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Distanzretais.
Die Erfindung bezieht sich auf Relais zum Auslösen von Schaltern, die eine Abtrennung desjenigen
Netzabschnittes bewirken, in dem die Fehlerstelle liegt ; also auf sogenannte selektiv wirkende Relais.
Es sind selektiv wirkende Geräte zum Abschalten von Leitungen bekannt, die auf dem Prinzip der Widerstandsmessung des Kurzschlusskreises beruhen und nur dann abschalten, wenn der Fehlerort innerhalb einer vorherbestimmten Entfernung liegt. Diese Geräte wurden bisher so ausgeführt, dass die Abschaltung mit einer unveränderlichen Verzögerung erfolgt, wenn der Fehler innerhalb der vorherbestimmten Entfernung liegt, dass sie dagegen überhaupt nicht auslösen, wenn der Fehler ausserhalb dieser Entfernung gelegen ist. Da die Einstellung des Felllerortsmesswerkes einige Zeit erfordert, ist die Aus- löseverzögerung bei Verwendung dieser Geräte beträchtlich.
Dies ist nachteilig für den Fall, dass ein Kurzschluss in kleiner Entfernung einer Anlage auftritt, also fast ungedämpft die Geräte und Maschinen dieser Anlage beansprucht.
Gemäss der Erfindung wird durch Kombination von zwei Elementen ein Relais geschaffen, welches eine genaue selektive Einstellung gestattet, wobei eine momentane Auslösung erfolgt, wenn der Kurzschluss in einer geringen, vorherbestimmten Entfernung auftritt und bei entfernt liegenden Fehlerstellen die Auslöseverzögerung mit der Entfernung zunimmt. Mithin können auch Kurzschlüsse, die ausserhalb derjenigen Entfernung liegen, innerhalb welcher augenblickliche Auslösung erfolgt, unbeschadet der Selektivität noch mit verhältnismässig geringen Verzögerungen abgeschaltet werden. Dieses Relais vereinigt den Vorzug der Selektivität mit dem einer raschen Abschaltung von in gefährlicher Nähe liegenden Kurzschlüssen.
Erfindungsgemäss löst das Relais augenblicklich aus, wenn die Fehlerstelle innerhalb einer bestimmten einstellbaren Entfernung liegt, dagegen erfolgt die Auslösung mit einer mit der Entfernung zunehmenden Verzögerung, wenn die Fehlerstelle ausserhalb dieser bestimmten Entfernung gelegen ist. In zweckmässiger Weise wird dieses Relais durch ein drittes Element ergänzt, welches bewirkt, dass die Auslösung nur bei einer bestimmten Richtung des Energieflusses erfolgt.
In der Fig. 1 ist ein Leitungsabsehnitt mit 6 in seinem Zuge liegenden Schaltern dargestellt, die gemäss der Erfindung selektiv abgeschaltet werden. In der darunter gezeichneten Fig. 2 ist die Zeit- distanzcharakteristik des Relais vom Schalter a der Fig. 1 dargestellt. Die Entfernungen, über denen die Kurve gezeichnet ist, sind die gleichen wie in Fig. 1.
In Fig. 1 bedeuten g und h Stromerzeugungsanlagen. Tc und 1 sind die Sammelschienen von Unter-
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verteilt wird. a t sind Schalter, die durch Relais gemäss der Erfindung ausgelöst werden.
Die Auslösecharakteristik der Fig. 2. auf deren Ordinatenaehse die Auslösezeit in Sekunden aufgetragen ist, lässt erkennen, dass der Schalter a bei einem Fehler, der innerhalb der Strecke D auftritt, momentan auslöst. Liegt die Fehlerstelle ausserhalb dieser Entfernung, dann erfolgt verzögerte Auslösung, wobei die Verzögerung in der Entfernung D eine halbe Sekunde beträgt und mit der Entfernung zunimmt.
In der Fig. 3 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Relais mit einer Charakteristik gemäss Fig. 2 schematisch dargestellt, welches aus drei Elementen zusammengesetzt ist : dem sofort wirkenden Element 11, dem verzögert auslösenden Element 12 und dem Stromrichtungselement 9.
Mit 15 ist der Hauptstromkreis bezeichnet, in welchem der Schalter 43 liegt, dessen Auslösemagnet 42 von dem Relais betätigt wird. Die Spule des Auslösemagneten 42 wird von einer Strom-
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quelle 44 über eine Leitung 41 erregt, sobald der Kontakt 39 und einer der beiden parallelliegenden Kontakte 29 und 18 geschlossen sind. Der Kontakt 39 wird durch das Stromrichtungselement 9, der Kontakt 29 von dem verzögert wirkenden Element 13 und der Kontakt 18 von dem sofort wirkenden Element 11 betätigt.
Das sofort wirkende Element 11 besitzt zwei Magnetkerne 16 und 22, die an den Armen eines zwei-
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Das verzögert auslösende Element 12 enthält eine um eine Achse 28 drehbar gelagerte Induktion- seheibe 27, auf welche von den beiden Elektromagneten 2j und 33 Drehmomente ausgeübt werden. Der Elektromagnet 25 wird von der vom Hauptstrom durchflossenen Spule 23 erregt, während die Spule 31 des Elektromagneten 8. 3 an die Spannung angeschlossen ist. In den Spulen 26 und 34, die an den Polschuhen der Magnete angeordnet sind, entsteht der das treibende Drehmoment erzeugende phasenverschobene
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Die Wirkungsweise dieses Relais ist folgende :
Der Kontakt 18 des momentan wirkenden Elementes 11 ist bei normalen Verhältnissen im Leitungnetz offen. Tritt im Leitungsnetz ein Kurzschluss auf, dann sinkt die Spannung, an welcher die Spule 19 liegt. und der sie erregende Strom nimmt ab. Von einer gewissen Entfernung D angefangen sinkt die
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netischer Fluss durch die Einwirkung auf die in der Scheibe induzierten Ströme bei deren Drehung bremsend ; wirkt. Die Bremswirkung wächst mit zunehmendem magnetischem Fluss, sie wird also bei zunehmendem Strom grösser. Man stimmt sie so ab, dass bei Auftreten des Fehlers in einer bestimmten
Entfernung der Kontaktsehluss immer mit derselben Verzögerung erfolgt, unabhängig davon, wie gross der auftretende Überstrom ist.
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Die Abschaltung des Abschnittes, in welchem die Fehlerstelle liege, verläuft in folgender Weise :
Die Fehlerstellss liege an der Stelle"x"in der Fig. 1, dann fliessen durch die Schalter a, bund c Ströme in den Pfeilrichtungen. Für das Relais des Schalters a liegt die Fehlerstelle bereits ausserhalb der Entfernung D, es tritt also das verzögert wirkende Element in Wirkung und schaltet den Schalter a mit einer Verzögerung von ungefähr einer halben Sekunde ab. Für das Relais des Schalters b liegt die Fehlerstelle innerhalb der Entfernung i), es spricht also das momentan wirkende Element 11 an und schaltet den Schalter b aus.
Der Schalter e, der praktisch ungefähr in der gleichen Entfernung liegt wie der
Schalter b, wird jedoch nicht abgeschaltet, weil die Richtung des Energieflusses nicht von der Sammelschiene ; weg gerichtet ist, sondern die umgekehrte Richtung hat, weshalb sein Stromrichtungselement 9 den Kontakt. 39 nicht schliesst.
Die Stromrichtungselemente werden nur in die Relais der Schalter b, c, d und e eingebaut, also in diejenigen, bei denen eine Umkehrung des Energieflusses möglich ist. Durch die Relais der Schalter a und t fliesst der Strom immer in der Richtung von der Sammelschiene weg.
Das momentan wirkende Element 11 kann auch in der abgeänderten Bauweise, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, ausgeführt werden. Bei der Anordnung gemäss Fig. 4 liegen die Spulen 13 und 19 der Magnete nicht direkt am Strom bzw. der Spannung des Hauptstromes, sondern werden aus den Wicklungen 51 und 52 gespeist, die auf den Magnetkern 25 und 3') des Elementes 12 in Form von Sekundärwicklungen angebracht werden. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass man an den Spulen 13 und 19 nur wenige Anzapfungen zum Einjustieren anzubringen braucht.
Gemäss Fig. 5 wird das Element 11 durch den Streufluss der Magnete 25 und 33 des Elementes 12 bewegt, welcher sich durch die Ankerstiicke 16 und 22 schliesst, die am Kontakthebel des Elementes 11 befestigt sind.
Auch kann eine Einstellung des Elementes 11 dadurch erfolgen, dass man den Stützpunkt seines Kontakthebels verlegbar anordnet.
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Relais, dadurch gekennzeichnet, dass es sofort auslöst, wenn die Fehlerstelle innerhalb einer bestimmten einstellbaren Entfernung liegt, und das mit einer mit der Entfernung stetig zunehmenden Verzögerung auslöst, wenn die Fehlerstelle ausserhalb dieser bestimmten Entfernung liegt.