147302. lajstromszámú szabadalom • Földzárlatvédelem hurkolt kábelhálózatokhoz
Megjelent: 1960. július 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.302. SZÁM 21. c. 68—72. OSZTÁLY — VI~256. ALAPSZÁM SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Földzárlatvédelem hurkolt kábelhálózatokhoz Villamos Energetikai Kutató Intézet, Budapest Feltaláló: Pánzmándi László oki. gépészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1958. április 1. A találmány szerinti védelem nem hatásosan földelt csillagpontú, hurkolt kábelhálózatok szelektív földzárlat védelmét szolgálja. Alkalmazási területe: nagyobb kiterjedésű középfeszültségű kábelhálózatok. A védelem működésének lényege: Példaképpen nézzük meg egyfázisú földzárlatnál fellépő viszonyokat egy A, B, C, D jelű alállomásokat összekötő, hurkoltán üzemeltetett kábelhálózatnál. Az 1. ábrán csak a földzárlati áramok szempontjából mértékadó hálózatot tüntettük fel. A szimmetrikus összetevők módszerének lényegéből kifolyóan ugyanis a továbbiak szempontjából elegendő lesz a zérussorrendű áramok és feszültségek vizsgálata, így az 1. ábra is a zérussorrendű áramok pillanatnyi eloszlását mutatja. Áramváltó-jellel jelöltük a kábel két végén a zérussorrendű áramok mérésére beépített áramváltó csoportokat, ezenkívül koncentrált kapacitásként berajzoltuk az egyes vezetékszakaszok zérussorrendű kapacitását. Ismeretes az a tény, hogy az egyfázisú földzárlatoknál a zérussorrendű áramok a hálózatban úgy oszlanak meg, mintha a gerjesztett elektromotoros erőktől megfosztott (passzív) hálózatot a hibahelyen zérussorrendű feszültséggel táplálnánk. Ebből következik, hogy ha például az: 1. ábra szerinti hálózatnál feirajzoltjuk, a földzárlat esetében fellépő zérussorrendű kapacitív töltőáramok eloszlását egy bizonyos időpillanatra és a szakaszok két végén folyó áramokat úgy összegezzük, hogy a gyűjtősín felé folyó áramokat tekintjük pozitívnak, akkor csak a hibás szakasznál lesz az áramok összege ellenkező irányú, mint az összes többi szakasznál. Az 1. ábrán a zérussorrendű áramok eloszlását azzal a feltételezéssel rajzoltuk fel, hogy a földzárlat a C—D szakasz közepén lépett fel. Az előbbiek szerint tehát úgy képzelhetjük, hogy a hibahelyen a földhöz képest fellépő U0 zérussorrendű feszültség hatására lépnek fel a nyilakkal bejelölt töltőáramok. Látható, hogy a hibás szakasz két végén levő áramváltókon folyik át a többi ép szákasz zérussorrendű töltőáramainak összege. Az ép szakaszoknál a két végén átfolyó zérussorrendű áramok előzőek szerint képzett összege pedig éppen a szóban forgó szakasz kapacitív zérussorrendű töltőárama. Ebből következik, hogy ha a szakasz két végén folyó zérussorrendű áramokat az előbb említett módon összegezzük, a hibás szakasznál az összegáram mindig ellenkező értelmű lesz, mint az ép szakaszoknál, vagyis abban az időpillanatban, amikor a hibás, szakasznál az összegáram iránya a gyűjtősín felé mutat, az ép szakaszoknál az összegáram iránya a gyűjtősíntől a szakasz felé mutat. A következő félperiódusban természetesen a helyzet fordított. Mindezek következtében a hibás szakasz tehát kiválasztható olyan, a szakaszok mindkét végén beépített sín «p-relékkel, amelyek áramíekercsén az említett módon képzett összegáram folyik keresztül, feszülteégtekercse pedig a zérussorrendű feszültségre van kapcsolva. A leírt követelményeknek megfelelő védelemi elvi kapcsolását a 2. ábra mutatja. Látható, hogy az alkalmazott 1 teljesítményrelék áramtekercsén a védett szakasz két végén folyó zérussorrendű áramok előbbiek szerint képzett összege megy át. Az ismert Holimgren-féle áramváltórendszer ugyanis a zérussorrendű árammal arányos áramot szolgáltat. Az összegáram képzésére a 2 közbenső áramváltók és a 3 háromerű segédkábel szolgálnak. A 2 közbenső' áramváltókra csak azért van szükség, hogy a 4 főáramváltók szekunder körében a segédkábel ellenállása ne jelentsen nagy terhelést. Az 1 teljesítményrelé 5 érintkezője belső hiba esetén zárja a 6 segédrelé áramkörét. Ezt a segédrelét célszerű a teljesítményrelé visszapattanásaiból eredő téves működések kiküszöbölése céljából meghúzáskésleltetéssel készíteni. Természetesen ez az elv alkalmazható olyan kábelhálózatoknál is, ahol rövid szakaszok vannak és így a töltőáramok nem elég nagyok a szelektív működés elérésére, de a hálózat csillagpontja ellenálláson keresztül földelt. Ebben az esetben az előzőekhez •hasonlóan úgy képzelhetjük,.
