DE213616C

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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

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PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c. GRUPPE

SIEMENS & HALSKE AKT-GES. in BERLIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. Juli 1908 ab.

Rückstromrelais für Wechselstromanlagen sind gewöhnlich nach dem Prinzip der Leistungszeiger gebaut. Die sichere Wirkung dieser Apparate wird jedoch dadurch beeinträchtigt, daß bei heftigen Rückstromstößen infolge von Kurzschlüssen in den zu schützenden Leitungen oder Apparaten die Spannung sehr stark sinkt, unter Umständen fast ganz verschwindet, und daß daher das auf das Relais wirwirkende Drehmoment zu klein wird, um es allein zum Ansprechen bringen zu können.

Zur Beseitigung dieses Übelstandes sind verschiedene Mittel vorgeschlagen worden, die im allgemeinen darauf abzielen, noch ein zweites Relais zu verwenden, das in den Fällen, wo das Rückstromrelais versagt, seinerseits die Auslösung besorgt. Es kommen dafür Maximalstromrelais und Nullspannungsrelais in Frage.

Wird nun auch ein Versagen des Relaisschutzes dadurch vermieden, so macht sich doch ein anderer Übelstand geltend, sobald mehrere parallel geschaltete Leitungen einzeln gesichert werden sollen.

Um dies zu erklären, sei der auf der Zeichnung in Fig. ι dargestellte Fall betrachtet. Die Unterstation U sei mit der Zentrale Z durch zwei Leitungen L₁ und L₂ verbunden, von denen jede als Reserve für die andere dienen soll. Die Leitungen seien zunächst am Anfang durch je ein Maximalstromzeitrelais MZ₁ bzw. MZ₂ und am Ende durch je ein Rückstromrelais R₁ bzw. i?₂ geschützt. Tritt nun beispielsweise bei χ ein Kurzschluß zwischen zwei Phasen der Leitung L₁ ein, durch den die Spannung in der Unterstation U stark fällt, so werden die Rückstromrelais R₁ und R₂ eben wegen dieses Spannungsverlustes möglicherweise nicht wirken. Schaltet man nun in die beiden Leitungen JL₁ und L₂ noch Maximalstromrelais M S₁ und M S₂ ein, so wird der Kurzschluß χ allerdings auch bei Nullspannung unschädlich gemacht, da entweder beide Relais M S₁ und M S₂ in Wirksamkeit treten, oder wenigstens eins von beiden je nach der Verteilung des Stromes auf den einzelnen Leitungsteilen sicher anspricht. Die unerwünschte Folge dieser Art Sicherung ist jedoch, daß nicht nur die beschädigte Leitung, sondern auch die betriebsfähige abgeschaltet wird und diese daher als Reserve nicht zur Wirkung kommen kann. Ähnlich liegen die Verhältnisse, wenn statt der Maximalstromrelais M S₁ und M S₂ Nullspannungsrelais verwendet werden.

Gemäß der Erfindung werden diese Mängel dadurch beseitigt, daß die Rückstromrelais mit Nullspannungsrelais in einer solchen Weise kombiniert werden, daß deren Drehmomente in an sich bekannter Weise auf dieselbe Achse wirken, und daß daher nur beim Zusammentreffen beider Betriebsstörungen, also Rück-

Claims

strom- und Nullspannung, die Ausschaltung der zu sichernden Leitung oder des zu sichernden Apparates erfolgt..

Die Einrichtung des Relais kann dabei eine derartige sein, daß, wie in Fig. 2 beispielsweise dargestellt, eiiiLeistungsdrehmoment DLv bei Vorwärtsstrom in der gleichen Richtung mit einem Spannungsdrehmoment D S auf die Achse A drehend einwirkt und dadurch die Kontakte K eines Hilfsstromkreises geöffnet hält, der mittels eines Relais M einen in der zu sichernden Leitung L angeordneten Schalter 5 beeinflußt. Den genannten Drehmomenten entgegen, also im Sinne des Schlusses der Kontakte K₁K. wirkt ein mechanisches Drehmoment D M sowie das Leistungsmoment DLr bei Rückstrom. Bei gewöhnlichem Betrieb werden die Drehmomente DS und DLv das mechanische Drehmoment D M überwinden, mithin die Kontakte K, K geöffnet, das Relais M unerregt und den Schalter 5 geschlossen halten. Wird jetzt die Leitung L vom Rückstrom durchflossen, so wird das Drehmoment DLv verschwinden und das Rückstromdrehmoment D L r in Wirksamkeit . treten. Die beiden Drehmomente DLr und D M überwinden das Drehmoment D S, die Kontakte K₁K werden geschlossen, das Relais M wird durch den Strom der Batterie B erregt und der Schalter S geöffnet. Wird der Rückstrom durch Kurzschluß bewirkt und sinkt dabei die Spannung erheblich, so daß die Wirkung des Leistungsrelais und mithin des Drehmomentes DLr nur gering ist, so tritt gleichzeitig eine derartige Schwächung des Drehmomentes D S ein, daß das mechanische Drehmoment D M hauptsächlich die Schließung der Kontakte K, K bewirkt.

In dem in Fig. 1 dargestellten Falle würde bei Anwendung der neuen Relais nur die Leitung L₁ abgeschaltet werden, da in der Leitung L₂ zwar auch verminderte Spannung, aber nicht Rückstrom herrscht.

Es sind bereits Einrichtungen beschrieben worden (s. Elektrotechnische Zeitschrift 1907, S. 943), die mit dem neuen' Rückstromrelais Ähnlichkeit haben, tatsächlich aber nicht die diesem eigentümlichen Vorteile besitzen. So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, ein von der Spannung abhängiges Drehmoment entgegen einem mechanischen und einem Leistungsdrehmoment bei Vorwärtsstrom wirken zu lassen. Bei Rückstrom wirkt das durch diesen erzeugte Leistungsdrehmoment dem durch die Wirkung eines Zusatzgewichtes vermehrten mechanischen entgegen. Die Ausschaltung der zu sichernden Leitung erfolgt bei beiden Drehrichtungen. Bei Verwendung derartiger Relais in beiden Leitungen L₁ und L₂ des gewählten Beispieles ist nicht die mindeste Gewähr gegeben, daß die Leitung, in der der Kurzschluß auftritt, zuerst abgeschaltet wird. Vielmehr ist anzunehmen, daß das Relais in L₂ zunächst ausschalten wird, da bei der sinkenden Spannung das Leistungsdrehmoment des um den Rückstrom in L₁ verstärkten Vorwärtsstromes in L₂ das mechanische Drehmoment unterstützt, während das Spannungsdrehmoment stark geschwächt ist. Umgekehrt wird bei dem Relais in L₁ eine schwache Stärkung des dem mechanischen Drehmoment entgegenwirkenden Gesamtdrehmomentes stattfinden, das nach einer kurzen Bewegung der Drehachse die Vermehrung des mechanischen Drehmomentes herbeiführt, so daß bei niedriger- Spannung nunmehr wieder das Gleichgewicht noch vor der Ausschaltung der Leitung erreicht sein wird. Bei Anwendung dieser Relais für sonstige Zwecke besitzen sie den weiteren Nachteil, daß sie außerordentlich genau auf die besonderen Spannungs- und Stromverhältnisse abgestimmt werden müssen.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, ein Rückstromrelais mit einem Strom- und einem Spannungsrelais unter Anwendung eines mechanischen Drehmomentes zu vereinigen. Auch diese Einrichtung hat bei ihrer Verwendung für mehrere Leitungen den Nachteil, daß der Einfluß des Rückstromes, der den Eigenschäften des Leistungszeigers entsprechend bei sinkender Spannung an sich schon schwach ist, zu stark herabgemindert ist. Es werden nämlich von den drei auf die Leitung ausschaltend wirkenden Betriebsstörungen, Rückstrom, Nullspannung und Überstrom, schon zwei, Nullspannung und Überstrom, bei beiden Relais auftreten. Bei starkem Spannungsabfall wird also der Unterschied zwischen den auslösenden Drehmomenten nur gering sein und daher die Gefahr bestehen, daß auch die Leitung L₂ oder diese allein unterbrochen wird. Demgegenüber ist bei Verwendung der neuen Relais nur die Hälfte der elektrischen Drehmomente, nämlich das Spannurtgsdrehmoment, in beiden Leitungsunterbrechern in gleichem Sinne wirksam. Es ist also dem unter Umständen schwach wirkenden Leistungsdrehmoment die Möglichkeit seines größten Einflusses eingeräumt.

Pat ε ν τ-An Sprüche:

i. Rückstromreläis für Wechsel- und Drehstrom, bei dem mehrere elektrische und ein mechanisches Drehmoment auf dieselbe Achse wirken, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückstromrelais und ein Nullspannungsrelais in der Weise zusammenwirken, daß nur beim Zusammentreffen beider Betriebsstörungen ■ die Aus-

Schaltung der zu sichernden Leitungen, Maschinen oder Apparate erfolgt, zum Zweck, bei Anwendung mehrerer parallel geschalteter Leitungen, Maschinen oder Apparate nur diejenigen abzuschalten, die den Rückstrom empfangen, die anderen aber die Leistung der ausgeschalteten mit übernehmen zu lassen.
2. Rückstromrelais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Unterbrechung der zu sichernden Leitung erstrebendes mechanisches Drehmoment von einem Leistungsdrehmoment bei Rückstrom unterstützt, bei Vorwärtsstrom mit Hilfe eines Spannungsdrehmomentes überwunden wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.