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Schutzeinrichtung für Drehstromanlagen mit einem Wechselstromrelais.
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Stromkreis nur über zwei Phasen geschlossen ist ; das Relais spricht also nicht nur bei dreiphasigem Kurzschluss, sondern auch bei allen zweiphasigen Kurzschlüssen an, u. zw. in allen diesen Fällen bei gleichen Werten der Phasenströme.
Erfindungsgemäss wird diese Erregung in der Weise vorgenommen, dass das eine Magnetsystem
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weiteren Voreilung, die des nacheilenden Stromes im Sinne einer weiteren Nacheilung vorzunehmen.
Wie aus dem Vektorbild Fig. 3 a ersichtlich, ergeben sich bei dieser Anordnung auf den beiden Magnetsystemen resultierende Amperewindungszahlen AW1 bzw. AW2, welche gleich gross sind und einen Winkel c von zirka 96 elektrischen Graden einschliessen. Die Übereinstimmung des Winkels mit dem Wert von 90 ist also praktisch genügend genau, um die unerwünschten Vibrationen im Dauerbetrieb zu verhindern. In Fig. 3 b wird durch das Vektorbild der Erregungen der Fall veranschaulicht, in welchem der Stromkreis nur über die Phasen (R) und (T) geschlossen ist. Die Fig. 3 c bezieht sieh auf den weiteren Fall, dass der Stromkreis über die Phase (R) und über die auf das Relais nicht einwirkende Phase (S) nicht aber über die Phase (T) führt.
Analog der Fig. 3 c ergeben sich die Erregungen auch für den Fall, dass der Stromkreis von den Phasen (8) und (T) gebildet wird. Wie aus den Vektorbildern 3 a-3 c hervorgeht, wird bei der erfindungsgemässen Anordnung sowohl bei dreiphasigem symmetrischen Stromkreis als auch bei Stromkreisen, die zwischen zwei beliebigen Phasen gebildet werden, unter Voraussetzung gleicher Phasenströme in allen diesen Fällen stets die
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mittlere Summenkraft erzeugt. Es ergeben sich also auch in allen diesen Fällen die gleichen Ansprechstromwerte des Relais, unabhängig davon, zwischen welchen Phasen die zweiphasigen Kurzschlüsse auftreten.
Bei Unsymmetrie des Stromsystems, also bei zweiphasigen Kurzschlüssen, ist die Summenkraft allerdings über eine Wechselstromperiode nicht konstant, da die obengenannten Bedingungen für die Konstanz derselben, nämlich gleiche Amplitude und 900 Phasenverschiebung zwischen den Erregungen der beiden Magnetsysteme, für die Fälle der zweiphasigen Stromkreise nicht mehr erfüllt sind. Dieser Umstand ist aber praktisch von geringer Bedeutung, da die Vibrationen sich nur im Dauerbetrieb schädlich auswirken.
Bei Verwendung des erfindungsgemässen Relais als Überstromschutz kann es in manchen Fällen erwünscht sein, dass ein Ansprechen des Relais bei einem möglichst geringen zweiphasigen Kurzschlussstrom, aber erst bei einer möglichst grossen dreiphasigen Überlastung eintritt. Fur solche Fälle
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Amperewindungen im ersteren Falle kleiner sind als in letzteren Fällen.
Unter Umständen ist es zulässig bzw. kann es erwünscht sein, dass die Ansprechwerte bei dreiphasigem symmetrischen Stromkreise geringer sind als bei zweiphasigem. In solchen Fällen kann
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Untersuchung zeigt, dass einerseits bei dreiphasigem symmetrischen Stromkreis (Fig. 4 a) der Phasenverschiebungswinkel zwischen AW1 und AW2 genau 900 beträgt und anderseits die resultierende Summe AW12 + AW22 in allen Fällen der zweiphasigen Stromkreise untereinander gleich ist.
Wird eine Verschiedenheit der Ansprechwerte bei dreiphasigem symmetrischen Stromkreis und zweiphasigen Stromkreisen zugelassen, so kann eine weitere Vereinfachung der Anordnung erfindungsgemäss dadurch erzielt werden, dass nur das eine der beiden Magnetsysteme eine Zusatzerregung erhält ; die Amperewindungszahl des letzteren soll dann, wie in Fig. 5 dargestellt, zu der der Haupterregung im Verhältnis 1 : 2 stehen. Auch bei dieser Anordnung beträgt, wie eine nähere Unter-
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ist wiederum in allen Fällen der zweiphasigen Stromkreise untereinander gleich.
Gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken kann bei Verwendung bloss einer zusätzlichen Erregung vermieden werden, dass das'Relais bei dreiphasigem symmetrischen Stromkreis den niedrigsten Ansprechwert aufweist, wenn, wie bei den Anordnungen gemäss Fig. 3, eine künstliche Phasenverschiebung zwischen dem Phasenstrom (T) und der zusätzlichen Erregung JLFy angewendet wird.
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dies in Fig. 6 dargestellt ist, ergeben sich für die einzelnen Fälle des dreiphasigen Stromkreises bzw. des zweiphasigen Stromkreises der Phasen (R) und (T) bzw. der Phasen (R) und (S) bzw. der Phasen (S) und (T) die Summen i + . in einem Verhältnis von 2 : 2 : 3 : 2.
Wie ersichtlich, sind also die Ansprechwerte in allen diesen Fällen mit Ausnahme des zweiphasigen Stromkreises der Phase (R)
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Fig. 1 gezeigt, zentrisch-symmetrisch aufgebaut wird, ergibt sich noch der besondere Vorteil, dass der bewegliche Teil bloss eine axiale Bewegung und keine Drehbewegung ausführt. Es erübrigt sich deshalb
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nun bei diesen gegebenen Voraussetzungen von einer Lagerung mit Gleitsitz überhaupt abgesehen werden ; hiezu ist es bloss erforderlich, für eine Zentrierung des beweglichen Teiles in den Endlagen und selbstverständlich auch für eine lockere Führung in den Zwischenlagen zu sorgen.
Erzielt wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass am beweglichen Teil Konusse angeordnet werden, welche durch die in axialer Richtung wirkenden Magnetkräfte in Gegenkonusse gedrückt und dadurch seitlich fixiert werden. Eine solche Ausbildung des beweglichen Teiles ist in der Fig. 1 dargestellt. Ihre Wirkungs-
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Infolge der Vermeidung der Vibrationen kann beim Erfindungsgegenstand die Regelung des Ansprechwertes zweckmässig durch Gewichtsbelastung vorgenommen werden ; eine solche Regelung hat gegenüber einer Messkrafterzeugung durch Federn den grossen Vorteil, dass keinerlei Änderung (Alterung) der Grösse der Kraft eintreten kann.
Erfindungsgemäss werden nun die zur Auflage auf das Relais bestimmten Gewichte derart übereinander gestapelt aufbewahrt, dass die Stapelhöhe, die naturgemäss um so geringer ist, je mehr Gewichte auf das Relais tatsächlich gerade aufgelegt sind, z. B. an einer neben dem Gewiehtsstapel angebrachten Skala die fehlenden, d. h. aufgelegten Gewichte erkennen lässt, bzw. unmittelbar den eingestellten Ansprechwert des Relais abzulesen gestattet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schutzeinrichtung für Drehstromanlagen mit einem Weehselstromrelais, das aus zwei getrennten, auf den gleichen beweglichen Teil, wirkenden Magnetsystemen besteht, die derart von dem zu überwachenden Drehstromsystem erregt werden, dass die Summe der von den beiden Magnetsystemen ausgeübten Kräfte im wesentlichen nur von der Höhe des überwachten Stromes (Fehlerstrom) abhängt, hingegen davon unabhängig ist, in welchen Phasen der Fehlerstrom auftritt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Magnetsysteme in bezug auf die gleiche Achse zentrisch-symmetriseh aufgebaut sind, derart, dass die resultierenden magnetischen Kräfte der beiden Systeme sowie die Messkraft nur in die axiale Bewegungsrichtung fallen.
2. Schutzeinrichtung für Drehstromanlagen mit einem Wechselstromrelais, das aus zwei getrennten, auf den gleichen beweglichen Teil wirkenden Magnetsystemen besteht, die derart von dem zu überwachenden Drehstromsystem erregt werden, dass die Summe der von den beiden Magnetsystemen ausgeübten Kräfte im wesentlichen nur von der Höhe des überwachten Stromes (Fehlerstrom) abhängt, hingegen davon unabhängig ist, in welchen Phasen der Fehlerstrom auftritt, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Magnetsystem vom Strom der einen Phase (R) und zugleich im entgegengesetzten Sinne von einem um 30 elektrische Grade gegen den Strom der andern Phase (T) kÜnstlich
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systemes analog, jectocn mit vertauscnten i'nasenstromen, erfolgt,
wooei aie Kunstliene masenver- sehiebung des voreilenden Stromes im Sinne einer weiteren Voreilung, die des nacheilenden Stromes im Sinne einer Nacheilung vorgenommen wird (Fig. 3).
3. Schutzeinrichtung für Drehstromanlagen mit einem Wechselstromrelais, das aus zwei
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