DE2020065C

DE2020065C - Protection relay to protect three-phase motors

Info

Publication number: DE2020065C
Authority: DE
Inventors: Alexandru Bukarest Nicolau
Original assignee: Institutul de Cercetare si Proiectare Petru Industrie Electrotehnica, Bukarest
Publication date: 1972-05-31

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schutzrelais zum Schutz von Drehstrommotoren gegen Betrieb mit nur zwei Phasen, bestehend aus drei von je einem der Hauptströme durchflossenen Spulen, die gemeinsam mit einer weiteren Spule, die die Haltespule eines den Drehstrommotor schaltenden Hauptschalters beeinflußt, magnetisch gekoppelt sind.The invention relates to a protective relay for protecting three-phase motors against operation with only two phases, consisting of three coils, each of which has one of the main currents flowing through it, which together with another coil, which is the holding coil of a main switch that switches the three-phase motor influenced, are magnetically coupled.

Man kennt viele Systeme von Relais, die auf der Asymmetrie zwischen den elektromagnetischen Kräften der Drehstromspulen bei Unterbrechung einer Leitung fußen. Diese Relais haben den Nachteil, daß sie komplizierte mechanische Einrichtungen benötigen. Many systems of relays are known which rely on the asymmetry between electromagnetic forces the three-phase coils when a line is interrupted. These relays have the disadvantage that they require complicated mechanical facilities.

Es sind weiterhin durch die deutsche Patentschrift 674 539 Systecne von Relais der eingangs genannten Art bekannt, die auf die Asymmetrie der magnetischen Flusse der drei Spulen reagieren, wenn eine der Leitungen unterbrochen wird, wobei die Resultante der drei Füße eine besondere Spule erregt, die die öffnung des Hauptschalters bewirkt. Diese Sy- ao sterne haben den Nachteil, daß praktisch wegen Sättigung der magnetischen Kerne der elektrischen Motoren die Ströme eine starke dritte Harmonische besitzen, die sich nicht kompensieren läßt und unzeitgemäß den Ai "fall des Hauptschalters bewirken kann, auch wenn die Hauptströme symmetrisch sind.There are also by the German patent 674 539 Systecne of relays of the aforementioned Kind of known that react to the asymmetry of the magnetic fluxes of the three coils when one of the lines is interrupted, whereby the resultant of the three feet excites a special coil which opens the main switch. These Sy ao stars have the disadvantage that practically because of saturation of the magnetic cores of the electric motors the currents have a strong third harmonic, which cannot be compensated and which in a timely manner cause the main switch to fall can, even if the main streams are symmetrical.

Schließlich ist durch die rumänische Patentschrift 42 748 ein Schutzrelais bekannt, r*as aus einem fünfschcni'.cligen Transformatorenkern mit drei Hauptspulen auf den drei inneren Schenkeln besteht, durch die die Drehströme (ließen, und eine sekundäre Spule aufweist, die alle drei inneren Schenkel umschließt und von der Resultante der Flüsse erregt wird.Finally, a protective relay is known from Romanian patent specification 42 748, r * as from a five-section Transformer core consists of three main coils on the three inner legs which has the three-phase currents and a secondary coil that surrounds all three inner legs and is excited by the resultant of the rivers.

Sind die Hauptströme symmetrisch, so ist die Resultante der Flüsse der ersten Harmonischen gleich Null, aber die dritten Harmonischen sind in Phare und indizieren einen Strom dritter Frequenz in der sekundären Spule, die ein Hilfsrelais betätigt, das den Hauptschalter festhält. Wenn einer der Hauptströme ausfällt, so wird das System einphasig, der Fluß durch die Sekundärspule ist gleich Null, und das Hilfsrelais bewirkt das Öffnen des Hauptschalters. Dieses System hat den Nachteil, das konstruktionsmäßij; die drei inneren Schenkel Luftschlitze besitzen, die einen größeren Aufwand an Amperewindüngen benötigen und das Relais teurer und unempfindlicher Tiachen.If the main currents are symmetrical, the resultant of the first harmonic flows is the same Zero, but the third harmonics are in Phare and indicate a third frequency current in the secondary coil actuating an auxiliary relay that holds the main switch. If one of the main streams fails, the system becomes single-phase, the The flux through the secondary coil is zero and the auxiliary relay causes the main switch to open. This system has the disadvantage that constructional; the three inner legs have louvers, which require a greater expenditure of ampere windings and the relay is more expensive and less sensitive Things.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein konstruktiv einfaches Schutzrelais zu schaffen, welches bei allen Betriebsbedingungen eindeutig den Zweiphascnlauf eines Drehstrommotors anzeigt und das die vorgenannten Nachteile, unter Bewahrung des Prinzips dar dritten Harmonischen, beseitigt.The invention is based on the task of a constructive To create a simple protective relay, which clearly has two-phase operation in all operating conditions of a three-phase motor and that the aforementioned disadvantages, while maintaining the Third Harmonic Principle, eliminated.

Die Erfindung besteht bei dem eingangs beschriebenen Schutzrefais darin, daß die drei Spulen für die Hauptströme auf je einen magnetischen Ringkern gewickelt sind, daß die weitere Spule als Kurzschlußspule die drei Ringkerne und einen weiteren Ringkern umschließt, welcher weitere Ringkern zu einem Hilfsrelais gehört, dessen Anker die Haltcspulc des Hauptschalters beeinflußt, und daß die Spulen derart bemessen sind, daß die Ringkcrnc bereits beim Leerlaufstrom des Motors gesüttigt sind. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der schematischen Zeichnung gegeben.The invention consists in the protective relay described above that the three coils for the Main currents are each wound on a magnetic toroidal core that the further coil as a short-circuit coil encloses the three toroidal cores and another toroidal core, which further toroidal core to one Auxiliary relay belongs, whose armature influences the Haltcspulc of the main switch, and that the coils so are dimensioned so that the ring collars are already saturated when the motor is idling. An exemplary embodiment of the invention is given below with reference to the schematic drawing.

Darin ist I der Hauptschalter, II ein Doppelkontakt-Fernsteuerungsknopf mit den Kontakten A-D und III das Schutzrelais.Here I is the main switch, II a double-contact remote control button with contacts AD and III the protective relay.

Das Schutzrelais umfaßt drei magnetische Ringkerne 1, 2 und 3 mit drei Spulen B₁, B₂ und B₃, die die Hauptströme führen. Die drei Ringkerne sind von einer weiteren Spule in Form einer Kurzschlußspule S_c umschlossen, die auch den Kern eines Hilfsrelais 4 mit dem Anker AM umschließt.The protective relay comprises three magnetic toroidal cores 1, 2 and 3 with three coils B ₁ , B ₂ and B ₃ , which carry the main currents. The three toroidal cores are enclosed by a further coil in the form of a short-circuit coil S _c , which also encloses the core of an auxiliary relay 4 with the armature AM.

Die Windungszahlen der Spulen B,, B₂ und B₃ sind derart gewählt, daß sie die Ringkerne stark sättigen; die Folge ist eine starke dritte Harmonische in den Flüssen der drei Phasen. In einem Drehstrom sind die dritten Harmonischen in Phase und addieren sich arithmetisch, so daß ein starker Strom dritter Frequenz in der Spule S_c induziert wird; der Anker AM wird angezogen und schließt die zwei Kontakte C₁ und C₂ kurz, die parallel mit dem Einschaltkontakt des Hauptschalters montiert sind.The number of turns of the coils B ₁ , B 2 and B ₃ are chosen such that they strongly saturate the toroidal cores; the result is a strong third harmonic in the flows of the three phases. In a three-phase current, the third harmonics are in phase and add up arithmetically, so that a strong third-frequency current is induced in the coil S _c; the armature AM is attracted and short-circuits the two contacts C ₁ and C ₂ , which are mounted in parallel with the switch-on contact of the main switch.

Fällt der Strom in einer der Spulen B aus, so führen die restlichen Spulen Ströme entgegengesetzter Richtung, der resultierende Fluß der Spule S_c wird gleich Null, unct der Anker A M wird freigegeben; die Haltespulc BR führt keinen Strom mehr, und der Hauptschalter wird geöffnet, beispielsweise innerhalb einiger Zehntelsekunden.If the current in one of the coils B fails, the remaining coils carry currents in the opposite direction, the resulting flux of the coil S _c is zero, and the armature AM is released; the Haltespulc BR no longer carries current, and the main switch is opened, for example within a few tenths of a second.

Das Schutzrelais muß in Gang bleiben, auch wenn die Motoren im Leerlauf arbeiten, d. h., daß die Windungszahlen der B-Spulen so gewählt werden müssen, daß die magnetischen Ringkerne auch bei Leerlaufstrom gesättigt sind, dtv im allgemeinen bei Großmotoren 40% und bei Kleinmotoren 60 bis 80% des normalen Stroms beträgt.The protection relay must remain in operation even when the motors are idling, i. E. i.e. that the The number of turns of the B-coils must be chosen so that the magnetic toroidal cores also with No-load currents are saturated, dtv generally 40% for large motors and 60 to 60 for small motors 80% of normal current.

Das Schutzrelais kann auch als Spannungsrelais gebaut werden.The protection relay can also be built as a voltage relay.

Das Schutzrelais der Erfindung hat den Vorteil einer einfachen Konstruktion, eines niedrigen Preises und einer kleinen Leistung von wenigen VA, die es erlaubt, in den Kreis eines Stromwandlers oder Spannungswandlers eingebaut zu werden, für den Schutz großer Motoren, auch für Hochspannung.The protective relay of the invention has advantages of simple construction, low price and a small power of a few VA, which allows it to be included in the circuit of a current transformer or voltage transformer to be built in to protect large motors, even for high voltage.

Claims

Claim:

Protective relay to protect three-phase motors against operation with only two phases, consisting of three coils through which one of the main currents flows and which are magnetically coupled together with another coil that influences the holding coil of a main switch that switches the three-phase motor, characterized in that the three Coils (B ₁ , B ₃ , B ₁ ) for the main currents, each wound on a magnetic toroidal core (1, 2, 3), so that the further coil as a Kurzschfußspulc (S _t ) the three toroidal cores (1, 2, 3) and another toroidal core (4) encloses which further toroidal core (4) belongs to an auxiliary relay (4, AM) , the armature (AM) of which influences the holding coil of the main switch, and that the coils (B ₁ , B ₁ , B ₁ ) are dimensioned so that the toroidal cores (1, 2, 3) are already saturated when the Lceriaufstrom of the motor.