DE1538286C - - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kurzschluß- nicht mehr den Nulldurchgängen auf der Sekundärschutzeinrichtung mit einem im Überstrombereich seite. Hierdurch wird die Überlappung der zu vergesättigten Stromwandler, welche für jede Wechsel- gleichenden elektrischen Größen ebenfalls beeinflußt. Stromhalbwelle über je einen aus zwei Transistoren Wie die F i g. 1 zeigt, können hierbei sogar falsche bestehenden und mit je einem Pol des Stromwandlers 5 Polaritäten auftreten, die eine Falschauslösung des verbundenen Trigger einen Impuls bildet, der in Ab- Schutzes bewirken können. Im oberen Teil der F i g. 1 hängigkeit von der Polarität der Halbwelle eine Aus- ist der Primärstrom I_P sinusförmig. Er würde einen lösung oder Sperrung bewirkt, un3' bei der dem Rechteckimpuls erzeugen, der im unteren Teil ge-Stromwandler für jede Halbwelle ein Widerstand strichelt dargestellt und mit i_P' bezeichnet ist. Der parallelliegt, an welchem eine stromproportionale io Sekundärstrom /_s ist nun aber durch die Sättigung des Spannung abfällt. Magnetkernes verzerrt. Man erkennt, daß der Recht-

Solche Kurzschlußschutzeinrichtungen, bei denen eckimpuls i_P dann erheblich kürzer ist, und sogar also die Ströme über Triggerschaltungen in rechteck- während der positiven Halbwelle des Primärstromes förmige Impulse umgewandelt werden, können für negativ wird. Es ist klar, daß die Überlappungszeit alle Schutzarten verwendet werden, welche den Strom 15 dadurch erheblich beeinflußt wird und zu falschem als Meßgröße benutzen. Bei einem Überstromschutz Arbeiten des Schutzes Anlaß geben kann,
ist es hierbei nur wichtig, daß der Impuls dann den Es ist nun noch bekanntgeworden, Impulse zu Trigger betätigt, wenn eine bestimmte Stromhöhe verlängern. Dies geschieht mit Impulsformerstufen, überschritten wird. Die Überschreitung muß dabei denen ein kurzer Impuls zugeführt und bei denen am innerhalb jeder Halbwelle lang genug andauern, ao Ausgang ein Impuls erhalten wird, der so lange stehen damit die Betätigung erfolgen kann. Es können hier- bleibt, bis ihn ein zweiter Impuls als Löschimpuls bei nun Verkürzungen der Betätigungsimpulse auf- löscht. Hierbei wird mit Hilfe einer besonderen treten, wenn der speisende Wandler oder damit ver- Impulseinrichtung der Löschimpuls am Ende einer bundene Hilfswandler gesättigt werden. Bei Sätti- Wechselstromperiode erzeugt. Die Verlängerung geht gungserscheinungen solcher Wandler treten dann 35 hierbei also über eine ganze Periode. ■ . bekanntlich Stromspitzen auf, die aber schnell wieder Die Erfindung soll nun die Aufgabe lösen, mit auf null zurückgehen. Die Impulsbreite ist dann nur Hilfe einer Impulsverlängerung den vorgenannten noch entsprechend der Stromspitze vorhanden. Diese Nachteil, nämlich das fehlerhafte Arbeiten der Kurzkann zu kurz sein, um eine Auslösung zu bewerk- Schlußschutzeinrichtung bei gesättigtem Stromwandstelligen. 30 ler zu vermeiden.

Bei Vergleichsschutzsystemen, also Differential- Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, daß zwischutz oder Sammelschienenschutz, bei denen minde- .sehen der Basis des Eingangstransistors jeder der stens zwei elektrische Größen miteinander verglichen beiden Trigger und dem dem Emitter abgewandten werden, kommt es nicht nur darauf an, daß die elek- Ende des Emitterwiderstandes die Reihenschaltung trische Größe eine bestimmte Höhe hat, sondern 35 eines Kondensators und eines Widerstandes liegt, auch auf die Phasenlage zwischen den beiden Meß- daß an dem Verbindangspunkt zwischen diesem Kongrößen. Als Vergleichsschutz soll hierbei auch der densator und diesem Widerstand und dem nicht an Impedanzschutz angesehen werden, soweit er bei- den zugehörigen Trigger angeschlossenen Pol des

spielsweise mit Hilfe von über Gleichrichtern gespeisten Brückenschaltungen die Überlappung der Meß- 4° großen ausnutzt. Ein Sammelschienenschutz, welcher ,

Stromwandlers ein weiterer Widerstand angeschlossen ist und daß zwischen dem Anschlußpunkt der Widerstandskondensatorschaltung an den Emitterwider-

nach diesem Prinzip arbeitet, ist beispielsweise in der stand und dem zugehörigen Stromwandlerwiderstand

deutschen Auslegeschrift 1 208 397 beschrieben. je eine Diode liegt, deren Durchlaßrichtung mit der-

Wenn nun die Sinusform des Stromes in eine jenigen der Eingangstransistoren übereinstimmt.
Rechteckform umgewandelt wird und die Überlap- 45 Die vorgeschlagene Einrichtung bewirkt zweierlei, pung der Rechteckimpulse verglichen wird, so soll Einmal wird ein entstandener Rechteckimpuls länger eine Betätigung erfolgen, wenn die Überlappung klein aufrechterhalten, also der Bereich erweitert. Ferner oder null ist. Es soll eine Sperrung oder eine andere wird damit erreicht, daß der Rechteckimpuls beim Betätigung erfolgen, wenn die Überlappung groß oder Wechsel der Polarität des Primärstromes aufvollständig ist. Die Breite der Rechteckimpulse ent- 50 hören muß.

spricht nun der positiven oder negativen Halbwelle Die F i g. 2 zeigt eine Ausführung der Erfindung,

des Primärstromes. Es muß daher die Bedingung err Der Strom in der Leitung 1 ist mit I^p bezeichnet,

füllt sein, daß der Primärstrom auf die Sekundärseite Dieser Strom wird der nachgeschalteten Schutzein-

formtreu übertragen wird. Dies ist solange der Fall, richtung durch den Stromwandler 2 zugeführt. Er ,als die verwendeten Stromwandlerkerne ungesättigt 55 wird dann mit einem weiteren Strom verglichen, der

bleiben. von einer zweiten Einrichtung geliefert wird. Diese

Schutzeinrichtungen aber sollen gerade bei hohen zweite Einrichtung ist nicht gezeichnet, weil die aus Überlastungen richtig arbeiten. Hierfür ist diese Be- dem Strom erzeugten Impulse in gleicher Weise gedingung nicht mehr in jedem Falle gegeben. Insbeson- wonnen werden. In der Sekundärwicklung des Stromdere bei Eihschwingvorgängen mit hohen Ausgleichs- ^6o wandlers 2 fließt der Strom /_s. Die Zenerdiode 3 dient vorgängen können die Wandler leicht in den Sätti- in bekannter Weise der Herabsetzung von Überspangungsbereich kommen. Dann sind aber die elektri- nungen. Aus dem Strom wird nun für jede Halbwelle sehen Größen auf der Sekundärseite des Wandlers getrennt eine stromproportionale Spannung gewonnicht mehr mit der Sinusform der Primärseite iden- nen. Dies geschieht mit den Dioden 4 und 5, sowie tisch. Der Strom wird verzerrt, es entstehen Spitzen, ⁶5 den Widerständen 6 und 7. Fließt der Strom gerade die zwar hohe Amplituden besitzen, aber schmaler in der angegebenen Richtung, so schließt er sich über als die ursprüngliche Sinusform sind. Infolgedessen den Widerstand 6 und die Diode 5. In diesem Falle entsprechend die Nulldurchgänge auf der Primärseite sei angenommen, daß eine positive Spannung am

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Widerstand 6 liegt. In der anderen Halbwelle fließt der Strom über den Widerstand 7 und die Diode 4. Die so entstandene positive Spannung wird nun dem Eingangstransistor 8 einer Triggerschaltung zugeführt. Sie ist so geschaltet, daß beim Auftreten einer positiven Spannung an der Basis des Transistors 8 am Ausgang des Transistors 9 ein positives Signal in Rechteckform i_p entsteht. Die übrigen Widerstände 10 bis 14 und die Diode 15 sind Bestandteile der an sich bekannten Triggerschaltung, welche hier nicht näher erklärt zu werden braucht. Über die Widerstände (10, 11) wird die positive Spannung P an die Schaltung angelegt.' Die Triggerschaltung spricht an, wenn die Halbwelle des Stromes I_P positiv ist. Tritt zwischen Ip und /_s keine Verzerrung auf, dann bildet sich am Ausgang des Triggers eine Rechteckspannung aus, welche der gestrichelt dargestellten Rechteckform ip' der Fig. 1 entspricht. Wenn nun aber der Sekundärstrom/_s infolge der Sättigung des Magnetkernes des Wandlers 2 verzerrt ist, so wird dadurch auch der Rechteckimpuls falsch nachgebildet. Die Impulslänge wird, verkürzt. Um diese Verkürzung nun zu verhindern, ist eine Schaltungskombination vorgesehen, welche aus den Widerständen 16 und 17, dem Kondensator 18 und der Diode 19 besteht.

Diese Kombination, die das kennzeichnende Merkmal der Erfindung darstellt, wirkt nun folgendermaßen: Der Kondensator 18 speichert während der Sättigungsspitze des Stromes 7_S Energie. Wenn der Strom auf null geht, so gibt er diese Energie über den Transistors 8 wieder ab, so daß dieser weiterhin positive Spannungen zugeführt bekommt und den Trigger offen hält. Dies wirkt als Abfallverzögerung des Triggers. Damit, sich der Kondensator nicht über den Widerstand 6 entladen kann, ist die Diode 19 vorgesehen. Wenn nun aber die negative Sättigungsspitze entsteht, so muß der Transistor 8 sofort gesperrt werden. Diese wird dadurch erreicht, daß die nach dem Nulldurchgang am Widerstand 7 auftretende Spannung über den Widerstand 16, der hochohmig sein muß, an den Kondensator 18 gegeben wird. Dann liegen die gleichen Potentiale auf beiden Seiten des Kondensators 18 und die Entladung wird unterbunden.

In gleicher Weise wird der durch die negative Halbwelle des Primärstromes entstehende Impuls /„ durch entsprechende Schaltungen verlängert. Dies ist im unteren Teil der F i g. 2 dargestellt. Die einzelnen Schaltelemente sind mit dem im linken Teil Dargestellten gleich und daher nicht näher bezeichnet. Es sei noch erwähnt, daß P und N den Plus- und Minus-Pol der für die Transistoren erforderlichen Hilfsspannung bedeuten.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Impulsdauer trotz Sättigung des Eisenkernes des Wandlers 2 oder eines an diesen angeschlossenen Hilfswandlers auf einen Wert verlängert werden kann, der keine Falsch- oder Fehlauslösung der Kurzschlußschutzeinrichtung bewirkt. Die Verlängerung braucht sich nicht unbedingt über die ganze Halbwelle zu erstrecken. Es muß nur der Teil der Periode, während dem kein Signal erfolgt, so klein sein, daß keine falsche Auslösung des Triggers erfolgen kann. Man braucht ja zur Auslösung eine bestimmte Zeitdauer des Impulses. Wenn diese nicht erreicht wird, gibt es keine Falsch- oder Fehlauslösung. So genügt es beispielsweise, den Impuls 1 in der Fig. 1, welcher etwa 80° breit ist, auf etwa 150° zu verlängern. Dann würde das Fehlen des Impulses oder ein fälschlicherweise auftretender negativer Impuls nur noch 30° zur Verfügung haben. Dies reicht dann nicht mehr zu einer Auslösung aus.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kurzschlußschutzeinrichtung mit einem im Überstrombereich gesättigten Stromwandler, welche für jede Wechselstromhalbwelle über je einen aus zwei Transistoren bestehenden und mit je einem Pol des Stromwandlers verbundenen Trigger einen Impuls bildet, der in Abhängigkeit von der Polarität der Halbwelle eine Auslösung oder. Sperrung bewirkt, und bei der dem Stromwandler für jede Halbwelle ein Widerstand parallelliegt, an welchem eine stromproportionale Spannung abfällt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Basis des Eingangstransistors (8) jeder der beiden Trigger und dem dem Emitter abgewandten Ende des Emitterwiderstandes (13) die Reihenschaltung eines Kondensators (18) und eines Widerstandes (17) liegt, daß an dem Verbindungspunkt. zwischen diesem Kondensator (18) und diesem Widerstand (17) und dem nicht an den zugehörigen Trigger angeschlossenen Pol des Stromwandlers ein weiterer Widerstand (16) angeschlossen ist und daß zwischen dem Anschlußpunkt der Widerstandskondensatorschaltung (17,18) an den Emitterwiderstand (13) und dem zugehörigen Stromwandlerwiderstand (6) je eine Diode (19) liegt, deren Durchlaßrichtung mit derjenigen der Eingangstransistoren (8) übereinstimmt.

2. Kurzschlußschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (13,16,17) und der Kondensator (18) so bemessen sind, daß die Impulse um etwa 90° verlängert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen