CH214266A - Schnellschaltrelais für Wechselstrom. - Google Patents

Schnellschaltrelais für Wechselstrom.

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CH214266A
CH214266A CH214266DA CH214266A CH 214266 A CH214266 A CH 214266A CH 214266D A CH214266D A CH 214266DA CH 214266 A CH214266 A CH 214266A
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Licentia Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/40Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to ratio of voltage and current

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description


      Schnellschaltrelais   <B>für</B> Wechselstrom.    Die neuzeitlichen     Hochspannungsleistungs-          sehalter    weisen sehr kurze     Abschaltzeiten     auf. Man ist infolgedessen in der Lage zum  Beispiel einen vorübergehenden, das heisst  nicht metallischen Kurzschluss in einem Ver  teilungsnetz dadurch zum Verschwinden zu  bringen, dass in dem betreffenden Netzteil die  Spannung durch ein schnelles Ausschalten und  sofortiges schnelles     Wiedereinschalten    des  Leistungsschalters kurzzeitig abgesenkt wird,

    ohne dass infolge der ausserordentlichen  Schnelligkeit des gesamten Schaltvorganges  eine nachteilige     Beeinflussung    der     Verbrau-          eher    stattfindet.  



  Handelt es sich dabei um     eine    selbst  tätige Netzüberwachung, zum Beispiel mit  tels einer     Distanzschutzanordnung,    so setzen  diese schnellen Leistungsschalter aber auch  entsprechend schnell     wirkende    Netzschutz  relais     voraus.    Andernfalls geht der durch  die     Ausbildung    der Leistungsschalter als  Schnellschalter gewonnene Vorteil wieder ver-         loren.    Die bisher bekannten und gebräuch  lichen     Netzschutzrelais,    insbesondere     die    Im  pedanzrelais für     Distanzschutzanordnungen,

       genügen jedoch infolge ihrer Bauart auf  wattmetrischer Grundlage oder als Zug  magnete diesen Anforderungen nicht und  weisen zu lange Ansprechzeiten auf.  



  Diesem Mangel wird dadurch abgeholfen,  dass gemäss der Erfindung bei .dem als Netz  schutzrelais     ausgebildeten        Schnellschaltrelais     für     Wechselstrom,    das eine     Haltewicklung     sowie eine     Auslösemagnetisierungswicklung     aufweist, mittels der beiden     Magnetisierungs-          wicklungen    ein Vergleich zweier veränder  licher, elektrischer, vorzugsweise     voneinander     abhängiger Grössen stattfindet.

   Es     gelingt     auf diese Weise, die Ansprechzeiten der-     Netz-          schutzeinrichtungen    so weit herabzusetzen,  dass die gesamten     Auslösevorgänge    der Netz  schutzanordnung einschliesslich der Schalt  vorgänge der zugehörigen Leistungsschalter      sieh innerhalb von zwei Halbwellen voll  ziehen.  



  Bei einem     Impedanzrelais    für Distanz  schutzzwecke nach dem     Haltemagnetprinzip     wird der     Stromspa,nnungsvergleich    zur Im  pedanzmessung durch die     Magnetisierungs-          wieklungen    der Haltemagneten vorgenom  men.

   Dies kann in der Weise erfolgen, dass  der einen Wicklung des Relais ein der Netz  spannung proportionaler, gleichgerichteter  und geglätteter Strom und einer andern  Wicklung des Relais der Phasenstrom des  Netzes zugeführt wird, so dass bei nega  tivem Augenblickswert des Phasenstromes  eine Differenzbildung der     Amperewindungen          (AW)    erfolgt, wodurch die Auslösung des  Relais stets nach Unterschreitung des Ver  hältnisses  
EMI0002.0008     
    und damit einer bestimmten Leitungsimpe  danz     U/J    erfolgt.  



  Im nachstehenden wird die Erfindung an  Hand der Zeichnung, die mehrere Ausfüh  rungsbeispiele darstellt, näher erläutert.  



       Fig.    1 zeigt zunächst den konstruktiven  Aufbau. Dabei ist 1 der Haltemagnet, des  sen     Spulensysteme    2 und 3, die insbesondere  als Scheibenspulen ausgebildet sein können,  von Gleich- und Wechselstrom     durehflossen     werden. Zweckmässig dient die Gleichstrom  ma.gnetisierung als     Haltemagnetisierung,     während die     Wechselstrommagnetisierung    die       Auslösemagnetisierung    ist.

   Die Wechsel  strommagnetisierung wird dann in bekannter  Weise der     Gleichstrommagnetisierung    über  lagert und hebt diese im     Ansprechfalle    auf,  so dass     nunmehr    die     Abreisskraft    überwiegt  und den Anker zum Abfallen bringt. Die  Pole des Haltemagneten 1 sind durch einen  Spalt voneinander getrennt, durch den die  den Anker 5 tragende Blattfeder 4 hindurch  geführt wird. Die Ausbildung der Pole hat  auch zur Folge, dass bei beliebig kurzzeitigem  Nulldurchgang der resultierenden     Ma,gneti-          sierung    kein Zurückholen des abgezogenen  Ankers nach     Umkehrung    der     Magnetisierung       erfolgen kann.

   Der Anker 5, dessen Ausbil  dungsform aus der     Fig.    2 ersichtlich ist, be  steht vorzugsweise aus nichtrostendem Eisen  und liegt im angezogenen Zustand fest an  den durch besondere Bearbeitung möglichst  glatt geschliffenen Halteflächen des Ma  gneten an. Der Anker ist durch die Blatt  feder 4 elastisch mit der Zugstange verbun  den, damit er mit voller Fläche an den Pol  scheiben anliegen kann. Der     Ankerfortsatz     steht unter der Einwirkung einer in dem Ge  häuse 6 untergebrachten     Kraftspeicherfeder     ?.

   Die an dem Anker wirksame     Abreisskraft     wird zweckmässig durch eine     Gleichstrom-          Hilfsmagnetisierung    gesondert kompensiert,  da sonst ein Abreissen des Ankers schon  stattfindet, bevor die     Auslösemagnetisierung     die     Haltemagnetisierung    aufhebt, was aber  im Interesse eines genauen     Ansprechens    des  Relais nicht erwünscht ist.  



  Bei Verwendung eines     gleichgeriehteten     Wechselstromes erhält man für denselben das  Kurvenschaubild nach     Fig.    3, während in der       Fig.    4 die schaltungstechnische Durchfüh  rung hierfür gezeigt ist. Der Wechselstrom  wicklung     a    wird hierbei über einen Gleich  richter     g,    ein gleichgerichteter Wechselstrom  an der Gleichstromwicklung b über den  Gleichrichter     g2    von einer     Wechselstromhilfs-          quelle    I' der Gleichstrom zugeführt.

   Zwecks       Oberwellenglättung    sind im Gleichstromkreis  eine Drossel D und ein Parallelkondensator     K     vorgesehen.  



  Während eine Auslösung in jeder Halb  welle bei der Ausführungsform nach     Fig.    3  und 4 durch Verwendung eines gleichgerich  teten Wechselstromes erfolgt, kann das glei  che man auch, und zwar noch besser durch  Verwendung zweier Haltemagnete erzielen.  Die     Fig.    i und 6 zeigen Ausführungsbeispiele  hierfür. Dabei sind die beiden Wechsel  stromwicklungen     a1    und     a@    und die beiden       Gleichstromwicli:lungen        b1    und     b2    bezeichnet.  Die eingezeichneten Pfeile deuten die Strom  richtung an.

   Ausser den beiden Arbeitswick  lungen ist noch eine     Kurzschlusswicklung    W  vorgesehen, deren beide Systeme     entgegenge-          schaltet    sind. Die     Kurzsehlusswicklung    dient      zur Unterdrückung der zweiten     Harmoni-          sehen    im Gleichstromkreis. Statt dieser Wick  lung kann man auch eine Drossel D oder  einen Parallelkondensator     g    im Gleichstrom  kreis vorsehen.  



  In     Fig.    5 sind die beiden Wechselstrom  wicklungen     a,    und     a2    parallel, die Gleich  stromwicklungen     b,.    und     b2    in Reihe geschal  tet. Im Gegensatz hierzu sind in     Fig.    6 die       Wechselstromwicklungen        al    und     a.2    in Reihe  und die Gleichstromwicklungen     b1    und     b.          entgegengeschaltet.     



  Die     Fig.    7 und 8 zeigen den Erfindungs  gegenstand als     Impedanzrelais    einer Distanz  sehutzanordnung. Dabei wird die Wechsel  stromwicklung durch den Strom und die  Gleichstromwicklung unter Verwendung aus  reichender     Oberwellenglättungseinrichtungen     (Drosselspulen, Kapazität und dergleichen)  über Gleichrichter durch die Spannung des  Gleichstromnetzes erregt.  



  Die Auslösung des Magneten ist im letz  teren Falle abhängig von dem Verhältnis  
EMI0003.0019     
    worin     c,.    und     e.    Konstante, U die Spannung  und<I>J</I> den Strom des Netzes und     AW        ..,    den  Scheitelwert der     Amperewindungen    dar  stellen.  



  Angenommen, zur Festhaltung des An  kers sei eine unendlich kleine     Magnetisierung     erforderlich, so wird der Anker bei  
EMI0003.0026     
    abfallen, während er bei  
EMI0003.0027     
    haften bleibt.    Im Fall normaler Betriebsbedingungen,  das heisst also, wenn der Scheitelwert der  negativen     Wechselstromhalbwelle    (     -All'.")     in seinem A     W-Betrag    kleiner als die     Gleich-          strommagnetisierung        (AW        [=])    ist, bleibt  der Anker haften, während er bei Grösser  werden desselben losgelöst     wird,       Da, wie oben ausgeführt,

   die Beziehung  gilt  
EMI0003.0036     
         U/J    aber den     Wechselstromwiderstand    (Im  pedanz) einer Leiterschleife bei     Kurzschluss     darstellt, ist die Anordnung, wie in     Fig.    7  gezeigt, auch als     Impedanzrelais    verwendbar.  Bei Auftreten eines Kurzschlusses beim  Punkt A wird hierbei die Gleichstromwick  lung 1 des nicht gezeigten Haltemagneten  über den Gleichrichter g von der Spannung  des Netzes erregt, während die     Wechselstrom-          wicklung    2 vom Strom desselben Netzes er  regt wird.

   Liegt der Widerstand Z der kurz  geschlossenen Schleife     unter    .dem Wert  
EMI0003.0045     
    so löst der Magnet aus, während andern  falls die Abschaltung unterbleibt. Da aber  in Wirklichkeit der Haltemagnet einen be  stimmten Haltestrom, der den Wert<I>A J (=)</I>  haben möge, benötigt, würde dieser als Feh  ler in die Beziehung -  
EMI0003.0046     
    eingehen und damit die Genauigkeit des       Impedanzrelais    bei kleineren     Spannungen     und     Strömen    herabsetzen.  



  Ein derartiger Nachteil kann dadurch  vermieden werden, dass dem Haltemagneten  über eine besondere     Tertiärwicklung    der  Haltestrom<I>A J</I> (=) = konstant zugeführt  wird,     wie    zum     Beispiel    die     Fig.    8 bei Ver  wendung eines Doppelrelais zeigt. Die vom  Wechselstrom J     (N)    des Netzes erregten  Wicklungen     a1    und     a2    liegen beispielsweise  parallel, während die von der     Spannung    des  selben Netzes über den Gleichrichter g er  regten Wicklungen     b,    und     bz,    in Reihe liegen.

    Die     Tertiärwicklungen        cl    und     c#_    für den       Ealtestrom    A J (=) = konstant liegen     in     diesem Falle gleichfalls in Reihe.

   Zur Her  absetzung der Zeitkonstante der     Anordnung     in bezug auf den Gleichstromkreis sind die  Widerstände     R        und        r    eingeführt     worden.         Der besondere Vorteil einer derartigen  Anordnung nach     Fig.    8 besteht einerseits in  der grossen Genauigkeit der     Quotientenmes-          sung    und anderseits in der sehr kleinen An  sprechzeit. Des weiteren kann eine unmittel  bare     Verwendung    als Primärrelais vorge  sehen sein.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Schnellschaltrelais für Wechselstrom mit einer Halte- und einer Auslösemagnetisie- rungswicklung, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als Netzschutzrelais in der Weise, dass mittels der beiden Magnetisierungswick- lungen ein Vergleich zweier veränderlicher elektrischer Grössen stattfindet.
    UNTERANSPRüCHE 1. Schnellschaltrelais nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Pole des Haltemagneten unter einem Winkel von annähernd 45 abgeschrägt sind und sich mit ihren Spitzen fast berühren. 2.
    Schnellschaltrelais nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den durch die Abschrägung der Pole gebil deten Luftspalt des Haltemagneten eine den Anker tragende Blattfeder hindurchgeführt ist. ä. Schnellschaltrelais nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker des Magneten so elastisch mit dem Zuggestänge verbunden ist, dass er mit voller Fläche an den Polschuhen des Magnetkernes anliegen kann. 4. Schnellschaltrelais nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Er regerwicklungen als Doppelspule ausgebildet und in der Nähe der Pole des Haltemagneten konzentriert sind.
    5. Schnellschaltrelais nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der aus lösende Wechselstrom gleichgerichtet ist. 6. Schnellschaltrelais nach Unteran spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer Auslösung zwei Haltemagnete verwendet werden, deren Wechselstromwick- lungen in Reihe und deren Gleichstromwick lungen parallel geschaltet sind.
    7. Schnellschaltrelais nach Patentan spruch, als Impedanzrelais ausgebildet, da durch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom wicklung ein der Netzspannung proportio naler, gleichgerichteter und geglätteter Wech selstrom und der Wechselstromwicklung der Phasenstrom des Netzes zugeführt wird, so dass bei negativem Augenblickswert des Phasenstromes eine Differenzbildung der Amperewindungen erfolgt, wodurch die Aus lösung des Relais stets nach Unterschreitung des Verhältnisses EMI0004.0032 erfolgt.
    B. Schnellsehaltrelais nach Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Halten des Ankers erforderliche Am perewindungsanteil der Gleichstrommagneti- sierung einen Bruchteil der gesamten Gleich strommagnetisierung beträgt. 9. Sehnellschaltrelais nach Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Halten des Ankers erforderlichen Gleichstromamperewindungen über eine be sondere Wicklung und aus einer konstanten Gleichspannungsquelle zugeführt werden.
CH214266D 1938-05-17 1939-05-15 Schnellschaltrelais für Wechselstrom. CH214266A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE761363C (de) * 1941-07-27 1953-06-22 Siemens Schuckertwerke A G Schnell wirkendes, stromabhaengiges Relais

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE761363C (de) * 1941-07-27 1953-06-22 Siemens Schuckertwerke A G Schnell wirkendes, stromabhaengiges Relais

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