DE1069280B

DE1069280B - Anordnung zur Erzeugung von Impulsen, die synchron zu den Nulldurchgängen eines Hochspannungswechselstromes liegen

Info

Publication number: DE1069280B
Application number: DENDAT1069280D
Authority: DE
Inventors: Berlin-Haselhorst Kurt Waschulewski
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1959-11-19

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Impulsen, die synchron zu den Nulldurchgängen eines Hochspannungswechselstromes liegen. Derartige Anordnungen werden insbesondere zur Auslösung von Synchronschaltern benötigt, die die Abschaltung eines Stromkreises mit möglichst kleiner Schaltarbeit erreichen. Die Schaltgeräte sollen dabei gerade in einem Stromnulldurchgang ihre Löschdistanz erreicht haben, so daß der Schaltlichtbogen bereits in diesem Stromnulldurchgang ohne Rückzündung erlischt.

Es ist bekannt, dazu Schaltwandler zu verwenden, d. h. Stromwandler, deren Eisenkerne eine möglichst rechteckige Magnetisierungskurve haben, so daß die Auslöseimpulse praktisch im Stromnulldurchgang von der Sekundärwicklung gegeben werden. Bei Hochspannungswechselstromanlagen erfordern diese Wandler wegen der hohen Spannung einen erheblichen Aufwand. Normale Stromwandler, wie sie ohnehin für Meßzwecke in diesen Hochspannungsstromkreisen benötigt werden, sind für die Auslösung ungeeignet, da ihr Sekundärstrom bei Sättigung des Eisenkernes die Nulldurchgänge des Primärstromes falsch wiedergibt.

Durch die Erfindung wird eine Anordnung geschaffen, mit der auch ohne Hochspannungsschaltwandler Impulse erzeugt werden können, die synchron zu den Nulldurchgängen eines Hochspannungswechselstromes liegen. Erfindungsgemäß wird dazu im Sekundärkreis eines Hochspannungsstromwandlers eine Funkenstrecke in Reihe mit einem Schaltwandkr angeordnet, dessen Sekundärstromkreis die Impulse entnommen werden. Die Anordnung wirkt dabei in der Weise, daß die Funkenstrecke den Sekundärkreis unterbricht, nachdem die Spannung in diesem Kreis infolge der Sättigung des Hochspannungsstromwandlers vor dem Nulldurchgang des Primärstromes etwa Null geworden ist. Die Funkenstrecke wird erst im Nulldurchgang des Primärstromes bei der Ummagnetisierung des Hochspannungsstromwandlers wieder durchschlagen. In diesem Augenblick wird dann auch der Schaltwandler ummagnetisiert, wobei in seinem Sekundärkreis ein Impuls synchron zum Nulldurchgang des Primärstromes auftritt. Dieser Impuls kann zur Auslösung des Synchronschalters verwendet werden.

Besonders vorteilhaft ist es, im Sekundärkreis des Hochspannungsstromwandlers noch ein Relais anzuordnen, das mit einem Ruhestromkontakt die Funkenstrecke überbrückt. Die Funkenstrecke ist damit normalerweise unwirksam, so daß der Sekundärkreis ohne weiteres für Meßzwecke verwendet werden kann. Durch die Bemessung der Wicklung des Relais ist es möglich, die Funkenstrecke oberhalb einer Mindest-Anordnung zur Erzeugung von Impulsen, die synchron zu den Nulldurchgängen

eines Hochspannungswechselstromes

liegen

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Kurt Waschulewski, Berlin-Haselhorst,
ist als Erfinder genannt worden

Stromstärke wirksam werden zu lassen, von der an die Auslöseimpulse für den Schalter gegeben werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besitzt das Relais noch einen Umschaltkontakt, mit dem beim Ansprechen des Relais statt einer Bürde die Auslösespule eines Schalters in den Sekundärkreis des Schaltwandkrs geschaltet wird. Der Schaltwandler ist also bei normalem Betrieb über die Bürde kurzgeschlossen. Erst zum Abschalten wird seine Sekundärwicklung mit der Auslösespuk des Schalters verbunden. Die Auslösung kann dabei auch über ein weiteres Relais erfolgen, das statt der Auslösespule in den Sekundärkreis geschaltet wird.

Bei mehrpoligen Schaltern, insbesondere bei zweipoligen Schaltern für Einphasenstrom-Bahnnetze, wird man jedem Pol einen Schaltwandler zuordnen. Dabei ist es vorteilhaft, die beiden Schaltwandler so anzuordnen, daß bei allen vorkommenden Störungsfällen eine zum Kurzschlußstrom synchrone Auslösung erreicht wird. Dadurch werden bei ungeerdeten Einphasenstrom-Bahnnetzen Fehlauslösungen vermieden, die bei einem Doppelerdschluß auftreten könnten. Die Auslösung soll immer nur im Nulldurchgang des Kurzschlußstromes erfolgen, der vom Schalter abzuschalten ist, während das Auslösekommando des durch den Doppelerdschluß überbrückten Schalterpols durch die Verriegelung unwirksam gemacht ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind.

909 649/175

Claims

In Fig. 1 ist mit 1 der Hochspannungswechselstromkreis bezeichnet, in dem der Leistungsschalter 2 und die Primärwicklung 3 des Hochspannungsstromwandlers 4 liegen. Der Stromwandler 4 ist ein normaler Hochspannungsstromwandler, der für Schutz- und Meßzwecke verwendet wird. Die Anordnungen zum Messen sind in der Figur der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Im Sekundärkreis des Wandlers 4 mit der Wicklung 5 liegt die Primärwicklung des Schaltwandlers 6 sowie die Funkenstrecke 7 und das Relais 8. Der Wandler 6 ist ein Schaltwandler mit einem Eisenkern aus Blechen mit einer möglichst rechteckigen Magnetisierungskurve. Der Kernquerschnitt ist dabei so ausgelegt, daß der Wandler infolge der Bürde in seinem Sekundärkreis bereits unterhalb der Ansprechgrenze des Relais 8 gesättigt ist und bis auf den Impuls im Stromnulldurchgang keinen Sekundärstrom abgibt. Parallel zur Funkenstrecke 7 liegt ein Überbrückungskontakt 10, der vom Relais 11 betätigt wird. Ein weiterer Kontakt 12 des Relais 11 ist als Umschaltkontakt ausgebildet, der den Sekundärkreis des Schaltwandlers mit der Wicklung 15 entweder über die Bürde 16 oder die Auslösespule 17 schließt. Die Auslösespule 17 wirkt auf die Klinke 18., wodurch der Schalter 2 ausgeschaltet wird. Die Anordnung arbeitet wie folgt: Im Falle eines Überstromes spricht das Relais 8 an und schließt mit seinem Kontakt 20 den Stromkreis für die Spule des Relais 11. Beim Anziehen des Relais 11 wird die Überbrückung der Funkenstrecke durch den Kontakt 10 aufgehoben und gleichzeitig die Sekundärwicklung 15 des Schaltwandlers auf die Auslösespule 17 geschaltet. Die Relais 8 und 11 sind dabei zweckmäßig so ausgelegt, daß vom Ansprechen des Überstromrelais 8 bis zum Schalten des Relais 11, bis also ein Äuslöseimpuls auf die Auslösespule 17 gegeben werden kann, eine gewisse Zeit, z. B. die Dauer einer Halbwelle, verstreicht, um die Einwirkung des Gleichstromgliedes auf die Zeitdauer zwischen den Stromnulldurchgängen zu verringern. Infolge der hohen Sättigung des Hochspannungswandlers 4 bei großen Kurzschluß strömen wird die Spannung im Sekundärkreis des Wandlers vor dem Nulldurchgang des Primärstromes so gering, daß der Stromkreis durch die Funkenstrecke 7 unterbrochen wird. Beim Ummagnetisieren des Wandlers 4 im Stromnulldurchgang wird die Funkenstrecke durchschlagen. Dabei wird der Schaltwandler 6 ummagnetisiert und dadurch der Auslöseimpuls synchron zum Stromnulldurchgang des Primärstromes auf die Auslösespule gegeben. In Fig. 2 ist die Anordnung für einen zweipoligen Schalter 21 dargestellt, der die mit R und T bezeichneten Leitungen eines Einphasennetzes zweipolig abschaltet. Jeder Leitung ist ein Stromwandler 4' und 4" zugeordnet. Die Sekundärspulen 5' und 5" sind mit jeweils einem Schaltwandler 6' und 6" sowie Funkenstrecken T und 7" und nicht dargestellten Spulen des Anregerrelais 8., das beispielsweise ein Überstromrelais oder Distanzrelais ist, in Reihe geschaltet. Beide Stromkreise sind über die gemeinsame Rückleitung 22 geschlossen. Über den Kontakt 20 wird beim Ansprechen des Relais 8 das Relais 11 erregt, wobei die Kontakte 10' und 10" geöffnet und damit die Überbrückung der Funkenstrecken aufgehoben wird. Gleichzeitig wird mit den Kontakten 12' und 12" der Sekundärkreis der Schaltwandler mit der Sekundärwicklung 15' bzw. 15" über die Bürden 16' bzw. 16" geöffnet. Die Auslöseimpulse der Schaltwandler werden daher über den Kontakt 12', der nunmehr seine obere Lage einnimmt, und die Kontakte 23' bzw. 23" auf das Auslöserelais 27 gegeben. Die Kontakte 23' und 23" gehören zu den Relais 24' und 24", die in dem Sekundärkreis des Wandlers 4' bzw. 4" liegen und die zur Auswahl der Auslösekreise dienen. Die Relais 24' und 24" sprechen erst oberhalb einer Mindeststromstärke an, die für das richtige Arbeiten der Schaltwandler erforderlich ist. Bei dem in der Zeichnung angedeuteten Doppelerdschluß würde deshalb nur das dem Wandler 4" zugeordnete Relais 24" ansprechen und eine Auslösung sychron zum Kurzschluß strom ergeben, während der zum Wandler 4' gehörende Auslösekreis unwirksam bleibt. Beim Ansprechen der Relais 24' und 24" wird außerdem mit Hilfe der Ruhestromkontakte 25' bzw. 25", die in Reihe geschaltet sind, ein parallel zu den beiden Auslösekreisen liegender Strompfad unterbrochen. Dieser Strompfad wird benötigt, um den Schalter beim Ansprechen des Anregerrelais 8 auch für den Fall, daß das Relais 24' bzw. 24" wegen zu geringen Stromes nicht angesprochen hat, noch auslösen zu können. Damit aber im Normalfall die Auslösung durch die Schaltwandler erfolgt, muß durch die Bemessung der Relais 24' und 24" dafür gesorgt werden, daß die Kontakte 25' und 25" den parallelen Strompfad unterbrechen, bevor bei einem Fehler der Kontakt 20 des Relais 8 geschlossen wird. Man kann aber auch gegebenenfalls durch ein besonderes, nicht dargestelltes Relais sicherstellen, daß der zu den Auslösekreisen parallele Strompfad nur geschlossen ist, wenn die Schaltwandler nicht arbeiten. Die Auslösung des Schalters erfolgt mit der Hilfsspannung 30, deren Stromkreis über den Kontakt 31 des Auslöserelais 27, den Kontakt 32 des Schalters 21 und die Auslösespule 17 geschlossen ist. Im Auslöserelais 27 ist außerdem eine Spule für die Rückstellung des Kontaktes 31 vorgesehen, die über den Wischkontakt 33 des Schalters 21 betätigt wird. In den Sekundärkreisen der Hochspannungswandler 4' und 4" können noch Widerstände 35' und 35" vorgesehen sein, die zur Begrenzung der Ströme im Sekundärkreis dienen. Sie werden so angeordnet, daß sie nur beim Auftreten großer Ströme wirksam werden und sonst ebenso wie die Funkenstrecken 7' bzw. 7" durch die Überbrückungskontakte 10' bzw. 10" des Relais 11 kurzgeschlossen sind. Patentansprüche:

1. Anordnung zur Erzeugung von Impulsen, die synchron zu den Stromnulldurchgängen eines Hochspannungswechselstromes liegen, mit Hilfe von Stromwandlern, insbesondere zur synchronen Auslösung von Schaltgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß im Sekundärkreis eines Hochspannungsstromwandlers eine Funkenstrecke in Reihe mit einem Schaltwandler angeordnet ist, dessen Sekundärstromkreis die Impulse entnommen werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Sekundärkreis des Hochspannungsstromwandlers ein Relais liegt, das mit einem Ruhestromkontakt die Funkenstrecke überbrückt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais als Überstromrelais nur oberhalb einer Mindeststromstärke anspricht.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen vom Relais betätigten Umschaltkontakt, mit dem beim Ansprechen des Relais statt einer Bürde die Auslösespule eines

Schalters in den Sekundärkreis des Schaltwandlers geschaltet wird.

5. Anordnung nach Anspruch 1 für mehrpolige Schalter, insbesondere zweipolige Schalter für Einphasenstrom-Bahnnetze, wobei jedem Pol ein

Schaltwandler zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit jedem Schaltwandler ein Überstromrelais geschaltet ist, das bei seinem Ansprechen den zugeordneten Schaltwandler wirksam macht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen