DE1054152B - Einrichtung zum Erfassen einer unsymmetrischen Belastung von ueber regelbare Netztransformatoren gespeisten Kondensatorgruppen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1 054152

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
DND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:

kl 21c 68/50

INTERNAT. KL. H 02 «ι 6. J U LI 19 5 7

2. APRIL 1959 22. SEPTEMBER 1960

STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT

1 054 152 (S 54182 VIII b / 21 c)

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Erfassen einer unsymmetrischen Belastung von über regelbare Netztransformatoren gespeisten, aus einer Anzahl von Teilkondensatoren bestehenden, für jede Phase gleich großen spannungsgeregelten Kondensatorgruppen, unter Verwendung polarisierter Gleichstromrelais in Brückenschaltung mit Gleichrichtern, die über Wandler einerseits im sperrenden Sinne vom Mittelwert der Phasenströme bzw. -spannungen und andererseits im auslösenden Sinne vom Unsymmetriestrom bzw. -spannung gespeist sind. Sie dient zur Abgabe einer Meldung oder Abschaltung der Kondensatoren bei Auftreten einer Unsymmetrie. Es ist bekannt, bei unmittelbar vom λ^τεΐζ gespeisten Verbrauchergruppen, die aus mehreren Bauelementen bestehen, diese durch Vergleichsschutzsysteme auf ihre Symmetrie zu überwachen, und bei Ausfall eines Teilverbrauchers infolge der dadurch hervorgerufenen Unsymmetrie ein Schutzrelais zu betätigen, das seinerseits eine entsprechende Meldung veranlaßt oder eine Abschaltung der Verbraucher erzwingt. Hierbei ist eine konstante Spannung am Verbraucher notwendig, da der Absolutwert des Unsymmetriestromes erfaßt wird und der durch die Unsymmetrie hervorgerufene Strom bzw. Spannung proportional der Spannung am Verbraucher ist, so daß eine derartige Schutzeinrichtung ihre Aufgabe nicht mehr mit Sicherheit erfüllen kann, wenn sich die Verbraucherspannung in weiten Grenzen ände'rt. Es ist ferner bekannt, zur Kompensation der Veränderung von Fehlerströmen sögenannte Prozentrelais zu verwenden.

Die Einrichtung nach der Erfindung unterscheidet sich vom Bekannten dadurch, daß zur selektiven Erfassung der gestörten Kondensatorgruppe ein Zwischenwandler primärseitig- von den einzelnen Kondensatorgruppen vorgeschalteten Stromwandlern gespeist wird und zwei Sekundärwicklungen hintereinandergeschaltete und parallel zu den Gleichrichtern liegende, getrennt ansprechbare Differentialrelais enthält, die über ein Potentiometer im sperrenden Sinne vom Strom zweier an die andere Sekundärwicklung der Zwischenwandler angeschlossene Gleichrichter beeinflußt wird.

Über regelbare Netztransformatoren gespeiste Kondensatorgruppen der eingangs erwähnten Art sind besonders anfällig gegen innere Fehler, weil sie. mit höherer als der Nennspannung während langer Zeiträume betrieben werden. Man nutzt die thermische Überlastungsfähigkeit der Kondensatoren aus und kann sie somit unterdimensionieren, wobei die erzielbare Ersparnis die Kosten des notwendigen regelbaren Transformators weit überwiegt. Wegen der vorgenommenen Überlastung sind jedoch schon kleine Störungen, d. h. das Durchschlagen eines Teilkondensators, außerordentlich gefährlich, da bei Fortführung Einrichtung zum Erfassen

einer unsymmetrischen Belastung

von über regelbare Netztransformatoren gespeisten Kondensatorgruppen

Patentiert für:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen

Dipl.-Ing. Heinz Fälker, Nürnberg,

und Dipl.-Ing. Manfred Schraudolph, Erlangen, sind als Erfinder genannt worden

des Betriebes die übrigen Teilkondensatoren noch mehr überlastet werden und weitere Ausfälle sozusagen lawinenartig anwachsen können. Es ist deshalb notwendig, schon den Ausfall des kleinsten Teilkondensators mit Sicherheit erfassen zu können und darüber hinaus sofort feststellen zu können, welche Phase betroffen ist.

Dies gelingt schnell und sicher mit der Einrichtung nach der Erfindung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. . ■ . .

Bei der Einrichtung nach Fig. 1 kann unter Verwendung von einer der Phasenzahl entsprechenden Anzahl von Differentialrelais außer der Anzeige des Auftretens eines unsymmetrischen Betriebes auch die fehlerbehaftete Phase ermittelt werden. Hierzu wird eine Saugbrückenschaltung verwendet, bei der für eine Drehstrom Verbrauchergruppe drei hintereinahdergeschaltete Gleichrichteranordnungen G₆, G₇ und G₈ an das Potentiometer R angeschlossen sind, das andererseits noch an die den Mittelwert der Phasenströme führenden, parallel geschalteten Gleichrichteranordnungen G₁ und G₂ angeschlossen ist. Parallel zu jedem Gleichrichter G₆, G₇ und G₈ sind polarisierte Differentialrelais D₁, D₂ und D₃ geschaltet. Die Gleichrichter G₆, G₇ und G₈ sind jeweils an die untereinander nicht

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verbundenen Sekundärwicklungen II der Zwischenwandler Z₁" angeschlossen, während die Gleichrichter G₁ und G₂ an die in Stern geschalteten Sekundärwicklungen III der Zwischenwandler angeschlossen sind. Bei Symmetriebetrieb wird durch diese Saugschaltung ein auslösender Stromfluß über die Differentialrelais D₁ bis D₃ entgegen dem von den Gleichrichtern G₁ bis G₂ hervorgerufenen sperrenden Strom unterbunden, während bei Auftreten eines Fehlers entsprechender Größe in einer oder zwei Verbrauchergruppen ein entsprechender Differenzstrom durch die betreffenden Differentialrelais in umgekehrter Richtung fließen kann und die jeweiligen Differentialrelais zum Ansprechen bringt, die dann zugeordnete Kontakte d_v d₂ oder d₃ in die Arbeitslage bringen.

Eine weitere Anwendung einer Schaltungsanordnung zur Anzeige der gestörten Phase ist in Fig. 2 gezeigt, wobei wiederum wie in Fig. 1 eine Stromschaltung verwendet ist. An die Sekundärwicklungen der Wandler W₁ bis W₃, die in Reihe mit Primärwicklungen von zwei Sekundärwicklungen II und III aufweisenden Zwischenwandlern Z₁"" angeschlossen, deren Sekundärwicklungen III die parallel geschalteten Gleichrichter G₁ und G₂ im bereits genannten Sinne speisen, die ihrerseits über ein Potentiometer^? 25 die Sperrwicklungen D₁₁, D₂₁ und D₃₁ dreier Differentialrelais beaufschlagen. Die zweiten Wicklungen D₁₂, D₂₂ und D₃₂ der Differentialrelais werden je für sich von getrennt voneinander entgegenwirkenden Gleichrichtern G₉ und G₁₀ bzw. G₁₁ und G₁₂ bzw. G₁₃ und G₁₄ in Brückenschaltung gespeist, wobei die Gleichrichteranordnungen G₉ bis G₁₄ über Hilfswandler H₁ bis H₆ von der sterngeschalteten Wicklung II der Zwischenwandler beaufschlagt werden und in jeder Phase dieser Sekundärwicklungen zwei der genannten Hilfswandler hintereinandergeschaltet sind, so daß beispielsweise bei einem Fehler in dem den Wandler W₁ enthaltenden Verbraucherstromkreis die Differentialrelais D₃ und D₁ zum Ansprechen kommen. Entsprechendes gilt in zyklischer Vertauschung auch für Fehler in den anderen Phasen.

Außer den gezeigten Stromdifferenzschaltungen kann die Einrichtung nach der Erfindung ebenso in Spannungsdifferenzschaltung ausgeführt sein. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß die Primärwicklungen I der Zwischenwandler Z₁"' bzw. Z₁"" von den Spannungen der Kondensatoren gespeist sind und die Stromwandler in Fortfall kommen.

Ferner . kann der Unsymmetriestrom auch von einem gesonderten Zwischenwandler an Stelle der Sekundärwicklungen II des Zwischenwandlers Z₁'" bzw. Z₁"" abgeleitet werden. Der Primärkreis des gesonderten Zwischenwandlers liegt dabei im Primärkreis des ersten Zwischenwandlers.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erfassung einer unsymmetrischen Belastung von über regelbare Netztransformatoren gespeisten, aus einer Anzahl von Teilkondensatoren bestehenden, für jede Phase gleich großen spannungsgeregelten Kondensatorgruppen, unter Verwendung polarisierter Gleichstromrelais in Brückenschaltung mit Gleichrichtern, die über Wandler einerseits im sperrenden Sinne vom Mittelwert der Phasenströme bzw. -spannungen und andererseits im auslösenden Sinne vom Unsymmetriestrom bzw. -spannung gespeist sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur selektiven Erfassung der gestörten Kondensatorgruppe ein Zwischenwandler (Z₁") primärseitig von den einzelnen Kondensatorgruppen vorgeschalteten Stromwandlern (W₁, W₂, W₃) gespeist wird und zwei Sekundärwicklungen (II, III) je Phase aufweist, von denen die Sekundärwicklungen (II) hintereinandergeschaltete und parallel zu den Gleichrichtern liegende, getrennt ansprechbare Differentialrelais (D₁ bis D₃) enthält, die über ein Potentiometer im sperrenden Sinne vom Strom zweier an die andere Sekundärwicklung (III) der Zwischenwandler angeschlossene Gleichrichter (G₁, G₂) beeinflußt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Differentialrelais zwei getrennte, einander entgegenwirkende Wicklungen aufweist, von denen die hintereinandergeschalteten Sperrwicklungen (D_n bis D₃₁) von den ersten Sekundärwicklungen (III) über parallel arbeitende Gleichrichter (G₁, G₂) gespeist sind und die einzelnen Auslösewicklungen von den sterngeschalteten zweiten Sekundärwicklungen (II) über je zwei Hilfswandler (H₁ bis H₆) und nachgeschalteten entgegenwirkenden ' Gleichrichtern (G₉, G₁₀, G₁₁, G₁₂ bzw. G₁₃, G₁₄) beeinflußt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Sekundärwicklung (II) des Zwischenwandlers (Z₁'" bzw. Z₁"") ein gesonderter Zwischenwandler vorgesehen ist, der primärseitig im Primärkreis des ersten Zwischenwandlers liegt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zwischenwandler (Z₁"' bzw. Z₁"") primärseitig von der Spannung der Kondensatorgruppen an Stelle von diesen vorgeschalteten Stromwandlern gespeist wird unter Fortfall der Stromwandler.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Titze: Fehler und Fehlerschutz in el. Drehstromanlagen, Wien, 1953, S. 121, 122.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 788/275 3.59 {009 603/81 9.60)