DE1095376B

DE1095376B - Schutzanordnung fuer Drehstromverbraucher in Sternschaltung

Info

Publication number: DE1095376B
Application number: DEG27942A
Authority: DE
Inventors: Robert Droessler
Original assignee: GUMMIWERKE FULDA KGaA
Current assignee: GUMMIWERKE FULDA KGaA
Priority date: 1959-03-03
Filing date: 1959-03-03
Publication date: 1960-12-22

Description

Bisher wurden für die Überwachung von Drehstromverbrauchern gegen Überlast und Phasenausfall Bimetallrelais verwendet. Diese Relais haben infolge ihrer Beeinflußbarkeit durch die Außentemperatur sowie infolge ihrer verhältnismäßig langen Aufheizzeiten große Nachteile.

Es ist bereits bekannt, die bei Ausfall einer Phase auftretende Sternpunktspannung als Fehlerkriterium zu benutzen. Die Sternpunktspannung bei Phasenausfall kann dazu verwendet werden, einen Schalter zu betätigen, der einen Motor stillsetzt. Bei Erdschluß kann die Sternpunktspannung zur Auslösung eines akustischen Signals dienen. Als Berührungsschutzschaltung ist auch bereits die Schaffung eines künstlichen kapazitiven Nullpunktwiderstandes bekanntgeworden.

Diese bekannten Vorrichtungen und Schaltungen haben den großen Nachteil, daß sie jeweils nur auf eine einzige Abweichung vom Ist- bzw. Sollwert ansprechen. Dieser Nachteil wird durch die vorliegende Erfindung beseitigt, da hierbei gleichzeitig Phasenausfall, Überlastung und Erdschluß mit der gleichen Schaltung erfaßt werden können.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß zwischen Sternpunkt und Netznull bzw. Erde stets eine kleine Spannung vorhanden ist, da sich die Wicklungen der Drehstromverbraucher in der Praxis nie so genau auslegen lassen. Diese Sternpunktspannung hat die Eigenschaft, sich mit dem Betriebszustand zu ändern und kann somit als Kriterium für den Belastungszustand gelten.

Die schaltungsmäßige Ausnutzung dieser veränderlichen Sternpunktspannung gestaltet sich recht schwierig, da die Sternpunktspannung je nach Größe des Drehstromverbrauchers unterschiedlich ist und sich bei Überlastung, Phasenausfall und Erdschluß verschieden verhält.

Die Erfindung überwindet diese Schwierigkeit dadurch, daß an die zwischen Sternpunkt und Netznull oder Erde infolge ungleicher Belastung auftretenden Spannungen zur Erzielung einer Differenzspannung eine konstante Vergleichsspannung beliebig veränderlicher Größe gelegt ist, wobei durch die Differenzspannung bei jeder gewünschten Belastung Schaltimpulse auf eine Überwachungseinrichtung des Drehstromverbrauchers oder zum Erreichen weiterer Schalteffekte gegeben werden. Für die Differenzspannung ergibt sich in der erfindungsgemäßen Schaltung sowohl bei Abfall als auch Anstieg der Sternpunktspannung eine ansteigende Tendenz, wodurch die schaltungsmäßige Ausnutzung der Differenzspannung sehr vereinfacht wird.

Bei Belastung des Drehstromverbrauchers können Phasendrehungen der Sternpunktspannung auftreten,

Schutzanordnung für Drehstromverbraucher in Sternschaltung

Anmelder:
Gummiwerke Fulda K. G. a. A., Fulda

Robert Drossier, Petersberg über Fulda,
ist als Erfinder genannt worden

die einen genauen Abgleich der erfindungsgemäßen Schaltung unmöglich machen. Eine Übereinstimmung der Phasenlage läßt sich in an sich bekannter Weise mittels Phasenschieber (Drossel oder Kondensator) erreichen. Die andere Möglichkeit, diese Fehlerquelle zu beseitigen, besteht darin, die Sternpunktspannung gleichzurichten und mit einer konstanten Spannung, die ebenfalls gleichgerichtet werden kann, oder einer entsprechenden Gleichspannung zusammenzusetzen. Als weiterer Vorteil ergibt sich dabei, daß man für die Schaltoperationen auch Elektronenröhren verwenden kann.

Abb. 1 zeigt die Anordnung zum Anlegen der Vergleichsspannung an die Sternpunktspannung: Die vom Sternpunkt Y kommende Sternpunktspannung wird mit der festen Vergleichsspannung U_v zusammengesetzt, wodurch die resultierende Spannung U_Diff erhalten wird.

Die Differenzspannung U_Djff kann somit zur Lastüberwachung (als Sonderfall: Phasenausfall) bzw. auch zu anderen Schaltoperationen herangezogen werden. Durch die Wahl einer geeigneten Größe der Vergleichsspannung läßt sich die Differenzspannung für jeden Drehstromverbraucher auf einen gewünschten Bereich bringen und eine Schutzvorrichtung der beschriebenen Art für im Stern geschaltete Drehstromverbraucher unterschiedlicher Leistung geeignet machen. Zu diesem Zweck kann die dem Drehstromverbraucher (Sternpunkt) entnommene Spannung je nach Größe direkt oder auch über einen Übertrager einer festen Vergleichsspannung entgegengeschaltet werden. Durch ein Gegeneinanderschalten zweier Spannungen ist es möglich, in der erfindungsgemäßen Schaltung in jedem Falle eine Differenzspannung mit steigender Tendenz zu erhalten. Aus dieser Erkenntnis

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ergibt sich ein idealer Schutz unter Anwendung einer Kaltkathodenröhre oder eines spannungsabhängigen Relais zur Sicherung gegen Überbelastung und Durchbrennen der Wicklungen, indem die Differenzspannung auf einen entsprechenden Wert verstärkt wird oder indem an die Zündanode einer Kaltkathodenröhre eine konstante Vorspannung gelegt wird, die allein nicht ausreicht, die Zündung erfolgen zu lassen; erst durch das Hinzufügen der Differenzspannung erfolgt das Abschalten.

Weiterhin kann ein Drehstromverbraucher durch Einbau dieses Schaltgliedes Schaltimpulse für einen weiteren Steuerungsverlauf geben.

Der Anlaufstrom bzw. Einschaltstrom eines Drehstromverbrauchers ist immer höher als der Betriebsstrom (Leistungsabgabe). Diese hohe Belastung im Anlaufzustand beeinflußt die Sternpunktspannung und bedeutet, daß der Drehstromverbraucher durch die Schutzschaltung schon im Anlaufzustand abgeschaltet werden könnte. Um diesen Anlaufstrom zu überbrücken, kann zusätzlich ein bekanntes Zeitglied (7?C-Glied) eingesetzt werden, das auf den für jeden Motor charakteristischen Wert eingestellt wird. Ebenso können momentan auftretende Belastungsspitzen abgefangen werden, so daß durch sie noch keine Auslösung der Schutzvorrichtung erfolgt.

Abb. 2 zeigt die erfindungsgemäße Schaltung in Verbindung mit einem Regelglied, womit der Schaltzeitpunkt nach Belieben verschoben werden kann. Die Übereinstimmung der Phasenlage wird durch Phasenschieber erreicht.

Abb. 3 zeigt dieselbe Anordnung wie Abb. 2 unter Verwendung einer gleichgerichteten Sternpunktspannung in Verbindung mit Gleichspannung als Vergleichsspannung [/„.

Natürlich kann die Schaltung in Verbindung mit dem Zeitglied auch dazu verwendet werden, in Abhängigkeit von der Belastung irgendwelche verzögert einsetzenden weiteren Schaltfunktionen einzuleiten.

Claims

PatentAnsprüche:

1. Schutzanordnung für Drehstromverbraucher in Sternschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß an die zwischen Sternpunkt und Netznull oder Erde infolge ungleicher Belastung auftretenden Spannungen zur Erzielung einer Differenzspannung eine konstante Vergleichsspannung beliebig veränderlicher Größe gelegt ist, wobei durch die Differenzspannung bei jeder gewünschten Belastung Schaltimpulse auf eine Überwachungseinrichtung des Drehstromverbrauchers oder zum Erreichen weiterer Schalteffekte gegeben werden.

2. Schutzanordnung für Drehstromverbraucher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzspannung zum Erfassen von Überlast und Phasenausfall ausgenutzt wird.

3. Schutzanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sternpunktspannung gleichgerichtet und mit einer konstanten Gleichspannung zusammengesetzt wird, so daß für die Ausführung von Schaltimpulsen Elektronenröhren benutzt werden können.

4. Schutzanordnung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Zwischenschaltung eines Regelgliedes, mit dem der Schaltzeitpunkt verschoben werden kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 638 895, 353 775,
701.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 009 679/414 12.60