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Schaltungsanordnung mit einem beim Auftreten anormaler Betriebszustände eine Meldung oder eine Schutzeinrichtung auslösenden Relais
Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung mit einem beim Auftreten anormaler Betriebs- zustände eine Meldung oder eine Schutzeinrichtung auslösenden Relais. Dieses wird dann betätigt, wenn aus Spannungen und bzw. oder Strömen in dem zu überwachenden Netzwerk gewonnene Messgrössen die für das jeweils verwendete Überwachungsprinzip charakteristischen Betätigungsbedingungen erfüllen. Eine solche Schaltungsanordnung kann beispielsweise nach dem Prinzip der Unterimpedanzanregung arbeiten.
In diesem Falle dienen als Messgrössen bekanntlich ein aus dem Strom und ein aus der Spannung an dem zu überwachenden Netzwerk über je einen Transformator und je eine Gleichrichteranordnung gewonnener Messstrom. Beide Messströme werden dann demselben Relais, im allgemeinen einem Drehspulrelais, so zugeführt, dass das Relais anspricht, wenn der aus dem Strom gewonnene Messstrom einen bestimmten
Wert überschreitet und der aus der Spannung gewonnene Messstrom genügend klein wird.
Bei derartigen Schaltungsanordnungen kann nun der Fall eintreten, dass eine oder auch mehrere der Messgrössen infolge einer beispielsweise in der Schutzschaltung selbst auftretenden, also ausserhalb des zu überwachenden Netzwerkes liegenden Störung geändert werden oder sogar ganz ausbleiben. Dies kann, wie eine Betrachtung der oben als Beispiel kurz beschriebenen Schaltungsanordnung zur Unterimpedanzanregung zeigt, leicht zum fälschlichen Ansprechen des Relais und damit zum Fehlauslösen der Schutzeinrichtung führen.
Bleibt nämlich der aus der Spannung an dem zu überwachenden Netzwerk gewonnene Messstrom bei einer Schaltungsanordnung zur Unterimpedanzanregung aus, so unterliegt das Relais lediglich dem Einfluss des aus dem Strom in dem zu überwachenden Netzwerk gewonnenen Messstromes und wird betätigt, obwohl an sich in dem zu überwachenden Netzwerk kein anormaler Betriebszustand aufgetreten ist.
Um diese Gefahren bei einer Schaltungsanordnung zu beseitigen, die ganz allgemein dann betätigt wird, wenn aus Spannungen und bzw. oder Strömen in dem zu überwachenden Netzwerk gewonnene Messgrössen die für das jeweils verwendete Überwachungsprinzip charakteristischen Betätigungsbedingungen erfüllen, ist erfindungsgemäss bei durch Störungen ausserhalb des zu überwachenden Netzwerkes verursachten Änderungen von Messgrössen, insbesondere ihrem Ausbleiben, eine Umschaltung auf ein Überwachungsprinzip vorgesehen, das die gestörten Messgrössen nicht verwendet.
In dem Fall, in dem die Schaltungsanordnung in bereits beschriebener Weise als Unterimpedanzanregung arbeitet, ist bei durch Störungen ausserhalb des zu überwachenden Netzwerkes verursachten Änderungen des aus der Spannung gewonnenen Messstromes zweckmässigerweise eine Umschaltung auf Überstromanregung vorgesehen. Diese Massnahme hat verständlicherweise dann besondere Bedeutung, wenn der aus der Spannung gewonnene Messstrom beispielsweise infolge Ansprechens der Sicherungskontakte im Spannungswandlerautomaten völlig ausbleibt.
Die Umschaltung kann mittels eines Relais erfolgen, das bei durch die Änderungen verursachten Störungen des aus der Spannung gewonnenen Messstromes zusätzliche Widerstände in den Stromkreis des aus dem Strom in dem zu überwachenden Netzwerk gewonnenen Messstromes einschaltet. Dabei wird das Re-
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lais zweckmässig durch Kontakte des Spannungswandlerautomaten für den aus der Spannung an dem zu überwachenden Netzwerk gewonnenen Messstrom betätigt.
Eine andere Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung im Falle der Unterimpe- danzanregung mit Umschaltung auf Überstromanregung sieht eine zusätzliche Wicklung des die Gleich- richteranordnung für den aus dem Strom in dem zu überwachenden Netzwerk gewonnenen Messstrom spei- senden Transformators vor. Diese Wicklung bewirkt bei den durch die Störungen verursachten Änderungen des aus der Spannung gewonnenen Messstromes eine Gleichstromvormagnetisierung des Transformators, wodurch ebenfalls der zum Ansprechen des Relais erforderliche, aus dem Strom in dem zu überwachen- den Netzwerk abgeleitete Messstrom vergrössert wird.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die zusätzliche Wicklung bei den Störungen kurzge- schlossen.
Der Stromkreis der zusätzlichen Wicklung enthält zweckmässigerweise Kontakte des Spannungswand- lerautomaten für den aus der Spannung an dem zu überwachenden Netzwerk gewonnenen Messstrom, so dass die Umschaltung auf Überstromanregung, bei der also nur noch der ungestörte aus dem Strom gewonnene Messstrom ausgewertet wird, sofort beim Ausbleiben des aus der Spannung gewonnenen Messstromes erfolgt.
In den Fig. 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung für den Fall einer Schaltungsanordnung mit Unterimpedanzanregung wiedergegeben.
Betrachtet man zunächst Fig. l, so erkennt man die beiden Gleichrichteranordnungen Gl l und Gl 2, die den das Drehspulrelais Z enthaltenden Stromkreis speisen. Am Eingang der Gleichrichteranordnung Gl l liegt ein dem Strom Jk in dem zu überwachenden Netzwerk proportionaler, über den Transformator Tr zugeführter Messstrom. Er erzeugt den die Erregung des Drehspulrelais Z bewirkenden Gleichstrom.
Ein Siebglied, bestehend aus der Drossel Dr und dem Kondensator C2, soll ein Fehlansprechen des Relais Z und damit ein Fehlauslösen der Schutzeinrichtung infolge Umlegens des Kontaktes z bei Störimpulsen verhindern. Cl ist ein Glättungskondensator.
Dem Eingang der andern Gleichrichteranordnung Gl 2 wird die Spannung Uk an dem zu überwachenden Netzwerk über Widerstände R1 und R9 zugeführt, die eine Anpassung der Schaltungsanordnung an verschiedene Netzspannungen ermöglichen. Der von der Gleichrichteranordnung Gl 2 abgegebene Gleichstrom durchfliesst das Drehspulrelais im entgegengesetzten Sinne wie der aus dem Strom Jk gewonnene Gleichstrom, so dass er der Erregung des Relais Z durch den von der Gleichrichteranordnung Gl l abgegebenen Gleichstrom entgegenwirkt. Um den aus der Spannung Uk gewonnenen Messstrom erst oberhalb eines bestimmten Wertes dieser Spannung auf das Relais Z wirksam werden zu lassen, ist die Zenerdiode ZD in die. Zuleitung zum Relais eingeschaltet.
Sie ist mittels des Spannungsteilers R2, R3, R4 so vorgespannt, dass ihr Durchbruch bei minimalem Ansprechstrom beispielsweise dann erfolgt, wenn die Spannung Uk auf etwa 50% ihres Nennwerte abgesunken ist. Dann ist ohne Verwendung zusätzlicher Sätti- gungsdrosseln oder Gleichrichteranordnungen gewährleistet, dass bei ein-, zwei-oder dreipoligen Fehlern derselbe minimale Ansprechstrom erforderlich ist. Weitere, in Reihe mit der Zenerdiode ZD geschaltete Widerstände R5 - R8 dienen zur Einstellung der maximalen Ansprechströme. Diese beiden Widerstandsanordnungen haben also ganz allgemein die Aufgabe, der Ansprechkurve einen bestimmten Verlauf zu verleihen.
Es ist einzusehen, dass die beschriebene Schaltungsanordnung nur so lange einwandfrei arbeitet, wie beide Messströme ein genaues Abbild der Spannung bzw. des Stromes in dem zu überwachenden Netzwerk darstellen. Sobald aber der aus der Spannung gewonnene Messstrom infolge eines ausserhalb des Netzwerkes, beispielsweise im Kreis des Spannungswandlers, auftretenden Fehlers verändert wird oder sogar völlig ausbleibt, führt bereits ein wesentlich kleinerer aus dem Strom Jk gewonnener Messstrom zum Ansprechen des Drehspulrelais Z und damit über dessen Kontakt z zum Auslösen der Schutzeinrichtung, obwohl in dem zu überwachenden Netzwerk kein anormaler Betriebszustand aufgetreten ist. So kann in ungünstigen Fällen jeder Laststrom in dem zu überwachenden Netzwerk, der grösser als die Hälfte des Nennstromes ist, zum fälschlichen Ansprechen des Drehspulrelais Z führen.
Dies wird nach der Lehre der Erfindung dadurch vermieden, dass der Transformator Tr die zusätzliche Wicklung W aufweist, die bei den durch die Störungen verursachten Änderungen des aus der Spannung U gewonnenen Messstromes eine Gleichstromvormagnetisierung des Transformators Tr bewirkt. Die Höhe dieser Gleichstromvormagnetisierung kann so getroffen sein, dass bei einem am Relais Z eingestellten Ansprechstrom in Höhe der Hälfte des Nennstromes beim Ausfall des aus der Spannung Uk gewonnenen Messstromes ein erheblich grösserer, einer Überstromanregung entsprechender Strom erforderlich ist, um das Relais Z zum Ansprechen zu bringen.
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An die Klemmen e und f der zusätzlichen Wicklung W des Transformators Tr sind zweckmässigerwei- se Kontakte des Spannungswandlerautomaten für den aus der Spannung an dem zu überwachenden Netzwerk gewonnenen Messstrom angeschlossen, so dass der die Wicklung W enthaltende Gleichstromkreis sofort beim
Ausfall oder bei gefährlichen Änderungen des aus der Spannung Uk gewonnenen Messstromes infolge einer
Störung ausserhalb des zu überwachenden Netzwerkes geschlossen wird. Die Anordnung arbeitet dann nach dem Prinzip der Überstromanregung.
Die Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der eben beschriebenen zunächst dadurch, dass zusätzlich zum Relais Z zur Kontaktleistungsverstärkung das Relais Z'mit dem Kontakt z'vorgesehen ist. Dieses Relais Z'liegt in einer im wesentlichen durch
Widerstände gebildeten und mit der Hilfsgleichspannung UH gespeisten Anordnung, die dazu dient, am
Gleichrichter Gl3 und am Widerstand R 11 eine Vorspannung zu erzeugen, die die Aufgabe der Zenerdio- de ZD in Fig. l erfüllt. Sie soll nämlich sicherstellen, dass der aus der Spannung Uk gewonnene Messstrom erst oberhalb eines bestimmten Wertes dieser Spannung auf das Relais Z wirkt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ferner zur Verhinderung eines Fehlauslösens durch Störimpulse der aus der Drosselspule Dr 1 und dem Kondensator C 3 gebildete Resonanzkreis vorgesehen. Tr 1 und Tr 2 sind die zur Gewinnung der Messströme dienenden Transformatoren.
In diesem Schaltungsbeispiel erfolgt die Umschaltung von der Unterimpedanzanregung auf die Über- stromanregung nicht mittels einer zusätzlichen Transformatorwicklung, sondern mittels des Kontaktes 11 eines nicht dargestellten Relais L, der im Falle des Ausbleibens des aus der Spannung Uk gewonnenen
Messstromes bzw. einer wesentlichen Änderung dieses Stromes infolge ausserhalb des zu überwachenden
Netzwerkes liegender Fehler die Widerstände R12, R13 und R14 in dem Primärkreis des Transformators
Tri, der zur Gewinnung des aus dem Strom Jk im Netzwerk abgeleiteten Messstromes dient, einschaltet.
Die Zahl bzw. Grösse der eingeschalteten Widerstände lässt sich mittels der Lasche V einstellen. Ver- ständlicherweise ist für jede Phase eine derartige Widerstands-und Kontaktanordnung vorgesehen. Das
Relais L wird zweckmässig durch Kontakte des Spannungswandlerautomaten für den aus der Spannung Uk gewonnenen Messstrom betätigt.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt. So ist es beispielsweise auch möglich, die Umschaltung von einer Konduktanzanregung auf eine Überstrom- anregung vorzunehmen. Ferner können die Mittel zur Umschaltung auch in dem von den beiden Gleichrichteranordnungen gespeisten Gleichstromkreis liegen. Von wesentlicher Bedeutung ist die Tatsache, dass bei Änderung einer oder mehrerer Messgrössen, die zum Fehlauslösen der Schutzschaltung führen kann, eine Umschaltung auf ein anderes Überwachungsprinzip vorgenommen wird, das die gestörten Messgrössen nicht verwendet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung mit einem beim Auftreten anormaler Betriebszustände eine Meldung oder eine Schutzeinrichtung auslösenden Relais, das dann betätigt wird, wenn aus Spannungen und bzw. oder Strömen in dem zu überwachenden Netzwerk gewonnene Messgrössen die für das jeweils verwendete Überwachungsprinzip charakteristischen Betätigungsbedingungen erfüllen, dadurch gekennzeichnet, dass bei durch Störungen ausserhalb des zu überwachenden Netzwerkes verursachten Änderungen von Messgrössen, insbesondere ihrem Ausbleiben, eine Umschaltung auf ein Überwachungsprinzip vorgesehen ist, das die gestörten Messgrössen nicht verwendet.