DE1128552B

DE1128552B - Schaltungsanordnung zur Speisung von ueberstromempfindlichen Messgeraeten und ueberstromunempfindlichen Relais mittels Stromwandler

Info

Publication number: DE1128552B
Application number: DEL32518A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilfried Fritzsche
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1959-02-20
Filing date: 1959-02-20
Publication date: 1962-04-26

Description

Schaltungsanordnung zur Speisung von überstromempfindlichen Meßgeräten und überstromunempfindlichen Relais mittels Stromwandler Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Speisung von überstromempfindlichen Meßgeräten und überstromunempfindlichen Relais mittels Stromwandler.
Gewöhnlich werden zur Speisung von Meßgeräten zur Vermeidung einer Überlastung ihrer überstromempfindlichen Innenwiderstände Stromwandler mit kleinen Überstromziffem n (etwa n = 3) verwendet.
Die Überstromziffer eines Stromwandlers gibt an, bis zu welchem Vielfachen des Nennprimärstromes der hauptsächlich sättigungsbedingte Stromfehler, durch den der Sekundärstrom nach kleineren Werten hin verfälscht wird, kleiner als 10 0/o bleibt. Netzschutzeinrichtungen dienende Relais sprechen dagegen erst bei Strömen an, die zum Teil weit über dem Nennstrom liegen und müssen auch in diesen Strombereichen sehr genau arbeiten (z. B. Impedanzschutz-oder Differentialschutzrelais). Aus diesem Grunde werden zur Speisung solcher Relais Stromwandler mit einer großen Überstromziffer verwendet (etwa n= 10).
Will man also an der-gleichen Stelle im Zuge einer Leitung beispielsweise den Betriebsstrom messen und den Kurzschlußstrom zur Betätigung eines Relais verwenden, so ist man gezwungen, zwei Wandler, einen mit großer und einen mit kleiner Uberstromziffer, einzusetzen. Man könnte auch daran denken, falls beengte Räumlichkeiten oder Rücksichten auf die Anlagekosten nur einen Wandler zulassen, einen solchen mit großer Überstromziffer vorzusehen und teure, eine vielfache Überlastung vertragende Meßgeräte zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung dient nun dem Zweck, in solchen und ähnlichen Fällen, in denen man mit einem Wandler auskommen will, die Stromwandler-und Gerätekosten herabzusetzen. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung nur eines Stromwandlers für Meßgeräte und Relais gleichzeitig eine Überlastung normaler überstromempfindlicher Meßgeräte zu vermeiden, eine exakte Arbeitsweise der den Netzschutzeinrichtungen dienenden Relais zu sichern und die erforderliche Wandlerleistung herabzusetzen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die überstromempfindlichen Meßgeräte und die überstromunempfindlichen Relais in Reihe geschaltet sind und zur Speisung nur ein einziger Stromwandler mit großer Überstromziffer vorgesehen ist, wobei zu jedem oder mehreren in Reihe geschalteten Meßgeräten an sich bekannte Strombegrenzungsschaltungen, die einen Schwellwert aufweisen, parallel geschaltet sind.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ein Stromwandler 1 mit großer Überstromziffer speist die in Reihe liegenden Widerstände des Meßgerätes 2 und des Relais 3. Parallel zum Widerstand des Meßgerätes liegt eine an sich bekannte Strombegrenzungsschaltung, die einen Schwellwert aufweist. Es sind hier die verschiedensten bekannten Ausführungsformen verwendbar. Die in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 verwendete Strombegrenzungsschaltung besteht aus zwei antiparallel geschalteten Gleichrichtern 4 und 5, von denen jeder mit einer Gleichspannungsquelle 6 und 7 derart in Reihe geschaltet ist, daß er die durch die Polarität der Gleichspannungsquelle bestimmte Stromrichtung sperrt. Solange der Augenblickswert der sich aus dem Strom i und dem Widerstand des Meßgerätes 2 ergebenden Spannung u2 kleiner als die Spannungen E6 und E7 der Gleichspannungsquellen 6 und 7 ist, wird der über den Widerstand 2 fließende Strom durch die Strombegrenzungsschaltung nicht beeinflußt (Fig. 2). Erreicht der Augenblickswert der Spannung u2 die Spannungen E6 und E7, so wird die Spannung u2 je nach dem Vorzeichen der Spannungshalbwelle entweder über den einen oder den anderen der beiden parallel liegenden Gleichrichter 4 und 5 kurzgeschlossen, so daß die am Widerstand 2 auftretende Spannung und damit auch der Strom über den Widerstand 2 einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten können (Fig. 3). Die Größe dieses Grenzwertes kann durch die Größe der Spannung E6 und E7 beeinflußt werden.
Die Spannungen der beiden Spannungsquellen 6 und 7 sind im allgemeinen gleich groß; sie können aber auch unterschiedlich sein.
Die Bürde des Stromwandlers 1 kann auch gleichzeitig aus mehreren in Reihe geschalteten Meßgeräten und/oder Relais bestehen. Es kann dann entweder allen Meßgeräten gemeinsam oder jedem Meßgerät gesondert eine der bekannten Strombegrenzungsschaltung parallel geschaltet werden.
Die Erfindungsgemäße Schaltung hat gegenüber der möglichen Schaltung, bei der ebenfalls ein Wandler gleichzeitig Meßgeräte und Relais speist, bei der jedoch statt der beschriebenen Strombegrenzungsschaltung überstromunempfndliche Meßgeräte verwendet werden, zwei Vorteile: 1. Man kann überstromempfindliche und somit billigere Meßgeräte verwenden.
2. Die erforderliche Wandlerleistung wird erheblich herabgesetzt.
Dies soll an einem Zahlenbeispiel erläutert werden.
Der Meßgerätewiderstand betrage 9 Ohm, der Relaiswiderstand 1 Ohm und der Nennstrom auf der Sekundärseite des Wandlers 1 Ampere; dann ergibt sich für die bei Nennstrom vom Wandler abgegebene Leistung: N,= 1 + 1 1 10 W.
Verlangt man in einer Schaltung mit überstromunempfindlichen Meßgeräten und fehlender Strombegrenzungsschaltung, daß der Fehler des obere setzungsverhältnisses bei zehnfachem Nennstrom kleiner als 10°/o ist (n = 10), so beträgt die kurzfristig vom Wandler abzugebende Höchstleistung unter Einhaltung der genannten Fehlergrenze: Nh = 90 10 + 10 10 = 1000 W.
Verwendet man dagegen eine der erfindungsgemäßen Schaltungen, so beläuft sich die entsprechende, vom Wandler kurzfristig aufzubringende Höchstleistung unter der Voraussetzung, daß man den Strom bis zum dreifachen Betrag seines Nennwertes messen will, auf Nh = 27 10 + 10 10 = 370 W.
Durch die erfindungsgemäße Schaltung wird also die kurzfristig aufzubringende Höchstleistung des Wandlers auf fast ein Drittel herabgesetzt. Das bedeutet, daß der Wandler entsprechend kleiner ausfällt, da die bei Nennstrom im Wandlereisen herrschende Induktion größer gewählt werden kann, d. h. der Eisenquerschnitt des Wandlers entsprechend kleiner gehalten werden kann.
Aus der obigen Durchrechnung ist zu ersehen, daß die Schaltung nach der Erfindung nicht etwa ausschließlich dem Schutz überstromempfindlicher Meßgeräte dient, sondern in erster Linie der Herabsetzung der zu installierenden Wandlerleistung. Die Schaltung ist also auch dann sinnvoll, wenn überstromempfindliche Meßgeräte überhaupt nicht vorhanden sind.

Claims

PATENTANSPRUCH: Schaltungsanordnung zur Speisung überstromempfindlicher Meßgeräte und überstromunemp findlicher Relais mittels Stromwandler, dadurch gekennzeichnet, daß die überstromempfindlichen Meßgeräte und die überstromunempfindlichen Relais in Reihe geschaltet sind und zur Speisung nur ein einziger Stromwandler mit großer Überstromziffer vorgesehen ist, wobei zu jedem oder mehreren in Reihe geschalteten Meßgeräten an sich bekannte Stromb egrenzungs schaltungen, die einen Schwellwert aufweisen, parallel geschaltet sind. ~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 933 820, 877169; USA.-Patentschrift Nr. 2079485.