DE2328928C3 - Drehfeldabhängiger Spannungsrückgangsschutz - Google Patents

Drehfeldabhängiger Spannungsrückgangsschutz

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DE2328928C3 DE19732328928 DE2328928A DE2328928C3 DE 2328928 C3 DE2328928 C3 DE 2328928C3 DE 19732328928 DE19732328928 DE 19732328928 DE 2328928 A DE2328928 A DE 2328928A DE 2328928 C3 DE2328928 C3 DE 2328928C3
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Werner Laue
Gunther Dipl.-Phys. Vieweg
Kurt Wodschadlo
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Description

des einen ÄC-Gliedes (CX, R 4)
abfallende Spannung (Ua) mit einer Sternspannung (Uro) des Systems li.id die an dem ohmschen Widerstand (R 5) des anderen flC-Gliedes (C2, R 5) abfallende Spannung (Uta) mit t- iier Sternspannung i/7-0 einen Winkel von 60" bilden und daß die dem Mitfeld proportionale Spannung (Um) an den beiden Verbindungspunkten (A. B) zwischen Widerstand (R 4 bzw. R 5) und Kondensator (Ci bzw. C5) der beiden ÄC-Glieder abgegriffen wird.
3. Spannungsrückgangsschutz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ohmschen Widerstände (R 4, R 5) der /?C-Glieder veränderbar sind.
4. Spannungsrückgangszeitrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Spannungsrückgangs-Zeitrelais nach der DE-OS 20 61 295.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen drehfeldabhängigen Spannungsrückgangsschutz, bestehend aus einem das Mitsystem erfassenden Drehfeldscheider und einem Spannungsrückgangs-Zeitrelais, das beim Unterschreiten einer vorgegebenen Höhe der Spannung des Mitsystems ein von der Höhe der Unterschreitung dieser Spannung abhängiges zeitverzögertes Steuersignal für ein Schaltrelais abgibt
Ein drehfeldabhängiger Spannungsrückgangsschutz wird insbesondere zum Schutz von großen Synchron- und Asynchronmotoren benötigt, um bei einem Spannungseinbruch im Versorgungsnetz die Abschaltung dieser Motoren zu veranlassen, wenn eine vorgegebene Größe des Spannungs-Mitsystems unterschritten wird, da nur das Mitsystem zur Drehmomentbildung beiträgt
Bei einem bekannten drehfeldabhängigen Spannungsrückgangs-Zeitschutz (Siemens-Zeitschrift 42 [1968], Heft 4, S. 313 bis 315) findet ein Induktionsrelais Verwendung, dessen Ferraris-Triebsystem so gestaltet ist, daß nur das Mitsystem der Spannung ein Drehmoment erzeugt Das Gegensystem darf also keine Flüsse im Triebsystem hervorrufen, d. h. die Suume der Durchflutungen des Gegensystems muß stets Null ergeben. Als Drehfeldscheider wird eine Spule des Ferraris-Triebsystems verwendet, die eine Mittelanzapfung enthält und an der ein induktiver und ein ohmscher Widerstand vorgeschaltet sind. Die Widerstände sind hierbei so bemessen, daß nur das Mitsystem ein Drehmoment erzeugt Diesem Drehmoment wirkt eine Torsionsfeder entgegen, deren Vorspannung sich zum Einstellen des Ansprechbereiches verändern läßt Das Ferraris-Meßwerk betätigt nach Überwindung der Vorspannung der Torsionsfeder einen
Quecksilber-Ringrohrkontakt und löst dadurch einen Schaltbefeh! über ein Schaltrelais aus. Nachteilig bei diesem bekannten Gerät ist daß eine bestimmte funktionsbedingte Einbaulage eingehalten werden muß. Ferner kann der Quecksilber-Ringrohrkontakt nach dem Ansprechen des Ferraris-Meßwerkes infolge von Erschütterungen vorzeitig schließen oder öffnen und somit Fehlauslösung verursachen. Durch die mechanisch bewegten Teile dieses bekannten Realis ist eine verhältnismäßig geringe Lebensdauer zu erwarten. Darüber hinaus erfordert die Herstellung solcher Relais ein hohes Maß an Präzision.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen drehfeldabhängigen Spannungsrückgangsschutz der obengenannten Art zu schaffen, der nur aus ruhenden Teilen aufgebaut ist d. h. der in jeder beliebigen Lage eingebaut werden kann, erschütterungssicher ist, eine hohe Lebensdauer erwarten läßt und einfach herzustellen ist
Die Aufgabe wird dadurch gelöst uaß zur Erfassung der Höhe -der Spannung des Mitsystems ein aus einem Widerstandsnetzwerk bestehender Drehfeldscheider verwendet ist an dem eine der Höhe der Spannung des Mitsystems proportionale Spannung abgenommen und zusammen mit einer Vergleichsspannung einem Integrierglied zugeführt wird, das beim Absinken der dem Mitsystem proportionalen Spannung unter die Vergleichsspannung eine der Differenz dieser beiden Spannungen proportionalen Spannungsanstieg an eine Schwellwertstufe abgibt, welcher ihrerseits das Schaltrelais beeinflußt.
Vorzugsweise ist der Spannungsrückgangsschutz so ausgestaltet, daß der Drehfeldscheider drei in Stern geschaltete niederohmige Widerstände enthält, welche mit den einzelnen Phasen des zu überwachenden Netzes verbunden sind, daß die an dem kapazitiven Widerstand des einen /?C-Gliedes abfallende Spannung mit einer Sternspannung und die an dem ohmschen Widerstand des anderen ffC-Gliedes abfallende Spannung mit einer anderen Sternspannung den Winkel von 60° bilden und daß die dem Mitfeld proportionale Spannung an den beiden Verbindungspunkten zwischen Widerstand und Kondensator der beiden /?C-Glieder abgegriffen wird.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Spannungsrückgangs-Zeitrelais nach der DE^OS 20 61 295, Ein weiterer Vorteil des drehfeldabhängigen Spannungsrückgangsschützes besteht darin, daß er zürn
Großteil aus integrierten elektronischen Bauteilen aufgebaut sein kann.
An Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert Es zeigt
F i g. I ein Blockschaltbild des elektronischen drehfeldabhängigen Spannungsrückgangsschutzes,
F i g. 2 ein Schaltbild des Drehfeldscheiders,
Fig.3 ein Zeigerdiagramm der Spannungen bei Phasenfolge R, S, Tund
Fig.4 ein Zeigerdiagramm der Spannungen bei Phasenfolge/?, T,S.
Wie F i g. 1 zeigt, werden an einem Drehfeldscheider 1, im allgemeinen über Spannungswandler, die Phasenspannungen R, S, T des Versorgungsnetzes angeschlossen, an dem auch der oder die zu schützenden Maschinen und Geräte liegen. Der Drehfeldscheider 1 liefert eine dem Mitfeld proportionale Wechselspannung Um. Die galvanische Trennung erfolgt mit Hilfe eines Transformators 2, dessen Sekundärspannung gleichgerichtet und als Eingangsspannung Ue einem elektronischen Integrator 3 zugeführt wird. Außerdem erhält der Integrator 3 über eine Stabilisierwgsschaltung 4, weiche zweckmäßigerweise eine Zenerdiode enthält, eine Vergleichsspannung Uv, .die in Stufen 25 und veränderbar ist Unterschreitet die Eingangsspannung Ue die eingestellte Ansprechspannung Uv, ändert sich die Ausgangsspannung UA des Integrators 3 abhängig von der Differenz der Eingangsspannungen (Uv — Ue bzw. Ue- Uv). Die Ausgangsspannung Ua des Integrators steuert einen Schwellwertschalter 5, der den Schaltzustand des Schaltrelais 6 ändert. Über Kontakte 7 des Schaltrelais 6 kann unmittelbar eine Abschaltung der zu schützenden Verbraucher vorgenommen werden. Der Integrator 3, die Stabilisierungsschaltung 4, der j5 Schwellwertschalter 5 und das Schaltrelais 6 stehen über Leitungen mit einer Leitung 8 einer Hilfsspannungsquel-Ie in Verbindung. Vorzugsweise wird ein elektronisches Spannungsrückgangs-Zeitrelais verwendet, welches in der DT-OS 20 61 295 näher beschrieben ist Durch entsprechende Beschallung des Integrators mit RC-Gliedern läßt sich das Ansprechverhalten des Relais in weiten Grenzen beeinflussen und der Stalbilkätskennlinie der Motoren anpassen.
Der Drehfeldscheider 1 ist gemäß der Erfindung als einfaches Hetzwerk mit ßC-Gliedern aufgebaut und nach Fig.2 geschaltet Mit Ri, Rj, R3 sind ohmsche Widerstände bezeichnet, deren Widerstandswert im Vergleich ziu dem Widerstandswert der ÄC-GIieder gering ist. Die Widerstände Rt bis R 3 liegen an den Phasenspannungen R, S, Tund bilden einen künstlichen Sternpunkt 0. Zwischen der Phase J? und dem Sternpunkt 0 der drei Widerstände R 1 bis R 3 liegt ein i?C-Glied, welches aus einem ohmschen Widerstand R 4 und einem Kondensator Cl besteht Zwischen dem Sternpunkt 0 und der Phase 7*ist ein weiteres RC-G\\ed angeschaltet, welches aus einem ohmschen Widerstand R 5 und einem Kondensator C2 besteht Damit das Netzwerk eine dem Mitsystem proportionale Spannung abgibt müssen die Spannungsabfälle an Q bzw. i?5 mit den zugehörigen Sternspannungen Um bzw. Utq einen Winkel von 60" bilden. Diese Voraussetzung ist dann erfüllt, wenn
,,,C2 = ^R5
ist Aufgrund der Beschallung und Bemessung der Bauteile ergibt sich für die Phasenfolge R, S, T das Zeigerdiagramm nach Fig.3. Die Meßspannung UM wird zwischen den Punkten A und B abgegriffen. Wie das Zeigerdiagramm Fig.4 zeigt, fallen für den Fall vertauschter Phasenfolge R, T, S die Punkte A und B zusammen, und die Meßspannung Um wird Null, da Null Prozent Mitfeld und 100% Gegenfeld vorliegen. Für alle anderen Unsymmetrie-Fälle bleibt Um proportional dem verbleibenden Mitsystem.
Vorzugsweise sind die Widerstände R 4 und R 5 veränderbar, um Toleranzen der Bauteile ausgleichen zu können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Widerstand I ,Cl ίο Patentansprüche:
1. Drehfeldabhängiger Spannungsrückgangsschutz, bestehend aus einem das Mitsystem erfassenden Drehfeldscheider und einem Spannungsrückgangs-Zeitrelais, das beim Unterschreiten einer vorgegebenen Höhe der Spannung des Mitsystems ein von der Höhe der Unterschreitung dieser Spannung abhängiges zeitverzögertes Steuersignal für ein Schaltrelais abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Höhe der Spannung des Mitsystems ein aus einem Widerstandsnetzwerk (R 1 bis R5, CI und C2) bestehender Drehfeldscheider (1) verwendet wird, an dem eine der Höhe der Spannung des Mitsystems proportionale Spannung (Um) abgenommen und zusammen mit einer Vergleichsspannung (Uv) einem Integrierglied (3) zugeführt wird, das beim Absinken der dem Mitsystem proportionalen Spannung {Um) unter die Vp.rgleichsspannung (Uy) eine der Differenz dieser beiden Spannungen proportionale Spannung (Ua) an eine Schwellwertstufe (5) abgibt, welche ihrerseits das Schaltrelais (6) beeinflußt
Z Spannungsrückgangsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Drehfeldscheider (1) drei in Stern geschaltete niederohmige Widerstände (R 1 bis R 3) enthält, weiche mit den einzelnen Phasen (R, S, T) des zu überwachenden Netzes verbunden sind, daß die an dem kapazitiven
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DE2328928B2 DE2328928B2 (de) 1978-05-11
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