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Verfahren und Schaltungsanordnung zur Feststellung des
Synchronismus
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Feststellung des Synchronismus, insbesondere für automatische Umschalteinrichtungen.
Bekannt sind Verfahren und Schaltungsanordnungen zur Feststellung des Synchronismus zwischen zwei Netzen, die entweder aus komplizierten elektronischen Schaltungen oder elektromechanischen Bauteilen schwieriger feinmechanischer Herstellung bestehen.
Als wesentlicher Mangel muss bei den elektronischen Verfahren und deren Schaltungsanordnungen der komplizierte Aufbau und die damit verbundene schwierige Fehlersuche angesehen werden. Die Geräte für elektromechanische Verfahren und deren Schaltungsanordnungen haben eine hohe Leistungsaufnahme und sind sehr wartungsaufwendig.
Zweck der Erfindung ist es diese Mängel zu beseitigen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Synchronismus zwischen zwei Wechsel- oder Drehstromnetzen mit einer Vorrichtung mit. einfachem Schaltungsaufbau und geringer Leistungsaufnahme festzustellen.
Erfindungsgemäss wird zur Feststellung des Synchronismus zweier Netzteile, d. h. die Feststellung der Möglichkeit zum Zusammenschalten dieser Netzteile ohne Betrieb und Betriebsmittel gefährdende Ausgleichsvorgänge, der komplexe Quotient aus den Spannungen der Netzteile gebildet. Je nach Grösse und Phasenlage des komplexen Quotienten wird die Zusammenschaltung freigegeben oder gesperrt. Zur Bil-- dung des komplexen Quotienten wird ein polarisiertes Relais in Gleichrichterbrückenschaltung verwendet, wie aus der Distanzschutztechnik bekannt.
Die Wirkungsweise des polarisierten Relais in Gleichrichterbrückenschaltung lässt sich durch eine Ortskurve-Kreis, Gerade oder Ellipse - in einer komplexen Ebene darstellen. Die Ortskurve ist der geometrische Ort aller Punkte, in denen das polarisierte Relais seine Kontaktstellung gerade wechselt.
Die komplexe Ebene wird in einen von der Ortskurve umschlossenen Freigabebereich und einen ausserhalb liegenden Sperrbereich geteilt.
Erfindungsgemäss bildet die Ortskurve einen aus dem Koordinatenursprung verschobenen in sich geschlossenen Linienzug, z. B. einen Kreis oder eine Ellipse. Bildet man aus den Spannungen der beiden zusammenzuschaltenden Netzteile den komplexen Quotienten, wobei man sich die Bezugsspannung in die reelle Achse gelegt denkt, so bestimmt dieser einen Punkt in der komplexen Ebene. Liegt der Punkt im Freigabebereich, so ist die Möglichkeit zum gefahrlosen Schalten gegeben. Der Freigabebereich ist entsprechend den zulässigen Abweichungen vom Synchronismus einstellbar. Umfang und Lage des Linienzuges bestimmende Grössen, z. B. Kreisradius und Lage des Kreismittelpunktes, können in der komplexen Ebene dem Verwendungszweck der Vorrichtung entsprechend mittels der Spannungen eingestellt werden, die den beiden Seiten der Gleichrichterbrückenschaltung zugeführt werden.
Die Spannungen der beiden zusammenzuschaltenden Netze werden durch Transformatoren, die mit zwei Sekundärwicklungen ausgeführt werden können, der Relaisspannung angepasst und an Summierungs-
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widerstände gelegt, mit deren Hilfe Kreisradius und Mittelpunktabstand eingestellt werden. Es werden die Spannungen
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uu2 = U-Kz UB gebildet und der Gleichrichterbrückenschaltung zugeführt. UB ist die als Bezugsgrösse ausgewählte Spannung. Bei festgelegtem Kreisradius R und Mittelpunktabstand C gilt für die Einstellfaktoren
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durch Verdrehung des Bezugszeigers und damit des Kreismittelpunktes aus der reellen Achse heraus geschehen.
Das kann durch Zuführung der Bezugsspannung über eine Phasenschieberschaltung oder durch Kombination geeigneter Spannungen bei Drehstromnetzen geschehen.
Das polarisierte Relais ist auf Sperrung vororientiert. Bei Ausfall einer der beiden miteinander zu vergleichenden Spannungen erfolgt ebenfalls Sperrung.
Wie aus der Distanzschutztechnik bekannt, kann die Bildung des komplexen Quotienten ebenfalls mit einem Induktionsrelais in geeigneter Ausführung durchgeführt werden. Der Ersatz des polarisierten Relais durch eine elektronische Schaltung mit Röhren oder Transistoren ist möglich.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen :
Fig. l ein Beispiel für die Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Feststellung des Synchronismus zwischen zwei Wechselstrom- oder Drehstromnetzen.
Die Schaltungsanordnung besteht aus den Eingangstransformatoren 1 ; 2, den Widerständen 3 ; 4, den Gleichrichtern in Brückenschaltung 5 ; 6 und dem polarisierten Relais 7. Die Ortskurve ist in diesem Fall ein aus dem Koordinatenursprung verschobener Kreis. An den Klemmen 9 des Eingangstransformators 2 wird die Bezugsspannung UB gelegt, an die Klemmen 8 des Eingangstransformators 1 die Spannung U des zuzuschaltenden Netzes.
An die Sekundärwicklungen von den Transformatoren 1 und 2 sind die Widerstände 3 und 4 angeschlossen, mit deren Hilfe der Mittelpunktabstand und der Radius des Ortskreises eingestellt werden. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 3 wird durch den Gleichrichter 5 gleichgerichtet und der Freigabeseite des polarisierten Relais 7 zugeführt. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 4 wird durch den Gleichrichter 6 gleichgerichtet und der Sperrseite des polarisierten Relais 7 zugeführt.
Liegt der Quotient U/UB im Freigabebereich, so überwiegen die Amperewindungen der Freigabeseite, der Kontakt des polarisierten Relais 7 schlägt um und gibt die Zuschaltung des Leistungsschalters über die Klemmen 10 frei. Liegt der Quotient im Sperrbereich, so überwiegen die Amperewindungender Sperrseite, der Kontakt des polarisierten Relais 7 bleibt in der in Fig. 1 dargestellten Lage und sperrt die Zuschaltung. Das polarisierte Relais 7 ist auf Sperrung vororientiert. Bei Ausfall einer der beiden Spannungen liegt der Quotient im Sperrbereich, die Vorrichtung sperrt die Zuschaltung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Feststellung des Synchronismus zweier Wechselstromnetze, dadurch gekenn- zeichnet, dass der komplexe Quotient aus den Spannungen der beiden Netze gebildet und die Lage dieses Quotienten relativ zur als Bezugsgrösse gewählten Spannung als Kriterium zur Freigabe des Parallelschaltens verwendet wird.
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