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Einrichtung zur Aufhebung der gegenseitigen kapazitiven Beeinflussung benachbarter erdschlussgeschützer Leitungen.
Es kommt bekanntlich sehr oft vor, dass zwei oder mehrere elektrische Freileitungen auf ein und demselben Gestänge geführt werden. Erhält nun eine dieser Leitungen einen Erdschluss und wird somit der Nullpunkt dieses Systems um die Phasenspannung verlagert, so findet infolge der gegenseitigen Kapazität zwischen den Leitungen auch eine Spannungsverlagerung der benachbarten Leitungssysteme statt. Diese Erscheinung tritt in ganz besonderem Masse dann auf, wenn die Leitungen durch Erdsehluss- löscher geschützt sind.
Es sind Einrichtungen bekannt (siehe D. R. P. Nr. 315126 und D. R P. Nr. 389770), welche diese
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anwenden. Es werden nämlich oft Löscheinrichtungrn benutzt, welche nur für kurzzeitige Löschung bestimmt sind, also eine gewisse Zeit nach dem Ansprechen automatisch herausfallen und die weiters die Eigenschaft haben, dass sie nicht direkt an einen zugänglichen Transformator-Nullpunkt od. dgl.
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sind nun nicht direkt an 01 und O2 angeschaltet zu denken, sondern es liegen noch ausserdem die Streu- induktivitäten (ù 81 und M) 82 in Serie.
Um die vorliegenden Betrachtungen einfacher zu gestalten, soll vorausgesetzt werden (was auch praktisch unter Umständen vorkommen kann), dass nur die erste Löscheinrichtung einen künstlichen Nullpunkt mit grosser Streuung benutzt, während bei der zweiten Löscheinrichtung diese Streuung vernachlässigbar klein ist (siehe Fig. 2).
Eine praktische Ausführungsform des oben erwähnten Falles der Verwendung von Pollöschern zeigt Fig. 6, u. zw. ist beispielsweise die Leitung 1 durch einen Erdschlusslöscher nach dem österr. Pat. Nr. 102 207 geschützt (siehe Fig. 2 genannter Patentschrift), während an den Nullpunkt des Transforma- tors'/'2 der Leitung 2 eine Petersendrossel D direkt angeschlossen ist.
Tritt nun beispielsweise auf Leitung 1 ein Erdschluss auf, so wird weder der Sternpunkt der Wicklung Nl, noch das Ende 01 der offenen Dreieckwicklung N, das Potential des Nullpunktes der Leitung 1 aufweisen, sondern es werden die genannten Punkte Spannungen annehmen, welche von der wahren Nullspannung der Leitung 1 um zusätzliche Spannungen verschieden sind, welche sich als Produkt aus Löschstrom mal einem bestimmten Streuungkoeffizienten ergeben.
Wollte man nun z. B. die Entkopplung entsprechend dem D. R. P. Nr. 315126 dadurch herbeiführen, dass man zwischen die zugänglichen Nullpunkte 0\ und 0/2 eine Ausgleichsinduktivität Lu. schaltet, so wäre auch tatsächlich eine vollständige Erdschlussloschung möglich, wobei überdies im Erdschlussfalle der einen Leitung die anderen Systemnullpunkte Oi bzw. O2 unverlagert bleiben, wenn man den Induktivitäten LI, L2 und L12 folgende Werte erteilt :
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annimmt.
Wählt man KI : Kr jr = 8 : 2#5 # S # KI = 0#2, welche Werte durchaus den praktischen Verhältnissen entsprechen, so folgt P2 = ll'SPi das hiesse aber, dass der Spannungsmittelpunkt der benachbarten Leitung infolge der gegenseitigen Kapazität auf den 11-8fachen Wert der ersten Leitung verlagert wird. Praktisch wird natürlich dieser übermässig grosse Wert nicht erreicht, da die Wattverluste in den Löscheinrichtungen und in der Ausgleichsspule eine erhebliche Dämpfung bewirken.
In Fig. 3 sind nun als Abszissen die Verluste in Prozent der Scheinleistungen angegeben, als Ordinaten die Werte P2/P1. Man sieht, dass bei 6% Verlusten, was praktisch meist nicht einmal erreicht werden wird, nach dem Auslösen von L1 die Nachbarleitung noch fast genau auf die volle Phasenspannung ver- lagert wird, also auch auf der zweiten Leitung ein Erdschluss vorgetäuscht wird. Hiedurch würde nach einiger Zeit auch die zweite Löscheinrichtung auslösen und daher unnötigerweise auch diese zweite Leitung ihres Erdschlusssschutzes beraubt werden.
Es lässt sich nun zeigen, dass die bekannten Massnahmen diesen Übelständen nicht abhelfen können.
Wollte man beispielsweise, was am nächsten liegt, L2 so stark verstimmen, dass P2 auf einem zulässigen Wert (etwa 0. 3Ep) bleibt, so wäre hiezu eine Verstimmung von L2 um ¯ 29% notwendig. Dies würde aber die Löschwirkung bereits beträchtlich herabsetzen.
Erfindungsgemäss können aber die geschilderten Übelstände dadurch vollständig beseitigt m erden, dass man an Stelle der einfachen Ausgleichsdrossel L12 eine Einrichtung nach Fig. 4 verwendet. Zwischen die Punkte 0'1 und 0'2 ist hier eine Einphasendrosselspule geschaltet, welche sich von der bekannten vorhin geschilderten dadurch wesentlich unterscheidet, dass sie an Stelle einer einzigen Wicklung zwei gleichsinnige Wicklungen mit den Windungszahlen N und N'besitzt, wobei die erste nunmehr einer Induktivität
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entspricht und die Windungszahl N'jener Wicklung, welche mit Li in Serie geschaltet ist, durch die Beziehung
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wenn ro S# KI II klein ist. Sollte es bei extrem hohen Streuungen (70% und mehr) vorkommen, dass' ? 8.
CI} KIII so gross wird, dass es nicht mehr vernachlässigt werden kann, so muss natürlich der genaue Wert nach Gleichung 6 verwendet werden. Das gleiche gilt sinngemäss für die Gleichungen 7 und 7a.
Mit Hilfe einer einfachen Rechnung kann man sich davon überzeugen, dass bei dieser Anordnung auch dann die Leitung 2 unverlagert bleibt, wenn bei Erdschluss der Leitung 1 deren Löschinduktivität
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drosselspule berücksichtigt werden, dass sich die Spannungen an den beiden Wicklungen wie deren Windungszahlen verhalten und dass die Summe sämtlicher Amperewindungen dem Quotienten aus der Windungsspannung und der Selbstinduktivität L12 proportional sein muss.
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kann. Es ist dann die Ausgleichsdrosselspule mit drei Wicklungen zu versehen, nämlich der Wicklung N, welche an die beiden zugänglichen Nullpunkte O'1 und O'2 angeschlossen wird, und den beiden Wicklungen N', die mit den Löschinduktivitäten Li und L2 in Serie geschaltet sind.
Man kann hier entsprechend dem früher Gesagten bei allen in Betracht kommenden Betriebs- zuständen die kapazitive Spannungsverlagerung der Nachbarleitung dadurch vermeiden, dass man die Einrichtungen entsprechend den nachfolgenden Gleichungen dimensioniert :
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Die Gleichungen 9 bis 13 sind wieder mit der schon bei Gleichung 6a angeführten Vernachlässigung der Grösse os kiwi aufgestellt.
Ähnliche Einrichtungen können auch sinngemäss zur Entkopplung von mehr als zwei parallel geführten Leitungen Verwendung finden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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mit den Löschinduktivitäten (L1 bzw. L2) in Serie geschaltet sind, wodurch erreicht wird, dass bei Erdschluss auf einer Leitung die benachbarte Leitung sowohl vor, als auch nach Auslösen der Löschinduktivi- täten der ersten Leitung unverlagert bleibt (Fig. 4, 5 und 6).
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