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Verfahren zur Prüfung von Relaisanlagen.
Zum selbsttätigen Abschalten fehlerhafter Anlageteile sind in den Kraftwerken und andern elektrischen Anlagen Schutzrelais eingebaut. Diese Relais schalten direkt oder durch Zwischenrelais bei Überbeanspruchungen den gefährdeten Anlageteil ab. Selbst wenn die Schutzanlage bei der Abnahmeprüfung in Ordnung ist, treten in ihr später oft Fehler auf, die ein unerwünschtes Ansprechen oder ein Versagen des Relais bewirken.
Die Fehler entstehen durch mechanische Einwirkungen (Staub, Erschütte- rungen usw. ) oder in dem elektrischen Teil durch Erdschlüsse, Kurzschlüsse, lockere Verbindungen usw. Ausser einer Schädigung der Apparate entstehen, wenn die Relais nicht ordnungsgemäss arbeiten, bei einer Betriebsstörung meist erhebliche Unkosten durch den Ausfall der Stromlieferung, abgesehen davon, dass das Betriebspersonal gefährdet werden kann und das Vertrauen zu den Schutzeinrichtungen verliert. Man muss daher darauf bedacht sein, die Sehutzanlage von Zeit zu Zeit auf ihre Betriebstüchtigkeit hin zu untersuchen, um eventuelle Fehler oder Störungen zu beseitigen. Diese Kontrolle kann entweder durch systematisches Absuchen der Relaisanlage auf Fehler oder durch eine Versuchsschaltung, die den Fehler nachbildet, erfolgen.
Alle bisherigen Methoden sind zeitraubend, teuer und bei Versuchsschaltungen unter Umständen mit Gefahr für die Anlage verbunden. Dabei ist die gegebene Sicherheit nur eine bedingte, da solche Untersuchungen nur verhältnismässig selten durchgeführt werden können. Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, die Schutzschaltung auf verschiedene Weise unter betriebsbereitem Zustand der Gesamtanlage auf ungefährliche Weise zum Ansprechen zu bringen, so dass an dem Auslösen eines Schalters oder einem Signal die Betriebsbereitschaft des Schutzes zu erkennen ist.
Für die an Durchführungswandlern angeschlossenen Relais R (Fig. 1) lässt sich diese Kontrollauslösung mittels einer Hilfswieklung H auf dem Eisenkern des Wandlers leicht erreichen. Zur Prüfung wird die Hilfswieklung H über einen Vorsehaltwiderstand an eine Spannung, z. B. an die des Stationstransformators, gelegt. Unter dem Einfluss dieser, auf die Sekundärwicklung S des Wandlers übertragenen Spannung fliesst ein Strom durch das Relais R und bringt es zum Arbeiten. Die Anlage kann also auch durch die Relaisauslösung zur betriebsmässigen Bedienung der von diesen Relais gesteuerten Schalter benutzt werden. Es wird dann gleichzeitig mit jedem Schaltvorgang die Betriebsbereitschaft der Anlage
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ein Relais Z zur Auslösung des Ölschalters 0 angeordnet.
Zur Prüfung auf Betriebsbereitschaft wird ein Prüfstrom über die Hilfswicklung H transformatorisch auf die Sekundärwicklung S des Stromwandlers geleitet. Das Relais spricht an, die Spule M wird erregt und löst den Ölschalter 0 aus. Wird der Schalter 0 nicht ordnungsgemäss ausgeschaltet, so kennzeichnet dies einen Fehler in der Schutzanlage. Es sind durch diese Prüfung alle Fehler, seien sie mechanischer oder elektrischer Art, jedes Gliedes der Schutzanlage vom Wandler bis zur mechanischen Auslösekonstruktion des Ölschalters erfasst. Wenn die Einrichtung gleichzeitig als Druckknopfauslösung des Ölschalters dient, wird mit jeder ausgeführten Betriebsschaltung gleichzeitig die Schutzeinrichtung auf vollkommene Betriebsbereitsehaft nachgeprüft.
Den Strom für die Hilfsspule H liefert entweder der Stationstransformator oder ein kleiner Wandler W. Durch Einsehalten von Eisenwiderständen E und gegebenenfalls durch den Nebenschluss-
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widerstand N wird der Strom so eingestellt, dass das Relais Z gerade noch auslöst. Dadurch wird erreicht, dass jede Änderung an der Einstellung des Relais ebenso wie ein auftretender Fehler gemeldet wird.
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stellung zurückgeht, so dass Fehlschaltungen vermieden werden. Er kann weiter mit Kontakten aus- gerüstet werden, die den Auslösekreis öffnen und an Stelle der Ölsehalterspule M eine Lampe oder ein anderes Signal einschalten.
Lässt sieh aus irgendwelchen Gründen auf dem Stromwandler keine Hilfswicklung 1I aufbringen, so kann die Sehutzanlage bei betriebsbereitem Zustand der Gesamtanlage durch einen Hilfswandler W nach Fig. 3, der in Serie zur Betriebswicklung S des Stromwandlers liegt, geprüft werden. Die Pnif- spannung wird hier direkt an das Relais Z gelegt. Man wird für diese Schaltung einen dreipoligen Schalter verwenden, dessen einer Schalthebel bei normalem Betrieb der Anlage den Wandler IF kurzschliesst.
Die'Stromstärke des Prüfstromes wird in bekannter Weise durch Vorwiderstände, beispielsweise Eisen- - lampen, eingestellt. Bei der Prüfung wird der Kurzschluss aufgehoben und gleichzeitig der Wandler W über die vorgeschaltete Impedanz an Spannung gelegt. Das Relais Z erhält Strom und löst aus.
Der Wandler 17 kann auch so bemessen werden, dass er gerade eine Leistung liefert, die zur Prüfung der Schutzeinrichtung ausreicht. Auf diese Weise lässt sieh eine Gefährdung durch die Transformation der Spannung im Wandler von der Sekundärwicklung S auf die Primärwicklung P vermeiden.
Für manche elektrische Apparate oder Leitungen werden als Schutzrelais wattmetrische Relais verwendet, z. B. Erdschlussrelais für Leitungen, für den Erdschlussschutz von Generatoren als Distanz- relais usw. Um bei diesen Relais eine betriebsmässige Auslösung zu erreichen, muss eine Schaltung nach
Fig. 4 verwendet werden. Mehr noch als bei den Strom-und Spannungsrelais ist es bei diesen Relais wichtig, dass die untere Ansprechgrenze aufrechterhalten bleibt. Man wird daher die in den Stromkreis zur Prüfung eingefügte Impedanz Z, so wählen, dass der durch die Impedanz fliessende Strom der Mindest- stromstärke nach Grösse und Phasenlage entspricht.
Die Anordnung zur Prüfung von wattmetrisehen
Relais ist so getroffen, dass parallel zur eigentlichen Schutzapparatur eine Anordnung nach Fig. 4 gelegt wird. Der Wandler W liefert dabei den Prüfstrom bzw. die Prüfspannung. Die Spannung selbst liegt direkt an der Spannungswieklung A, während vor der Stromspule B die Impedanz Hegt, die den Auslösestrom auf die gewünschte Ansprechstromstärke begrenzt und gleichzeitig dem Strom die gewünschte Phasenverschiebung gegenüber der Spannung gibt. Der Auslösestrom kann auch, wie dies vorher angegeben ist, über eine Hilfswieklung des angeschlossenen Stromwandlers zugeführt werden. In Fig. 5 ist beispielsweise eine Prüfeinrichtung für den Erdschlussschutz eines Generators G angegeben.
Normalerweise liegt die Spannungsspule des Relais Z an dem Spannungswandler Sp, während die Stromspule an der Sekundärspule S des Unsymmetriewandlers liegt. Soll geprüft werden, so wird der Umselhalter D umgelegt, so dass einerseits die Spannungsspule direkt von einem Hilfswandler IT gespeist wird, während anderseits auf die Hilfswieklung H des Unsymmetriewandlers über eine bestimmte, der Grösse und Phasenlage des Erdsehlussstromes entsprechende Impedanz Zi ein Strom geschickt wird, der sich über die Wicklung S auf die Stromspule des Relais Z überträgt. Die Auslösung muss erfolgen, wenn nicht irgendeine
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zweckmässig mit wesentlich kleinerer Spannung als der Betriebsspannung geprüft.
während beispielsweise bei Rückwattrelais eine Kontrolle mit voller Spannung vorzuziehen ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zum Prüfen und Betätigen von Relaisschutzanlagen bei betriebsbereitem Zustand des durch die Relaisanlage geschützten Anlageteils durch willkürliches Erregen der Relais mittels besonderer Stromkreise, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Stromwandler, insbesondere Durchführungwandler, an die die Relaisanlagen angeschlossen sind, ausser den Betriebswicklungen (S, P) eine Hilfs- wieklung (H) auf dem Eisenkern des Wandlers aufgebracht ist, die (von einem besonderen Stromkreis, z. B. einem Hilfswandler [W], gespeist) die Erregung bewirkt (Fig. 1, 2).
2. Anordnung zum Prüfen und Betätigen von Relaisschutzanlagen bei betriebsbereitem Zustand des durch die Relaisanlage geschützten Anlageteils durch willkürliches Erregen der Relais mittels besonderer Stromkreise, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie mit der Sekundärwicklung (8) des Betriebswandlers die Sekundärwicklung eines Hilfswandlers (W) geschaltet ist, die im normalen Betrieb kurzgeschlossen ist, wobei zur Prüfung der Kurzschluss aufgehoben und gleichzeitig der Hilfswandler (W) an Spannung gelegt wird (Fig. 3).
3. Anordnung zum Prüfen und Betätigen von Schutzanlagen mit wattmetrisehen Relais bei betriebsbereitem Zustand des durch die Relais anlage geschützten Anlageteils durch willkürliches Erregen der Relais mittels besonderer Stromkreise, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromspule (B) des wattmetrischen Relais entweder unmittelbar (Fig. 4) oder vermittels einer Hilfswicklung (H) (Fig. 5) nach