-
Sicherheitsschaltungsanordnung für die Auslöseleitungen von Schutzschaltungen
Zum Schutz elektrischer Anlagen und Geräte sind jeweils voneinander verschiedene
Schalter, elektrisch betätigte Ventile usw. mehreren Schutzeinrichtungen nachgeschaltet.
So ist beispielsweise eine Synchronmaschine geschützt gegen Kurzschlußfehler im
Erregerkreis und im Ständerkreis, gegen Erdschlütse, gegen Windungsschlup, Überstrom
und dgl. mehr. Hierzu sind also einer einzigen Maschine eine Vielzahl von Schutzeinrichtungen
zugeordnet. Diese Schutzeinrichtungen wirken auf verschiedene Schalter ein, die
z.B. zur Abschaltung der Erregung, zur Abschaltung der Synchronmaschine vom Netz,
zur Abschaltung von Hilfseinrichtungen oder des Turbinenschnellschlusses eingesetzt
sein können. Bei großen Anlagen und Geräten erhöht sich die Anzahl der Schutzeinrichtungen
noch dadurch, daß wichtige Schutzeinrichtungen doppelt vorgesehen sind.
-
Um die hierdurch gewonnene Sicherheit gegen den Ausfall einzelner
Schutzgeräte auch für die Auslöseleitungen zwischen den Schutzeinrichtungen und
den von ihnen zu betätigenden Abschaltorganen aufrechtzuhalten, ist es bekannt,
für jedes Schutzgerät ein Hilfsrelais vorzusehen, das von der ihm zugeordneten Schutzeinrichtueng
betätigt wird und den Stromkreis der Auslöseleitung sckJteßt, Weiterhin i*t es bekannt,
zur UberprEfung der Punktion der Åu81beele~itpng in diese einen Priifkontakt einzuschalten,
der
während der Prüfung einer Schutzeinrichtung in die Auslöseleitung
einen Begrenzungswiderstatd und ein Uberwachungsrelais einschaltet (DBP 1 151 062).
Zur Prüfung wird dann der jeweilig zu prüfenden Schutzeinrichtung ein Fehler vorgetauscht,
der bei richtigem Funktionieren dieser Schutzeinrichtung das zugeordnete Hilfsrelais
zum Ansprechen bringt und einen Strom über den Begrenzungswiderstand, das Übbrwachungsrelais
und die Auslöseleitung schickt. Dieser Strom ist so gering, daß der zugehärige Leistungsschalter
nicht ausgelöst -wird, er reicht aber aus, um das Überwachungsrelais ansprechen
zu lassen, das dann seinerseits die Meldung abgibt, daß der betreffende Schutz funktionsfähig
ist. Bei dieser bekannten Schutzeinrichtung wird in manchen Ausführungsformen die
Schaltung des Uberwachungsrelais gleichzeitig dazu ausgenutzt, das vorgetäuschte
Eingangssignal von der zu prüfenden Schutzeinrichtung wieder wegzunehmen und den
Begrenzungswiderstand und das Uberwachungsrelais wieder aus der Auslöseleitung herauszuschalten.
-
Für eine Schutz einrichtung der beschriebenen Art benötigt man also
für jede einem Gerät oder. einer Anlage zugeordneten Schutzeinrichtung je ein Hilfsrelais.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu schaffen,
bei der die Anzahl dieser Hilfsrelais erheblich vermindert ist, ohne daß eine Einbuße
an Sicherheit vorliegt.
-
Die Erfindung betrifft damit eine Sicherheitsschaltungsanordnung für
die Auslösekanäle zwischen mehreren, einer Maschine oder einer Anlage zugeordneten
Schutzeinrichtungen und den von diesen Schutzeinrichtungen zu beeinflussenden Schaltern,
die über Kontakte von Hilfsrelais geschaltet werden, unter Verwendung einer Frtifeinrichtung
mit einem Prüfkontakt zur Einschaltung eines berwachungsrelais in die Auslöseleitung.
Das Neue besteht dabei darin, daß für jede Auslöseleitung unabhängig
von
der Zahl der an diese Auslöseleitung angeschlossenen Schutzeinrichtungen mindestens
zwei Hilfsrelais vorgesehen sind und daß Kontakte dieser einer Auslöseleitung zugeordneten
Hilfsrelais zueinander parallel in die Auslöseleitung eingeschaltet sind, während
weitere Kontakte der Hilfsrelais zueinander in Reihe und in Reihe zum Uberwachungsrelais
geschaltet sind.
-
Die Schaltung der Hilfsrelais für ein Ausführungsbeispiel ist in Fig.
1 dargestellt, während Fig. 2 die Anordnung der Kontakte von zweien der in Fig.
1 dargestellten Hilfsrelais in der Auslöseleitung zeigt. Für eine (nicht dargestellte)
Anlage oder ein Gerät sind in Fig. 1 n-Schutzeinrichtungen S1, S2 ... Sn vorgesehen.
Die Ausgangsleitungen dieser Schutzeinrichtungen sind zu Meldelampen L1, L2, ...
Ln geführt und kreuzen dabei Schalterleitungen SL1, SL2, ... SLn. Für jeden von
einer oder mehrerer der Schutzeinrichtungen S1 bis Sn anzusteuernden Schalter ist
dabei eine Schalterleitung SL1 bis SLn vorgesehen.
-
Die Zuordnung der Schalterleitungen zu den einzelnen Schutzeinrichtungen
geschieht mit Hilfe von Diodensteckern D11, D21, ... D22 ... Dnn, die an den Kreuzungspunkten
der Schalterleitungen SL1 bis SLn und der Ausgangsleitungen der Schutzeinrichtungen
S1 bis Sn vorhanden sein können. An jede Schalter leitung SL1 bis SLn sind zueinander
parallel die Wicklungen je zweier Hilfsrelais Al, A2, 31, B2, ... N1, N2 geschaltet.
Bei richtiger Funktionsweise aller Hilfsrelais sprechen also jeweils beide einer
Schalterleitung nachgeschalteten Hilfsrelais an, wenn diese Schalterleitung über
eine der an sie angeschlossenen Ausgangsleitungen der Schutzeinrichtungen S1 bis
Sn Spannung erhält.
-
In Fig. 2 ist die Auslöseleitung 1 für das Auslöseglied 2 eines Leistungsschalters
3 dargestellt. In diese Auslöseleitung ist ein Prüfkontakt p1 einer Prüfeinrichtung
P1 eingeschaltet, und zu einem Teil dieser Auslöseleitung liegt parallel ein Überwachungsrelais
Ü,
eine Diode dl und die Kontakte a12, a22 der Hilfsrelais Al und A2. Diese Kontakte
sind in Reihe zur Wicklung des Übeiwachungsrelais Ü geschaltet. Die Wicklung des
Überwachungsrelais Ü besitzt einen so hohen Widerstand, daß sie gleichzeitig als
Begrenzungswiderstand zur Begrenzung des darüber fließenden Stromes auf einen ausreichend
kleinen Wert wirkt. Zwischen der Diode dl und dem Kontakt a22 geht eine Rückmeldeleitung
mit einer Diode d2 ab zurück in die Prüfeinrichtung Pl. Der mittlere Anschluß des
Prüfkontaktes pl ist mit zwei einander parallelgeschalteten Kontakten all und a21
der Hilfsrelais Al und A2 verbunden, die ihrerseits an positives Potential P angeschaltet
sind. Ein Kontakt ü des Überwachungsrelais schaltet über ein Verstärkerrelais V
eine eldelampe M ein. Mit Hilfe eines Selbsthaltekontaktes v und einer Löschtaste
T hält sich das Verstärkerrelais V so lange, bis das Aufleuchten der Meldelampe
M erkannt und durch Drücken der Taste T quittiert ist.
-
Die Wirkungsweise der in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Anordnung
ist folgende: Wenn eine der Schutzeinrichtungen S1 bis Sn, die z.B. an die Schalterleitung
SL1 angeschlossen ist, ein Ausgangssignal abgibt, so werden die Kontakte der Hilfsrelais
Al und A2 geschlossen, und das Auslöseglied 2 des Leistungsschalters 3 erhält einen
Strom über die Auslöseleitung 1, die Ruheseite des Prüfkontaktes p1 und die einander
parallelgeschalteten Kontakte all und a21 der Hilfsrelais Al und A2. Nimmt man an,
daß infolge eines Fehlers eines der Hilfsrelais Al oder A2 nicht anspricht, seinen
Kontakt all oder a21 also nicht schließt, so wird trotzdem der Leistungsschalter
3 ausgeschaltet, da der jeweils funktionsfähige Kontakt des noch intakten Hilfsrelais
A1 oder A2 positives Potential durchschaltet. Diese erhöhte Sicherheit durch Anordnung
zweier Hilfsrelais pro Äuslöseleitung anstelle eines einzigen schafft aber auf die
Dauer noch keine erhöhte
Sicherheit der Auslöseleitung, da hierbei
durch die Parallelschaltung der Kontakte all und a21 nicht erkannt werden kann,
ob beide Kontakte ordnungsgemäß geschlossen haben. Die erhöhte Sicherheit durch
das Vorsehen zweier parallel geschalteter Hilfsrelais wird erst durch die Reihenschaltung
der Kontakte a12, a22 erreicht. Bei der nächsten routinemäßigen Prüfung der Schutzeinrichtung
schaltet die Prüfeinrichtung P1 ihren Prüfkontakt pl in die nicht gezeiclmete Lage
um und es wird auf eine der an die Schalterleitung SLl angeschlossenen Schutzeinrichtungen,
z.B. auf die Schutzeinrichtung S1, ein Fehlersignal gegeben. Wenn diese Schutzeinrichtung
ordnungsgemäß ein Ausgangssignal liefert, werden wiederum beide Hilfsrelais Al und
A2 ansprechen, so daß sich sowohl die einander parallelgeschalteten Kontakte -all
und a21 als auch die in Reihe zum Uberwachungsrelais Ü geschalteten Kontakte a12
und a22 schließen.
-
Nimmt man wiederum an, daß z.B. das Hilfsrelais Al seine Kontakte
all und a12 nicht schließt, so wird zwar positives Potential über den Kontakt a21-durchgeschaltet,
es kann jedoch kein Strom über das Überwachungsrelais Ü fließen, da der Kontakt
a12 in Reihe zum Uberwachungsrelais nach wie vor geöffnet bleibt.
-
Das hat zur Folge, daß bei einem Fehler in einem der Hilfsrelais Al
oder A2 das Überwachungsrelais Ü nicht anspricht und so eine Störmeldung abgibt.
Sind jedoch beide Hilfsrelais und die Schutzeinrichtung in Ordnung, so wird über
das Überwachungsrelais Ü ein Strom fließen, der wegen des in ihm enthaltenen Begrenzungswiderstandes
allerdings nicht ausreicht, um den Leistungsschalter 3 auszuschalten.
-
Sind beide Kontakte a12 und a22 geschlossen, so gelangt über die Diode
d2 positives Potential an die Prüfeinrichtung P1, die ihrerseits ihren Prüfkontakt
pl wieder in die gezeichnete Lage zurückschaltet und so unmittelbar nach Beendigung
der Prüfung die Auslösebereitschaft des Schutzes wieder herstellt. Bei einer Prüfung
ist also die Auslösebereitschaft eines Schutzes nur so
lange unterbrochen,
wie dieser Schutz braucht, um ein Ausgangssignal abzugeben und das. Überwachungsrelais
Ü einzuschalten.
-
Im Ausführungsbeispiel sind zur Beschreibung der Erfindung Helaisschaltungen
herangezogen worden. Es ist selbstverständlich möglich, anstelle der Hilfsrelais
kontaktlose Schalteinrichtungen vorzusehen und die parallel bzw. in reihe geschalteten
Kontakte durch entsprechende Und- bzw. Oder-Verknüpfungen zu realisieren. Um die
Sicherheit weiter zu erhöhen, lassen sich auch die im Ausführungsbeispiel parallel
an eine Zuleitung angeschalteten Hilfsrelais Al, A2,-B1, B2 ... N1, N2 an voneinander
getrennte Leitungen anschließen, die dann über weitere Diodenstecker mit den Ausgangsleitungen
der Schutzeinrichtungen zu verbinden sind.
-
1 Patentanspruch 2 Figuren