DE1961686A1

DE1961686A1 - UEberstromschutzrelais fuer Wechselstromnetze

Info

Publication number: DE1961686A1
Application number: DE19691961686
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Gruenefeld; Werner Kohler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-12-02
Filing date: 1969-12-02
Publication date: 1971-06-09
Also published as: DE1961686B2

Description

Überstromschutzrelais für Wechselstromnetze Die Erfindung betrifft ein Uberstromschutzrelais für Wechselstromnetze, das insbesondere zur Auslösung elektrischer Schalter vorgesehen ist. Aus der deutschen Patentschrift 1 252 305 ist es bekannt, den zu überwachenden Strom mit einem Stromwandler zu erfassen und den Meßwert zur Steuerung von Halbleitern zu verwenden, die nach Art eines Transistorverstärkers bei einem gewünschten Schwellwert, der mit Hilfe von Zenerdioden festgelegt ist, die Auslösespannung liefern. Hierzu ist jedoch eine Hilfsspannung als Betriebsspannung für den Transistorverstärker erforderlich, so daß die bekannte Einrichtung nur für Warten und ähnliche Anlagen geeignet ist, wo z.B. eine mit einer Batterie gepufferte Gleichspannung zur Verfügung steht.
Ziel der Erfindung ist dagegen ein Uberstromschutzrelais für Wechselstrom, bei dem die wünschenswerte Verstärkung des Meßwertes ohne umfangreiche Versorgungseinrichtung erhalten wird, so daß auch kleinere Schaltanlagen, unter Unständen auch einzelne Schalter, gesteuert werden können, die an abgelegener Stelle eingesetzt sind.
Die Erfindung besteht darin, daß dem Stromwandler ein DanpelvJeggleichrichter zugeordnet ist, dessen einer Zweig den zur Steuerung des Verstärkers dienenden Meßwert liefert, während der andere Zweig die für die Speisung des Transistorverstärkers erforderliche Betriebs spannung liefert. Auf diese Weise wird der zu messende Strom selbst zur Lieferung der für den Verstärker benötigten ßnergie herangezogen. Da dies mit einem Doppelweggleichrichter geschieht, kann die Spannung zur Speisung des Transistorverstarkers unabhängig von dem als Meßwert benutzten Stromteil beeinflußt und den Erfordernissen der Speisung des Transistorverstärkers aqgepaßt werden. Mithin erhält man ein im Rahmen der erforderlichen Genauigkeit arbeitendes Uberstromsohut zr elais, das bereits durch den Anschluß des Stromwandlers an den zu überwachenden Stromkreis funktionsbereit wird.
Zweckmäßigerweise ist die vom Stromwandler gelieferte Betriebsspannung mit mindestens einer Zenerdiode begrenz-t und mit einem Kondensator geglättet, Darüber hinaus kann man eine intensiverv Glättung vorsehen und weitere Maßnahmen zur Stabilisierung der Betriebsspannung ergreifen.
Zur Stabilisierung des Ansprechwertes kann man dem für den Meßwert vorgesehenen Zweig des Doppelweggleichrichters einen Kondensator zum Abbau von kurzzeitigen Meßwert spitzen zuordnen. Der Kondensator kann darüber hinaus Einflüsse kompensieren, die sich aus der Spannungsversorgung für den Transistorverstärker ergeben.
Eine besonders bewährte Ausführungsform besitzt in dem für den Meßwert vorgesehenen Zweig einen Thyristor, der vorzugsweise über einen Kondensator mit einer einstellbaren Verzögerung steuerbar ist. Auf diese Yjeise kann man die Kennlinie des Überstromschutzrelais den Betriebserfordernissen anpassen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele beschrieben, In beiden Fällen soll das Uberstromschutzrelais ein dreiphasiges Mittels»1 an-' nungsnetz schützen und den dem Netz zugeordneten, nicht gezeichneten Leistungsschalter bei einem zu großen Strom auslösen.
In Fig. 1 ist mit 1 das dreiphasige Netz bezeichnet. Darin sind drei Stromwandler 2 angeordnet, deren Sekundärwicklungen 3 einerseits zu einem gemeinsamen geerdeten Sternpunkt 4 führen. Die andere Seite der Sekundärwicklungen speist einen Doppelweggleich richter 5 in Brückenschaltung.
An den Doppelweggleichrichter 5 ist über zwei Gleichrichter 7 ein Kondensator 8 angeschlossen. Dieser Kondensator ist vorzugsweise ein Elektrolytkondensator mit möglichst großer Kapazität. Beispielsweise kann seine Kapazität 1000/uF betragen. Daran entsteht dann eine weitgehend geglättete Gleichspannung von beispielsweise 30 V, die als Betriebsspannung zur Speisung eines Transistorverstärkers 9 geeignet ist.
Der andere Zweig des Doppelweggleichrichters 5 liefert als Meßwert einen Strom durch zwei in Reihe liegende Spannungsteiler 10 und 11. An diesen werden über Zenerdioden 12 und 13 Spannungen zur Steuerung des Transistorverstärkers 9 abgegriffen, Der Transistorverstärker zündet mit seinem Ausgang 15 einen Thyristor 16, mit dem eine Relaisspule 17 in Reihe geschaltet ist. Die Relaisspule 17 kann in einer nicht näher gezeichneten \\reise den Leistungsschalter-auslösen, der dem Netz 1 zugeordnet ist. Mit einem Kondensator 18, der mit einem Potentiometer 19 in Reihe liegt, kann die Auslösung er-=ge;^t werden, so Uz aß kleinere Uberstr,ötr0 1 KurzschluBströme nur dann zur hus-lösung führen, wenn sie eine bestimmte Zeit andauern.
Wie man sieht, kommt das neue Scbutzrelais ohne Fremdspannung aus.
Die zur Speisung des Transistorverstärkers 9 notwendige Betriebsspannung wird von der einen Halbwelle des Doppelweggleichrichters 5 gewonnen. Die Konstanz der Betriebsspannung ist durch den Kondensator 8 verbessert, der zur Glättung dient, Ferner ist die Betriebsspannung durch eine Zenerdiode 21 begrenzt, die mit einem Schutzwiderstand 22 in Reihe liegt und bei höheren als der gewünschten maximalen Betriebsspannung eine Uberbrückung bildet.
Der zur Steuerung des Transistorverstärkers 9 vorgesehene Zweig des Doppelweggleichrichters 9 ist ebenfalls mit einer Zenerdiode 24 versehen. Diese legt das Maximum der als Meßwert den Transistorverstärker 9 steuernden Spannung fest. Der zugehörige Schutzwiderstand ist mit 25 bezeichnet. Parallel zu den Spannungstellern 10, 11 liegt ein Kondensator 20 zum Abbau von Spannungsspitzen.
Die Erfindung kann auch mit anders aufgebauten Transistorverstärkern verwirklicht werden, wie in der Figur 2 gezeigt ist. Darin ist mit 1 wiederum das dreiphasige Netz bezeichnet, in dem der Stromwandler 2 angeordnet ist. Der Stromwandler speist die in Stern geschalteten Bürden 34, an denen mit drei Zwischenwandlern 35 die entsprechenden Spannungen abgenommen werden. Die Sekundärwicklungen 36 und 37 der Wandler sind mit Gleichrichtern 38 und 39 zum Doppelweggleichrichter 5 zusammengeschaltet. Der-Zweig mit den Gleichrichtern 38 liefert die zur Speisung des Transistorverstärkers 9 erforderliche Betriebsspannung, die mit dem Kondensator 8 geglättet und durch die Zenerdiode 21 begrenzt wird.
Der Zweig mit den Gleichrichtern 39 liefert den mit dem Kondensator 20 geglätteten und mit der Zenerdiode 24 begrenzten Meßwert, der über die Spannungsteilen 10-und 11 den Transistorverstärker 9 steuert. In den Abgriffen der Spannungsteiler 10 und 11 liegen Zenerdioden, die den Auslösewert für Über- bzw. Kurzschlußströme festlegen. Beide Spannungsteiler wirken über Transistoren 42 und 43 aüf den Thyristor 16, der die Auslösespule 17 schaltet, 2 Figuren 4 Ansprüche

Claims

Patentansprüche Überstromschut,zrelais für 1Yechselstr'omnetze, insbesondere zur Auslösung elektrischer Schalter, mit einer Zenerdiode zur Festlegung des Ansprechwertes und einem Stromwandler, der über einen Transistorverstärker den Meßwert liefert, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stromwandler (2) ein Doppelweggleichrichter (5) zugeordnet ist, dessen einer Zweig den zur Steuerung des Verstärkers (9) dienenden Meßwert liefert, während der andere Zweig die für--die Speisung des Transistorverstärkers (9) erforderliche Betriebsspannung liefert.
2, Überstromschutzrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Stromwandler (2) gelieferte Betriebsspannung mit mindestens einer Zenerdiode (21) begrenzt und mit einem Kondensator (8) geglättet ist.
3. Uberstromschutzrelais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem für den Meßwert vorgesehenen Zweig des Doppelweggleichrichters (5) ein Kondensator (20) zum Abbau von kurzzeitigen MeSwertspitzen zugeordnet ist,
4. Überstromschutzrelais nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der für den Meßwert vorgesehene Zweig einen Thyristor (16) aufweist, der vorzugsweise über einen Kondensator (18) mit einer einstellbaren Verzögerung (Potentiometer 19) steuerbar ist.

L e e r s e i t e