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Distanzrelais mit einem vom Strom und von der Spannung im entgegengesetzten Sinne beeinflussten Auslösegliede.
Bei bisher verwendeten Distanzrelais besteht der Übelstand, dass die Ablaufgeschwindigkeit der einzelnen Relais von der Stromstärke abhängt. Hiedurch ist die Abhängigkeit des Zeitablaufes vom Widerstand der Leitung bis zur Fehlerstelle keine eindeutige Funktion dieses Widerstandes. Daher kann es sich ereignen, dass das Relais zu Zeiten schwacher Netzbelastung und infolgedessen schwacher Maschinenleistung im Fehlerfall erst nach unzulässig langer Zeit ausschaltet, während es im gleichen Fehlerfall zu Zeiten starker Belastung innerhalb einer aus Betriebsrücksichten erforderlichen kurzen Zeit abschaltet.
Gegenstand der Erfindung ist ein Distanzrelais, das diesen Übelstand vermeidet, indem es eine vom Strom nahezu unabhängige Ablaufzeit hat. Aus praktischen Gründen ist es anstrebenswert, dass die Abhängigkeit der Al1sIösezeit vom Leitungswiderstand annähernd geradlinig ist. Auch diese Bedingung lässt sich durch die den Gegenstand der Erfindung bildende Anordnung in gewünschter Annäherung erreichen. Hiezu wird das Distanzrelais in an sich bekannter Weise mit einem von der Spannung und einem vom Strom der zu schützenden Leitung beeinflussten Gliede ausgestattet, u. zw. wird zweckmässig eine solche Anordnung gewählt, bei der eine lineare Abhängigkeit sowohl vom Strom wie von dem diesem Gliede entgegenwirkenden Spannungsgliede in technisch bekannter Weise erreicht wird.
Das Stromund das Spannungsglied sind so angeordnet, dass sie einander entgegenwirken, wobei das Spannungsglied einen Kontakt offen zu halten sucht, den das Stromglied schliessen will.
Gemäss der Erfindung ist das Verhältnis der beiden Kräfte so gewählt, dass beim Auf- treten eines Fehlers das Stromglied anfangs eine-wesentlich geringere Wirkung ausübt als das Spannungsglied. Ferner ist ein von der Zeit abhängiges Relais vorgesehen, das beim Auftreten eines Fehlers durch ein bekanntes Anregungsglied zum Ablauf gebracht wird. Erfindungsgemäss wirkt dieses Zeitrelais in solcher Weise auf das Stromglied ein, dass es die von dem gleichen Strom hervorgebracht Zugkraft allmählich vergrössert. Man erreicht hiedurch, dass beim Auftreten eines Fehlers das Spannungsglied eine konstante Zugkraft ausübt, während das Stromglied eine mit der Zeit nach einer beliebig zu bestimmenden Kurve wachsende Zugkraft ausübt.
Bei sämtlichen Distanzrelais der verschiedenen Stationen einer Anlage laufen die Zeitwerke gleichmässig ab und erhöhen daher in gleicher Weise die Zugkraft der Stromglieder der verschiedenen Distanzrelais. Infolgedessen wird in der Station, die dem Fehler am nächsten liegt, der Gleichgewichtszustand zwischen dem Stromglied und dem Spannungsglied zuerst erreicht, und da das Distanzrelais bei Erreichung des Gleichgewichtszustandes zwischen den beiden Gliedern oder bei geringem Überwiegen des Stromgliedes den von ihm beherrschten Schalter öffnet, so wird mit Sicherheit nur die fehlerhafte Leitungsstrecke abgeschaltet.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
1 ist ein Teil der zu überwachenden Leitung. 2 ist ein in dieser Leitung liegender, von dem Distanzrelais beherrschter Schalter, der geöffnet wird, wenn die Auslösespule 3 Strom erhält.
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bildet einen Teil des Distanzrelais 6. An seinem einen Hebelarm greift das von der Spannung in der Leitung 1 über einen Spannungswandler'/'erregte Spannungsglied an. an seinem anderen Hebelarm greift das durch einen Stromwandler 9 vom Strom in der Leitung erregte Stromglied 10 an. Das Kontaktpaar 4 wird geschlossen. wenn die Wirkung des Stromgliedes 10 die des Spannungsgliedes 8 erreicht oder übersteigt. Im Stromkreis der Spannungsspule 8 können in bekannter Weise Vorschaltwiderstände 11 liegen.
Die Stromspule 10 ist mit An- zapfungen versehen, die zu einer Kontaktbahn 13 geführt sind. Der die Kontaktbahn bestreichende bewegliche Kontakt 14 schaltet je nach seiner Stellung mehr oder weniger Windungen der Stromspule 10 in den Stromkreis des Stromwandler 9 ein. Der Kontakt- befindet sieh
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gar keine Windungen der Stromspule 10 wirksam sind.
Beim Auftreten eines Fehlers wird durch ein an sich bekanntes Anregungsglied 15 ein Kontakt 16 geschlossen und hiedureh ein Zeitwerk 17 zum Ablauf gebracht, das den, den Kontakt 14 tragenden Hebel in der Weise verstellt, dass allmählich die wirksame Windungszahl des Stromgliedes 10 des Distanzrelais ver-
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erregtes Glied 16 und ein vom Leitungsstrom erregtes Glied 19, deren Kräfte gegeneinander wirken, und das beim Überwiegen des Stromgliedes einen Kontakt 18 schliesst, wodurch das Zeitwerk 17 zum Ablaufen gebracht wird.
Die Wirkungsweise ist wie folgt : Beim Auftreten eines Fehlers in der Leitung 1 wird infolge Überwiegens des Strom gliedes 19 des Anregungsrelais 15 dieses den Kontakt 18 schliessen, u. zw. wird im allgemeinen sowohl in dem dem Fehler am nächsten liegenden Distanzrelais, wie auch in mehreren vom Fehler entfernter liegenden Distanzrelais das Anregungsrelais ansprechen.
Infolgedessen wird in allen diesen Distanzrelais das Zeitrelais 17 zum Ablauf kommen, und somit wird in diesen sämtlichen Relais allmählich die Wirkung des Stromgliedes 10 gleichmässig erhöht. Da nun in dem, dem Fehler am nächsten liegenden Leitungsstück der Strom höher ist als in den entfernter liegenden, so wird das Stromglied desjenigen Distanzrelais zuerst eine dem Spannungsgliede gleiche Wirkung ausüben, welches der Fehlerstelle am nächsten liegt. Dieses Distanzrelais wird daher den Kontakt 4 : im Strom- kreis der Auslösespule des von ihm beherrschten Schalters schliessen und damit die Abschaltung der fehlerhaften Leitungsstrecke bewirken.
Statt durch Veränderung der Windungszahl kann die Wirkung des Stromgliedes auch auf beliebige andere Weise verändert werden, beispielsweise dadurch, dass man die Stromglieder mit beweglichen Dämpfungsteilen versieht, die allmählich entfernt werden, oder dass man Kurzschlusswindungen od. dgl. öffnet. Man kann auch den Stützpunkt des doppelarmigen Hebels 5, an dem das Stromglied und das Spannl1ngsglied angreifen, beweglich machen, in der Weise, dass er beim Eintreten eines Fehlers verschoben wird, beispielsweise gegen das
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Spannungsglied ausgeübten mit der Zeit immer grösser wird.
Hiebei wird es zweckmässig sein. die Verschiebungsgeschwindigkeit des Stützpunkte nicht gleichförmig zu machen, sondern sie so zu gestalten, dass das Verhältnis der Hebelarme sich etwa linear mit der Zeit ändert.
In Fig. 2 ist eine besondere Ausführungsform des Distanzrelais dargestellt, bei dem dieses mit dem Anregungsrelais vereinigt ist. Das vereinigte Relais 6 besteht wie in Fig. l aus einem doppelarmigen Hebel 5, der einerseits von dem Spannungsgliede 8 und anderseits im entgegengesetzten Sinne von dem Stromgliede 10 beeinflusst ist. Das Strom glied 10 hat wie in der vorher beschriebenen Ausführungsform Anzapfungen, so dass durch einen beweglichen Kontakt 14 die wirksame Windungszahl des Stromgliedes erhöht wird, wenn ein Zeitrelais 17 zum Ablauf kommt.
Im normalen Betrieb befindet sich der Kontakt 14 in einer solchen Stellung, dass nur sehr wenige, gegebenenfalls gar keine Windungen der Stromspule 10 durch ihn zur Wirkung gebracht werden. Der bewegliche Kontakt 14 steht bei dieser Ausführungsform des vereinigten Relais mit dem Kontakt eines Kontaktpaares 12 in leitender Verbindung, über den durch finen Umschalter 22 der Stromkreis des in der Leitung liegenden Stromtransformators 9 geschlossen wird, wenn der Umschalter unter Wirkung einer Magnetspule 23 aus seiner gewöhnlichen Lage in die Umschaltstellung gebracht worden ist. Der zweite Kontakt des Kontaktpaares 12, auf dem sich der Umschalter 22 in normalem Betriebe befindet, ist an eine Anzapfung der Stromspule 10 angeschlossen.
Diese Anzapfung ist so gewählt, dass die Wirkung des Stromgliedes gerade dann gleich der des Spannungsgliedes 8 wird, wenn der hinter dem Relais liegende Widerstand der Leitung bis auf einen bestimmten Betrag gesunken ist. Das Distanzrelais beherrschl ausser dem im Stromkreise der Auslösespule des Leitungsschalters liegenden Kontaktpaar 4 noch ein zweites Kontaktpaar 18. \velches beim Ansprechen des vereinigten
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Relais früher als das Kontaktpaar 4 geschlossen wird. Es ist ferner an dem Distanzrelais eine Nase 19 angebracht, die sich bei Ansprechen des Relais unmittelbar nach Schliessen des Kontaktpaares 18 an einen beweglichen Riegel 20 anlegt, wodurch die Schliessung des Kontaktpaares 4 zunächst verhindert wird.
Durch das Schliessen des Kontaktpaares 18 wird die Magnetspule 23 erregt und hiedurch der Umschalter, 3. 3 so umgestellt, dass nunmehr der Stromkreis des Stromwandler 9 über die durch den beweglichen Kontakt- ? 4 bestimmten Windungen des Stromgliedes 10 verläuft. Da anfänglich durch den beweglichen Kontakt 14
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überwiegt alsdann unter allen Umständen die Wirkung des Spannungsgliedes 8. Sobald der
Umschalter 22 auf den an den beweglichen Kontakt 14 angeschlossenen Kontakt umgestellt ist, wird das Zeitrelais 17 zum Ablaufen gebracht und der Riegel 20, der bisher die Schliessung des Kontaktpaares 4 beim Ansprechen des Relais verhindert, aus seiner Verriegelungsstellung gebracht.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass an dem Umschalter 22 ein Kontakt- stück 21 angebracht ist, das nach erfolgter Umlegung des Schalters durch Schliessung eines bis dahin geöffneten Kontaktpaares 24 zwei Magnetspulen erregt, von denen die eine den Riegel 20 und die andere den den Ablauf des Schalters 17 hemmenden Riegel zurückzieht.
Die Vereinigung des Distanzrelais und des Anregungsrelais kann auch sinngemäss in der Weise geschaffen werden, dass zu Anfang nur ein verhältnismässig geringer Teil der Spannungsspule 8 und ein dementsprechend geringer Teil der Stromspule 10 eingeschaltet ist, und dass durch das erste Ansprechen des Relais die Spannungsspule 8 alsdann zu voller Wirksamkeit gebracht wird, wie dies in Fig. 3 schematisch dargestellt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Distanzrelais mit einem vom Strom und von der Spannung im entgegengesetzten Sinn beeinflussten Auslösegliede, gekennzeichnet durch ein bei Auftreten eines Fehlers zum Ablauf kommendes Zeitwerk, das die Wirkung des Stromgliedes nach und nach gegenüber der des elektrisch unbeeinflusst bleibenden Spannungsgliedes innerhalb einer für das Auslösen in Betracht kommenden Verzögerungszeit verstärkt. bis der Einfluss des Stromgliedes überwiegt und die Auslösebewegung herbeiführt.