DE2412792A1

DE2412792A1 - Richtungrelais fuer zweiseitig gespeiste leitungen in wechselstromnetzen

Info

Publication number: DE2412792A1
Application number: DE2412792A
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Geiger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Geiger Franz Dipl-Ing 3500 Kassel De
Priority date: 1974-03-16
Filing date: 1974-03-16
Publication date: 1975-09-18
Also published as: DE2412792B2

Description

Richfungsrelais für zweiseitig gespeiste Leitungen in Wechselstromnetzen Es ist bekannt, die Leistungsrichtung in zweiseitig gespeiston Leitungen von Wechselstromnetzen durch eisengeschlossene olektrodynamische Richtungsrelais und Richtungsrelais nach dem Induktionsverfahren (Ferraris-Meßwerk) auszuwerten. Derartigo "klassische" Richtungsrelais haben den Nachteil, daß sie in Wechsel stromnetzennicht universell einsetzbar sind, da z.B. Kurzschlüsse bei einem starken Absinken der Spannung oder ungünstigem cosrnicht sicher angezeigt werden.
Bekannte elektronische Relais integrieren über den Strom, Jeweils halbwellenweise in Bezug auf die Spannung. Derartige Relais haben den Nachteil, daß im Bereich von 90°keine zuverlässige Arbeitsweise gegeben ist. Wird dieser Bereich benötigt, so ist durch geeignete Phasenschieber eine Fhasenschiebung von Strom oder Spannung vorzunehmen.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Richtungsrelais für zweiseitig gespeiste leitungen in Wechselstromnetzen zu schaffen, das Strom und Spannung im Bereich des Phasenwinkels / = 90° direkt verarbeitet, beispielsweise von 300 bis 1500induktiv, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Wechsel spannung, Wechselstrom und der um 180 0-phasenverschob.eneWechselstrom über Zener-Schaltungen trapezförmig gekappt werden, und daß wahrend der positiven rapezspannungshalbwelle der positive Differentialquotient der trapezförmigen Ströme die Richtungsanzeige auslöst.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die direkte Verarbeitung von Wechsel spannung und Wechselstrom ein Richtungsrelais möglich wird, das gegenüber den bekannten Anordnungen in seiner Herstellung wirtschaftlicher ist, da der Aufwand an elektronischen Bauelementen geringer gehalten'werden kann. Dabei ist die genannte 1800 Ehasenschiebung unbeachtlich, da diese nur eine einfache Umpolung bedeutet.
Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei die Figuren 1 und 2 eine Einheit bilden, deren Teile durch die leitungen 1 bis 5 verbunden sind.
Das Ausführungsbeispielist einphasig dargestellt. Ein nicht gezeichneter Stromwandler mit Mittenanzapfungist über leitungen 6,7 mit seinen Abschlußwiderständen R 8 und R 9 verbunden, wobei die Leitung 3 mit dem Massepunkt Mp verschaltet ist, wodurch eine Einspeisung der um 1800 phasenverschobenen Wechselstromsignale erfolgt. Werden beispielsweise Mitt el spannungsleitungenwenigstens einseitig über Kabel in Ortsnetæstationen eingeführt, so können kleine Kabelumbauwandlerhinter dem Hab elaufteilerkopf auf zwei oder alle drei Kabeladern gesetzt werden.
An die Spannungsfestigkeit und die Klassengenauigkeit brauchen keine besonderen Anforderungen gestellt' zu werden; für die Elektronik genügt eine leistung von etwa 0,2 VA. Diese Stromwandler fallen daher in Abmessung und Preis sehr klein aus. Ihr flexibler Kern aus Nickelband kann leicht nachträglich um die Kabeladern gelegt und dann magnetisch wieder geschlossen werden.
Die Widerstände R 10, R 11 und die geschalteten Graetzbrücken G 2; G 3 ergeben in einfacher Weise Zener-Schaltungen für die Wechselstromsignale, deren Differentialquotient in.den folgenden RC-Gliedern R 13, C 4 und R 14, C 5 gebildet wird. Nur ein positiver Differentialquotient kann die npn-Transistoren T5 und T 6 aufsteuern, wodurch Anwurfwicklungen A 1, B 1 von Haftmagnetrelais betätigt werden können, wenn gleichzeitig der Transistor 2 2 leitend geschaltet ist. Dabei entsprechen die Wicklungen A 1, A 2 den beiden möglichen Energierichtungen. Zur Prüfung der Funktionsbereitschaft der Wicklungen A 1 / B1 ist eine Prüftaste P vorgesehen. Die Ansteuerung des Uransistors T 2 geschieht über die in der Zener-Schaltung R 3 / D 4 trapezförmig gekappte Wechselspannung, die mit Ihrer Phase R an die Leitung 4 angeschlossen ist. Dabei ist ein Spannungswandler nicht notwendig. Die leitung 4 wird direkt an die Phase R der Niederspsnnungsseite des Stationstransformators angeschlossen. Durch den Verstärker V 1 wird eine nur hochohmige Belastung der Zener-Schaltung R 3, D 4 erreicht. Schwellwerte des Stromes können beispielsweise durch einen nicht gezeichneten Potentiometerersatz der Abschlußwiderstände R 8 und R 9 kontinuierlich eingestellt werden. Vorteilhafterweise erfolgt die Richtungsanzeige über Haftmagnetrelais, deren Abwurfwicklungen A 2, B 2 nach einem Kurzschluß bei Wiederkehr der Netzspannung zeitverzögert C 11, R 46, D 27 mit Gleichstrom beaufschlagt werden. Damit wird erreicht, daß beispielsweise bei einer erfolgreichen Kurzunterbrechungkeine dauernde Richtungsanzeige erfolgt. Die dauernde Richtungsanzeige wird in vorteilhafter Weise durch eine Richtungsanzeige über Haftmagnetrelais betätigt, die Jeweils eine Blinkschaltung T 17/C 10 auslösen, an die farbigen Lampen (8,9) angeschlossen sind. Zur Xurzschlußoftungwerden die farbigen Lampen an Trafo stationen so angebracht, daß sie von außen leicht erkennbar sind, und somit eine Mittelspannungsstrecke nur abzufahren ist, ohne daß ein Betreten der Trafo stationen notwendig wird. Die Blinkschaltung T 17/C 10 wird von einem in das Relais eingebauten Kleinakkumulator 10 versorgt, der das Blinken für beispielsweise 2 Stunden gewährleistet. Die Energieversorgung des Relais geschieht vorteilhafterweise dadurch, daß die Energieversorgung des Relais über aus dem Netz geladene Speicherkondensatoren C 1, C 2, C 3 erfolgt.
Dadurch entfällt die Notwendigkeit von Stationsbatterien.
Eine weitere, nicht gezeichnete, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung erfolgt dadurch, daß die Richtungsanzeige über Haftmagnetrelais erfolgt, die nachgeschaltete Zählrelais betätigen, wobei die Betätigung der Zählrelais von der Zeitdauer des Eurzschlußstromes und der Zeitspanne bis zur Wiederkehr der Netzspannung nach einem Kurzschluß abhängig ist.
Nit dieser Einrichtung kann beispielsweise nach Gewittern entlang den Stationen einer Nittelspannungsstrecke nachtrEglich, z.B am darauffolgenden Tage ein Streckenreport auf genommen werden, der die Abschnitte angibt, in denen Kurzschlüsse erfolgten, so daß nur in diesen Abschnitten die Freileitungsisolatoren zu überprüfen sind. Durch die genannten Zeitverzögerungen wird beispielsweise eine erfolgreiche Kurzunterbrechung gezählt, während ein ordnungsgemäßer Ableitvorgang durch einen Hartgasableiter nicht gezählt wird. Das Richtungsrelais nach der Erfindung läßt sich in bekannter Weise bei Di stanz schutz-und Maschennetzrelais als Richtungsglied verwenden, in denen es wegen seiner wirtschaftlichen Herstellung zu einer Preisverminderung führt. Sind weiterhin beispielsweise in Kabelnetzen von Städten und größeren Industrieanlagen Steuer-oder Meldekabel vorhanden, so können Ortsnetzstationen mit Brennern mit Freiauslösung ohne großen finanziellen Aufwand durch Richtungsrelais nach der Erfindung zu quasiselektiven Schaltpunktenerweitert werden.

Claims

Patentansprüche

Öl Richtungsrelais für zweiseitig gespeiste Leitungen in Wechselstromnetzen, d a d u r e h g e k e n n -z e i c h n e t , daß Wechsel spannung, Wechselstrom und der um 1800 phasenverschobene Wechselstrom über Zener-Schaltungen (R 3, D 4j R 10, G 2, R 11, G.3) trapezförmig gekappt werden, und daß wahrend der positiven Trapezspannungshalbwelle der positive Differentialquotient (R 13, C 4, R 14, C 5) der trapezförmigen Ströme die Richtungsanzeige (A 1, B 1) auslöst.
2. Richtungsrelais nach Anspruch 1, d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Relaisanzeige über Haftmagnetrelais erfolgt, deren Abwurfwicklungen (t2, B 2) nach einem Kurzschluß bei Wiederkehr der Netzspannung zeitverzögert (C 11, R 46, D 27) mit Gleichstrom beaufschlagt werden.
3. Richtungsrelais nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Richtungsanzeige über Haftmagnetrelais erfolgt, die Jeweils eine Blinkschaltung (17 /-C 10) auslösen, an die farbige Lampen (8,9) angeschlossen sind.
4. Richtungsrelais nach Anspruch 1 und 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Blinkschaltung (2 17 / C 10) von einem Kleinakkumulator (10) versorgt wird,
5. Richtungsrelais nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die inergieversorgung des Relais über aus dem Netz geladene Speicherkondensatoren (C 1, C 2, C 3) erfolgt.
6. Richtungsrelais nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Richtungsanzeige über Raftmagnetrelais erfolgt, die nachgeschaltete Zählrelais betätigen, wobei die Betätigung der Zählrelais von der Zeitdauer des Surzschlußstromes und der Zeitspanne bis zur Wiederkehr der Netzspannung nach einem Kurzschluß abhängig ist.

L e e r s e i t e