DE1912004B2 - Auf wechselstrom ansprechendes ueberstromrelais - Google Patents

Description

Das zu überwachende Netz ist an Klemmen 1 und 2 der Primärwicklung 4 eines Eingangstransformators 3 angeschlossen. Dessen Sekundärwicklung 5 ist an einer Gleichrichterbrücke 6 angeschlossen. Der magnetische Kreis des Transformators ist mit mindestens einem Luftspalt versehen, wodurch seine Magnetisierungsimpedanz niedrig und überwiegend induktiv wird. Über dem Ausgang der Gleichrichterbrücke 6 liegen ein Glättungskondensator 7, eine Zenerdiode 8 und eine Reihenschaltung von zwei Widerständen 9 und 10. Diese beiden Widerstände müssen einen hohen Wirkungswiderstand haben, damit die Sekundärbei astung des Transformators hochohmig wird. Die niedrige Magnetisierungsimpedanz des Transformators bringt mit sich, daß eine Gleich-Stromkomponente, die dem Wechselstrom überlagert ist, zum großen Teil durch die genannte Magnetisierungsimpedanz nebengeschlossen wird. Auf der Sekundärseite entsteht nur ein kurzzeniger Spannungsimpuls, dessen Wirkung so gut wie ganz eliminiert werden kann, wenn der Glättungskondensator 7 groß genug gewählt wird.

Die parallel zum Glättungskondensator 7 geschaltete Zenerdiode 8 bewirkt eine hohe Belastungsfähigkeit des Relais und gibt außerdem einen guten Schutz gegen Spannungsspitzen.

An Anschlüssen 27, 28 ist eine Hilfsspannung angeschlossen, die eine Gleichspannung von 110 V sein kann. Von dieser Hilfsspannung wird über eine Zenerdiode 26 eine stabilisierte Spannung abgenommen. An dieser Spannung ist ein Spannungsteiler über zwei Widerstände 11 und 12 angeschlossen. Der Spannungsteiler besteht aus einem Widerstand ?3, einem Potentiometer 14 und einem weiteren Widerstand 15. Der niveauabtastende Kreis besteht aus einem Transistor 16, dessen Basiselektrode 17 an der einen Seite des Glättungskondensators 7 über den Widerstand 9 angeschlossen ist. Die Emitterelektrode 18 des Transistors 16 ist am beweglichen Kontakt 19 des Potentiometers 14 angeschlossen. Der Kollektor 20 des Transistors 16 ist über einen Widerstand 21 an der Basiselektrode 22 eines zweiten Transistors 23 angeschlossen, der mit seinem Einitter-Kollektor-Kreis zwischen den Widerständen 11 und 12 und dadurch an der Hilfsspannungsque■'·? zwischen den Anschlüssen 27 und 28 angeschlossen ist. Die Wicklung eines Ausgangsrelais 24 ist im Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 23 parallel zu einer Diode 25 geschaltet. Damit ein Überstromrelais unempfindlich gegen Gleichstromkomponenten wird, ist es erforderlich, daß die Sekundärbelastung auf dem Transformator hochohmig ist, d. h., die Widerstände 9 und 10 müssen einen hohen Wirkwiderstand und der niveauätkastende Kreis soll einen niedrigen Leistungsverbrauch haben. Dies wird mit dem niveauabtastenden Kreis mit nur statischen Komponenten erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 doch momentan wirkende Maximalstromrelais so bePatentansprüche: einflussen, daß sie auch arbeiten, wenn der Effektivwert der Wechselstromkomponente, nachdem die

1. Auf Wechselstrom ansprechendes Über- Gleichstromkomponente verschwunden ist, niedriger stromrelais, bestehend aus einem Eingangstrans- 5 ist als der auf dem Relais eingestellte Arbeitswert, formator, in dessen Sekundärkreis ein Gleichrich- Wenn das Relais einem Kurzschlußstrom ausgesetzt ter mit einem als Glättungsorgan angeordneten wird, dessen Wechselstromkomponente im Gebiet Kondensator, ein niveauabtastender Kreis und ein zwischen dem eingestellten Arbeitswert und dem Ausgangsrelats vorgesehen sind, dadurch ge- Wert liegt, bei dem das Relais bei voll ausgebildeter kennzeichnet, daß der magnetische Kreis io Gleichstromkomponente anspricht, wird sein Arbeides Eingangstransformators (3) mindestens einen ten von der Größe der Gleichstromkomponente ab-I.uftspalt hat, der so bemessen ist, daß eine in hängig. Je größer dieses unsichere Gebiet bei einem dem Primärkreis des Eingangstransformators (3) Relais ist, desto schwerer wird es, eine gute Stromseauftretende Gleichstromkomponente in dem Se- lektivität zu erhalten.

kundärkreis nur einen so kurzzeitigen Spannungs- 15 Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufimpuls erzeugt, daß er von dem Glättungskonden- gäbe zugrunde, ein auf Wechselstrom ansprechendes sator (7) absorbiert wird und das Ausgangsrelais Überstromrelais der eingangs genannten Art derart (24) nicht beeinflußt, und daß die Belastung des weiter zu entwickeln, daß die in der Meßgröße ent-Eingangstransformators (3) durch den Sekundär- haltene Gleichstrom- oder Gleichspannungskompokreis im Verhältnis zu der Magnetisierungsimpe- 20 nente praktisch nicht an den niveauabtastenden Kreis danz des Eingangstransformators (3) hochohmig übertragen wird,
ist. Eine den Gleichstromanteil unterdrückende Über-

2. Auf Wechselstrom absprechendes Über- Stromschutzeinrichtung, die mit elektronischen EIestromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekenn- menten arbeitet, ist bereits bekannt (deutsche Auslezeichnet, daß die Belastung des Eingangstransfor- 25 geschrift 1 232 245). Bei dieser bekannten Anordmators (3) durch den Sekundärkreis aus parallel nung ist an die zu überwachende Leitung ein Abzum Glättvngskondensator (7) geschalteten zweig angebracht, dessen Impedanzwinkel genau so Widerständen (9, 10), denen der niveauabta- groß ist wie der der zu überwachenden Leitung. Der stende Kreis (Transistoren Ί.ό, 23) und das Aus- von diesem Abzweig gespeiste Stromrichter ist über gangsrelais (24) nachgeöchaltet sind, besteht. 30 eine einstellbare Impedanz an eine elektronische

3. Auf Wechselstrom ansprechendes Über- Schutzeinrichtung angeschlossen. Eine weitere einstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekenn- stellbare Impedanz liegt parallel zu der Schutzeinzeichnet, daß parallel zum Glättungskondensator richtung. Beide auf der Sekundärseite des Strom-(7) ein spannungsbegrenzendes Element, Vorzugs- Wandlers liegenden Impedanzen müssen ebenfalls auf weise eine Zenerdiode (8), geschaltet ist. 35 den gleichen Impedanzwinkel einstellt werden, den

die zu überwachende Leitung hat. Bei dieser bekannten Anordnung ist daher nachteilig, daß drei dem Impedanzwert der Leitung anzupassende Hilfsimpedanzen erforderlich sind. Die Impedanz der Leitung 40 selbst ist nicht konstant, sondern hängt von der Belastung der Leitung ab.

Die Erfindung bezieht sich auf ein auf Wechsel- Erfindungsgemäß wird die obengenannte Aufgabe

strom ansprechendes Überstromrelais, bestehend aus dadurch gelöst, daß der magnetische Kreis des Eineinem Eingangstransformator, in dessen Sekundär- gangstransformators mindestens einen Luftspalt hat, kreis ein Gleichrichter mit einem als Glättungsorgan 45 der so bemessen ist, daß eine in dem Primärkreis des angeordneten Kondensator, ein niveauabtastender Eingangstransformators auftretende Gleichstrom-Kreis und ein Ausgangsrelais vorgesehen sind. komponente in dem Sekundärkreis nur einen so kurz-Eine solche Schaltungsanordnung ist bereits bei zeitigen Spannungsimpuls erzeugt, daß er von dem Relais mit Gleichrichtung der Meßgröße bekannt Glättungskondensator absorbiert wird und das /Vus-(Brown-Boveri-Mitteilungen, 1966 S. 747). Bei dieser 50 gangsrelais nicht beeinflußt, und daß die Belastung bekannten Schaltungsanordnung sind jedoch keine des Eingangstransformators durch den Sekundärkreis Maßnahmen getroffen, um beim Vorliegen einer im Verhältnis zu der Magnetisierungsimpedanz des Meßgröße, die aus einem Wechselstromanteil und Eingangstransformators hochohmig ist.
einem Gleichstromanteil besteht, die Weiterleitung In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung bedes Gleichstromanteiles an den niveauabtastenden 55 steht die Belastung des Eingangstransformators durch Kreis zu unterdrücken. den Sekundärkreis aus parallel zum Glättungskon-Mit einer solchen Unterdrückung des Gleichstrom- densator geschalteten Widerständen, denen der nianteiles der Meßgröße befaßt sich die vorliegende Er- veauabtastende Kreis und das Ausgangsrelais nachgefindung. schaltet sind. Schließlich kann gemäß einer weiteren In einem Wechselstromnetz ist der Kurzschluß- 60 Ausbildung der Erfindung parallel zum Glättungsstrom während der ersten Periode nach einem Kurz- kondensator ein spannungsbegrenzendes Element, schluß oft unsymmetrisch, weil er eine Gleichstrom- vorzugsweise eine Zenerdiode, geschaltet sein,
komponente enthält. Die Größe dieser Komponente Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung hängt von der Phasenlage der Spannung im Einschalt· wird auf einem einfachen Wege eine Unterdrückung augenblick ab. Sie kann maximal ebenso groß wie 65 des Gleichstromanteiles erreicht, ohne daß zusätzder Spitzenwert der Wechselstromkomponente sein. liehe Schaltungselemente erforderlich sind.
Die Gleichstromkomponente ist im allgemeinen stark In der Zeichnung ist ein Schaltschema für ein erkämpft und verschwindet schnell, aber sie kann findungsgemäßes überstromrelais gezeigt.