DE1815200A1

DE1815200A1 - Inductive inrush currents differentiating from other overcurrents protective device

Info

Publication number: DE1815200A1
Application number: DE19681815200
Authority: DE
Inventors: Ripka Dipl-Ing Karl Wolfgang
Original assignee: Andritz Hydro GmbH Austria
Current assignee: Andritz Hydro GmbH Austria
Priority date: 1967-12-22
Filing date: 1968-12-17
Publication date: 1969-07-24
Also published as: AT274110B; CH492325A

Description

Induktive Einschaltströme von sonstigen überströmen unterscheidende Schutz einrichtung Transformatoren, besonders solche mit kaltgewalzten bzw. kornorientierten Blechen verursachen beim Einschalten, wenn der Einschaltzeitpunkt in der Umgebung des Spannungsnulldurchganges liegt, vor allem infolge Sättigung des Kernes und damit rapid absinkender Induktivität sehr hühe und nur langsam in ihrer Amplitude abklingende Stromspitzen. Überstromrelais, die den vom Transformator aufgenommenen Strom oder den Strom eines (unter anderem) Transformatoren enthaltenden Netzes erfassen-und bei Überschreiten eines bestimmten, z. B. einstellbaren Stromwertes ansprechen sollen, sind "einschaltsicher", wenn sie zwischen gewöhnlichen (z. B. ohmschen) überströmen bzw. Kurzschluß strömen und den genannten, wieder abklingenden Einschalt-Stromspitzen unterscheiden bzw bei letzteren unwirksam sind. Hohe induktive Einschaltströme können nicht nur bei rpransformatoren und irosselspulen, sondern auch bei elektrischen Maschinen auft::eten ßissher hat man durch frequenzaghängig Filter (Hoch- und Tiefpässe ) das Vorhandensein eines Oberwellenstromes, wie er durch die Einschaltspitzen entsteht, festgestellt und die Uberstrommeldung in Abhängigkeit von dieser Feststellung unterdrückt. Eine andere bekannte Lösung besteht darin, das Uberstromrelais mit einer Ansprechverzögerung solchen Ausmaßes zu versehen, daß die Einschaltspitzen bis zum Ansprechen sicher abgeklungen sind. Beide Versionen haben den Nachteil, auf einen tatsächlichen Uberstrom bzw. Kurzschluß nicht sofort zu reagieren. Bei der Oberwellenaussiebung ist die Ansprechverzögerung durch die Einschwingdauer des Filters bedingt. Es ist des weiteren auch schon bekannt, das Auftreten des abklingenden Gleichstromgliedes als Kriterium für das Vorliegen eines bloßen Einschaltüberstromes etwa in der Weise heranzuziehen, daß ein auf 50 Hz abgestimmtes Magnetsystem durch den nach der Formel (a+b sin #t)² vom Gleichstromglied a verursachten 50 Hz-Anteil der Magnetkraft angeregt wird und die Schutzreinrichtung unwirksam macht. Inductive inrush currents that distinguish them from other overcurrents Protection device transformers, especially those with cold-rolled or grain-oriented Sheet metal cause when switching on when the switch-on time is in the area of the voltage zero crossing, mainly due to saturation of the core and thus Rapidly decreasing inductance very high and only slowly decreasing in amplitude Current peaks. Overcurrent relays that control the current drawn by the transformer or record the current of a network containing (among other things) transformers and when exceeding a certain, z. B. should respond to an adjustable current value, are "safe to switch on" if they overcurrent between normal (e.g. ohmic) currents or short-circuit flow and the above-mentioned, decaying switch-on current peaks differ or are ineffective in the latter. High inductive inrush currents can not only with rptransformatoren and irosselspulen, but also with electrical ones Machines open: you have a problem with frequency-dependent filters (high and low pass filters ) the presence of a harmonic current, as it arises from the inrush peaks, determined and the overcurrent message suppressed depending on this determination. Another known solution is to use the overcurrent relay with a response delay to such an extent that the inrush peaks are safe until they respond have subsided. Both versions have the disadvantage of an actual overcurrent or short-circuit not to react immediately. In the case of harmonic screening, this is Response delay due to the settling time of the filter. It is further also already known, the occurrence of the decaying direct current element as a criterion to be used for the presence of a mere inrush overcurrent, for example, that a magnet system tuned to 50 Hz by the according to the formula (a + b sin #t) ² 50 Hz component of the magnetic force caused by the direct current element a is excited and makes the protective device ineffective.

Auch dies bedingt eine nicht esbeträchtliche Ansprechverzögerung.This, too, causes a negligible response delay.

Die Erfindung ermöglicht die Schaffung einer mit sehr geringer Ansprechverzöge-rung arbei tnder einschaltsicheren T.Jberotro.m-oder z. B. Differentialschueinrichtung. Die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, daß bei einem induktiven Einschaltstrom im Gegensatz zu einem gewöhnlichen Überstrom die positiven und die negativen Stromwellen nicht nur dem Vorzeichen nach, sondern auch sonst, z. B. hinsichtlich ihrer Scheitelwerte (Amplituden), ihrer Form, (etwa- ihrer (maximalen) Steilheit), ihres Flächeninhaltes bzw. arithmetischen Mittelwertes und ihres quadratischen Mittelwertes (Effektivwert) verschieden sind. Gegenstand der Erfindung ist nämlich eine induktive Einschaltströme von sonstigen Überströmen unterscheidende, vorzugsweise elektronische Schutzeinrichtung für ein Ein- oder Mehrphasensystem, die gekennzeichnet ist durch eine mit Ventilen arbeitende Schaltung zur getrennten Erfassung eines Meßwertes der positiven und des analogen Meßwertes der negativen Stromwelle(n) sowie eine diese Meßwerte vergleichende oder beide Meßwerte als Ansprechkriterium benützende Schaltanordnung. Die zu erfassenden Meßwerte sind vorzugsweise die Scheitelwerte oder z. B. auch etwa aus einer kompletten Stromhalbwelle oder gegebenenfalls mehreren Stromhalbwellen gleichen Vorzeichens gebildete Mittelwerte oder etwa die (maximalen) Steilheiten.The invention enables one to be created with a very low response delay work on the switch-on safe T.Jberotro.m - or z. B. Differential shoe device. The invention makes use of the fact that with an inductive inrush current in contrast to an ordinary overcurrent, the positive and negative current waves not only according to the sign, but also otherwise, e.g. B. with regard to their peak values (Amplitudes), their shape, (e.g. their (maximum) steepness), their area or arithmetic mean value and its square mean value (effective value) are different. Subject of the invention is namely an inductive Inrush currents differentiating from other overcurrents, preferably electronic Protective device for a single or multi-phase system, which is characterized by a circuit working with valves for the separate acquisition of a measured value the positive and the analog measured value of the negative current wave (s) as well as one comparing these measured values or using both measured values as response criteria Switching arrangement. The measured values to be recorded are preferably the peak values or z. B. also from a complete current half-wave or possibly several Current half-waves with the same sign mean values formed or approximately the (maximum) Steepnesses.

Nach der Erfindung werden also z. B. die Beträge der beiden ersten erfaßbaren aufeinanderfolgenden Strom-Scheitelwerte entgegengesetzten Vorzeichens verglichen und bei Feststellung eines bestimmten (einstellbaren) Differenzbetrages das Vorliegen eines induktiven Einschaltstromes gemeldet bzw. verhindert, daß durch ein Relais Schutzmaßnahmen ausgelöst werden.According to the invention, for. B. the amounts of the first two detectable successive current peak values of opposite signs compared and when a certain (adjustable) difference is determined the presence of an inductive inrush current reported or prevented that through a relay protective measures are triggered.

Statt die beiden Meßwerte zu vergleichen, können diese je für sich auf Überschreiten eines vorzugsweise gleichen und einstellbaren Betrages überprüft werden und die Anordnung etwa unter Verwendung eines Undgatters oder in anderer (bekannter) Weise so getroffen werden, daß eine Schutzmaßnahme dann und nur dann veranlaßt wird, wenn nicht nur einer, sondern beide Meßwerte entsprechend hoch sind. Wesentlich ist in jedem Fall die getrennte Erfassung der Stromwellen der einen und der anderen dichtung.Instead of comparing the two measured values, you can use them individually checked for exceeding a preferably equal and adjustable amount and the arrangement, for example, using an and gate or in another (as is known) to be taken in such a way that a protective measure is then and only then is initiated when not only one, but both measured values are correspondingly high. What is essential in any case is the separate detection of the current waves of the one and the other the other poetry.

In der Zeichnung zeigt Figur 1 den Verlauf eines als Beispiel in einem bestimmten Fall oscillographisch aufgenommenen induktiven Einschaltstromes. Wie ersichtlich, unterscheiden sich besonders am Anfang die nach oben gerichteten Stromwellen sehr stark von den nach unten gerichteten.In the drawing, FIG. 1 shows the course of one as an example in one certain case oscillographically recorded inductive inrush current. As As can be seen, the upwardly directed current waves differ, especially at the beginning very much different from the downward ones.

Fig. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel eine erfindungsgemäße einphasige Schaltung, bei der die Scheitelwerte der ersten bzw.Fig. 2 shows a single-phase according to the invention as an embodiment Circuit in which the peak values of the first resp.

höchsten positiven und der ersten bzw. höchsten negativen Stromwelle mittels eines Stromwandlere W (mit Bürde B) und zweier Ventile Vi, V2 in je einem Speicher SPi und SP2 festgehalten und einem Vergleicher V zugeführt werden. Bei Feststellung eines größeren Unterschiedes macht der Ausgang des Vergleichers ein nachgeschaltetes, nicht dargestelltes Uberstrom- bzw. Schutzrelais z. B. durch Sperrung unwirksam, Das Meßergebnis dieser Schaltung liegt bereits nach durchschnittlich 0.75 Perioden des zu überwachenden Wecheelstromes vor. Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei Mehrphasensystenem anwendbar.highest positive and the first or highest negative current wave by means of a current transformer W (with burden B) and two valves Vi, V2 in one each Memory SPi and SP2 held and fed to a comparator V. at The output of the comparator makes it possible to determine a greater difference downstream, not shown overcurrent or protective relay z. B. by blocking ineffective, the measurement result of this circuit is already average 0.75 periods of the alternating current to be monitored. Of course it is Invention also applicable to multi-phase systems.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Inductive inrush currents differentiating from other overcurrents, preferably electronic protective device for a single or multi-phase system, characterized by a circuit operating with valves for separate detection a measured value of the positive and the analog measured value of the negative current wave (s) and one or both of these measured values as a response criterion using switching arrangement.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the measured value to be recorded is a current value, in particular the peak value or a Is mean, the latter e.g.

from a complete half-wave or several such with the same sign can be formed.

3. Protection device according to claim 1, characterized in that the measured value to be recorded the slope, in particular the maximum slope of the Current half-wave (s).

4. Protection device according to claim 1, characterized by two memories (SP1, SP2) for the two measured values, in particular the peak values of the currents of the the first two half-waves, and one comparing the amounts of the memory contents Switching arrangement (V) which, if there is a difference in these amounts, indicates the presence an inductive inrush current can close, an overcurrent relay ineffective power. (Fig. 2).

5. Protection device according to claim 1, characterized by a switching arrangement, which makes the response dependent on the fact that both measured values may be one for themselves exceed the adjustable value.

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