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Relais zum Anzeigen von Störungen in elektrischen Mehrphasenanlagen.
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Bekanntlich stehen die Spannungen der einzelnen Phasen eines Mehrphasensystems, was Grösse und Phasenlage derselben betrifft, in einer ganz bestimmten Beziehung zueinander, welche in der vektoriellen Darstellungsweise durch ein geschlossenes Vieleck zum Ausdruck gebracht wird, welches für jedes Mehrphasensystem charakteristisch ist und Spannungsvieleck oder Spannungsbild der betreffenden Stromart genannt wird. Jede Störung des normalen Betriebszustandes ändert mehr oder weniger die Grösse und die Phasenlage der Systemspannungen oder vektoriell ausgedrückt, verursacht sie eine Verzerrung des für das betrachtete System charakteristischen Spannungsbildes.
Nur bei einfachen Erd- schlüssen, in Anlagen ohne betriebsmässig geerdeten Nullpunkt, trifft das im allgemeinen nicht zu, da bekanntlich in einem solchen Falle nur der Nullpunkt des Systems eine Verschiebung erleidet, mit entsprechender Potentialänderung der einzelnen Phasen gegenüber der Erde, die gegenseitigen Potentiale der Phasen jedoch unberührt bleiben und das dem System charakteristische Spannungsvieleck undeformiert weiter bestehen bleibt.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Relais, in dem die durch eine Störung in der Anlage verursache Verzerrung des Spannungsbildes eine Kraftwirkung hervorbringt, die zur Anzeige der Störung und zur Abschaltung des beschädigten Teiles der Anlage dient.
Auf eine Verzerrung des Spannungsbildes eines Mehrphasensystems wird nun jeder in der Art eines Phasenmessers, Wattmeters oder Zählers gebaute Apparat in elektrodynamischer oder FerraisBauart ansprechen, in welchem erfindungsgemäss beide wirkende verkettete Felder von zwei Spannungskreisen erzeugt werden, welche ohne Erdung zwischen beliebigen Punkten des Systems abgezweigt sind ; denn bekanntlich sind alle vorgenannten Apparate auf Phasenwinkelveränderungen der wirkenden Felder bzw. der diese Felder erzeugenden Anschlussspannungen, wie sich solche bei einer Verzerrung der Spannungsvielecke notwendig-erweisen ergeben, empfindlich.
Dabei wird man zweckmässig die wirkenden Felder bzw. die sie erzeugenden Spannungen mit einer solchen Phaseneinstellung wählen, dass bei undeformiertem Spannungsvieleck das entstehende Drehmoment Null oder ein Maximum ist. Die Stromkreise der Apparate sollen bei direktem konduktiven Anschluss an die Systemspannungen keinen geerdeten Punkt haben, damit die wirkenden Anschlussspannungen ohne Zwang seitens der zufälligen Erdpotentiale des Systems der Deformierung des Spannungsbildes folgen können.
Nachdem von allen Mehrphasensystemen das Drehstromsystem das weit verbreitetste ist, werden in der Folge die für Drehstrom geeigneten Anordnungen beispielsweise beschrieben werden. Gleiche Einrichtungen lassen sich jedoch sinngemäss geändert auch für alle andern Mehrphasensysteme verwenden.
Fig. 1 und 2 zeigen die vektoriellen Spannungsbilder einer Dreieckschaltung, Fig. 3 zeigt das
Spannungsbüd einer Sternschaltung, Fig. 4 das Schaltungssehema eines Relais, Fig. 5 eine etwas geänderte
Schaltung, Fig. 6 eine Relaisschaltung für Differentialschutz, Fig. 7 und 8 schematisch zwei Antriebsarten des vom Relais betätigten Schliesskontaktes, Fig. 9 das Relais in Verwendung bei einer Selektivsehutzanlage und Fig. 10 eine vollkommenere Ausbildung der Selektivschutzanlage mit dem Relais nach der Erfindung.
Das gleichseitige Dreieck RST aus Fig. l zeigt die verketteten Spannungen eines Drehstromnetzes im ungestörten Zustande. Wenn eine Betriebsstörung, z. B. ein Kurzschluss zwischen den Phasen S und T eintritt, so wird dieses Dreieck seine regelmässige Form verlieren und sich zum Dreieck RS'T'verziehen.
Man erhält nun einen Apparat, welcher auf diese Verzerrung des Dreieckes, also auf die eingetretene Betriebsstörung anspricht, wenn die zwei Stromkreise eines wie ein Elektro-Dynamometer gebauten Apparates an zwei Spannungen angeschlossen werden, von welchen eine beispielsweise zwischen Rund T, die zweite zwischen S und A abgenommen wird, wobei A die Mitte von RT ist, so dass die Spannung SA im normalen Zustand um 900 gegen die Spannung RT verschoben ist.
Angenommen, dass die Felder im Apparat gleichen Phasenunterschied zeigen, wie die sie erzeugenden Spannungen, was durch bekannte Anordnungen auch immer erreicht werden kann, so wird in dem wie beschrieben angeschlossenen Elektro-Dynamometer im normalen Betriebszustand keine Kraftwirkung entstehen, weil eben die wirkenden Felder bzw. die dieselben erzeugenden Spannungen rechtwinklig zueinander stehen.
Erst in dem Augenblick, wo sich wegen der eingetretenen Betriebsstörung das Spannungsbild zum Dreieck RS'T'verzerrt hat, schliesst die Spannung S'A'mit der Spannung RT' einen Winkel SI A'T, der kleiner als 90 ist, ein, so dass zwischen den beiden Feldern eine Kraft wirken kann, welche das Relais zum Ansprechen bringen wird.
Im Falle eines Apparates nach dem Ferraris-Prinzip muss berücksichtigt werden, dass das grösste Drehmoment gerade bei rechtwinkligen Feldern entsteht. Deshalb muss hier einem der zwei Felder eine
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künstliche Phasenverschiebung von 900 oder auch beiden Feldern solche zusätzliche Phasenverschiebungen gegeben werden, so dass, obwohl die dieselben erzeugenden Spannungen rechtwinklig zueinander stehen, die Felder selbst 0 oder 180 Phasenverschiebung btkommen, wodurch erreicht wird, dass im ungestörten Betriebszustand keine Kraftwirlmng entsteht.
Wie leicht einzusehen ist, wird das Relais in gleicher Weise auch im Falle eines Kurzschlusses zwischen S und R, sowie bei jeder anderen als die in Fig. 1 gezeichneten Verzerrung des Spannungsbildes wirken, denn nur im unversehrten gleichseitigen Dreieck besitzt die Mittellinie SA die Eigenschaft, auf dem Schenkel RT rechtwinklig zu stehen.
Im Falle eines Kurzschlusses zwischen R und T wird sich das Dreieck derart verzerren, dass dasselbe zum gleichschenkligen Dreieck SR'T'mit der Basis R'T'werden wird. Nachdem in diesem Fall die Mittellinie SA'auf R'T'rechtwinklig bleibt, würde das Relais nicht ansprechen (Fig. 2). Um nun auch diesem und somit alle Verzerrungsfälle mit dem Relais erfassen zu können, muss noch tin zweites Triebsystem vorgesehen werden, welches einerseits zwischen S und T, anderseits zwischen R und B angeschlossen wird, wobei B ein Punkt in der Mitte von ST ist. Auf dem Sonderfall der dreiphasigen Kurzschlüsse wird später besonders eingegangen.
Ein Relais nach dem beschriebenen Erfindungsgedanken könnte als Asymmetrierelais bezeichnet werden und bei Vorhandensein von zwei Triebwerken, was, wie vorstehend dargelegt, zweckmässig erscheint, wird es in der Folge zweipoliges Relais genannt werden.
Die Mittelpunkte A und B lassen "ich in an sich bekannter Weise zwischen Rund T bzw. S und T mittels angeschlossenen Widerständen oder Drosselspulen mit einer Anzapfung in der Mitte gewinnen.
Bei Hochspannungsanlagen könnten die Anschlüsse in bekannter Art über Spannungswandler vorgenommen werden. In diesem Falle lassen sich die vorgenannten Mittelpunkte A und B von einer Anzapfung in der Mitte der Sekundärwicklungen dieser Spannungswandler abnehmen.
Wenn statt des Dreieckes ein Dreistern als Spannungsbild des Drehstromes betrachtet wird, so lassen sich, wie aus Fig. 3 ersichtlich, die zwei aufeinander senkrecht stehenden Anschlussspannungen des Relais einerseits zwischen den Phasen R und T, anderseits zwischen der dritten Phase S und dem Nullpunkte 0 gewinnen. Im Störungsfalle deformiert sich der Dreistern zu RS'T', der Nullpunkt kommt nach 0', S'O'steht nicht mehr senkrecht auf RT', somit wird das Relais ansprechen. Auch bei dieser Ausführung sind zweckmässig zwei Triebsysteme zu verwenden, um alle möglichen Verzerrungsfälle des Dreisterns erfassen zu können. Aus dem Vorstehenden ergibt sich als eine weitere Ansehlussmöglichkeit des Relais die Verwendung des in der Anlage vorhandenen oder eines auf bekannter Weise hergestellten, künstlichen Nullpunktes.
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in Fig. 4 schematisch wiedergegeben.
Die Anordnung ist unter der Annahme der Verwendung von in der Mitte angezapften Spannungswandlern dargestellt worden. An die drei Leitungen RST sind die Spannungswandler 1 und 2 angeschlossen. An die Sekundärwicklung jedes Spannungswandlers ist die eine Relaiswicklung 3 bzw. 4 angeschlossen, während die zweiten Relai, swicklungen 5 und 6 an den Mittelpunkten A und B der Sekundärwicklungen liegen.
Die Notwendigkeit, besondere Widerstände, Drosselspulen, künstliche Nullpunkte oder auch nur sekundär angezapfte Spannungswandler zu verwenden, dürfte lästig empfunden werden. In einer besonderen Ausführungsform lässt sich dieser Nachteil vermeiden. Es genügt hiefür, die Anschlusspunkte A und B der Wicklungen 5 und 6 auf den zwischen den Phasen angeschlossenen Wicklungen 3 und 4 des Relais selbst zu suchen, denn diese Wicklungen wirken spannungsteilend und es kann jede beliebige Anzapfspannung von denselben abgenommen werden. Das Schaltungsschema eines zweipoligen Relais in dieser Ausführungsform in Anschluss an gewöhnliche Spannungswandler zeigt Fig. 5. Die zwei Triebsysteme des Relais können hiebei als selbständig oder mechanisch verbunden gedacht werden.
Was die Weiterwirkung auf die Steuerung der Schalter der Anlage betrifft, so kann dieselbe vom beschriebenen Relais für sich allein oder nach bekannter Weise in irgendeiner passenden Zusammen- schaltung mit ändern Hauptstrom-, Spannungs-, Richtung-, Erdsehluss-oder Zeitrelais erfolgen, mit welchen gegebenenfalls das Relais nach der Erfindung auch mechanisch zusammengebaut werden kann.
Charakteristisch für das Asymmetrierelais in der Form, wie es bisher beschrieben wurde, ist, dass sieh im normalen Betriebszustande keine Triebkräfte entwickeln können und dieselben erst im Störungsfalle entstehen. Es kann aber die Anordnung auch so getroffen werden, dass die Triebkräfte im normalen Betriebszustande am stärksten ausgebildet sind, aber durch eine passende Gegenkraft, wie z. B. eine Feder, ein Gegengewicht usw. aufgewogen werden. Hiefür ist erfordeilich, dass bei dem nach elektrodynamischen Prinzip gebauten Relais den wirkenden Feldern eine zusätzliche, künstliche 90 ige Phasenverschiebung gegeben wird. Bei Ferraris-Instrumenten müssen bei dieser Ausführungsart die wirkenden Felder im normalen Betriebszustand rechtwinklig zueinander stehen bleiben, wie die sie erzeugenden Spannungen.
Das Hauptanwendungsgebiet des Relais nach der Erfindung bildet der selektive Überstrom- schutz von Leitungsnetzen, der Windungssehlusssehutz von Generatoren, der Differentialsehutz von hansformatoren, der Motorschutz gegen Überstrom und Ausbleiben einer Phase, die Verwendung als
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Störungsmelder für die an Spamiungswandlern angeschlossenen Einrichtungen sowie als Anzeiger oder Messinstrument für Asymmetrien in elektrischen Anlagen.
Die Anwendung des angegebenen Relais zum selektiven Überstrom-und Eurzschlussschutz ergibt sich aus der Überlegung, dass in einer Anlage gewisser Ausdehnung die Verzerrung des Spannungsbildes desto grösser wird, je mehr man sich der Störungsstelle nähert. So wird ein Relais, welches auf diese Verzerrung anspricht, desto stärker bzw. rascher wirken, je näher es der Störungsstelle liegen wird. Somit wird ein solches Relais ohne jede Zutat selektiv sein.
In passender Schaltung lässt sich das Relais nach der Erfindung auch für einen Differentialsehutz insbesondere von Transformatoren verwenden. Nach den bekannten Differentialschutz-Anordnungen werden bei Transformatoren die primär- und sekundärseitigen Ströme oder Energien untereinander verglichen. Erfindungsgemäss kann man Transformatoren auch durch Vergleich der Spannungsbilder auf der Primär-und Sekundärseite schützen. Liegt nämlich keine Störung im Transformator selbst vor, so werden die Spannungsbilder vor den Oberspannungsklemmen und hinter den Unterspannungsklemmen untereinander geometrisch ähnlich sein.
Eine auch grössere Störung in einem der Aussenkreise wird in diesem Kreise eine Verzerrung des Spannungsbildes verursachen, welche jedoch durch den Transformator übertragen, sich im zweiten Transformatorkreis genau gleich wiederfinden wird. Erst im Falle eines Defektes im Transformator werden die Spannungsbilder auf der Primär-und auf der Sekundärseite Unterschiede gegeneinander zeigen, welche durch das Asymmetrierelais nach der Erfindung erfassbar sind.
Zu diesem Zwecke kann dieses Relais zwei verschiedene Ausführungsformen erhalten. Nach der einen Ausführungsart werden zwei (zweckmässig zweipolige) Relais, jedes für sich, wie früher beschrieben, auf je einer Transformatorseite angeschlossen. Die Triebwerke der Relais werden aber zusammengekuppelt oder sonstwie mechanisch derart untereinander verbunden, dass bei gleichsinniger Verzerrung der Spannungsbilder die einzelnen Triebwerke, die an der Primär-und Sekundärseite angeschlossen sind, ungleichen Drehsinn bekommen. Sind die Verzerrungen der Systembilder primär und sekundär gleich, liegt also kein Fehler im Transformator selbst vor, so wird bei geeigneter Einstellung der zusammengekuppelten Triebwerke keine resultierende Drehkraft entstehen.
Erst im Falle einer Störung im Transformator werden die Spannungsbilder auf der Ober-und Unterspannungsseite ungleich verzerrt (unähnlich) werden, eines der Triebwerke wird das andere überwiegen und das zusammengekuppelte Doppelrelais zum Ansprechen bringen.
Nach einer zweiten Ausführungsart kann man ein einziges (zweckmässig zweipoliges) Relais anwenden, jedoch gemischt auf der Primär-und auf der Sekundärseite des Transformators anschliessen, u. zw. bei Induktionsrelais an gleichphasigen, bei dynamometrischen Relais an senkrecht aufeinander stehenden Spannungen. Bei dieser Schaltung wird das Relais, solange im Transformator kein Defekt vorliegt und die Spannungsbilder primär und sekundär geometrisch ähnlich bleiben, in Ruhe verharren. Im Störung- falle aber werden die aufeinanderwirkenden, die eine von der Primär-, die andere von der Sekundärseite entnommenen Spannungen (bzw. die von denselben erzeugten Feldern) nicht mehr jene Phasenlage gegen einander besitzen, welche ein Drehmoment Null liefert und werden das Relais zum Ansprechen bringen.
Bei Transformatoren gemischter Schaltart muss durch entsprechenden Anschluss oder Innenschaltung der Relaiswicklungen oder gleichwertige Verschiebung der Felder im Relais selbst gesorgt werden, dass im ungestörten Betriebszustande kein Drehmoment im Relaistriebwerk entsteht.
Mit den Indices 1 und 2 seien in Fig. 6 die Primär-und Sekundärkreise eines Transformators in Stern-Sternschaltung bezeichnet ; an den Transformator könnte nun beispielsweise ein zweipoliges Relais nacn der Erfindung, in dynamometrischer Bauart, unter Anwendung des Transformatornl1llpunkte zum Differentialschutz des Transformators unter Anwendung des Transformatornullpunktes, wie folgt, ange- schlossen werden :
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<tb> Erstes <SEP> Triebwerk <SEP> : <SEP> Wieldung <SEP> 3 <SEP> an <SEP> Rl <SEP> T1
<tb> Wicklung <SEP> 5 <SEP> an <SEP> 82 <SEP> O2
<tb> Zweites <SEP> Triebwerk <SEP> :
<SEP> Wicklung <SEP> 4 <SEP> an <SEP> zizi <SEP> T1
<tb> Wicklung <SEP> 6 <SEP> an <SEP> R202
<tb>
Dasselbe Prinzip der Verzerrung des Spannungsbildes lässt sich unter Anwendung des auf diese Verzerrung ansprechednen Relais nach der Erfindung auch zum Schutze von Mehrphasenmotoren gegen Ausbleiben einer Phase nach folgender Überlegung verwenden : Im normalen B3triebszustande bilden bispielsweise b3i Drehstrom die drei einem Motor auferlegten Spannungen ein gleichseitiges Dreieck.
Wird eine Phase unterbrochen, so wird in dieser Phase durch Generatorwirkung des einphasig weiterlaufenden Motors eine Spannung rückerzsugt, die kleiner ist als die Spannung der andern angeschlossen gebliebenen Phasen. Diese rückerzeugte Spannung wird sich mit den andern zwei Spannungen zu einem ungleichseitigen Dreieck schliessen, in welchem die Mittellinien nicht mehr die Eigenschaft besitzen werden, auf dem zugehörigen Schenkel rechtwinklig zu stehen.
Ist nun das Relais z. B. in der Ausführung und Schaltung nach Fig. 5 an den Motorklemmen angeschlossen, so wird dasselbe im normalen Betrieb, unbeeinflusst von Spannungsschwankungen im Netz und dem Belastungszustand des Motors, ruhig bleiben, um aber sofort bei Unterbrechung einer Phase wegen Verzerrung seines Anschlussdreieckes anzusprechen und weiter in bekannter Weise die Ausschaltung
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des Motors zu veranlassen. Damit das Relais bei Unterbrechung irgendeiner der Motorphasen gleich sieher anspricht, muss ein zweipoliges Rciais geschaltet nach Schema Fig. 2 Verwendung finden.
Dieses Phasenunterbreehungsrelais kann auch zu einem Überstromrelais erweitert werden und somit zu einem vollständigen Motorsehutzrelais bzw. Motorschutzauslöser ausgebildet werden. Zu diesem Zwecke werden in zwei der drei Stromzuleitungen (bei Drehstrom) je eine Drosselspule vor den Anschlusspunkten des Asymmetrierelais eingeschaltet. Diese Drosselspulen verursachen Spannungsabfälle in den zwei Motorzuleitungen, in welchen sie eingeschaltet sind, wodurch das Spannungsdreicek hinter ihnen verzerrt wird.
Diese Drosselspulen werden derart bemessen und die Asymmetrietriebwerke werden mit einer solchen Unempfindlichkeit ausgeführt, dass, soweit die normal zulässige Stromstärke nicht überschritten wird, das Relais noch nicht anspricht. Bei Überlastung oder Motordefekt steigen die Ströme in den Drosselspulen, hiedurch auch die durch dieselben verursachten Spannungsabfälle, bis das hinter die Drosselspulen angeschlossene Asymmetrierelais wegen Verzerrung des Anschlussspannungs-Dreieckes ansprechen wird. Damit bei den höheren Anlaufströmen das Relais nicht ebenfalls anspricht, ist erforderlich, die Triebwerke mit Verzögerungseinrichtungen zu versehen.
Ist an die Sekundärklemmen einer Spannungswandlergruppe ein Asymmetrierelais, wie hier angegeben, angescnlossen, so wird eine Unterbrechung oder sonstige Störung in der Spannungswandlergruppe sofort angezeigt werden und somit werden die dadurch an Zählern, Wattmetern, Spannungsrelais usw., welche an diese Spannungswandler angeschlossen sind, eintretenden Betriebsstörungen vermieden werden.
Die Anwendbarkeit des angegebenen Asymmetrierelais zum Schutze gegen Windungsschluss in Generatoren ergibt sich ohne weiteres aus der Überlegung, dass in einem solchen Störungsfalle das Spannungsdreieck an den Klemmen des Generators verzerrt wird.
Für manche der vorstehend beschriebenen Anwendungen kann es zweckmässig erscheinen, das Relais in bekannter Weise mit einer Verzögerungseinrichtung'zu versehen, beispielsweise mit einer die Triebscheibe selbst beeinflussenden Wirbelstrombremse.
Bestimmte Überlegungen und die auf das angegebene Relais angewendete allgemeine Theorie der Ferraris-Scheibe zeigen jedoch, dass für das Relais in Induktionsbauart und zum Selektivsehutz vom Leitungsnetz eine zusätzliche Bremseinrichtung nicht erforderlich ist, hingegen ergibt sich als für eine günstige Zeitcharakteristik des Relais zweckmässig, alle zusätzlichen Bremskräfte zu vermeiden, damit nur die bremsenden Drehmomente, welche die Wechselfelder auf die Triebscheibe ausüben, zur Wirkung kommen.
Tatsächlich ist, wie mit Anlehnung an die bekannte Theorie des Induktionszählers leicht gefunden werden kann, das auf die stillstehende Triebscheibe des Spannungs-Asymmetrirrelais wirkende treibende Drehmoment
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und das bremse Drehmoment der Weehselfelder
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Es bedeuten dabei : 01 und O2 die Wechselfelder der von den Anschlussspannungen eingeschlossene Phasenwinkel u die Geschwindigkeit der Triebscheibe k, kl ! k2 und k3 von der Konstruktion und Abmessungen des Relais abhängige konstante Faktoren.
Gegenüber der bekannten Ergebnisse aus der Zählertheorie ist der UnterschiEd zu bemerken, der
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von cos steht.
Dieser Unterschied kommt daraus, dass, wie anfangs angegeben wurde, im Asymmetrierelais, damit im Normalzustand kein Drehmoment entsteht, im Innern des Relais der wirkenden Felder eine zusätzliche Phasenverschiebung gegeneinander von 90 gegeben wird, so dass im ganzen in der Normallage zwischen dieselben ein Phasenunterschied von 0 oder 180 besteht.
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Dann reduziert sich Formel (5) zu
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oder auch, unter Zusammenfassung der Konstanten
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Es ergibt sich also die Schliesszeit T des Relais als eine einfache Funktion des Winkels +.
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Jede zusätzliche Bremseinrichtung könnte die sich aus dem einfachen Spiel der gleichzeitig treibend und bremsend wirkenden Wechselfelder ergebende günstige, und wie nähere Berechnungen zeigen, praktisch geradlinige ZBitcharakteristik des Relais nur stören, weswegen solche Bremseinrichtungen an dem Spannungsasymmetrierelais für Selektivsehutzzwecke nicht anzubringen sind.
Bei den zusammengekuppelten, zweipoligen Relais oder den doppelten Relais für Differentialschutz könnten die einzelnen Triebwerke auf eine gemeinsame Achse direkt aufgebaut werden oder aber auch getrennte Achsen besitzen und mittels Seilschnüren und kleinen Seilscheibchen verbunden werden. Je nach dem Sinne der Verzerrung des Spannungsbildes wird das Relaistriebwerk eine Drehung nach rechts oder nach links ausführen, was Schliesskontakte nach beiden Drehrichtungen erforderlich macht. Man kann aber auch mit einem einzigen Schliesskontakt auskommen, wenn zum Kontaktschliessen ein Schnurantrieb nach Fig. 7 verwendet wird.
Hier bleibt die Bewegung des Schliesskontaktes 7 die gleiche, unabhängig von der Drehrichtung der Triebachse 8, weil sich, unabhängig von dieser Drehrichtung, die
Schnur 9 um die Achse wickelt und den Kontakt nach derselben Richtung zieht.
Werden die zwei Triebwerke eines zweipoligen Relais zusammengekuppelt, so muss bei der Ausführung der inneren und äusseren Anschlüsse darauf geachtet werden, dass die zwei Triebwerke sich unterstützen und nicht gegeneinander wirken. Derart ist man sicher, in allen Fällen die grössten Drehkräfte zu bekommen. Die möglichen Verzerrungen des Spannungsbildes können aber im Störungsfalle so viel Verschiedenheit zeigen, dass es ausgeschlossen erscheint, in allen Fällen gleichsinnige Drehriehtungen der zwei Triebwerke zu erhalten. Vielmehr ist zu erwarten, dass unübersehbare Verzerrungen des Spannungsdreieckes eintreten, bei welchen, wie bei einer Zweiwattmeter-Schaltung, die zwei Triebwerke nach verkehrten Richtungen ausschlagen.
Um das zu vermeiden, wird statt einer gewöhnlichen Zusammenkupplung der Triebwerke eine Verbindung derselben benutzt, wie sie in der Fig. 8 schematisch dargestellt ist.
Die mechanisch nicht gekuppelten Triebwerke 10 und 11 ziehen beide mittels einer leichten Schnur 12 an eine einzige Kontaktfeder 13, jedoch nicht direkt etwa an einem Haken derselben, sondern über eine kleine Seilrolle M, welche an dieser Kontaktfeder befestigt ist. Die Enden der Seilschnur sind an den zwei Triebwerksachsen in gleicher Weise wie in Fig. 7 befestigt und die Schnur führt von einer Triebachse über die Seilrolle zu der andern.
Es ist nun aus dieser Figur ohne weiteres ersichtlich, dass, welche auch die Drehrichtung jedes Triebwerkes für sich sei, die Antriebe derselben sich immer addieren und eine gleichgerichtete Bewegung des Schliesskontaktes verursachen, wobei noch die beiden Triebwerke völlig selbständig, ohne sich irgendwie gegenseitig zu stören, laufen können.
Für manche Zwecke wäre eine einfach schwingende und nicht rotierende Triebscheibe zweckmässig.
Um ein solches Relais ohne Lager und sich drehende Teile zu bekommen, genügt es, die Triebscheibe an einen schwingenden Arm zu befestigen. Ist die Triebscheibe in das treibende Feld der Relaistrieb-
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der entsprechenden Seite hervorrufen wird. Bei dieser Ausführungsart kann die Triebscheibe zweckmässig zu einem Sektorstück reduziert werden, so gross, als es erforderlich ist, um vom treibenden magnetischen Fluss durchflutet werden zu können. Derart bekommt man ein besonders einfach und kompendiös gebautes Relais.
Wie bereits angedeutet wurde, kann das angegebene Asymmetrierelais für den Selektivschutz von Leitungsnetzen verwendet werden, ohne dass es hiefür erforderlich ist, die einzelnen Relais je nach den Betriebsverhältnissen am Aufstellungsorte besonders zu wählen und einzuregulieren, vielmehr werden immer alle verwendeten Relais vollständig gleich ausgeführt sein können. Die verfolgte Staffelung in den Schlusszeiten der einzelnen Relais wird sich von selbst nach der Grösse der Verzerrung des Spannungsbildes an der betreffenden Anschlussstelle ergeben.
Der Hauptstrom der Anlage wurde in den bis jetzt beschriebenen Ausführungsformen in keiner
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sprochenen Überstrom nicht, um anzusprechen, wenn nur eine genügende Spannungsverzerrung an der Relaisstelle entsteht. Hieraus ergibt sich die weitere wertvolle Eigenschaft des Asymmetrierelais, näm-
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gemacht werden, in welchem Falle dem Asymmetrierelais nach der Erfindung die Rolle eines Zeitgebers gegeben wird. Die Wirkung des Asymmetrierelais ist dann in dieser Anordnung einem Spannungsabfall-
Selektivrelais analog. Hier wird der Spannungsabfall ausgenutzt, um die passende Staffelung in den Auslösezeiten von getrennten Überstromrelais zu erreichen, dort wird die Verzenung des Spannungsbildes zu demselben Zweck erfindungsgemäss angewendet.
Demzufolge wird das angegebene Asymmetrierelais nach sonst an sich bekannten Anordnungen wie die gewöhnlichen Spannungsabfallrelais mit Relais anderer Art kombiniert werden können. Vor allem wird dieses Relais mit Hauptstrom-Solenoiden bzw. mit Hauptsttomrelais ohne Zeitverzögerung zusammengesehaltet, gegebenenfalls auch zusammengebaut werden können. Fig. 9 zeigt als Beispiel die vollständige Schaltung des aus drei Hauptstrom-Solenoiden 19, je eines in jeder Phase, und einem zweipoligen Asymmetrierelais nach der Erfindung AR zusammengestellten Selektivsehutzes einer Drehstromleitung. In dieser Figur bezeichnen 15 Stromwandler, 16 Spannungswandler, 17 Ölschalter, AR ein zweipoliges Asymmetrierelais, 18 Olsehalterauslöser, 19 drei Hauptstrom-Solenoiden mit deren Schliesskontakten und 20 den Hilfsstromkreis.
Soll die Wahl der auszuschaltenden Leitung auch nach der Energierichtung erfolgen, so ist mit den Schliesskontakten der Hauptstrom-Solenoide und des Asymmetrierelais noch der Schliesskontakt eines Riehtungsrelais hintereinander zu schalten. In dieser Schaltung wirken die Hauptstrom-Solenoide als Überstromkontaktgeber ohne Wirkverzögerung, das Richtungsrelais dient zur näheren Auswahl der Leitung, indem es je nach der Energierichtung die Sehalterauslösung sperrt oder freilässt, das Asymmetrierelais nach der Erfindung wirkt als Zeitgeber.
In einer Station mit mehreren abgehenden Leitungen kann ein einziges Asymmetrierelais als Zeitgeber für beliebig viele Leitungsenden dienen, die nur noch ihre besondere tberstrom- eventuell auch Richtungsrelais bekommen.
Nun ist noch der Sonderfall eines genau gleichen Kurzschlusses zwischen allen drei Phasen (eines Drehstromsystems) zu besprechen, bei dem zwar die drei Spannungen zurückgehen würden, jedoch in gleichem Masse, so dass das Systembild zwar in kleinerem Massstabe, aber unverzerrt weiter bestehen würde.
Das angegebene Asymmetrierelais, welches nur durch Änderung der Winkelverhältnisse der Spannungen zum Ansprechen gebracht wird, wird in diesem Falle versagen.
Damit nun die Anlage gegen die Folgen des möglichen Versagens des Asymmetrierelais in den allerdings seltenen Fällen equilibrierten dreiphasigen Kurzschlüssen gesichert sei, muss eine besondere Vorkehrung getroffen werden. Diese besteht erfindungsgemäss in einem Zeitkontakt, welcher dem Schliesskontakt des Asymmetrierelais parallelgeschaltet wird. Dieser Zeitkontakt erhält eine feste, längere Laufzeit, welche der höchstzulässigen Dauer des Überstromes entsprechen soll. Alle von dem Asymmetrierelais in den normalen Fällen zu bewirkenden Schliesszeiten müssen unter der Schliesszeit dieses Hilfszeitkontaktes bleiben.
Sollte im Falle eines equilitrierten dreiphasigen Kurzschlusses oder irgendeiner andern Ursache das Asymmetrierelais versagen, so wird nach Ablauf der eingestellten Maximalzeit das Hilfszeitrelais die Rolle desselben übernehmen und durch seinen dem Asymmetrierelais parallelgeschalteten Hilfskontakt die Sehalterauslösung bewirken.
Zu vorstehend angegebenem Zweck kann vor allem ein ganz getrenntes Zeitrelais bekannter Bauart in Anschluss an den Hilfsstromkreis (Auslösestromkreis) verwendet werden, das bei jedesmaligem Ansprechen eines der Hauptstrom-Solenoide bzw. Hauptstromrelais, die mit dem Asymmetrierelais zusammengeschaltet sind, durch einen Hilfskontakt, mit dem diese Hauptstromrelais versehen sind, in Gang gesetzt wird. Es ist nicht mehr als ein Zeitrelais für eine Leitung bzw. eine Gruppe von Leitungen, welche an derselben Sammelschiene angeschlossen sind, erforderlich.
Die Hilfskontakte der HauptstromSolenoide bzw. der Hauptstromrelais, mittels welchen das Zeitrelais in Gang gesetzt wird, sind alle parallel oder auch hintereinander zu schalten ; der als Sicherheitskontakt wirkende Schliesskontakt des Zeitrelais ist dem Schliesskontakt des Asymmetrierelais parallel zu schalten.
Der angegebene Hilfszeitkontakt kann aber auch mit den Hauptstromsolenoiden zusammengebaut und von denselben mechanisch oder elektrisch angetrieben werden. So kann dieser Kontakt von einem Hilfstriebwerk mit Hemmung z. B. mit Windrad oder Wirbelstrombremse betätigt werden, welcher vom Hauptstromselonoidkern bei seiner Bewegung in Schwung gesetzt wird.
Elektrisch kann das Hilfszeittriebwerk mittels einer Sekundärwicklung auf den Hauptstromsolenoid, welche auf einem besonderen stark gesättigten Eisenkern (wie bei den Stromwandlern mit Mehrfachkernen) angebracht ist, betätigt werden. Der stark gesättigte Eisenkern dieser Wicklung soll'die Kraftwirkung auf das Triebwerk des Hilfszeitkontaktes von der Höhe des Überstromes unabhängig machen. Fig. 10 zeigt als Beispiel die Schaltung eines vollständigen Selektivschutzes einer Drehstromleitung mit Hauptstromrelais, Richtungsrelais, ein zweipoliges Asymmetrierelais als Zeitgeber und ein zu diesem parallelgeschaltetes, getrenntes Zeitrelais.
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Durch die Spannungswandler 16 ist das zweipolige Asymmetrierelais AR an die Drehstromleitung RST angeschlossen. An die Stromwandler 15 sind die Hauptstromrelais 19 und das RichtuÎ1gsrelais RR angeschlossen. Parallel zu dem Asymmetrierelais. AR liegt das Zeitrelais ZR, das durch einen besonderen
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die zueinander parallelgeschalteten Asymmetrie-und Zeitrelais AR und ZR, das Richtungsrelais RR und die Hauptschliesskontakte der Hauptstromrelais 19.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Relais zum Anzeigen von Störungen in elektrischen Mehrphasenanlagen, welches durch die bei einer Störung eintretende Verzerrung des von den Spannungen des Systems gebildeten Spannungvielecks betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem elektrodynamischen oder Induktionstriebwerk durch zwei vom Spannungsvieleck beliebig und ohne Erdverbindung entnommene Spannungen zwei verkettete Felder erzeugt werden, welche bei unverzerrtem Spannungsvideck ein Drehmoment
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