CH319389A - Protection relay with converter current actuation - Google Patents

Protection relay with converter current actuation

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CH319389A
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CH
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contacts
auxiliary
converter
relay
relays
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German (de)
Inventor
Gutmann Heinz
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Licentia Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0038Details of emergency protective circuit arrangements concerning the connection of the detecting means, e.g. for reducing their number
    • H02H1/0046Commutating the detecting means in dependance of the fault, e.g. for reducing their number

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  • Protection Of Transformers (AREA)

Description

  

  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,

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Schutzrelais mit Wandlerstrombetätigung, dadurch gekennzeichnet, dass je mit Anrege gliedern (Ar, At) versehene Phase ein Zwi- sehenwandler (ZWr, ZWt) vorgesehen ist, der zur Speisung eines einzigen, durch einen Ar beitskontakt (ar, at) des zugeordneten Anrege gliedes eingeschalteten Hilfsrelais (Hr, Ht) PATENT CLAIM Protective relay with converter current actuation, characterized in that an intermediate converter (ZWr, ZWt) is provided for each phase provided with excitation elements (Ar, At), which is used to feed a single working contact (ar, at) of the associated excitation connected auxiliary relay (Hr, Ht) dient und dass ein oder mehrere zur Speisung weiterer Hilfskreise dienende Zwischenwand- ler (ZW in Fig.1 und 2, ZW'r, ZW't in Fig. 3 und 4) angeordnet sind, der bzw. die nor malerweise durch Ruhekontakte (hr, ht) der von den Anregegliedern betätigten Hilfsrelais (H, HJ kurzgeschlossen ist bzw. sind. UNTERANSPRÜCHE 1. and that one or more intermediate transformers (ZW in FIGS. 1 and 2, ZW'r, ZW't in FIGS. 3 and 4) serving to supply additional auxiliary circuits are arranged, which is or are normally provided by normally closed contacts (hr , ht) the auxiliary relays (H, HJ) activated by the starting elements are short-circuited. SUBClaims 1. Schutzrelais nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Kontakte der Hilfsrelais (I-I" Ht) als Umschaltkontakte aus gebildet sind, über deren in Reihe geschaltete Ruhekontakte die Sekundärwicklung des Zwi- schenwandlers (ZW in Fig. 2) kurzgeschlossen ist, und die mit ihrem Arbeitskontakt die Hilfskreise an die Sekundärwicklung des Zwi- schenwandlers anschalten. 2. Schutzrelais nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Kontakte der Hilfsrelais als Umschaltkontakte mit unter brechungsloser Umschaltung ausgebildet sind. 3. Protection relay according to patent claim, characterized in that the contacts of the auxiliary relays (II "Ht) are formed as changeover contacts, the secondary winding of the intermediate converter (ZW in Fig. 2) is short-circuited via their series-connected break contacts, and with their Make contact connect the auxiliary circuits to the secondary winding of the intermediate converter 2. Protective relay according to patent claim, characterized in that the contacts of the auxiliary relays are designed as changeover contacts with uninterrupted changeover. Schutzrelais nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in Reihe mit den Ruhekontakten der Hilfsrelais ein Kontakt schutzwiderstand (W) liegt. 4. Schutzrelais nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von je einem Zwischenwandler (ZW'r, ZW't in Fig.4) in zwei Phasen die Kontakte des Hilfsrelais (H=, Ht) so geschaltet sind, dass bei Anregung in beiden Phasen die Gesamt leistung vom Zwischenwandler einer der bei den Phasen allein übernommen wird. Protective relay according to patent claim, characterized in that a contact protective resistor (W) is connected in series with the normally closed contacts of the auxiliary relays. 4. Protection relay according to claim, characterized in that when using an intermediate converter (ZW'r, ZW't in Fig.4) in two phases, the contacts of the auxiliary relay (H =, Ht) are switched so that when excited in both phases the total output from the intermediate transformer, which is taken over alone in the phases.
CH319389D 1953-01-02 1953-12-30 Protection relay with converter current actuation CH319389A (en)

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