerstand als die Zusatzwiderstände enthal-
t°ndj Hauptleitung, und schon deren hinter
dem ersten Abzweig li;g:nde Abschnitte 1,
und 1, erhalten weniger Strom als ihnen nach
der Lage des Fehlerortes zufließen sollte. Die
daraus folgende -#',trornverteilung entspricht
also eher einem Fehler in den ungestörten Ab-
zweigen a oder F als dem Fehler an der wirk-
lichen Störungsstelle im Abzweig c.
Nach der Erfindung wird dieser -Nachteil
beseitigt, indem bei Auftreten eines Fehlers
nicht nur der Widerstand dar vom Fehler-
strom durchflossenen Leitungsstrecken, son-
dern vorübergehend auch der Widerstand
jener anschließenden ungestörten Leitungs-
strecken oder Abzcveigc erhöht wird, deren
Stromaufnahme nach der Widerstands-
erhöhung die Lage der Fehlerstelle verdecken
oder unkenntlich machen würde, worauf die
Auswahl der Endgültig abzuschaltenden oder
weiterhin durch erhöhten Widerstand zu
schützenden Leitungsstrecken erfolgt. Bei
einer Leitung mit Abzweigen sollen daher im
Störungsfall. z. B. bei Oberstrom, nicht nur
die Widerstände r'1, r-.,. rl und r, im Fehler-
strom«eg, sondern nach Fig. a der Zeichnung
auch die Widerstände der ungestörten, also
Betriebsstrom verbrauchenden Abzweige r,,
und r1, ansprechen. In Abzweigen, die. wie
beispielsweise Abzweig d. nicht nur Strom-
verbraucher, sondern auch Stromquellen q
enthalten und wenigstens bei Störungen in
die Hauptleitungen rückspeixen, wird zweck-
mäßig der Widerstand nicht erhöht. Die
Widerstandseinheiten r-1, r1`, r2' usw. liegen
nach Fig. 2 beispielsweise am Anfang und
Ende eines jeden Leitungsabschnittes der
Hauptleitung, und die Widerstandsein-
heiten rQ, rb usw. am Anfang jedes Leitungs-
abzweiges. Der Widerstandswert aller in der
Hauptleitung liegenden Widrstandsabschnitte
ist zweckmäßig gleich groß und der @@ ider-
stands«ert der in die Abzweige eingeschal-
teten Widerstandseinheiten ein Vielfaches da- I
von. Wenn auf diese Weise der störende Einfluß der Verbraucherleitwerte beseitigt
ist, kann die Fehlerstrecke leicht und sicher durch einfache Messung des Widerstands-,vertes
oder des Verhältnisses von Strom und Spannung ermittelt werden. Da die am Anfang
und Ende der Leitungsstrecken anzuordnenden Widerstandseinheiten überwiegend Ohmschen
Widerstand enthalten, sind in den ungestörten Strecken Strom und Spannung im wesentlichen
in Phase. Deren Spannungs-Strom-Verhältnis oder Widerstand ist daher stets größer
als der doppelte Widerstandswert einer Einheit; im gestörten, z. B. kurzgeschlossenen
oder geerdeten Leitungsabschnitt ist dagegen
! das Spannungs-Stroni-Verhältnis während d:;
größten Teiles einer Halbwelle «-es-entlicr
kleiner als dieser doppelte Widerstandswert,
Nur in der Nähe des Stromnulldurchgangs
übersteigt das Verhältnis der Augenblicks-
werte von Spannung und Strom den ge-
nannten Betrag. Dies hindert nicht die ge-
wünschte Auslösung rh.#r Schutzeinrichtung,
weil das auf Augenblickswerte ansprechende
Meßgerät im weiteren Verlauf derselben Halb-
, welle die Auslösebedingungen vorfindet.
Es kann jedem Widerstandsgerät ein
eigenes Anregerelais, z. B. ein Spannungs-
rückgangsrelais, zugeordnet sein. Man kann
aber auch mehrere gleichzeitig zu betätigende
;t'id@erstandsgeräte zusammenfassen und ihre
Auslöse- oder Betätigungseinrichtungen (Aus-
löse- oder Betädgungssp ulen) an eine gemein-
same Steuerleitung, z. B. eine gemeinsame
Steuersammelschiene des Unter-,verkes, an-
schließen, die von jeder Fehleriiber,#vachungs-
stelle geschaltet werden kann. Die Kontakte
aller auf die Fehleriiberwachun-,sstel:en ver-
teilten Anregerelais können parallel zwischen
die Steuerstromqu-elie und die gemeinsame
Steuerleitung der U"id:rstandsgerä te ge-
schaltet sein. Spricht auch ruf eines dieser
Anregerelais an, so erhalten die Auslöse-
spulen aller Widerstandsgeräte des Netzes
oder Netzteiles Strom.
Die Schalt- oder Regeleinrichtungen der
Zusatzwiderstände sind vorteilhaft so ein-
gerichtet, daß sie in ihre Ausgangsstellung zu-
rückkehren, wenn die Störung von- selbst
vorübergeht. z. B. wenn ein Kurzschlußlicht-
bogen wieder erlischt, oder wenn sie inner-
halb einer gewissen Wartezeit in der Endstel-
lung festgehalten oder in eine besondere
Dauerstellung (Ausschaltstellung) übergeführt
werden. Dieses Festhalten oder Umschalten
auf die Dauerstellung wird nur bei den unmit-
telbar den Fehler eingrenzenden Widerstands-
geräten durch die selektive Meßeinrichtung
veranlaßt, während die übrigen Geräte wieder
die Ausgangslage einnehmen.
Die Anregung für die Widerstandserhöhung
kann auch zweckmäßig durch eine vom
Fehlerstrom (Kurzschlußstrom, Erdschluß-
strom) verschiedene Betriebsgröße, z. B.
durch den Zusammenbruch der Spannung,
bewirkt werden. Dagegen wird die Auswahl
der endgültig abzuschaltenden Leitungsstrecke
oder Leitungsstrecken durch den Fehlerstrom
selbst ausgelöst.
The correct selection of the power supply unit to be switched off is made more difficult if, when these resistors are switched on, the distribution of resistance in the network is significantly shifted and simulates a different network state than is actually the case. Such a case can occur, for example, if in a line with branches in the event of a fault occurring near the end of the line (short circuit, earth fault or the like) in the line sections through which the fault current flows, additional resistance is switched on. This case is shown in simplified form in FIG. 1 of the drawing. In this, g and q mean power generator, s a busbar, l1, 12, 13 the sections of a main line, a, b and c consumer branches and d a current-supplying branch. The short circuit may occur in branch c, and the resistors r1, r2, r3 and r. switched into the short-circuit current path. The undisturbed branches a and b then usually have a smaller consumer
resistance as the additional resistances
t ° ndj main line, and already their behind
the first branch li; g: nde sections 1,
and 1, receive less power than after them
should flow to the location of the fault location. the
the following - # ', corresponds to the trorn distribution
so more of a mistake in the undisturbed
branch a or F as the fault in the effective
common fault point in the branch c.
According to the invention, this disadvantage
eliminated by when an error occurs
not only the resistance from the error
line sections through which current flows, but
also temporarily change the resistance
that subsequent undisturbed line
stretch or Abzcveigc is increased whose
Current consumption according to the resistance
increase cover the location of the fault
or obscure what the
Selection of the or to be switched off permanently
continues to increase due to increased resistance
protective cable routes. at
a line with branches should therefore be in
Malfunction. z. B. at Oberstrom, not only
the resistances r'1, r -.,. rl and r, in the error
Strom «eg, but according to Fig. a of the drawing
also the resistances of the undisturbed, so
Operating current consuming branches r ,,
and r1, address. In branches that. how
for example branch d. not just electricity
consumers, but also power sources q
included and at least in the event of faults in
the main lines are fed back, is
moderately the resistance does not increase. the
Resistance units r-1, r1`, r2 ' etc. lie
according to Fig. 2, for example, at the beginning and
End of each line section of the
Main line, and the resistance input
units rQ, rb etc. at the beginning of each line
branch. The resistance value of all in the
Main line lying resistance sections
is expediently the same size and the @@ ider-
if the one is encased in the branches
resistance units were many times that- I
from. If the disruptive influence of the consumer conductance is eliminated in this way, the fault path can be determined easily and reliably by simply measuring the resistance, the value or the ratio of current and voltage. Since the resistance units to be arranged at the beginning and end of the line sections predominantly contain ohmic resistance, current and voltage are essentially in phase in the undisturbed sections. Their voltage-current ratio or resistance is therefore always greater than twice the resistance value of a unit; in the disturbed, z. B. short-circuited or grounded line section is against it ! the stress-Stroni ratio during d :;
for the greater part of a half-wave «-es-entlicr
less than this double resistance value,
Only near the current zero crossing
exceeds the ratio of the momentary
values of voltage and current correspond to the
named amount. This does not prevent the overall
Desired tripping rh. # r protective device,
because that which responds to instantaneous values
Measuring device in the further course of the same half
, wave finds the triggering conditions.
It can be any resistance device
own trigger relay, e.g. B. a tension
decrease relay, be assigned. One can
but also several to be operated at the same time
; t'id @ first stand devices and their
Release or actuation devices (release
loosening or attachment coils) to a common
same control line, e.g. B. a common
Control busbar of the lower, verkes, an-
close that of any error, # vachungs-
position can be switched. The contacts
all on the error monitoring, sstel: en
shared start relays can be connected in parallel between
the control current source and the common
Control line of the U "id: stand-alone devices
be switched. Also speaks call one of these
Start relay on, the tripping
rewind all resistance devices in the network
or power supply's current.
The switching or control devices of the
Additional resistors are advantageous so
directed that they return to their starting position
return if the fault occurs by itself
passes. z. B. if a short-circuit light
arc goes out again, or if you
half a certain waiting time in the final
or in a special
Permanent position (switch-off position) transferred
will. This holding or switching
permanent employment is only granted to the immediate
the error isolating resistance
devices through the selective measuring device
prompted, while the remaining devices again
take the starting position.
The suggestion for the increase in resistance
can also expediently by one of the
Fault current (short circuit current, earth fault
current) different company size, e.g. B.
by the breakdown of tension,
be effected. Against this is the choice
the line section to be finally switched off
or line sections through the fault current
self triggered.