AT150245B - Phasenwinkelabhängiges Distanzrelais. - Google Patents

Description

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    PhascnwmMabhangiges Distanzrelais.   



   Distanzrelais, deren Ansprechen bei Eintritt des Gleichgewichtzustandes zweier auf den beweglichen Teil des Relais einwirkender Kräfte erfolgt, sind bekannt. Bei diesen Relais müssen aber, falls die Auslösezeit in irgendeiner bestimmten Weise vom Phasenwinkel abhängig sein soll, mehr oder minder komplizierte wattmetrische Systeme verwendet werden. 



   Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil und gestattet trotzdem verschiedene   gewünschte   Abhängigkeiten der Auslösezeit von der Impedanz und vom Phasenwinkel zu erzielen. Die Erfindung geht vorerst von der Erkenntnis aus, dass das Quadrat der geometrischen Summe aus der Netzspannung und aus einer dem Strom proportionalen Spannung   A,   vermindert um das Quadrat der geometrischen Differenz aus diesen beiden Grössen der aus Netzspannung und Netzstrom gegebenen Leistung 
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 Zeitstufenrelais, welches auch   richtungsabhängig   ist, da nur bei einer bestimmten Leistungsrichtung der Gleichgewichtszustand der drei Kräfte eintreten kann.

   Werden die von der Summe und von der Differenz aus der Netzspannung und aus der dem Strom proportionalen Spannung abhängigen Kräfte 
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 transformatoren, die sowohl von der Spannung als auch vom Strom erregt sind, gespeist werden. 



   In ähnlicher Weise können erfindungsgemässe Distanzrelais rein reaktanzabhängig ausgebildet werden. Die Spannung ist dann dem Relais mit einer künstlichen Phasenverschiebung ivon etwa   90    zuzuführen. Die vom Quadrat der Summe aus der Spannung und aus der dem Strom proportionalen Spannung A abhängige Einwirkung   A   hat im Sperrsinne, die die Differenz dieser Grössen B im Auslösesinne und ebenso eine vom Quadrat des Stromes allein abhängige dritte Einwirkung C zu erfolgen.

   
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 bildung des erfindungsgemässen Relais erfolgt die Auslösung nur bei einer bestimmten Richtung der   Leistung, wenn, wie dies den alleinvorkommenden praktischen Fällen entspricht, der Kurzschlussstrom der treibenden Spannung stets nacheilt.   

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 wenn anstatt der quadratischen Abhängigkeit der Einwirkungen A, B, C von den sie hervorrufenden Spannungen bzw. Strömen, eine lineare Abhängigkeit gewählt wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass unerwünschte Einflüsse des Stosskurzschlussstromes vermindert werden und dass sich weiters einfachere Konstruktionen ergeben. Besonders zweckmässig ist es, dann die Spannungen, die zur Ein- 
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Eine solche beispielsweise Ausbildung zeigt die Fig. 2.

   Der Widerstand 1 wird vom Strom J durchflossen, so dass in ihm ein diesem proportionaler Spannungsabfall entsteht. Zu diesem Spannungabfall wird mittels des   Hilfstransformators   2 eine der Netzspannung proportionale Spannung geometrisch addiert bzw. subtrahiert, so dass zwischen den Klemmen 3 und   4   die geometrische Summe und zwischen den Klemmen 3 und 5 die geometrische Differenz aus diesen Spannungen wirksam ist. Diese Summenbzw. Differenzspannung und weiters auch die Spannung E erzeugt nun durch die Gleichrichter 6,7 und 8 ihr proportionalen Gleichströme wobei der von der erstgenannten Spannung herrührende Gleichstrom im Auslösesinne und die beiden andern im Sperrsinne auf ein-und denselben Elektromagnet einwirken. Es ist also nur ein einziger beweglieher Teil, jedoch für jeden der Ströme eine eigene Wicklung erforderlich.

   Die Anordnung kann nun aber auch so getroffen werden, dass die aus den drei Wechselspannungen 
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 einfacher Weise, etwa mittels eines bekannten polarisierten Relais zur Steuerung der betreffenden Zeitstufe usw. ausgenutzt werden. Eine solche Anordnung zeigt Fig. 3, in welcher 1 den vom Strom J durchflossenen Widerstand, 2 einen Hilfstransformator, der zwecks Hintereinanderschaltung der einzelnen Spannungen eine dritte Wicklung besitzt, 3,4 und 5 Klemmen wie in Fig. 2,   6,'7 und 8 Gleichrichter   und 9, 10 und 11 Drosselspulen zur Verminderung der Gleichstrom-Welligkeit darstellt.

   Wie ersichtlich, sind die den einzelnen   Wechselspannungsgrössen   entsprechenden Gleichspannungen hintereinander geschaltet, so dass an den Klemmen P die (von der Phasenlage der   Weehselspannungen   zueinander unabhängige) Summenspannung erhalten wird, deren Polarität also wechselt, wenn die Einwirkungen 
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An die Klemmen P ist, wie erwähnt, etwa ein (bei einphasiger Anordnung polarisiertes) Stromrelais anzuschliessen, welches dann die betreffende Zeitstufe   einzusehalten   hat. Gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken kann dieses Stromrelais für mehrere Phasen eines Mehrphasensystems zugleich verwendet werden, indem für jede Phase ein eigenes Stromventil, welches zwischen Stromrelais und der betreffenden Klemme P geschaltet ist, vorgesehen ist. 



   Distanzrelais mit stetiger   Charaktemtik   können bei Benutzung der Gleichstromumformung in der Weise ausgebildet werden, dass die im   Auslösesinne   wirkenden, linearen Einwirkungen auch der Zeit proportional sind.   Besonders zweckmässig   ist es z. B, die   Dehnungskraft eines   Bimetallstreifens, der über einen   übersättigten   Stromwandler vom Strom gespeist wird, im   Auslösesinne   wirken zu lassen. 



  Dabei kann die Übersättigung so gewählt werden, dass die Kraft dem Strom und der Zeit linear proportional ist. Im Sperrsinne hingegen wirkt, etwa mittels eines Haltemagneten, der der Summe aus der Netzspannung und aus einer dem Strom proportionalen Spannung proportionale Gleichstrom, dem wiederum der der Differenz aus diesen Grössen proportionale Gleichstrom entgegenwirkt. Die 
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 dass der ohmsche Widerstand gleich   0-7mal   Reaktanz, bei Kurve 2 gleich 1-0, bei Kurve 3 gleich   3-0mal   Reaktanz ist. Wie ersichtlich sind die Auslösezeiten fast ausschliesslich von der Reaktanz und nicht vom ohmsehen Widerstand abhängig ;   Liehtbogenwiderstände vergrössern   also die Auslösezeit nicht wesentlich.

   Weiters ist ersichtlich, dass in den unteren Reaktanzbereichen die Auslösezeit fast genau linear mit der Reaktanz zunimmt. Das beschriebene Reaktanzrelais weist diese Auslösekennlinien allerdings nur bei einer bestimmten Leistungsriehtung auf. Bei entgegengesetzter   Leistungsrichtung   ergibt sich sofortige Auslösung ; um anstatt dessen eine stark verzögerte Auslösung oder überhaupt eine Spannung zu erhalten, kann durch eine   zusätzliche Wicklung   am im Sperrsinne wirkenden Magnet, die über ein Stromventil so gespeist ist, dass sie nur Strom erhält, wenn die Einwirkung   zu   kleiner ist als die Einwirkung B die erforderliche zusätzliche im Sperrsinne wirkende Kraft erhalten werden. 



   Eine   grundsätzliche   Vereinfachung der erfindungsgemässen Distanzrelais ist gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken dadurch   möglich,   dass an Stelle der Differenz aus der Netzspannung und aus einer dem Strom proportionalen Spannung, je nachdem, ob die Einwirkung C von der Spannung oder vom 

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Strom herrührt, bloss die dem Strom proportionale Spannung oder die Netzspannung die Einwirkung B hervorruft. Es ist erkannt worden, dass diese Vereinfachung keine die Selektivität gefährdende Ver- änderungen der Auslösekennlinien ergibt. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Distanzrelais, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansprechen bei Gleichgewicht der Mittelwerte von drei auf elektrischem oder mechanischem Wege zustandekommenden getrennten Einwirkungen A, B, C eintritt und dass diese Einwirkungen von der geometrischen Summe aus der Netzspannung und aus einer dem Strom proportionalen Spannung   A,   von der geometrischen Differenz aus diesen beiden Grössen B und von einer der beiden Grössen allein C hervorgerufen werden.

Claims (1)

1. 2. Distanzrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aus der Netzspannung und aus einer dem Strom proportionalen Spannung eine ihrem Quadrat proportionale mechanische Kraft (A) im Auslösesinne, die geometrische Differenz aus der Netzspannung und aus einer dem Strom proportionalen Spannung eine ihrem Quadrate proportionale mechanische Kraft (B) im Sperrsinne und die Spannung ebenfalls eine ihrem Quadrat proportionale mechanische Kraft (0) im Sperrsinne hervorruft.

   3. Distanzrelais nach Anspruch 1, bei welchem dem Relais eine um zirka 900 kÜnstliche phasenverschobene Spannung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aus der Netzspannung und aus einer dem Strom proportionalen Spannung eine ihrem Quadrat proportionale mechanische Kraft (A) im Sperrsinne, die geometrische Differenz aus der Netzspannung und aus einer dem Strom proportionalen Spannung eine ihrem Quadrat proportionale mechanische Kraft (B) im Auslösesinne und der Strom eine seinem Quadrat proportionale mechanische Kraft (C) im Auslösesinne hervorruft.

   4. Distanzrelais nachAnsprucM, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Quadrat der geometrischen Summe und die dem Quadrat der Differenz aus der Netzspannung und aus einer dem Strom proportio- EMI3.1 EMI3.2 EMI3.3 EMI3.4 EMI3.5 proportionalen Spannung, zu der geometrischen Differenz aus diesen Grössen und zum Strom oder Spannung allein in linearem Verhältnis steht.

   7. Distanzrelais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechsel-Spannungen oder - Ströme, deren Mittelwerte auf das Relais zur Einwirkung kommen, in proportionale Gleichströme oder Gleichspannungen umgeformt werden.

   8. Distanzrelais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltenen Gleichspannungen hintereinandergeschaltet werden, so dass der Gleichgewichtszustand den drei Einwirkungen (A, B, C) einen Wechsel der Polarität der Summenspannung zur Folge hat (Fig. 3).

   9. Distanzrelais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das auf den Wechsel der Polarität der Summenspannung ansprechende Relaisglied jeweils für mehrere Phasen gemeinsam benutzt wird, indem es an die betreffenden, je einer Phase zugeordneten Spannungen über je ein Stromventil angeschlossen ist.

   10. Distanzrelais nach Anspruch 6 und wie nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine bzw. zwei der Einwirkungen auch der Zeit proportional sind.

   11. Distanzrelais wie nach Anspruch 10, jedoch dadurch gekennzeichnet, dass die zeitabhängigen Einwirkungen durch über übersättigte Hilfsstromtransformatoren gespeiste Bimetallstreifen erzeugt werden.

   12. Distanzrelais nach Anspruch 1 oder folgende, insbesonders nach Anspruch 6, bei welchem die von der Spannung oder vom Strom allein hervorgerufene Einwirkung (0) im Auslösesinne wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überwiegen der ausserdem im Auslösesinne wirkenden Einwirkung (B) über die im Sperrsinne wirkende Einwirkung (A) eine zusätzliche Einwirkung im Sperrsinne hervorgerufen wird, zwecks Sperrung bzw. Erhöhung der Auslösezeit bei verkehrter Leistungsrichtung.

   13. Distanzrelais nach den Ansprüchen 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an Stelle der Differenz aus der Netzspannung und aus einer dem Strom proportionalen Spannung, je nachdem, ob die dritte Einwirkung (C) von der Spannung oder vom Strom herrührt, bloss die dem Strom proportionale Spannung oder die Netzspannung die Einwirkung (B) hervorruft.