DE1156491B

DE1156491B - Protective device with rectifiers and moving coil relays

Info

Publication number: DE1156491B
Application number: DEA39605A
Authority: DE
Inventors: Rolf Morath
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1962-02-14
Filing date: 1962-03-02
Publication date: 1963-10-31

Description

Schutzeinrichtung mit Gleichrichtern und Drehspulrelais Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung mit Gleichrichtern und Drehspulrelais, welche einen Auslösebefehl geben, wenn das Verhältnis mindestens zweier Meßgrößen einen bestimmten Wert erreicht, wobei zur Verstärkung des Kontaktdruckes ein zusätzlicher Hilfsgleichstromkreis verwendet wird.Protective device with rectifiers and moving coil relays The invention relates to a protective device with rectifiers and moving coil relays, which is a Issue a trip command when the ratio of at least two measured variables is a certain one Value reached, with an additional auxiliary DC circuit to increase the contact pressure is used.

Bei den bekannten Schaltungen wird einfach über einen hoch- oder niederohmigen Widerstand ein kleiner Gleichstrom der Drehspule des Relais zusätzlich zugeführt. Dieser zusätzliche Strom hat ein Drehmoment in Schließrichtung des Relais zur Folge und verstärkt daher den Kontaktdruck. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der den Kontaktdruck verstärkende Strom praktisch für alle Kurzschlußströme konstant ist. Hierdurch ändert sich mit der Höhe des Kurzschlußstromes das Halteverhältnis. Bei einer Brückenschaltung mit zwei verschiedenen Eingangsgrößen, beispielsweise der Spannung und dem Strom, kommt noch als weiterer Nachteil dazu, daß bei größerer Phasenverschiebung zwischen den beiden Größen in der Brücke, wo das Drehspulrelais vorgesehen ist, ein Gleichstrom mit überlagertem Wechselstrom von doppelter Frequenz auftritt. Hierdurch können Vibrationen des Drehspulrelaiskontaktes entstehen. Die kontaktverstärkende Wirkung kann sogar fast aufgehoben werden, da der Kontaktdruckverstärkungsstrom auch über den parallelen Gleichrichterbrückenzweig vermindert wird. Um diesen Nachteil zu vermeiden, muß der kontaktverstärkende Strom verhältnismäßig groß gewählt werden, was aber wieder ein schlechteres Rückfallverhältnis insbesondere bei kleiner Phasenverschiebung zur Folge hat.In the known circuits, a high or low resistance is simply used Resistance a small direct current of the moving coil of the relay is additionally fed. This additional current results in a torque in the closing direction of the relay and therefore increases the contact pressure. This arrangement has the disadvantage that the The current increasing the contact pressure is practically constant for all short-circuit currents is. As a result, the holding ratio changes with the level of the short-circuit current. In the case of a bridge circuit with two different input variables, for example the voltage and the current, there is another disadvantage that with larger Phase shift between the two sizes in the bridge where the moving coil relay is provided, a direct current with superimposed alternating current of double frequency occurs. This can cause the moving coil relay contact to vibrate. the The contact reinforcing effect can even be almost canceled because of the contact pressure reinforcing current is also reduced via the parallel rectifier bridge branch. To this disadvantage To avoid this, the contact-reinforcing current must be chosen to be relatively large, but what again is a worse fallback ratio, especially with a small phase shift has the consequence.

Man hat daher auch vorgeschlagen, den Kontaktdruckverstärkungsstrom aus einem im Stromkreis liegenden Hilfsstromwandler zu nehmen und über eine Gleichrichtergruppe gleichzurichten. Hierdurch wächst dann der kontaktdruckverstärkende Strom mit dem Meßstrom selbst an. Das Halteverhältnis bleibt dann etwa unabhängig vom Meßstrom. Man muß aber hierbei auch die Sättigungsverhältnisse der Zwischenwandler berücksichtigen, so daß bei sehr großen Strömen der zusätzliche Verstärkungsstrom nicht mehr in gleichem Maße anwächst wie der Meßstrom selbst. Außerdem ist die Verwendung von Hilfswandlern verhältnimäßig teuer und verlangt einen größeren Raumbedarf.It has therefore also been proposed to use the contact pressure boosting current from an auxiliary current transformer in the circuit and via a rectifier group rectify. As a result, the contact pressure-boosting current then grows with the Measuring current itself. The holding ratio then remains approximately independent of the measuring current. However, the saturation ratios of the intermediate transformers must also be taken into account here, so that in the case of very large currents the additional amplification current is no longer the same Dimensions increases as the measuring current itself. In addition, the use of auxiliary converters relatively expensive and requires more space.

Es ist nun bekanntgeworden, für Schutzeinrichtungen Transistoren zu verwenden, die durch die Meßgröße selbst gesteuert werden. Von einem bestimmten Schwellwert an wird der Transistor leitend und betätigt dadurch ein Auslöseglied.It has now become known to use transistors for protective devices use that are controlled by the measured variable itself. From a certain one At threshold value, the transistor becomes conductive and thereby actuates a trigger element.

Um nun die genannten Nachteile zu vermeiden und die Steuerfähigkeit einer Transistorschaltung für die Kontaktdruckverstärkung auszunutzen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Transistor in dem Hilfsgleichstromkreis angeordnet ist und in seinem Basis-Emitter-Kreis ein von der Meßgröße durchflossener Widerstand liegt, dessen Spannung die Höhe des durch den Transistor fließenden Stromes beeinflußt, wobei dieser Widerstand so gelegt ist, daß er zwischen den beiden Gleichrichterkreisen der Meßgrößen angeordnet ist, und daß ein weiterer Widerstand mit der Basis und ein Widerstand als Gegenkopplungswiderstand mit dem Emitter in Reihe liegt.In order to avoid the disadvantages mentioned and the controllability to utilize a transistor circuit for the contact pressure reinforcement, is according to the invention proposed that the transistor is arranged in the auxiliary DC circuit and in its base-emitter circle there is a resistance through which the measured variable flows, whose voltage influences the level of the current flowing through the transistor, this resistor is placed so that it is between the two rectifier circuits of the measured variables is arranged, and that another resistor with the base and a resistor as a negative feedback resistor is in series with the emitter.

In der Zeichnung ist ein Beispiel für Impedanzrelais in Gleichrichterbrückenschaltung dargestellt.The drawing shows an example of an impedance relay in a rectifier bridge circuit shown.

In der Zeichnung ist die Meßspannung der Gleichrichtergruppe 1, der Meßstrom der Gleichrichtergruppe 2 zugeführt. In der Brücke liegt das Drehspulrelais 3. Die Arbeitsweise ist hierbei so, daß durch den Strom das Drehspulrelais zum Ansprechen gebracht wird, während durch die Spannung das Drehspulrelais am Ansprechen gehemmt wird. Das Relais mißt also das Verhältnis von Spannung und Strom und damit die Impedanz. Zur Verstärkung des Kontaktdruckes nach dem Ansprechen, also zur Vermeidung von Prellungen, wird nun ein Hilfsstromkreis durch das Relais selbst geschlossen, indem es den an ihm angebrachten Kontakt 4 schließt. Hierdurch wird ein Stromkreis geschlossen über die Zuführungsklemme des Gleichstromes 5, den Kontakt 4, einen Widerstand 6, welcher an die Brückenschaltung angekoppelt ist. Dieser Strom fließt dann weiter über das Drehspulrelais 3 und den Widerstand 7 zum Emitter des Transistors 8 und von dort, wenn der Transistor offen ist, über die Diode 9 an den Minuspol 10 der Gleichspannungsquelle. Im Basis-Emitter-Kreis liegt der Gegenkopplungswiderstand 11, der Basis ist der Widerstand 12 vorgeschaltet.In the drawing is the measuring voltage of the rectifier group 1, the Measuring current of the rectifier group 2 is supplied. The moving coil relay is located in the bridge 3. The mode of operation here is such that the moving coil relay is activated by the current is brought, while the moving coil relay is inhibited from responding by the voltage will. The relay measures the relationship between voltage and current and thus the impedance. To increase the contact pressure after responding, i.e. to avoid Bruises, an auxiliary circuit is now closed by the relay itself it closes the contact 4 attached to it. This closes a circuit Via the supply terminal of the direct current 5, the contact 4, a resistor 6, which is coupled to the bridge circuit. This current then continues to flow above the moving coil relay 3 and the resistor 7 to the emitter of the transistor 8 and from there, when the transistor is open, via the diode 9 to the negative pole 10 of the DC voltage source. The negative feedback resistance is located in the base-emitter circuit 11, the base is preceded by the resistor 12.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist nun so, daß der durch den Transistor, und damit auch durch das Drehspulrelais fließende zusätzliche Strom durch den Spannungsabfall an dem Gegenkopplungswiderstand 11 gesteuert wird. An diesem Widerstand, der an sich keinen hohen Wert haben darf, um die Messung am Drehspulrelais nicht zu beeinflussen, liegt eine pulsierende Gleichspannung, die vom Meßstrom und von der Meßspannung herrührt. Denn es fließt auch ein Teil des von der Spannung als Meßgröße herrührenden Stromes durch die Gleichrichtergruppe für den Meßstrom hindurch. Diese Erscheinung ist wichtig für die Wirkungsweise bei größeren Phasenverschiebungen. Es zeigt sich jetzt der Vorteil, daß wegen des kleiner werdenden Diodenwiderstandes ein Anteil des Sperrstromes auch über den Gleichrichterzweig der Auslöseseite fließt und den Steuerstrom vergrößert. Der gleichgerichtete Steuerwechselstrom bei gleicher Amplitudengröße erreicht dann nicht mehr die Nullachse, da der von dem Meßstrom herrührende Strom und der von der Meßspannung herrührende Strom nicht gleichphasig sind. Gerade bei hohen Strömen und großen Phasenverschiebungen, also bei den ungünstigsten Verhältnissen bezüglich der Kontaktgabe, wird der Kontaktdruck ausreichend verstärkt. Um nun eine möglichst gute Linearität des Kollektorstromes im Transistor zu erreichen, liegt noch ein Widerstand 12 an der Basis des Transistors B. Dieser Widerstand ist hochohmig. Wenn nun nach Abschaltung des Fehlers der Strom aufhört zu fließen, so hört auch die Steuerung des Transistors auf, und der Kontaktverstärkungsstrom wird null. Hierdurch fließt auch in. diesem Falle kein Reststrom im Zusatzkreis. Die beiden Dioden 9 und 13 verhindern eine Beeinflussung des Drehspulrelaiskreises bei geöffnetem Relaiskontakt durch den Kontaktdruckschaltkreis. Die beiden Widerstände 6 und 14 bilden einen Spannungsteiler, von dem die Kollektor-Emitter-Spannung abgenommen wird.The mode of operation of the arrangement is now such that the transistor, and thus additional current flowing through the moving coil relay due to the voltage drop is controlled at the negative feedback resistor 11. At this resistance that at must not have a high value in order not to influence the measurement on the moving coil relay, there is a pulsating DC voltage generated by the measuring current and the measuring voltage originates. Because a part of the voltage resulting from the measured variable also flows Current through the rectifier group for the measuring current. This appearance is important for the mode of operation with larger phase shifts. It appears now the advantage that because of the decreasing diode resistance a share of the reverse current also flows through the rectifier branch of the trip side and the Control current increased. The rectified control alternating current with the same amplitude size then no longer reaches the zero axis, since the current originating from the measuring current and the current resulting from the measuring voltage are not in phase. Just at high currents and large phase shifts, i.e. under the most unfavorable conditions with regard to making contact, the contact pressure is sufficiently increased. To now one to achieve the best possible linearity of the collector current in the transistor is another resistor 12 at the base of transistor B. This resistor is high-resistance. If the current stops flowing after the fault has been switched off, then it also stops the control of the transistor on, and the contact boost current becomes zero. Through this In this case, too, no residual current flows in the additional circuit. The two diodes 9 and 13 prevent the moving coil relay circuit from being influenced when the relay contact is open through the contact pressure circuit. The two resistors 6 and 14 form one Voltage divider from which the collector-emitter voltage is taken.

Man kann nun noch den Widerstand 15 hinzufügen, welcher veränderlich ausgeführt wird, um den Kollektorruhestrom zu kompensieren, also von dem Relais 3 fernzuhalten. Dieser Widerstand wird zweckmäßigerweise temperaturabhängig gemacht, da auch der Kollektorruhestrom stark mit der Temperatur schwankt.You can now add the resistor 15, which is variable is carried out to compensate for the quiescent collector current, i.e. by the relay 3 keep away. This resistance is expediently made temperature-dependent, because the quiescent collector current also fluctuates strongly with the temperature.

Ferner kann noch der Widerstand 16 vorgesehen werden, welcher den Transistor auf einen bestimmten Arbeitspunkt steuert, damit auch im unteren Bereich die Linearität gewährleistet bleibt.Furthermore, the resistor 16 can also be provided, which the The transistor controls to a certain operating point, thus also in the lower range the linearity is guaranteed.

Mit der geschilderten Anordnung wird eine Kontaktdruckverstärkungseinrichtung erreicht, welche das Halteverhältnis konstant hält und proportional zum Meßstrom arbeitet. Dies wird mit einfachen Mitteln, nämlich mit leicht herzustellenden und wenig Raum verlangenden Elementen, wie Transistoren und Widerständen, erreicht.With the described arrangement, a contact pressure intensifying device reached, which keeps the holding ratio constant and proportional to the measuring current is working. This is done with simple means, namely with easy to manufacture and elements that require little space, such as transistors and resistors.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Protection device with rectifiers and a Moving coil relay, which gives a trip command when the ratio is at least two measured variables reached a certain value, with an increase in the contact pressure by an additional auxiliary circuit using a transistor that is influenced by a voltage derived from the measured variable, characterized in that that the transistor is arranged in the auxiliary DC circuit and in its base-emitter circuit there is a resistance through which the measured variable flows, the voltage of which corresponds to the level of the influenced by the transistor flowing current, this resistance placed so is that it is arranged between the two rectifier circuits of the measured variables, and that another resistor with the base and one resistor as a negative feedback resistor is in series with the emitter.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that that the negative feedback resistance is adjustable.

3. Protection device according to claim 1, characterized in that diodes are provided for decoupling from the measuring circuit are.

4. Protection device according to claim 1, characterized in that for compensation of the collector quiescent current to the moving coil relay and possibly one with this in series resistor another adjustable resistor connected in parallel is.

5. Protection device according to claim 4, characterized in that it is adjustable Resistance is temperature dependent.

6. Protection device according to claim 1, characterized characterized in that the base-collector circuit is used to set the operating point of the transistor another resistor is parallel.

7. Protection device according to claim 1, characterized by the application to impedance relays in rectifier bridge circuit, wherein the negative feedback resistance of the transistor, at which the control voltage for the base is taken, is on the side of the bridge which supplies the current causing the triggering in the relay . Considered publications: Deutsche Auslegeschriften Nos. 1070 280, 1097539; German patent specifications No. 525 721, 656 013.