DE1004281B

DE1004281B - Fault indicator for three-phase current meter

Info

Publication number: DE1004281B
Application number: DEL17777A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Helmu Grosse-Brauckmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1954-01-25
Filing date: 1954-01-25
Publication date: 1957-03-14

Description

Störungsmelder für Drehstromzähler Wenn bei einem Drehstromzähler eine der Spannungsspulen unterbrochen wird, läuft der Zähler weiter und zeigt mit starkem negativem Fehler an, ohne daß dieser Fehler von außen erkannt werden kann. Daher sind Störungsmelder erforderlich, welche eine etwaige Unterbrechung einer Spannungsspule selbsttätig zur Anzeige bringen.Fault indicator for three-phase energy meter If with a three-phase energy meter one of the voltage coils is interrupted, the counter continues and shows severe negative error, without this error can be recognized from the outside. Fault indicators are therefore required, which can detect any interruption of a Display the voltage coil automatically.

Die Verwendung von Störungsmeldern für Drehstrom-Vierleiterzähler ist bekannt. Dieses sind kleine einfache Strommesser oder Anzeigerelais, welche in die Verbindungsleitung zwischen dem Sternpunkt der drei Spannungsspulen und dem Nulleiter gelegt werden. Solange alle drei Phasenströme vorhanden sind, ist der Summenstrom Null. Bei Unterbrechung einer Spule dagegen wird der Störungsmelder von einem Strom durchflossen, der gleich dem Strom einer Spannungsspule ist. Diese Störungsmelder für Vierleiterzähler arbeiten einwandfrei, wenn sie genügend niederohmig sind. The use of fault indicators for three-phase four-wire meters is known. These are small simple ammeters or indicator relays, which into the connection line between the star point of the three voltage coils and the Neutral conductor. As long as all three phase currents are present, the is Total current zero. If a coil is interrupted, however, the malfunction indicator is activated traversed by a current that is equal to the current of a voltage coil. These Fault indicators for four-wire meters work properly if they have a sufficiently low resistance are.

Bei Dreileiterzählern ist bekannt, zur Störungsmeldung ein Relais zu verwenden, das in die gemeinsame zur dritten Phase führende Rückleitung der an je einer der beiden anderen Phasen liegenden Spannungsspulen eingeschaltet ist; in dieser Rückleitung fließt sowohl bei gestörtem als auch bei ungestörtem Betrieb ein Strom, der aber in beiden Fällen verschieden groß ist. Das Relais soll auf diese Strom unterschiede ansprechen. Abgesehen davon, daß es schwierig ist, das Relais in seinem Ansprechwert so einzustellen, daß es in der gewünschten Weise arbeitet und nur bei einer Unterbrechung einer Spannungsspule, nicht aber bereits bei Spannungsschwankungen im Netz anspricht, beeinflußt das in der auch bei ordnungsgemäßem Betrieb stromführenden Rückleitung liegende Relais die Ströme über die Spannungsspulen und verursacht dadurch Spannungsfehler an den Spannungsspulen. With three-wire meters it is known to use a relay to report faults to use the return of the an into the common to the third phase one of the two other phases lying voltage coils is switched on; in this return line flows both during disturbed and undisturbed operation a current that is different in size in both cases. The relay is supposed to be on this Address current differences. Besides being difficult to get the relay set in its response value so that it works in the desired manner and only in the event of an interruption in a voltage coil, but not in the event of voltage fluctuations responds in the network, affects the current-carrying one even with proper operation Return line lying relay the currents through the voltage coils and caused thereby Voltage error on the voltage coils.

Die Erfindung, die sich auf eine Einrichtung zur Störungsmeldung bei Stromunterbrechungen in den Spannungsspulen von Drehstromzählern in Aronschaltung bezieht, verwendet zwar auch einen in der gemeinsamen Rückleitung der Spannungsspulen liegenden Störungsmelder, vermeidet aber die bei den bekannten Störungsmeldern für Dreileiterzähler auftretenden Nachteile. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß parallel zu einer Spannungsspule eine Impedanz angeordnet ist, die so bemessen ist, daß die Summe aus dem diese durchfließenden Strom und der beiden anderen durch die Spannungsspulen fließenden Ströme bei ungestörtem Betrieb Null ist, dagegen bei einer Störung einen von Null verschiedenen Wert annimmt und den Störungsmelder zum Ansprechen bringt. The invention, which relates to a device for fault reporting in the event of power interruptions in the voltage coils of three-phase meters in Aron circuit also uses one in the common return of the voltage coils lying fault indicator, but avoids the known fault indicators for Disadvantages occurring in three-wire meters. According to the invention this is achieved by that an impedance is arranged in parallel with a voltage coil, which is so dimensioned is that the sum of the current flowing through this and the other two through the currents flowing in the voltage coils is zero during normal operation, on the other hand assumes a value other than zero in the event of a fault and the fault indicator to respond.

Durch die Erfindung wird also erreicht, daß bei einer Einrichtung zur Störungsmeldung bei Dreileiterzählern in der gleichen vorteilhaften Weise wie bei der Störungsmeldung für Vierleiterzähler in der gemeinsamen den Störungsmelder enthaltenen Rückleitung nur bei gestörtem Betrieb ein Strom fließt. The invention thus achieves that at a facility for reporting faults with three-wire meters in the same advantageous way as with the fault message for four-wire meters in the common the fault indicator The return line contained therein only flows in the event of a faulty operation.

Die Parallelschaltung einer Impedanz zu einer im Stern geschalteten Spannungsspule ist bei Drehstromzählern mit Nulleiter bereits vorgeschlagen worden, jedoch nur zu dem Zweck, auch bei Unterbrechung aller drei Spannungsspulen, bei der normalerweise der im Nulleiter eingeschaltete Störungsmelder nicht ansprechen würde, eine Anzeige der vorhandenen Störung zu erhalten. Es handelt sich hier also um eine Maßnahme, die nur zusätzlich eingeführt wurde, um einen gewissen Mangel, der bei derartigen Drehstromzählern bislang bestand, auszugleichen, denn der Störungsmelder spricht ja bereits ohne die erwähnte Impedanz bei Fehlern in den Spannungsspulen an, wenn nicht gerade der Stromfluß durch alle drei Spannungsspulen gleichzeitig unterbunden ist. The parallel connection of an impedance to one connected in a star Voltage coil has already been proposed for three-phase meters with a neutral conductor, but only for the purpose, even if all three voltage coils are interrupted which normally do not respond to the fault indicator switched on in the neutral conductor would get an indication of the existing malfunction. So it is here a measure that was only introduced in addition to a certain deficiency, which existed so far with such three-phase meters, to compensate for, because the malfunction indicator speaks already without the impedance mentioned in the event of errors in the voltage coils on, if not the current flow through all three voltage coils at the same time is prevented.

Während also durch Einschaltung der Impedanz bei Drehstromzählern mit Nulleiter lediglich eine genauere Arbeitsweise erreicht wird, ist bei Drehstromzählern ohne Nulleiter, deren Spannungsspulen also in Aronschaltungen angeordnet sind, eine Störungsmeldung in gleicher Weise wie bei Vierleiterzählern überhaupt nicht möglich. Erst durch die Einschaltung der entsprechend bemessenen Impedanz parallel zu einer Spannungsspule wird der in der gemeinsamen Rückleitung der Spannungsspule liegende Störungsmelder befähigt, Störungen in den Spannungsspulen anzuzeigen. So while by switching on the impedance in three-phase meters A more precise mode of operation is only achieved with the neutral conductor, is with three-phase electricity meters without a neutral conductor, the voltage coils of which are thus arranged in Aron circuits, a Fault reporting in the same way as with four-wire meters is not possible at all. Only by switching on the correspondingly dimensioned impedance in parallel with one The voltage coil becomes the one in the common return line of the voltage coil Fault indicator enables faults in the voltage coils to be indicated.

Bei Benutzung eines Zählers, bei welchem bei falscher Phasenfolge ein Strom anderer Größe als bei richtiger Phasenfolge in die dritte Phase, an die beide Spannungsspulen angeschlossen sind, fließt, wird durch den Störungsmelder zugleich die falsche oder richtige Phasenfolge angezeigt. Die Einrichtung dient also auch als Drehfeldrichtungsanzeiger. Als Anzeigegerät für den Störungsmelder kann z. B. ein Anzeigerelais benutzt werden oder ein einfaches Dreheisengerät. Ein Summer oder ein Schwingankergerät sind geeignet, akustische und zugleich auch optische Signale zu geben. When using a counter, in which case the phase sequence is incorrect a current of a different magnitude than with the correct phase sequence in the third phase to which both Voltage coils are connected, flows is through the malfunction indicator at the same time the wrong or correct phase sequence is displayed. So the facility also serves as a rotating field direction indicator. As a display device for the malfunction indicator z. B. an indicator relay or a simple moving iron device can be used. A buzzer or A vibrating armature device are suitable, acoustic and at the same time optical signals admit.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung und stellt schematisch dargestellte Ausführungsbeispiele derselben dar. In Fig. 1 ist die schematische Anordnung eines bekannten Störmelders bei einem Vierleiterzähler gezeichnet; Fig. 2 zeigt die Anordnung nach der Erfindung für einen Dreileiterzähler; in Fig. 3 ist das Zeigerdiagramm für die Ströme und Spannungen der Einrichtung nach der Erfindung dargestellt; Fig. 4 zeigt die Ausführungsform eines Weiterbildungsgedankens der Erfindung. The drawing serves to explain the invention and represents schematically Illustrated embodiments thereof represent. In Fig. 1 is the schematic Arrangement of a known fault indicator drawn with a four-wire meter; Fig. 2 shows the arrangement according to the invention for a three-wire meter; in Fig. 3 is the vector diagram for the currents and voltages of the device according to the invention shown; FIG. 4 shows the embodiment of a further development concept of Invention.

Gemäß Fig. 1 sind im Zuge der drei Phasen drei Stromspulen 1, 2, 3 angeordnet. Von den Phasen sind weiterhin die Anschlüsse für drei Spannungsspulen 4, 5, 6 abgenommen. Die anderen Enden der Spannungsspulen werden zusammengeschlossen und über ein Meßgerät dem Nulleiter zugeführt. Bei nicht verzerrtem Spannungsdreieck des Systems ist die Summe der durch die Spannungsspulen fließenden Ströme Null, so daß das vor dem Anschluß der gemeinsamen Zuführung der Spannungsspulen zu dem Nulleiter angeordnete Gerät 7 einen Ausgleichsstrom infolge Ausfalles einer der Spannungsspulen anzeigt. Diese- Anordnung ist bekannt. According to FIG. 1, three current coils 1, 2, 3 arranged. Of the phases, there are also the connections for three voltage coils 4, 5, 6 removed. The other ends of the voltage coils are connected together and fed to the neutral conductor via a measuring device. If the voltage triangle is not distorted of the system, the sum of the currents flowing through the voltage coils is zero, so that before connecting the common supply of the voltage coils to the Neutral conductor arranged device 7 a compensating current due to failure of one of the Displays voltage coils. This arrangement is known.

Wenn ein Nulleiter nicht vorhanden ist, so erhält man bei dem üblichen Einsatz von zwei Spannungsspulen 8, 9, deren freie Enden an die dritte Phase z. B. die Phase so gelegt werden, keine Strombahn, in welcher die Summe der Dreiphasenströme gebildet wird, denn durch die Leitung 10 fließt zur Phase stets ein Ausgleichsstrom, dessen Größe von der Auslegung des Zählers usw. abhängt. If a neutral conductor is not available, one obtains with the usual one Use of two voltage coils 8, 9, the free ends of which to the third phase z. B. the phase can be placed in such a way, no current path in which the sum of the three-phase currents is formed, because an equalizing current always flows through the line 10 to the phase, the size of which depends on the design of the meter, etc.

Gemäß Fig. 2 wird parallel zur Spannungsspule 9 des T-Systems der Spannungs spulen eine Impedanz 11 gelegt, die so bemessen ist, daß der in ihr fließende Strom J11 die beiden anderen Ströme durch die Spannungsspulen 8, 9 zu Null ergänzt. Der gemeinsame Punkt der beiden Spannungsspulen und der Impedanz ist über den Störungsmelder 12 mit der Phase S verbunden. Sobald eine der Spannungsspulen unter brochen wird, ist, wie beim Vierleiterzähler, die Summe der Ströme durch die Spannungsspulen und die Impedanz nicht mehr gleich Null, und der Störungsmelder spricht an. According to Fig. 2 is parallel to the voltage coil 9 of the T-system Voltage coils put an impedance 11, which is dimensioned so that the flowing in it Current J11 supplements the other two currents through the voltage coils 8, 9 to zero. The common point of the two voltage coils and the impedance is via the malfunction indicator 12 connected to phase S. As soon as one of the voltage coils is interrupted, is, as with the four-wire meter, the sum of the currents through the voltage coils and the impedance is no longer zero and the fault indicator responds.

Das Diagramm in der Fig. 3 zeigt, wie die Impedanz 11 bemessen sein muß. In diesem Diagramm ist das Spannungsdreieck R S T zunächst dargestellt. The diagram in FIG. 3 shows how the impedance 11 should be dimensioned got to. In this diagram, the voltage triangle R S T is initially shown.

Weiterhin sind in dem Diagramm die von den beiden Spannungsspulen 8, 9 aufgenommenen Ströme JB und JT gezeichnet, die gegen ihre Spannungen auf Grund der Spuleninduktivitäten eine Nacheilung von etwa 700 haben. Der durch die Impedanz 11 aufzubringende Strom Jlt muß eine entgegengesetzte Richtung wie der Summenstrom JR + JT haben. Es ergibt sich damit, daß J,, um etwa 800 gegenüber UST nacheilen muß. 11 muß daher eine stark verlustbehaftete Kapazität sein.Also in the diagram are those of the two voltage coils 8, 9 recorded currents JB and JT drawn against their voltages due of the coil inductances have a lag of about 700. The one through the impedance The current to be applied Jlt must have a direction opposite to that of the total current Have JR + JT. The result is that J ,, lag behind UST by about 800 got to. 11 must therefore be a heavily lossy capacitance.

Solange das Spannungsdreieck R S T symmetrisch ist, spielt es keine Rolle, wie hochohmig der Stö- rungsmelder 12 ist, denn es fließt über ihn kein Strom, der einen schädlichen Spannungsabfall erzeugt. Wenn das Spannungsdreieck R S T jedoch verzerrt ist, ruft der im Störungsmelder 12 fließende Strom einen Spannungsabfall hervor, um den sich die Spannung an der Spannungsspule vermindert. As long as the voltage triangle R S T is symmetrical, it doesn't play any Role how high-resistance the interference alarm indicator 12 is because there is no current flowing through it, which creates a harmful voltage drop. However, if the voltage triangle R S T is distorted, the current flowing in the malfunction indicator 12 causes a voltage drop by which the voltage on the voltage coil is reduced.

Die Folge können Amplituden- und Phasenänderungen sein. Die Impedanz des Störungsmelders 12 muß daher so klein sein, daß diese Spannungsabfälle bei den praktisch vorkommenden Spannungsunsymmetrien vernachlässigbar klein sind.The consequence can be changes in amplitude and phase. The impedance the malfunction indicator 12 must therefore be so small that this voltage drop in the practically occurring voltage asymmetries are negligibly small.

Fig. 4 zeigt in Weiterbildung des Erfindungsgedankens ein Ausführungsbeispiel für ein Gerät, welches im Störungsfall ein optisches und akustisches Signal gibt. Ein lamellierter U-förmiger Eisenkern 13 wird durch die Wicklung 14 erregt, die an die Stelle des Meßgeräts 12 tritt. Ein Schwinganker 15 ist über dem Eisenkern 13 auf einer Seite fest eingespannt und trägt auf der anderen Seite ein als Anker dienendes Eisenplättchen 16. Die Feder 15 wird auf beispielsweise 100 dz abgestimmt; zu diesem Zweck kann ihre Länge durch Verschieben an der Einspannstelle verändert werden. Die Abstimmung auf eine Resonanz kann auch durch Verlegung des Massenschwerpunktes des Schwingankers beispielsweise durch Verschieben eines aufgesetzten Gewichtes erreicht werden. 4 shows an exemplary embodiment in a further development of the concept of the invention for a device that gives an optical and acoustic signal in the event of a malfunction. A laminated U-shaped iron core 13 is excited by the winding 14, the takes the place of the measuring device 12. A swing armature 15 is above the iron core 13 firmly clamped on one side and as an anchor on the other side serving iron plate 16. The spring 15 is tuned to, for example, 100 dz; for this purpose its length can be changed by moving it at the clamping point will. The adjustment to a resonance can also be done by relocating the center of gravity the oscillating armature, for example, by moving an attached weight can be achieved.

Wird die Wicklung 1,4 von einem Wechselstrom durchflossen, so gerät der Anker 15 in von außen sichtbare Schwingungen. Dabei schlägt er auf den Kern oder eine sonstige Fläche auf und gibt ein hörbares Geräusch. Beispielsweise kann an dem Anker 15 oder dem Plättchen 16 ein Klöppel angebracht werden, der bei den Schwingungen des Ankers an eine Glocke schlägt. If an alternating current flows through the winding 1.4, then the device becomes the armature 15 in vibrations visible from the outside. In doing so, he hits the core or any other surface and emits an audible noise. For example, can on the anchor 15 or the plate 16, a clapper are attached to the Vibrations of the anchor strikes a bell.

PATENTA NSPROCHE 1. Einrichtung zur Störungsmeldung bei Stromunterbrechungen in den Spannungs spulen von Drehstromzählern in Aronschaltung, bei welcher ein Störungsmelder in der gemeinsamen Rückleitung der Spannungsspulen liegt, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einer Spannungsspule (9) eine Impedanz (11) angeordnet ist, die so bemessen ist, daß die Summe aus dem diese durchfließenden Strom (1in) und der beiden anderen durch die Spannungsspulen (8, 9) fließenden Ströme bei ungestörtem Betrieb Null ist, dagegen bei einer Störung einen von Null verschiedenen Wert annimmt und den Störungsmelder zum Ansprechen bringt. PATENTA NSPROCHE 1. Device for reporting faults in the event of power interruptions in the voltage coils of three-phase meters in Aron circuit, in which a malfunction indicator is in the common return line of the voltage coils, characterized in that that in parallel with a voltage coil (9) an impedance (11) is arranged which is dimensioned so that the sum of the current flowing through it (1in) and the the other two currents flowing through the voltage coils (8, 9) in the case of undisturbed Operation is zero, but assumes a value other than zero in the event of a fault and makes the malfunction indicator respond.

Claims

2. Device according to claim 1, characterized in that the impedance (11) is a heavily lossy capacitance.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that into the connection line between the free ends of the two voltage coils (8, 9) and the free end of the impedance (11) on the one hand and the third phase (S) on the other hand a fault indicator (12) is switched on.

4. Device according to claim 3, characterized in that as a fault indicator an indicator relay is provided.

5. Device according to claim 3, characterized in that as a fault indicator a moving iron device is provided.

6. Device according to claim 3, characterized in that as a fault indicator a buzzer is provided.

7. Device according to claim 6, characterized in that the buzzer is a vibrating armature device, the armature (15) of which is clamped by displacement Is designed to be variable in length and so tunable to certain numbers of vibrations is.

8. Device according to claim 7, characterized in that the center of mass of the oscillating armature (15), for example by means of a displaceably arranged weight is relocatable.

9. Device according to claim 7, characterized in that the armature (15) in the case of vibrations directly or indirectly, for example via a clapper on the core (13) of the relay or some other surface, for example on a bell beats.

Considered publications: German Patent Specifications No. 703 235, 530230, 398 983, 276 035; F. Wallmüller, »The Electricity Meter in Theory und Praxis ”, 1935, Verlag Norden G. m. b. H., Berlin, p. 1191, fig. 1465.