CH313247A - Differentialstromrelais zum Schutze induktiver Stromverbraucher - Google Patents

Description

      Differentialstromrelais    zum Schutze induktiver Stromverbraucher    Der     Einschaltstromstoss        eines    Transforma  tors kann     bek        anntlieh    ein Mehrfaches     des          Nennstromes        erreichen,    so     d!ass    bei An  wendung des Differentials     Stromrelais    Vor  kehren zu treffen     sind,    um das     Ansprechen          des    Relais beim     Einschalten    des Transforma  tors zu verhüten.  



  Die     Analyse    von     Einschaltströmen    zeigt,  dass ausser der     Grundharmonischen    ein     Gleich-          strom.glied    und wesentlich höhere Harmoni  sche auftreten. Von den höheren     Hamnonir     sehen ist vor     allem    die zweite     besonders    aus,  e     i-ä-        und    immer vorhanden.

   Das Gleich  p<B>C</B>     t'          stromglied    tritt. bei     einphasigen    Transforma  toren immer auf,     während    es bei     dreiphasigen          Transformatoren    der normalen     Bauart    in der  jenigen Phase, die im     Spannungsmaximum          zueschal:tet        wird,        ausbleibt.     



  Bekannte     Einrichtungen    zur     Vermeidung     des     Ansprechens    d     urch    dien     Einsclialtsstoss    be  stehen darin, dass der     Differentialschutz    im       Moment        des        Einschaltens    auf bestimmte Zeit  durch ein     Zeitrelais    unwirksam gemacht wird.

    Sie haben den     Nachteil,    dass während dieser       Zeitd.erDifferentia.lschutz    auch bei     einemauf=     tretenden Fehler im     geschützten    Objekt un  wirksam bleibt.     AnderebekannteEinrichtungen     sperren, im     allgemeinen    durch Vermittlung       eines        HilfssreIais,        den     dann,

    wenn ein im     Differentialstrom        auftretendes          Gle@icbstromglied    oder     gewiLse    höhere     Ha.rmo-          nisehe    einen     bestimmten    absoluten Wert       überschreiten.        Diese    Einrichtungen haben         alle    den Naschteil, dass sie unter     Umständen     bei einem im     Transformator    auftretenden  Fehler den     Differentialschutz    sperren,

   da  auch dann ein     Gleichstromglied    sowie höhere       Harmonische    auftreten können, wenn auch in  einem kleineren     Prozentsatz    bezogen auf die       Grundha.rmon        fische.        Insbesondere    bei schweren       Fehlern        sbesteht    also diese Gefahr der     unrich-          tigen    Sperrung.

   Bei ausschliesslicher Verwen  dung des     Gleichstromgliedes    bleibt ausserdem  die     Einrichtung    beim Einschalten     eines        Dreh-          stromtra:nsformators        unter        Umständen        un-          wirksam,    so dass dar     Relais        ioserwünscht    an  spricht.  



       Untersuchungen    zeigen, dass lediglich der       relative,    auf den gesamten     Differentialstrom     bezogene Anteil der     zweiten        Harmonischen     geeignet ist, um zwischen     Eznsehaltstrom        und.          Fehlerstrom    zu     unterscheiden.        Überschreitet     der     relative    Anteil der     zweiten        Harmonischen          einen    gewissen Prozentsatz,     beispielsweise     30<B>IM,

  </B>     so    handelt     es    sich um einen     Einschalt-          stromstoss,    wobei     dass        Relais    am     Ansprechen     verhindert werden soll:; 'bleibt er dagegen klei  ner als der betreffende     Wert,    so handelt es  sich um einen Fehler im geschützten Objekt,  in welchem Fall das Relais normal funktionie  ren soll.  



  Darauf beruht das     nachfolgend    beschrie  bene     einschaltstromstosssichere        D:ifferential@          Stromrelais    zum     Schutze    induktiver     Stromver-          brau    eher.     Dieses    zeichnet sich     erfinduna    :

  ge-           inäss        dadurch        aus,    dass ein. mit einem Aus  löseanker     mechanisch        gekuppelter    Halteanker  so erregt wird, dass das Relais nur anspre  chen kann, wenn die im     Differentialstrom    ent  haltene zweite     Oberwelle    einen gewissen pro  zentualen Anteil des     gesamten    Differential  stromes nicht überschreitet.  



  In der Zeichnung     ist        Idas        Sch,altungs-          schenia    eines     Ausführungsbeispiels    der Vor  richtung     dargestellt.     



  Das Relais     bedarf    zweier     miteinander     mechanisch     gekuppelter    Magnetsysteme. Im  Magnetsystem 1     (Ansprechanker)    entsteht  eine Kraft, die eine     Funktion    des     Gesamt-          differentialstromes        iD    ist.

   Das Magnetsystem 2       (Halteanker)    wird durch einen Strom     iII    er  regt, welcher der zweiten Harmonischen des       Differentialstromes        proportional        ist.    Die  Kraft, die in diesem System entsteht, ist.     eine     Funktion dieser zweiten Harmonischen     und          wirkt        der        im        System    1  Kraft ent  gegen.

   Der Strom     iII,    im Kreis des     Magnet-          systems    2, wird     hervorgerufen        durch        eine    auf  der     Sekundärseite    des Transformators 3 in  dozierte Spannung.

   Durch die     Indnktivitä-          ten    2, 4 Lind 5 und die     Kapazität    6 wird der  genannte     Kreis    zu einem auf die     zweite    Har  monische der     Netzfrequenz    abgestimmten       Schwingkreis,    in dem Sinne,     dass    derselbe  für diese Frequenz sehr gut, für alle andern  Frequenzen,     insbesondere    die Netzfrequenz,  sehr schlecht     durchlässig    ist.

       Ebenso    wird     auf          diesen    Kreis das     Gleichst.romgl@ied    des Diffe  rentialstromes, infolge     des        Transformators    3,  nicht übertragen.

   Die     Abstimmung        des     Kreises wird nur so     scharf    gemacht,     da.ss    auch  bei den betriebsmässig möglichen     Abweichun-          gen    .der     Netzfrequenz    vom Sollwert noch ein  einwandfreies     :Funktionieren        gewährleistet        ist.     



       i    Der     Transformator    und die     Drosselepulen     sind so     ausgelegt,    dass ihre     Konstanten    auch  bei den     grössten    möglichen Strömen, z. B.  durch     Sättiging,    keine     Änderungen    erfahren.  



  Die beiden     Magnetsysteme    sind nun so  >     dimensioniert,    dass beim     Auftreten    eines Dif  ferentialstromes     iD    die Haltekraft des Systems    2 so lange die     t1nzugskraft    dies     Systenns    1  übersteigt,     als,    die im Differentialstrom ent  haltene     zweite        Oberwelle    grösser     ist    als ein       gewisser    Prozentsatz des gesamten     Differen-          tialstromes.    Ist der Anteil der zweiten Harmo  nischen kleiner     als,

      der genannte Wert, so       überwiegt        die        Anzugskraft        des        Magnetsvstenis     1, und das Relais spricht an.  



  Ein derartig gegen     unerwünschtes    An  sprechen beim Einschalten geschütztes Relais  besitzt den Vorteil, auch bei grössten Differen  tialströmen, das heisst schweren Fehlern im     zo          schützenden        Objekt.,        rieht.ig        anzusprechen.    Die  Einrichtung     ist    beim Einschalten auch dann  wirksam, wenn kein     Clieichstromglied    auftritt,  wie dies bei     Drehstromtransformatoiren    der  Fall. sein kann.

       Zudem    besitzt diese Einrich  tung, ausserdem ohnehin notwendigen Relais  kontakt, keine weiteren dem     Verschleiss    unter  worfenen Teile.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Differentialstromrel@ais zum Schutze induk tiver Stromverbraucher, insbesondere Trans formatoren, das gesichert ist gegen uner- wünschtes Ansprechen beim Einschalten des geschützten Objektes, dadurch gekennzeich net, dass ein mit einem Ausläseanker mecha- nisch gekuppelter Halteanker so erregt wird, da.ss das Relais nur ansprechen kann,

   wenn die im Differentialsteoni enthaltene zweite Oberwelle einen gewissen prozentualen Anteil des gesamten Differentialstromes nicht über schreitet. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> 1. Differentiailstromrelais nach Pat.entan- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromkreis der Haltespule aiisgebil.det ist als Schwingkreis,

   bestehend aus einer Induktivi- tät in Serie mit einem Parallelresonanzkreis. 2. Differentialstronlrelais nach Unteran- spiaich 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromkreis der Haltespule mit dem Differen- tialstromkreis durch einen Transformator gekoppelt. ist.