Schaltung zum Schutz von langen bzw. stark belasteten Leitungen
Zum Sc lttitz elektrischer I_eitunriett gegen
Kurzschlüsse \\-erden vielfach Minimalspannungs-
relais oder @f inimaliml>edanzrelais verwendet, die
;insprechen, iveiiii sich in der ihnen zugeordneten
Leitiiiin ritt l@urzschlnl.i oder l:r(Ischluß ereignet,
und diese I.eittiiig durch direkte oder indirekte
I:inwirkustg auf deii oder die betrettenden Schalter
\o111 \'.etz ctlitrcnnein.
Inn Dalle voll I@tit@ett oder stark belasteten .Lei-
tinttgetn kaim es v@irk@immen, daß bei eitlem Kurz-
scliltil.i oder I.r<lscltlul.i in der @:ilte des
Leitungs-
(tides die `patititiiig bzw. die Gesamtimpedanz ain
\itfang der Lcittiii',. wo sich die Relais befinden,
mir ivetnig abfallt sind katten kleiner ist als bei
\'i>'rmall>etriel@. Matt kann daher die Spatimitngs-
hziv. Impe@lanzrclais nicht mehr so einstellen, daß
sie bei Ktirzscliltil) oller 1?rdschluß sicher an-
sprechen, im Norinalbetriel) dagegen in Ruhe
bleiben.
Uni min ein Ansprechen der Relais in jedem
Falle. wo es erforderlich ist. zu gewährleisten,
ohne auch eilt Ansprechen im Normalbetrieb
riskieren zu müssen, werden erfindungsgemäß die
Minitnalspannungs- und 1\Zinirnalimpedanzrelais
nicht an die Spannung der Schaltstation, in
welcher sie sich befinden, angeschlossen, sondern
an eilt Abbild der Spannung, wie sie jeweils an
Bitsein entferntest Leitungspunkt 11:rrscht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
für die Erfindung dargestellt. Von den Sammel-
schienen u einer Station ist die lange Leitung
f)
abgezweigt, die voin \-linimalspatitttingsrelais c
gegeit Kurzschluß geschützt werden soll. Erfin-
dungsgemäß ist nun in den (las Relais c speisenden
Sekuti<l:ii-ki-eis des Spannungswandlers e eine
Impedanz d eingeschaltet, deren Größe der nor-
malen Leitungsimpedanz von der Station Isis zur
Mitte der Leitung b entspricht und die von (lern
durch den Stromwandler f transformierten Phasen-
strom I der Leitung 6 durchflossen wird. Sobald
iiun ein Kurzschluß irgendwo in der Leitung b
eintritt. fließt ein entsprechender Strom I in der
Impedatlz d und erzeugt hier einen Spannungsale
fall i111 Stromkreis des Relais c, der dem
Spaunungsalifall entspricht, d,en der Kurzschlut.i-
stroni in der Leitung 6 his zu ihrer Mitte erzeugt.
1)a5 Relais c spricht an und öffnet den Schalter h.
wodurch die Leitung 1b von der Strohduelle
a Ale
getrennt wird. '
Fig.2 zeigt das zugehörige Spannungsdiagramm
für Geormalhetriel>, Fig.3 <las Diagrannn hei
Kurzschluß am Imitungsende. Irn Normallletrieh
gemäß Elg.2 ist die Spannung in I_fitungs-
mitte C`, praktisch gleich der Stationsspannung
U1, weil die Induktivität der Leitung gegenüher
der C)hiaschen Belastung durch die Verbraucher
keime Rolle spielt. Im Normalhetriell ruft der
normale Laststrom J in der Selbstinduktion d
einen Spannungsanfall ZU C.' hervor, dessen Velaor
praktisch senkrecht auf den Spannungs-
vektorell 1't am Anfang und in der Mitte der Lei-
tung sowie auf dem Al>hild U, dieser letzteren
Spannung steht. Bei Kurzschlul.i am Leitungsende
dagegen ist die Induktivität der Leitung praktisch
die einzige vorhandene Last und verzehrt einen
großen 'heil der gelieferten Netzspannung (.'t, die
an der Relaisstelle noch herrscht. Cm an dieser
einen wenigstens der Leitungsmitte entsprechenden
:\1>fall zu erhalten, wird erfindtingsgetnäß ein dein
Kurzschlußstrom.r.r proportionaler Stroni J durch
die Impedanz d geschickt. Hier erzeugt er einen
Spannungsahfall 0 EI der, -weil der Strom I der
Spannung (-l praktisch hereits urn 9o° nacheilt,
nochmals um c)o` gegen den Sronll verschollen
ist. Der Spannungsabfall 0 (' ist somit den
Spannungen (-t und (.,z praktisch entgegen-
gerichtet. wie <las in Vig.3 veranschaulicht ist.
Somit wird der Spannungsabfall in Leitungsmitte
künstlich an <lie Einhaustelle des Relais c vor-
verlegt.
1)3e Frsatzimpedanz d könnte auch unmittelbar
vom Strom I durchHossen werden. Auch kann
man sie mit zwei Wicklungen ausführen und ihre
Primärwicklung direkt mit dem Netzstrom
speisen, während in der Sekundärwicklung der
Spannungsahfall A (" induziert wird. Zur Atl-
llassung an die Leitungslänge kann diese Impc-
clanz oder der zugehörige Stronlwaildler nlit :\n-
zaptungen versehen werden. Crn den I'1msni-
winkel demjenigen der Leitung anzupassen, kann
ein \\'iderstand mit der Ingleclanz in Reihe oder
parallel geschaltet werden.
Dienen die Relais zur Allschaltung von l?rd-
schlüssen, so läßt sich die I?rtin<lung auch liier an-
wenden. Ist dahei eine Kompotindierting der
Phasenspamltulg gegcil Erde erwünscht, so kann
man eine Impedanz irn Summenstromkreis vor-
sehen. die der Irdirnpedanz der Leitung angella(.lt
wird. Sind nur die verketteten Spannungen ztt
kompouncheren, so können die Impedanzen auch j
vorn verketteten Strom gespeist -werden.
Statt in eine besondere zusätzliche Impedanz I
kamt man dasalllrild des Leitungsanschnittes auch
in das Relais Bellst verlegen. Zu diesem Zweck
kann der Spanntlilgsspuk@ des Relais c, die all die
Statiolisspannung angeschlossen ist, eine Wicklung
cntgegengeschahm menlele die vom 1_eAtn9s-
sti"f>ltl oder etllelll 1l1111 proportionalen Strullt 311t
passender l'11aseillatge el-regt \\-ird.
Circuit to protect long or heavily loaded lines For Sc lttitz electric I_eitunriett against
Short circuits \\ - often ground minimum voltage
relais or @f inimaliml> edanzrelais uses the
; insprechen, iveiiii themselves in the assigned to them
Leitiiiin ritt l@urzschlnl.i or l: r (closure occurs,
and these are temporarily through direct or indirect
I: in effect on the or the entering counter
\ o111 \ '. etz ctlitrcnno.
Inn Dalle fully I @ tit @ ett or heavily loaded .Lei-
tinttgetn kaim it v @ irk @ immen that with vain short-
scliltil.i or Ir <lscltlul.i in the @: ilte of the line
(tides the `patititiiig or the total impedance ain
\ itfang the Lcittiii ',. where the relays are located,
katten is smaller than at
\ 'i>'rmall> etriel @. Matt can therefore
hziv. Impe @ lanzrclais no longer set so that
you at Ktirzscliltil) oller 1?
speak, in the normal range) on the other hand in peace
stay.
Uni min a response of the relay in each
Cases. where it is required. to ensure,
without also rushing response in normal operation
having to risk, according to the invention
Minimum input voltage and 1 \ pin input impedance relays
not to the voltage of the substation, in
which they are connected to, but rather
an image of the tension rushes on as it is in each case
Bit being most distant line point 11: rrscht.
In the drawing is an embodiment
shown for the invention. From the collecting
rails u one station is the long line f)
branched off, the voin \ -linimalspatitttingsrelais c
against short circuit is to be protected. Invention
according to this, the (read relay c is now feeding
Sekuti <l: ii-ki-eis of the voltage converter e a
Impedance d switched on, the size of which corresponds to the normal
paint line impedance from station Isis to
Middle of line b and that of (learn
phase transformed by the current transformer f
current I of the line 6 flows through it. As soon
iiun a short circuit somewhere on the line b
entry. a corresponding current I flows in the
Impedatlz d and creates a voltage range here
case i111 circuit of relay c, the
Spaunungsalifall corresponds, d, en the short circuit.
stroni generated in line 6 up to its center.
1) a5 relay c responds and opens switch h.
whereby the line 1b from the straw duel a ale
is separated. '
Fig. 2 shows the associated voltage diagram
for Geormalhetriel>, Fig. 3 <read Diagrannn hot
Short circuit at the end of the impersonation. In normal letry
according to El g.2 the stress in I_fitungs-
middle C`, practically equal to the station voltage
U1, because the inductance of the line is opposite
the C) major exposure to consumers
plays a role. In normal hetrial the calls
normal load current J in the self-induction d
a voltage attack to C. ' forth whose Velaor
practically perpendicular to the voltage
vectorally 1't at the beginning and in the middle of the line
tung as well as on the Al> hild U, the latter
There is tension. With short circuit i at the end of the line
on the other hand, the inductance of the line is practical
the only existing burden and consumes one
large 'Heil the supplied mains voltage (.'t, the
still prevails at the relay point. Cm on this
at least one corresponding to the middle of the line
: Obtaining \ 1> case becomes yours according to the invention
Short-circuit current.rr proportional Stroni J through
the impedance d sent. Here he creates one
Voltage drop 0 EI der, -because the current I der
Tension (-l practically lags by 90 °,
lost again at c) o` against the Sronll
is. The voltage drop 0 ('is therefore the
Tensions (-t and (., Z practically opposite-
directed. as illustrated in Vig. 3.
Thus, the voltage drop is in the middle of the line
artificially at <lie Einhauselle of the relay c in front
relocated.
1) 3e Frsatzimpedanz d could also be immediate
from the current I through Hossen. Also can
you run them with two windings and theirs
Primary winding directly to the mains power
feed while in the secondary winding of the
Voltage drop A ("is induced.
Depending on the length of the cable, this impec-
clanz or the associated Stronlwaildler nlit: \ n-
zaptungen are provided. Crn the I'1msni-
to adapt the angle to that of the line, can
an \\ 'resistance with the Ingleclanz in series or
can be connected in parallel.
Are the relays used for all switching of heavy
conclusions, the advice can also be given here.
turn around. Is there a composting of the
Phasenspamltulg against earth desired, so can
one impedance in the summation circuit
see. that of the earth impedance of the line angella (.lt
will. Are only the linked voltages ztt
Kompouncheren, the impedances can also j
be fed in front of the concatenated current.
Instead of a special additional impedance I.
you came dasalllrild of the line section too
move to the Bellst relay. To this end
can the Spanntlilgsspuk @ the relay c that all the
Statiolis voltage is connected to a winding
counter-acted menlele from 1_e A tn9s-
sti "f> ltl or etllelll 1l1111 proportional Strullt 311t
matching l'11aseillatge el-regt \\ - ird.