Schutzrelais mit Wandlerstrombetätigung Es ist bekannt, die Hilfskreise von Schutz relais, z. B. V-'berstromriehtungsrelais, Distanz relais und dergleichen, aus den Stromwand lern zu speisen, um besonders Gleichstrom- kreise zu vermeiden.
Man verwendet in diesem Fall Zwisehenstromwandler, meist Sättigungs- waiidler,die dem Sekundärkreis einzelner oder sümtlieher Hauptstromwandler angeordnet sind. Iss kann auch ein für mehrere oder alle Phasenleiter gemeinsamer Zwischenwandler #@erebenenfalls\ mit mehreren oder angezapf- Ii@n I'i,imärwieklun"en vorgesehen werden.
Ein erheblicher Nachteil aller dieser An- ordnungen ist der hohe VA-Verbrauch, da die Zwischenwandler mit offener Sekundärwiek- lnng arbeiten, die erst im Fehlerfalle auf die etitspreehenden Hilfskreise geschaltet wird.
l)ie Zwischenwandler gehen also mit ihrem recht beträehtliehen Leerlauf-V A-Verbraueli iii die Belastung der IIauptstromwandler ein und vergrössern deren l,lessfehler. Es müssen also teuerere Hauptstromwandler mit erhöh- t!,i- Leistun, eingebaut werden,
insbesondere wenn man gleichzeitig mit dem Schutzrelais noch 3Iessüistrumente oder Zähler anschliessen will.
Im L berstrombereieli dagegen stört der hohe Verbrauch weniger, da die Impedanz der Sättigungswandler mit. steigendem Strom bekanntlich entsprechend der Permeabilitäts- kurve des verwendeten Isernbleelies erheblich absinkt.
Anderseits steigt die Impedanz bei Strömen unterhalb des Nennwertes aus dem gleichen Grunde noch merklich an, so dass die üblicherweise auf den Nennstrom bezogene Angabe des VA-Verbrauches keinen verläss- liehen Massstab für die tatsächliche Belastung der Stromwandler im Betriebsstrombereich darstellt.
Man hat deshalb bereits vorgeschlagen, die Anregeglieder solcher Schutzrelais mit Ruhe kontakten auszurüsten, die die Sekundärwick lung der Zwischenwandler normalerweise kurzschliessen, so dass dann nur deren sehr viel kleinere Kurzsclilussimpedanz zu berücksich tigen ist. Diese Anordnungen haben aber den Nachteil, dass die Ruhekontakte der Anrege relais sehr fein und empfindlich sind. Sie können also schon bei geringen Verschmutzun gen oder Oxdbildungen bzw. bei Vibrationen oder Erschütterungen zu unerwünschten An regungen oder sogar Fehlauslösungen führen.
Es wird deshalb erfindungsgemäss vorge schlagen, je mit Anregegliedern versehene Phase einen Zwischenwandler vorzusehen, der zur Speisung eines einzigen, durch einen Arbeitskontakt des zugeordneten Anregeglie- des eingeschalteten Hilfsrelais dient, und dass ein oder mehrere zur Speisung weiterer Hilfs kreise dienende Zwischenwandler angeordnet sind, der bzw. die normalerweise durch Ruhe kontakte der von den Anregegliedern betätig ten Hilfsrelais kurzgeschlossen ist bzw. sind.
Man erreicht hierdurch eine beträchtliche Herabsetzung des Gesamt-VA-Verbrauches, da je Phase höchstens ein sehr kleiner, sekundär offener Wandler vorhanden sein muss, der nur für die geringe Leistung eines einzigen Hilfs relais bemessen zu werden braucht. Alle an dern Verbraucher sind dann zweckmässig an normalerweise sekundär kurzgeschlossene Zwi- schenwandler. angeschlossen, die nur mit einer sehr geringen Kurzschlussimpedanz in die be triebsmässige Bürde der Hauptstromwandler eingehen.
Fig.1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei Anwendung für ein Distanzrelais mit Anregegliedern -1r und A, in den Leitern R und T. Es sind 'in den gleichen Leitern zwei kleine Zwischenwandler ZE'r und ZTIrt vorgesehen, die über die Ar beitskontakte ar und a., der genannten Anrege glieder je ein Hilfsrelais H, und H, betätigen.
Weiterhin ist ein Zwischenwandler ZW mit zwei in Differenz geschalteten Primär wicklungen vorgesehen, dessen Sekundärwiek- lung normalerweise von den in Reihe liegen den Ruhekontakten h., und h.t der genannten Hilfsrelais kurzgeschlossen ist, und im An regefall, also nach Öffnen eines oder beider Ruhekontakte, die gesamten übrigen Hilfs kreise des Relais und eventuell auch noch den Schalterauslöser selbst speist.
Im Ausfüh rungsbeispiel nach Fig.1 ist ein Zeitrelais T Norgesehen sowie ein Hilfsrelais H" für die Auslösung, das in an sich bekannter Weise über den Kontakt q eines Richtungsrelais und den Kontakt z eines Impedanzrelais einge schaltet wird. Die Hilfsrelais H, und Ht kön nen im übrigen gleichzeitig noch weitere Kon takte besitzen, die zum Beispiel in bekannter Weise die Messgrössen für das nicht darge stellte Impedanz- und Richtungsglied auswäh len.
Im übrigen zeigt das Ausführungsbeispiel noch vier Bürden B, die etwaige weitere Re 9 laisglieder in den einzelnen Phasenleitern und im Nulleiter darstellen.
Der Vorteil der beschriebenen Anordnung ist der, dass die beiden notwendigerweise se kundär offenen Zwischenwandler ZWr und s ZWt nur für die kleine Leistung eines ein zigen Zwischenrelais bemessen zu werden brauchen und deshalb einen entsprechend ge ringen Leerlauf-VA-Verbrauch besitzen, wäh- rend sämtliche übrigen IIilfsstromverbraucher des Relais und eventuell auch der Auslöser selbst an dem grösseren Zwisehenwandler ZW liegen,
der aber normalerweise kurzgeschlos sen ist und dessen Eigenverbrauch daher prak tisch vernachlässigt werden kann. Welche Er sparnisse im Gesamt-VA-Verbraueh je Phase des Strompfades sieh mit der beschriebenen Anordnung erzielen lassen, erkennt. man, wenn man bedenkt, dass der Leerlaufverbrauch eines Sättigungswandlers etwa 21,9'- bis 3mal so gross ist wie die von ihm gelieferte Sekundärlei stung, die im Falle der vorliegenden Schal tung nur für ein einziges Hilfsrelais auszu reichen braucht,
während hierfür sonst der gesamte Leistungsv erbraueh der Hilfskreise einzusetzen wäre.
Natürlich lässt sieh die Anordnung je nach Bedarf noch in mancherlei anderer Weise durchführen. In der gezeigten Schaltung nach Fig.1. kann man zum Beispiel auch die Hilfs relais H, und H, mit Umsehaltkontakten ge- rnäss Fig. \' ausführen, und es kann noch ein Kontaktsehutzwiderstand W vorgesehen sein, der den zu öffnenden Sekundärstrom des Zwi- sehenwandlers ZW begrenzt.
Die Kontakte hl. und h., können ausserdem. auch zur Erleicli- terung der Schaltarbeit mit unterbreehungs- loser Umsehaltung ausgeführt werden. Ferner ist es durchaus nicht. nötig, zwei getrennte Zwischenwandler ZWr und ZWt vorzusehen; sie können vielmehr auch ähnlich wie ZW zu einem einzigen Wandler zusammengezogen werden (Fig.4).
Anderseits kann man bei Bedarf den ge meinsamen Zwischemvandler ZW in zwei ein zelne MTandler auf die Phasen R und T auf teilen (Fig.3 und 4).
Dabei lä.sst sich die An ordnung in an sieh bekannter Weise auch noeh so treffen, dass bei Anregung in beiden Phasen R und T die Gesamtleistung vom Wandler einer der beiden Phasen allein über nommen. wird (Fig.4). Die Wirkungsweise der Ausführungsbeispiele nach Fig.3 und 4 bedarf nach dem Vorhergesagten keiner wei teren Besehreibung.
Wesentlieh für die vorliegende Erfindung ist eben nur, dass je mit Anregeglied ausge- rüsteter Phase ein kleiner Zwischenwandler vorgesehen ist, der normalerweise mit offenem Sekundärkreis betrieben wird und eine je nach den Bedingtheiten des betreffenden Schutzrelais sehr geringe Anzahl von Hilfs- rel:
ais - vorzugsweise nur ein einziges - be tätigt, während alle andern Hilfsstromver- braucher an einen andern gemeinsamen Zwi- schenwandler je Phase oder je Drehstrom- svstem angeschlossen sind, dessen Sekundär seite normalerweise kurzgeschlossen ist,
Protection relay with converter current actuation It is known that the auxiliary circuits of protection relays such. B. V-'berstromrichtungsrelais, distance relays and the like, learn to feed from the power converter in order to avoid direct current circuits in particular.
In this case, intermediate current transformers are used, mostly saturation current transformers, which are arranged in the secondary circuit of individual or total main current transformers. An intermediate transformer common to several or all phase conductors can also be provided, if necessary, with several or tapped Ii @ n I'i, in general.
A considerable disadvantage of all these arrangements is the high VA consumption, since the intermediate converters work with an open secondary oscillation, which is only switched to the corresponding auxiliary circuits in the event of a fault.
l) The intermediate transformers therefore take on the load on the main current transformers with their quite considerable no-load V A consumption and increase their l, less errors. More expensive main current transformers with increased t!, I-power must be installed,
especially if you want to connect 3 measuring instruments or meters at the same time as the protective relay.
In the L berstrombereieli, however, the high consumption bothers less, since the impedance of the saturation converter with. As is known, as the current increases, the permeability curve of the Isernbleelies used drops considerably.
On the other hand, the impedance rises noticeably for currents below the nominal value for the same reason, so that the specification of the VA consumption usually related to the nominal current does not represent a reliable benchmark for the actual load on the current transformers in the operating current range.
It has therefore already been proposed to equip the excitation members of such protective relays with normally closed contacts that normally short-circuit the secondary winding of the intermediate transformer, so that only their much smaller Kurzsclilussimpedanz has to be taken into account. However, these arrangements have the disadvantage that the normally closed contacts of the excitation relays are very fine and sensitive. They can therefore lead to undesirable excitations or even false triggers even with low levels of soiling or oxide formation or with vibrations or shocks.
It is therefore proposed according to the invention to provide an intermediate transformer for each phase provided with excitation elements, which serves to feed a single auxiliary relay switched on by a normally open contact of the associated excitation element, and that one or more intermediate converters are arranged which are used to supply additional auxiliary circuits or the normally closed contacts of the auxiliary relay actuated by the exciter is or are short-circuited.
This results in a considerable reduction in the total VA consumption, since at most one very small, secondary open converter must be present per phase, which only needs to be rated for the low power of a single auxiliary relay. All other consumers are then expediently connected to the normally secondary short-circuited intermediate converters. connected, which only enter into the operational burden of the main current transformer with a very low short-circuit impedance.
1 shows an embodiment of the present invention when used for a distance relay with excitation elements -1r and A, in the conductors R and T. Two small intermediate converters ZE'r and ZTIrt are provided in the same conductors, which work contacts via the Ar ar and a., of the mentioned pickup elements, operate an auxiliary relay H and H.
Furthermore, an intermediate transformer ZW is provided with two differentially connected primary windings, the secondary wave of which is normally short-circuited by the normally closed contacts h. And ht of the mentioned auxiliary relays, and when activated, i.e. after one or both normally closed contacts have opened, feeds all of the other auxiliary circuits of the relay and possibly also the switch release itself.
In the Ausfüh approximately example according to Fig.1 a timing relay T is not seen and an auxiliary relay H "for triggering, which is turned on in a known manner via the contact q of a direction relay and the contact z of an impedance relay. The auxiliary relays H, and Ht can NEN also have other contacts at the same time, for example, in a known manner, the measured variables for the impedance and direction element, not shown, select.
The embodiment also shows four burdens B, which represent any further Re 9 relay links in the individual phase conductors and in the neutral conductor.
The advantage of the described arrangement is that the two necessarily secondarily open intermediate converters ZWr and s ZWt only need to be dimensioned for the small power of a single intermediate relay and therefore have a correspondingly low no-load VA consumption during all the other auxiliary power consumers of the relay and possibly also the release itself are connected to the larger intermediate converter ZW,
which is normally short-circuited and its own consumption can therefore be practically neglected. Which he savings in the total VA consumption per phase of the current path can be achieved with the described arrangement, recognizes. If you consider that the no-load consumption of a saturation converter is about 21.9 'to 3 times as large as the secondary power it delivers, which in the case of the present circuit only needs to be sufficient for a single auxiliary relay,
whereas otherwise the entire power consumption of the auxiliary groups would have to be used.
Of course, the arrangement can be carried out in many other ways as required. In the circuit shown in FIG. For example, the auxiliary relays H, and H, can also be designed with changeover contacts according to Fig. \ ', and a contact protection resistor W can also be provided, which limits the secondary current to be opened by the intermediate converter ZW.
Contacts St. and h., can also. can also be carried out with uninterrupted changeover to facilitate the switching work. Furthermore, it is by no means. necessary to provide two separate intermediate transformers ZWr and ZWt; Rather, they can also be pulled together to form a single converter similar to ZW (FIG. 4).
On the other hand, if necessary, the common intermediate converter ZW can be divided into two individual M converter for phases R and T (FIGS. 3 and 4).
The arrangement can also be made in a manner known per se in such a way that, when excited in both phases R and T, the total power of the converter takes over one of the two phases alone. becomes (Fig.4). The mode of operation of the exemplary embodiments according to FIGS. 3 and 4 does not require any further description after the foregoing.
It is only essential for the present invention that a small intermediate transformer is provided for each phase equipped with an exciter, which is normally operated with an open secondary circuit and a very small number of auxiliary relays depending on the conditions of the protective relay in question:
ais - preferably only one - activated while all other auxiliary power consumers are connected to a different common intermediate transformer per phase or per three-phase system, the secondary side of which is normally short-circuited,