DE1952582A1 - Circuit arrangement for protecting an electrical high-voltage circuit against overload - Google Patents
Circuit arrangement for protecting an electrical high-voltage circuit against overloadInfo
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- H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
- H02H3/093—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current with timing means
Description
Schaltungsanordnung zum Schutz eines elektrischen Starkstromkreises gegen Überlastung.Circuit arrangement for the protection of an electrical high-voltage circuit against overload.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz eines elektrischen Starkstromkreises gegen Überlastung, mit einer Vorrichtung zur Erzeugung einer vom Stromfluss im Starkstromkreis abhängigen Gleichspannung, die das Potential eines zeitbestimmenden Koniensators steuert, der die Tätigkeit eines Schutzkreises auslöst, wobei die Betriebsenergie für den Schutzkreis einem Speicher entnommen wird. The invention relates to a circuit arrangement for protection an electrical heavy current circuit against overload, with a device for generating one of the current flow in the Power circuit dependent DC voltage that controls the potential of a time-determining cone generator that controls the Triggers the activity of a protective circuit, whereby the operating energy for the protective circuit is taken from a memory.
In der Elektroindustrie erweist es sich häufig als notwen-« dig, den in einem Starkstromkreis fliessenden Strom zu messen und eine Schutzwirkung vorzusehen, falls der Strom einen vorbestimmten Wert überschreitet. Es kann z.B. notwendig sein, entweder ein Warnsignal zu geben oder einen Stromunterbrecher auszulösen. Die notwendige Messung wird üblicherweise auf Zeit/Strom-Basis durchgeführt, weil die für die Schutzwirkung erforderliche Geschwindigkeit sehr wesentlich von der Grosse der Überlastung abhängt.In the electrical industry, it often proves to be necessary dig to measure the current flowing in a power circuit and provide a protective effect if the current exceeds a predetermined value. For example, it may be necessary to either give a warning signal or one Trip circuit breaker. The necessary measurement is usually performed on a time / current basis because the The speed required for the protective effect is very high depends essentially on the size of the overload.
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Übliche Geräte hierfür können aus direkt betätigten Überlastvorrichtungen bestehen, die entweder direkt in die Starkstromleitung eingefügt sind, oder durch Stromwandler oder Relais des magnetischen Induktionstyps gespeist werden. Obwohl dies in Schwachstromkreisen durchführbar sein kann, bedingt der Schutz von Starkstromkreisen entweder in die Starkstromleitung einzufügende, teure direkt arbeitende Stromspulen oder grosse Stromwandler." In Hochspannungsverteilersystemen müssen z.B. die Stromwandler direkt mit der Leitung verbunden und somit für die volle Spannung isoliert werden, da die Schutzwirkung niederspannungsseitig herbeigeführt wird. Solche Stromwandler sind P sperrig und teuer, weil sie für die Schutzwirkung selbst genügend Energie liefern müssen. Es ist daher alternativ möglich, einen kleineren Stromwandler zu benutzen, der lediglich die Überlastung annimmt und der Schutzvorrichtung ein Signal übermittelt, wobei die für den Betrieb notwendige Energie einer getrennten Quelle, z.B. einer stationären Batterie entnommen wird. Das hat wiederum beträchtliche Nachteile, da sich solche Anlagen häufig an entfernten Orten befinden und zur Vermeidung häufiger Wartungen grosse und teure Batterien erforderlieh sind.Conventional devices for this purpose can consist of directly actuated overload devices, which either go directly into the power line or powered by current transformers or relays of the magnetic induction type. Although this is in Light circuits can be carried out, requires the protection of power circuits either to be inserted in the power line, expensive direct current coils or large current transformers. "In high-voltage distribution systems, for example, the Current transformer connected directly to the line and thus for the full voltage, as the protective effect is brought about on the low voltage side. Such current transformers are P bulky and expensive because they are sufficient for the protective effect itself Have to deliver energy. As an alternative, it is therefore possible to use a smaller current transformer that only reduces the overload accepts and the protective device transmits a signal, with the energy necessary for operation of a separate Source, e.g. taken from a stationary battery. This in turn has considerable disadvantages, since such systems are frequent are in remote locations and large and expensive batteries are required to avoid frequent maintenance.
Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art ist erfindungsgemäss die Vorrichtung zur Erzeugung der Gleichspanfe nung auch an den Speicher angeschaltet, um diesen zu laden.In a circuit arrangement of the type mentioned at the outset, the device for generating the DC voltage is according to the invention connected to the memory in order to load it.
Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung zur Erzeugung der vom im Starkstromkreis fliessenden St^om abhängigen Gleichspannung, die vorzugsweise aus einem Stromwandler mit nachgeschaltetem Gleichrichter besteht, sehr klein ausgeführt sein kann, und , dass zusätzlich der Speicher, der zweckmässig eine Sekundärbatterie ist, entsprechend kledn sein kann, weil er durch den Strom aus dem Stromwandler oder einer anderen Vorrichtung in einem geladenen Zustand gehalten wird. Eine solche Schaltungsanordnung kann daher ohne Wartung über lange Zeitspannen sicher arbeiten, und die Batterie oder eine andere Art von Speicher braucht nur eine Kapazität aufzuweisen, die zur Betätigung des Schutzkreises ausreicht. , -^This has the advantage that the device for generating the DC voltage, which is dependent on the current flowing in the power circuit, which preferably consists of a current transformer with a downstream rectifier, can be made very small, and that, in addition, the memory, which is expediently a secondary battery, can be correspondingly small because it is powered by electricity from the current transformer or other device is maintained in a charged state. Such a circuit arrangement can therefore work safely over long periods of time without maintenance, and the battery or some other type of memory only needs to have a capacity that is sufficient to operate the protective circuit sufficient. , - ^
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Eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung kann nach zwei Verzögerungsarten arbeiten. So kann die Zeitverzögerung beim Betrieb des Schutzkreises dem Reziprokwert des im Starkstromkreis fliessenden Stro-nes proportional sein, und hierfür bildet der zeitbestimmende Kondensator einen Teil eines spannungsreziproken Ladekreises. Eine derartig arbeitende Schaltung wird als umgekehrte, bestimmte Minimalzeitschaltung (IDMT-System) üblicherweise bezeichnet οA circuit arrangement according to the invention can have two types of delay work. So the time delay in the operation of the protective circuit can be the reciprocal of that in the power circuit to be proportional to the flowing strokes, and for this purpose the time-determining capacitor part of a voltage-reciprocal charging circuit. Such a working circuit is called the reverse, certain minimum time switching (IDMT system) usually denotes ο
Bei einem Alternativsystem - üblicherweise als doppelte oder dreifache, bestimmte Minimalzeitschaltung (DDMT oder TDMT-System) bezeichnet - sind zwei oder mehr bestimmte Zeitverzögerungen vorgesehen, von denen jede als Punktion des im Starkstromkreis fliessenden, zulässigen Strom ausgewählt ist. Bei dieser Schale' tungsart werden zwei oder, mehr zeitbestimmende Kondensatoren benötigt, die in parallele Kreise eingeschaltet sind, von denen einer den Schutzkreis als Folge eines oberhalb eines Minimalwertes während einer vorbestimmten Zeit fliessenden Stromes, auslösen kann. In der Praxis werden diese Kreise derart eingestellt, dass einer auf eine Kombination eines relativ hohen Stromes und einer kürzen Zeit anspricht, während der andere auf eine Kombination eines niedrigeren Stromes und einer längeren Zeit anspricht. · ...-.·--."In the case of an alternative system - usually as a double or triple, specific minimum time switching (DDMT or TDMT system) - are two or more specific time delays provided, each of which is selected as a puncture of the permissible current flowing in the power circuit. With this bowl ' type of operation, two or more time-determining capacitors are required, which are connected in parallel circles, of which one the protection circuit as a result of one above a minimum value can trigger during a predetermined time flowing current. In practice, these circles are set in such a way that that one on a combination of a relatively high current and one responds to a shorter time while the other responds to a combination of a lower current and a longer time. · ...-. · -. "
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments and the drawing explained in more detail.
Fig. 1 ist ein BlQckschema einer umgekehrten, bestimmten Minltnalschaltung; , ,Fig. 1 is a block diagram of an inverted particular mini circuit; ,,
Fig., 2 und 5,.sind Diagr amme x , welche die Kennlinien der Schal-■ v-. - .-;.-: tung^nachvFig, 1 zeigejai ,._ . . _,Fig. 2 and 5, .are Diagr amme x , which the characteristics of the switching ■ v-. - .-; .-: tung ^ nachvFig, 1 showjai, ._. . _,
Fig, A; ist ein Blockscherna^· einer doppelten,, bestimmten. Minimal- -: :--. ^schaltung; , ,ν Ύ Fig, A; is a block scherna ^ · a double, definite. Minimum: -: -. ^ circuit; ,, ν Ύ
Fig. 5 ist ein Diagramm, welches die Kennlinien der Schaltung nach Fig. k zeigt. . : . 'Fig. 5 is a diagram showing the characteristics of the circuit of Fig. K. . :. '
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Die in Pig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung ist zum Schutz eines Starkstromkreises bestimmt, der aus einem von einem Stromwandler 2 umschlossenen Leiter 1 gebildet wird. Die Ausgangsspannung des Stromwandlers ist somit dem in dem Starkstromkreis fliessenden Strom proportional, und der fliessende Strom wird in einem Gleichrichterkreis J gleichgerichtet. Zusätzlich zur Gleichrichtung des Stromes verteilt dieser Kreis den Strom zwischen einem Speicher K, der z.B. eine Sekundärbatterie oder ein grosser Kondensator sein kann, und einem zeitbestimmenden Kreis 5· Die Einspeisung geschieht über einen weiteren Kreis 6, der die Tätigkeit des zeitbestimmenden Kreises verhindert, bis die Spannung einen Wert überschreitet, der durch Einstellung des Kreises 6 vorbestimmt ist und dem Wert des Stromes in dem Leiter 1 entspricht, oberhalb dessen eine Schutzwirkung notwendig werden kann.The one in Pig. The circuit arrangement shown in FIG. 1 is intended to protect a power circuit which is formed from a conductor 1 enclosed by a current transformer 2. The output voltage of the current transformer is thus proportional to the current flowing in the power circuit, and the flowing current is rectified in a rectifier circuit J. In addition to rectifying the current, this circuit distributes the current between a memory K, which can be a secondary battery or a large capacitor, for example, and a time-determining circuit 5 the voltage exceeds a value which is predetermined by setting the circuit 6 and corresponds to the value of the current in the conductor 1, above which a protective effect may be necessary.
Der zeitbestimmende Kreis 5 enthält einen zeitbestimmenden Kondensator, der von dem Speicher 4 in Abhängigkeit von dem vom Stromwandler 2 empfangenen Spannungssignal aufgeladen wird. Somit arbeitet er .zur Erzeugung einer Verzögerung, die dem Reziprokwert der Ladespannung proportional ist, d.h. proportional dem Reziprokwert des Stromes im Leiter 1. Die kennlinien dieses' Kreises sind in den Fig. 2 und 3 gezeigt. In Fig. 2 ist gezeigt, dass für aufeinanderfolgende Spannungen im Bereiche einer Grö'ssenordnung von.Vl bisV6 bis zum Erreichen einer Kondensatorspannung VC, die als Auslöseschwelle bezeichnet wird, eine Zeit verstreicht, die umgekehrt mit der Grosse der Spannung variiert. Mit anderen Worten ist die Zeit bei einer Ladespannung V2 geringer als bei einer niedrigeren Spannung Vl, und die Zeit verringert sich fortschreitend bis zu einer Ladespannung V6. Da die . Ladespannung dem in dem Leiter 1 fliessenden Strom proportional ist, kann die Zeit bis zum Erreichen des Auslösewertes gegen den Strom aufgetragen werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Hier sieht man, dass die Zeit bis zum Erreichen der Auelöseschwelle, d.h. die Zeitverzögerung, dem Reziprokwert des Stroirtes I pro-"* portional ist. Wie bereits erläutert wurde, tritt der zeitbe- """ stimmende Kreis überhaupt nicht in Tätigkeit, bis ein" Mihmäl-'"" wert des Stromes überschritten wird, wonach^'der zeitbestimmende 1^The time-determining circuit 5 contains a time-determining capacitor which is charged by the memory 4 as a function of the voltage signal received from the current transformer 2. Thus it works to generate a delay which is proportional to the reciprocal of the charging voltage, ie proportional to the reciprocal of the current in the conductor 1. The characteristics of this' circle are shown in FIGS. In Fig. 2 it is shown that for successive voltages in the range of an order of magnitude from V1 to V6 until a capacitor voltage VC, which is referred to as the triggering threshold, is reached, a time elapses which varies inversely with the magnitude of the voltage. In other words, the time at a charging voltage V2 is less than at a lower voltage V1, and the time gradually decreases up to a charging voltage V6. Since the. Charging voltage is proportional to the current flowing in the conductor 1, the time until the trigger value is reached can be plotted against the current, as shown in FIG. 3. Here you can see that the time until the triggering threshold is reached, ie the time delay, is proportional to the reciprocal of the stroke I. As already explained, the time-determining circle does not come into action at all until "Mihmäl- '""value of the current is exceeded, after which ^' the time-determining 1 ^
00 98 17/048 6 ..r -00 98 17/048 6 .. r -
Kondensator aufgeladen wird, bis die Spannung die Auslöseschwelle erreicht.Capacitor is charged until the voltage crosses the trip level achieved.
Dies entspricht derjenigen Spannung, die zur Betätigung eines Triggerkreises 9 notwendig ist, der seine Energie vom Speicher 4 bezieht und ein Signal einem Schutzkreis Io zuführt, der eine mechanisch/elektrische Auslösevorrichtung ist und den Stromunterbrecher betätigt und somit den Stromkreis zum Leiter 1 unterbricht. Der Schutzkreis Io enthält einen statischen Schalter, der Energie von dem Speicher 4 zur Betätigung einer Auslösespule freigibt und so den Stromkreis zum Leiter 1 unterbricht. ·This corresponds to the voltage required to operate a Trigger circuit 9 is necessary, which draws its energy from the memory 4 and sends a signal to a protection circuit Io, which is a mechanical / electrical release device and operates the circuit breaker and thus the circuit to the conductor 1 interrupts. The protection circuit Io contains a static switch, the energy from the memory 4 to operate a Release coil releases and thus interrupts the circuit to conductor 1. ·
Somit ist verständlich, dass der Stromwandler 2 nur einen sehr kleinen Strom zu liefern braucht, um den Speicher 4 auf seiner vollen Spannung geladen zu halten und auch den notwendigen Strom für den zeitbestimmenden Kreis zu liefern. Es kann da« her ein kleiner Stromwandler benutzt werden, und entsprechend genügt ein kleiner Speicher zur Lieferung der für den Betrieb notwendigen Energie, da er durch den Stromwandler in einem dauernden Ladezustand gehalten wird»It is therefore understandable that the current transformer 2 is only a very needs to supply small current in order to keep the memory 4 charged at its full voltage and also the necessary To supply electricity for the time-determining circuit. It can be there « a small current transformer can be used, and accordingly a small memory is sufficient to supply the for operation necessary energy, as it is kept in a constant state of charge by the current transformer »
Die in Pig. 4 gezeigte Schaltungsanordnung entspricht im wesentlichen derjenigen nach Pig. 1 und übereinstimmende Einzelteile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Der einzige wesartliche Unterschied besteht darin, dass anstelle des zeitbestimmenden Kreises 5 zwei getrennte Verzögerungskrelse 12 und IJ vorgesehen sind, die kurze bzw. lange Zeitverzögerungen ergaben. Die beiden Kreise sind einander parallel geschaltet und mit dem Triggerkreis 9 verbunden. Die kennlinien dieser beiden Kreise sind in Fig. 5 gezeigt und mit Pfeilen . 12 und IJ bezeichnet. Entsprechend Fig. j5 ist der im Leiter 1 fliessende Strom mit I bezeichnet, während t die Zeit bis zum Erreichen der Auslöseschwelle für den Triggerkreis 9 darstellt. Für dan Verzögerungskreis 12 wird bei einem relativ hohen Wert des Stromes I die Auslöseschwelle nach einer Zeitdauer t^ erreicht, wobei diese beiden Werte einstellbar sind, wie durch The one in Pig. 4 essentially corresponds to the circuit arrangement shown those after Pig. 1 and matching items are given the same reference numerals. The only major difference is that instead of the time-determining circuit 5 has two separate delay circuits 12 and IJ are provided, the short and long time delays respectively revealed. The two circuits are connected in parallel to one another and connected to the trigger circuit 9. The characteristics these two circles are shown in Fig. 5 and with arrows. 12 and IJ. According to Fig. J5, the one in conductor 1 The flowing current is denoted by I, while t is the time up to Reaching the trigger threshold for the trigger circuit 9 represents. For the delay circuit 12 is at a relatively high value of the current I reaches the triggering threshold after a period of time t ^, these two values being adjustable, as by
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die Pfeile 14 und 15 angedeutet ist» Der Verzögerungskreis hat eine derartige Kennlinie, dass ein beträchtlich kleinerer Stromwert von Γ den zeitbestimmenden Kondensator auf eine der Auslöseschwelle entsprechende Spannung nach einer längeren Zeitdauer tp auflädt, wobei die betreffenden Werte von Strom und Zeit einstellbar sind, wie durch Pfeile 16 und 17 angedeutet ist. Wenn der zeitbestimmende Kondensator in einem der beiden Verzögerungskreise 12 und IJ auf einen Wert aufgeladen ist, welcher der Auslöseschwelle entspricht, so wird wie oben beschrieben der Triggerkreis 9 betätigt und gibt ein Signal an ^ den Schutzkrei's Io, um die notwendige Schutzwirkung herbeizu-™ führen, wofür die notwendige Leistung dem Speicher 4 entnommen wird»the arrows 14 and 15 are indicated »The delay circle has such a characteristic that a considerably smaller one Current value of Γ the time-determining capacitor to a voltage corresponding to the triggering threshold after a longer period Duration tp charges, taking the relevant values of current and time are adjustable, as indicated by arrows 16 and 17. When the timing capacitor is in one of the charged both delay circuits 12 and IJ to a value which corresponds to the triggering threshold, the trigger circuit 9 is actuated as described above and provides a signal ^ the protection circle Io, in order to bring about the necessary protective effect- ™ lead, for which the necessary power is taken from the memory 4 »
Obwohl die in Fige 4 gezeigte Schaltungsanordnung gegenüber derjenigen der Pig. I verschiedene Betriebskennlinien aufweist, hat sie doch die gleichen Vorteile, indem sowohl der Stromwandler 2 als auch der Speicher 4 beträchtlich kleiner und billiger ausgeführt sein können als in bekannten Schaltungsanordnungen. Obwohl in beiden Schaltungsanordnungen ein Stromwandler zur Erzeugung einer Spannung gezeigt ist, die von dem in dem Starkstromkreis fliessenden Strom abhängig ist, so kann die notwendige Spannung z.B. auch dadurch eifcalten werden, dass man den ψ Spannungsabfall zwischen zwei im Abstand voneinander befindlichen Punkten im Starkstromkreis abgreift.Although the circuit arrangement shown in Figure 4 e opposite that of the Pig. I has different operating characteristics, but it has the same advantages in that both the current transformer 2 and the memory 4 can be made considerably smaller and cheaper than in known circuit arrangements. Although both circuit arrangements show a current transformer for generating a voltage that depends on the current flowing in the power circuit, the necessary voltage can also be eifcalten by tapping the ψ voltage drop between two points in the power circuit that are at a distance from each other .
Patentansprüche:Patent claims:
9817/04869817/0486
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB4977468 | 1968-10-21 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1952582A1 true DE1952582A1 (en) | 1970-04-23 |
Family
ID=10453490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19691952582 Pending DE1952582A1 (en) | 1968-10-21 | 1969-10-18 | Circuit arrangement for protecting an electrical high-voltage circuit against overload |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1952582A1 (en) |
FR (1) | FR2021140A1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2931440A1 (en) * | 1978-08-08 | 1980-02-14 | Mitsubishi Electric Corp | PERFORMANCE INTERRUPTER |
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DE3215302A1 (en) * | 1981-04-27 | 1982-12-02 | Westinghouse Electric Corp., 15222 Pittsburgh, Pa. | TESTABLE OVERLOAD PROTECTION DEVICE |
EP0075296A1 (en) * | 1981-09-21 | 1983-03-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Digital overcurrent disconnector |
DE3607596A1 (en) * | 1986-03-07 | 1987-09-10 | Ritz Messwandler Kg | High-voltage fuse |
-
1969
- 1969-10-18 DE DE19691952582 patent/DE1952582A1/en active Pending
- 1969-10-20 FR FR6935831A patent/FR2021140A1/fr not_active Withdrawn
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2021140A1 (en) | 1970-07-17 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 19542993 Format of ref document f/p: P |
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AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 19601001 Format of ref document f/p: P |