DE245170C - - Google Patents
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- H02H3/305—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus using pilot wires or other signalling channel involving current comparison
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Description
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PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING
- JVl 245170 KLASSE 21 c. GRUPPE- JVl 245170 CLASS 21 c. GROUP
in Sektionen geteilt sind.are divided into sections.
Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. April 1911 ab.Patented in the German Empire on April 19, 1911.
Die Erfindung bezieht-sich auf Sicherheitsvorrichtungen für Wechselstromanlagen der Art, daß die Speiseleiter des Systems in eine Anzahl voneinander durch Stromunterbrecher getrennter Sektionen geteilt sind. Bei solchen Systemen pflegt man Vorrichtungen zum selbsttätigen Öffnen der Stromunterbrecher an jedem Ende einer Sektion für den Fall, daß ein : Fehler in der Sektion auftritt, anzuordnen, ίο Die Erfindung bezweckt nun, solche Schutzeinrichtung einfacher und billiger zu gestalten als die bisherigen.The invention relates to safety devices for AC systems of the type that the feeder of the system is in a Number of sections separated from each other by circuit breakers. In such Systems one maintains devices for the automatic opening of the circuit breaker on each To arrange the end of a section in the event that an: error occurs in the section, The invention now aims to make such protective device simpler and cheaper than the previous ones.
Man hat bereits vorgeschlagen, zwei Serientransformatoren anzuordnen, von denen sich jeder an einem Ende der Sektion, welche zu schützen war, befand. Die Sekundärwicklungen dieser Transformatoren wurden durch Widerstände und Hilfs- oder Prüf drahte miteinander verbunden und an Punkte γόη einer ao unter normalen Verhältnissen gleichen Spannung in den stromdurchflossenen Prüf drähten die Auslösespulen der Stromunterbrecher gelegt, so daß sie normalerweise von keinem Strom durchflossen wurden. Irgendein Unas fall aber, der die Speiseleitersektion betraf, rief eine beträchtliche Änderung in den Spannungen der Serientransformatoren hervor und störte dadurch das elektrische Gleichgewicht im Stromkreise der Prüfdrähte, so daß die Punkte, an die die Spulen angeschlossen waren, nicht mehr Punkte gleicher Spannung blieben, sondern vielmehr ein Strom, der von ihnen ausging, die Stromunterbrecher auslöste und die Sektion ausschaltete. - Bei Anordnungen dieser Art waren die Verbindungsleitungen der Punkte gleicher Spannung sehr lang, weil entweder beide Punkte gleicher Spannung in der Nähe der Mittelpunkte oder einer an einem Ende und der andere am anderen Ende der Prüfdrähte sich befanden. Hierdurch wurde bei langen Sektionen ein beträchtlicher Leitungsaufwand für die Stromkreise erforderlich. : ■·.-■■-It has already been proposed to arrange two series transformers, each of which was at one end of the section which was to be protected. The secondary windings of these transformers were connected to one another by resistors and auxiliary or test wires and the trip coils of the circuit breakers were placed at points γόη of an ao under normal conditions, the same voltage in the current-carrying test wires, so that normally no current flowed through them. However, any accident involving the feeder section caused a considerable change in the voltages of the series transformers and thereby disturbed the electrical equilibrium in the circuit of the test wires, so that the points to which the coils were connected no longer remained points of the same voltage, but rather a current emanating from them, which triggered the circuit breakers and switched off the section. - In arrangements of this type, the connecting lines of the points of equal voltage were very long because either both points of equal voltage were near the center points or one at one end and the other at the other end of the test wires. As a result, a considerable amount of wiring was required for the circuits in the case of long sections. : ■ · .- ■■ -
Der Erfindung zufolge wird nun ein Punkt der Punkte gleicher Spannung für die zu beeinflussende Wicklung in der Sekundärwicklung des Serientransformators (zwischen seinen Klemmen) am Ende der Sektion, an dem der betreffende Unterbrecher liegt, angeordnet. Als anderer Punkt gleicher Spannung für die gleiche Spule wird ein Punkt in einem Widerstand im Prüf draht gewählt, und zwar in der Nähe des genannten Transformators, oder auch der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand und dem Prüf drahte so daß die Länge des Leiters, der die Punkte gleicher Spannung über die Auslösespule des Unterbrechers verbindet, nicht sehr groß ausfällt, da die beiden Punkte und der Stromunterbrecher einander sehr nahe liegen. According to the invention, a point of the points becomes equal voltage for the one to be influenced Winding in the secondary winding of the series transformer (between its terminals) at the end of the section where the relevant breaker is arranged. As another point of equal tension for the same coil, a point in a resistance in the test wire is selected, namely in the Near the said transformer, or the connection point between the resistor and the test wires so that the Length of the conductor that connects the points of equal voltage across the trip coil of the breaker connects, is not very large because the two points and the circuit breaker are very close to each other.
Die Erfindung ist auf der Zeichnung in fünf Figuren dargestellt.The invention is shown in the drawing in five figures are shown.
In Fig. ι ist die Erfindung für ein Einphasensystem dargestellt. Die Sektion des Speiseleiters ϊ umfaßt die Primärwicklungenz und 3 der beiden Serientransformatoren 4 und 5, die sich an je einem Ende der Sektion befinden. Die Klemmen der Sekundärwicklungen 6 In Fig. Ι the invention is shown for a single-phase system. The section of the Feeder ϊ comprises the primary windings and 3 of the two series transformers 4 and 5, which are each located at one end of the section. The terminals of the secondary windings 6
und 7 sind durch die Prüfleitungen 8 und 9 miteinander verbunden; ein Widerstand 10 passender Größe ist in den Prüfdraht 8 am Ende einer Sektion eingeschaltet, während ein gleicher Widerstand 11 sich im Prüf draht 9 am entgegengesetzten Ende der Speiseleitersektion befindet. Diese ist, wie üblich; mit zwei (nicht gezeichneten) Stromunterbrechern ausgestattet., An einem Ende ist die Auslösespule 12 des Stromunterbrechers an einen Zwischenpunkt in der Sekundärwicklung 6 des ^ Serientransformators 4 und an einem Punkt im Widerstände 10, der normalerweise dieselbe Spannung hat, angeschlossen. In ähnlicher Weise ist auf der anderen'Seite die Schaltung für die Spule 13 mit der Sekundärspule 7 und den Widerstand 11 ausgeführt. Die Arbeitsweise ist wie folgt: Die Sekundärwicklungen 6, 7 der Transformatoren 4, 5 bilden zusammen mit den Prüfdrähten 8, 9 und den entsprechenden Widerständen 10, 11 einen Prüfstromkreis, der so lange von einem normalen Strom durchflossen ist, ■ als die Größe und Richtung der Spannungen in den Primärspulen 2, 3 gleich ist. Die Spannung, die durch die Sekundärspulen 6, 7 der Transformatoren erzeugt wird, ist gleich dem Spannungsabfall in den Widerständen 10, 11 und in den Prüf drähten 8, 9.and 7 are connected to each other by test leads 8 and 9; a resistor 10 The appropriate size is turned into the test wire 8 at the end of a section, while a same resistance 11 in the test wire 9 at the opposite end of the feeder section is located. This is as usual; with two circuit breakers (not shown) equipped., At one end the trip coil 12 of the circuit breaker is connected to a Intermediate point in the secondary winding 6 of the ^ series transformer 4 and at one point connected in resistor 10, which normally has the same voltage. In a similar way Way is on the other side the circuit for the coil 13 with the secondary coil 7 and the resistor 11 executed. The way it works is as follows: The secondary windings 6, 7 of the transformers 4, 5 form together with the test wires 8, 9 and the corresponding resistors 10, 11 a test circuit, the so a normal current has flowed through it for a long time, ■ than the magnitude and direction of the voltages in the primary coils 2, 3 is the same. The voltage generated by the secondary coils 6, 7 of the transformers is equal to the voltage drop in resistors 10, 11 and in test wires 8, 9.
Deshalb läßt sich eine beliebige Anzahl von Punkten in den Sekundärwicklungen 6, 7 finden, welche dieselben Spannungen besitzen wie entsprechende Punkte in den Widerständen 10 und 11. Es werden also die Erregerspulen 12, 13, die an Punkte gleicher Spannung gelegt sind, nicht vom Strom durchflossen. Wenn aber aus irgendeinem Grunde die Spannung in einer der Spulen 2, 3 der Serientransformatoren in bezug auf Größe und Rich-Therefore any number of points can be found in the secondary windings 6, 7, which have the same voltages as corresponding points in the resistances 10 and 11. So it will be the excitation coils 12, 13 attached to points of equal tension are placed, not flowed through by the current. But if for some reason the tension in one of the coils 2, 3 of the series transformers in terms of size and direction
40; tung der Spannung im anderen Transforniator geändert wird, so sind die Punkte in den Serienwicklungen der Transformatoren und die ihnen entsprechenden in den Widerständen, an welche die Äuslösespulen 12, 13 gelegt sind, nicht mehr von gleicher Spannung. Die Auslösespulen werden deshalb vom Strom durchflossen und unterbrechen die Stromkreise unter Abschaltung der Speiseleitersektion. ' Fig 2 stellt die Erfindung dar in ihrer Anwendung auf einen Dreiphasenstromkreis, bei dem jeder der Leiter 14, 15, 16 mit Serientransfqrmatoren 17, 18, 19 an einem Ende der Sektion ausgestattet ist, während sich ähnliche Serientransformatoren 20, 21, 22 am anderen Ende der Sektion befinden. Die Sekundärwicklungen 23 der Serientransformatoren 17, 18, 19 stehen in Sternschaltung über die Widerstände 24. Eine ähnliche Schaltung ist auch für die Sekundärwicklungen 25 der Serientransformätoren 20, 21 und 22 gewählt. Die inneren Enden der sterngeschalteten Wicklungen 23 und 25 sind durch die Prüf drähte 26 verbunden, so daß ein Prüfdrahtsystem entsteht .mit den Wicklungen 23, 25 der Serientransformatoren und den Widerständen 24. Die Auslösespulen 12 der Stromunterbrecher an einem Ende der Sektion sind mit den einen Enden sterngeschaltet zu dem Mitteloder einem Zwischenpunkt der Sekundärwicklungen 23 der Serientransformatoren. In ahnlicher Weise sind auch die Auslösespulen 13 für die Stromunterbrecher am anderen Ende der. Sektion geschaltet. Die Serientransformatoren 17, 18, 19, 20, 21 und 22 müssen in diesem Falle so sein, daß ihre magnetischen Kerne Luftspalte besitzen, damit ihre Impedanz verringert wird.40 ; If the voltage in the other transformer is changed, the points in the series windings of the transformers and those corresponding to them in the resistors to which the release coils 12, 13 are connected are no longer of the same voltage. The tripping coils are therefore traversed by current and interrupt the circuits, switching off the feeder section. 2 shows the invention as applied to a three-phase circuit in which each of the conductors 14, 15, 16 is equipped with series transformers 17, 18, 19 at one end of the section, while similar series transformers 20, 21, 22 are provided at the other End of the section. The secondary windings 23 of the series transformers 17, 18, 19 are connected in a star connection via the resistors 24. A similar circuit is also selected for the secondary windings 25 of the series transformers 20, 21 and 22. The inner ends of the star-connected windings 23 and 25 are connected by the test wires 26, so that a test wire system is created .mit the windings 23, 25 of the series transformers and the resistors 24. The trip coils 12 of the circuit breakers at one end of the section are with the one Ends connected in a star connection to the center or an intermediate point of the secondary windings 23 of the series transformers. Similarly, the trip coils 13 for the circuit breakers are at the other end of the. Section switched. The series transformers 17, 18, 19, 20, 21 and 22 must in this case be such that their magnetic cores have air gaps so that their impedance is reduced.
Die Wirkung ist wie folgt: ; The effect is as follows :;
Solange normale Verhältnisse herrschen, sind die Punkte in den Transformatorwicklungen 23, 25, an die die äußeren Enden der sterngeschalteten Spulen angeschlossen sind, offenbar im elektrischem Gleichgewicht. Wenn aber ein Fehler in irgendeinem der Leiter , der Sektion auftritt, so daß die relative Größe der Strömung in den beiden Sätzen der Transformatoren 17, 18, 19, 20, 21 und 22 geändert wird, so wird auch das elektrische Gleichgewicht des Prüfdrahtsystems gestört, und Lokalströme fließen durch die Spulen 12, 13, welche die Stromunterbrecher öffnen und die Sektion ausschalten.As long as normal conditions prevail, the points are in the transformer windings 23, 25 to which the outer ends of the star-connected coils are connected, apparently in electrical equilibrium. But if there is a mistake in any of the ladder, of the section occurs so that the relative magnitude of the flow in the two sets of transformers 17, 18, 19, 20, 21 and 22 are changed, so is the electrical balance of the test wire system is disturbed, and local currents flow through the coils 12, 13, which open the circuit breakers and the Switch off the section.
Die Schutzvorrichtung läßt sich auch bei einem Dreiphasensystem anwenden, wenn ein Leiter geerdet ist, oder bei einem Zweiphasen-Dreileitersystem, endlich auch bei einem Einphasen-Dreileitersystem mit einem geerdeten Leiter (vgl. Fig. 3). Dieser Anordnung zufolge brauchen Serientransformatoren nur in den beiden Leitern des Systems angeordnet zu werden, welche nicht geerdet sind. Die Sekundärwicklungen 23, 25 dieser Transformatoren sind je miteinander quer verbunden und an die Prüfdrähte 8, 9 angeschlossen, deren jeder einen entsprechenden Widerstand 10, 11 aufweist. Dabei sind die Schaltungen in der Hauptsache so wie bei Fig. 1. In diesem Falle bestehen natürlich Punkte glei- > eher Spannung in den Transformatorwicklungen 23 und sind miteinander durch einen Lei- no ter 27 verbunden. Der Leiter 27 hat ersichtlicherweise dieselbe Spannung wie ein Punkt im Widerstand 10 oder im Prüf draht 8. Die Spule 12 des Stromunterbrechers am entsprechenden Ende der Sektion ist deshalb zwi- sehen diesen Punkt und Leiter 27 geschaltet. Die Verbindungen am anderen Ende sind genau gleich. Die Spulen 12, 13 sind daher nur dann stromdurchflossen, wenn ein Fehler; in der Sektion auftritt. ,The protection device can also be used in a three-phase system if a Conductor is grounded, or in a two-phase three-wire system, finally also with a single-phase three-wire system with a grounded conductor (see. Fig. 3). According to this arrangement, series transformers only need in to be placed on the two conductors of the system which are not earthed. the Secondary windings 23, 25 of these transformers are each connected to one another across and connected to the test wires 8, 9, each of which has a corresponding resistance 10, 11 has. Here are the circuits in the main as in Fig. 1. In In this case there are of course points of the same -> rather voltage in the transformer windings 23 and are connected to one another by a line ter 27 connected. The conductor 27 can be seen to have the same voltage as a point in the resistor 10 or in the test wire 8. The coil 12 of the circuit breaker at the corresponding end of the section is therefore between see this point and conductor 27 switched. The connections on the other end are exactly the same. The coils 12, 13 are therefore current-carrying only if there is a fault; occurs in the section. ,
In Fig. 4 ist eine andere; Ausführungsform gezeichnet, die sich für ein DreiphasensystemIn Fig. 4 is another; Embodiment drawn in favor of a three-phase system
eignet. Hierbei sind die Sekundärwicklungen 23 zweier Serientransformatoren an einem Ende der Sektion miteinander quer verbunden und an die entsprechend geschalteten Wicklungen 25 der Transformatoren am anderen Ende der Sektion durch zwei Prüfdrähte 28, 29 angeschaltet. Einer der Prüfdrähte 29 enthält vier Widerstände 30, 31, 32, 33, wobei die Widerstände 30, 31 am einen Ende, die Widerstände 32, 33 am entgegengesetzten Ende der Sektion gelegen sind. Ein Zwi-suitable. Here, the secondary windings 23 of two series transformers are on one End of the section connected to each other crosswise and to the correspondingly connected windings 25 of the transformers at the other end of the section through two test wires 28, 29 switched on. One of the test wires 29 contains four resistors 30, 31, 32, 33, where the resistors 30, 31 at one end, the resistors 32, 33 at the opposite At the end of the section. A conflict
_ schenpunkt 34 der Widerstände 30 und 31 ist über einen Widerstand 35 und die Sekundärwicklung 36 des dritten Serientransformators an die Sekundärwicklung 37 des entsprechenden Serientransformators am entgegengesetzten Ende der Sektion und über einen Widerstand 35 ebenfalls an einen Zwischenpunkt der Widerstände 32 und 33 geschaltet. Zwei Auslösespulen 38, 39 sind für die Stromunterbrecher an jedem Ende in diesem Falle vorgesehen. Die Spulen 38 sind an Zwischenpunkte in den Wicklungen 23 und 25, die Spulen 39The intersection point 34 of the resistors 30 and 31 is via a resistor 35 and the secondary winding 36 of the third series transformer to the secondary winding 37 of the corresponding series transformer on the opposite one End of the section and via a resistor 35 also to an intermediate point of the resistors 32 and 33 switched. Two trip coils 38, 39 are for the circuit breakers provided at each end in this case. The coils 38 are at intermediate points in windings 23 and 25, the coils 39
■■',' an Zwischen punkte in den Sekundärwicklungen 36 und 37 einerseits und anderseits an Zwischenpunkte bei den Widerständen 31 und 32 angeschlossen. Bei dieser Anordnung können Serientransformatoren mit magnetischen Stromkreisen gewöhnlicher Konstruktion gewählt werden, da der Stern, der den Spulen 38, 39 von den Sekundärspulen der ,Serientransformatoren im Falle eines auftretenden Fehlers in den Leitern zugeführt wird, durch mehrere Widerstände 30, 31 oder 31, 35 bzw. 32, 33 oder 32, 35 zu fließen hat, wobei die Impedanz der Transformatorwicklurigen nicht in Betracht gezogen zu werden braucht.■■ ',' at intermediate points in the secondary windings 36 and 37 on the one hand and on the other hand at intermediate points at the resistors 31 and 32 connected. With this arrangement, series transformers with magnetic circuits ordinary construction can be chosen because the star that the coils 38, 39 of the Secondary coils of the series transformers in the event of a fault in the conductors is fed through several resistors 30, 31 or 31, 35 or 32, 33 or 32, 35 has to flow, whereby the impedance of the transformer winding is not taken into account needs to be pulled.
Wiederum eine andere Ausführungsform zeigt Fig. 5, ebenfalls für ein Dreiphasensystem.Yet another embodiment is shown in FIG. 5, also for a three-phase system.
Die Sekundärwicklungen 23 der beiden Serientransformatoren an jedem Ende der Sektion sind unmittelbar parallel zueinander geschaltet . und in Querverbindung an die Sekundärwicklung 36 des dritten Serientransformators angeschlossen. Die beiden geschlossenen Stromkreise, die auf diese Weise an jedem Ende der Speiseleitersektion entstehen, sind miteinander mittels der beiden Prüfdrähte 28, 29, jeder mit einem Widerstand 10, .ir an einem Ende der Speiseleitersektion verbunden. Die Auslösespule 12 des Stromunterbrechers an einem Ende der Sektion ist zwischen die Mittelpunkte der Sekundärwicklungen 23 und 36 der drei Serientransiormatoren und an einen Punkt in der Prüfleitung 28 über den Widerstand 10 geschaltet. Die Schaltungen am entgegengesetzten Ende jeder Sektion sind genau gleich. Um die Erregung ,der Spulen 12, 13 zu sichern, im Falle ein Kurzschluß zwischen den Phasenleitern 14 und 15 auftritt, müssen die Transformatoren verschiedene Umsetzungsverhältnisse haben. Die Widerstände dagegen sind ungefähr gleich groß oder klei-* ner als die Widerstände der Prüfdrähte. Die Punkte gleicher Spannung in den Sekundär-Wicklungen oder auch in' den Widerständen sind- nicht notwendig die Mittelpunkte dieser Elemente; vielmehr kann jedes Paar spannungsgleicher Punkte zu gleichem Zwecke gewählt werden.The secondary windings 23 of the two series transformers at each end of the section are connected directly in parallel with one another . and connected in cross connection to the secondary winding 36 of the third series transformer. The two closed circuits that are created in this way at each end of the feeder section are connected to one another by means of the two test wires 28, 29, each with a resistor 10, .ir on one Connected to the end of the feeder section. The trip coil 12 of the circuit breaker on one end of the section is between the centers of the secondary windings 23 and 36 of the three series transformers and connected to a point in the test line 28 via the resistor 10. The circuits on opposite end of each section are exactly the same. To the excitement of the coils 12, 13 to secure in the event of a short circuit between the phase conductors 14 and 15, the transformers need different conversion ratios to have. The resistances, on the other hand, are roughly the same or small- * ner than the resistance of the test wires. The points of equal voltage in the secondary windings or in 'the resistances are not necessarily the centers of these Elements; rather, each pair can have the same tension Points are chosen for the same purpose.
Die Erfindung läßt sich auch verwenden, ,. um Stromunterbrecher eines Verteilungsnetzes der beschriebenen Art zu öffnen, falls eine Überlastung eintritt, indem man die Schaltungen der Auslösespulen der Stromunterbre- eher so anordnet, daß die genannten Spulen nicht an Punkte genau gleicher Spannung angeschlossen sind, sondern vielmehr von Strömen, die sich mit der Belastung in jeder Speiseleitung ändern, durchflossen werden. Dasselbe läßt sich dadurch erzielen, daß man ein Überlastuhgrelais verwendet, welches in den Stromkreis eines oder mehrerer der Prüfdrähte eingeschaltet ist.The invention can also be used,. to open circuit breakers of a distribution network of the type described, if one Overload occurs by breaking the circuits of the tripping coils rather arranged so that the coils mentioned are not connected to points of exactly the same voltage are, rather, of currents that deal with the burden in each Change feed line, flow through. The same can be achieved by an overload relay is used, which is in the circuit of one or more of the test wires is switched on.
Obwohl in den obigen Beispielen Serientransformatoren für jeden Phasenleiter angenommen wurden, läßt sich auch ein einzelner Transformator an jedem Ende der Speiseleitersektion verwenden, falls man es wünscht, wobei dieser Transformator eine Anzahl von Primärwicklungen hat, die der Anzahl der Serientransformatoren entsprechen. Die Sekundärwicklungen sind einzeln oder zu mehreren so angeordnet, daß sie die entsprechenden Wirkungen ergeben. Auch läßt sich die Erfindung für T-geschaltete Emphasen- und Mehrphäsensystenie verwenden.Although in the above examples series transformers have been assumed for each phase conductor, a single one can also be used Use transformer at each end of the feeder section if desired, whereby this transformer has a number of primary windings corresponding to the number of series transformers. The secondary windings are arranged individually or in groups so that they have the appropriate effects result. The invention can also be used for T-switched emphasis and multi-phase systems use.
Claims (5)
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DE (1) | DE245170C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6109684A (en) * | 1998-03-16 | 2000-08-29 | Reitnouer; Miles A. | Unitized flatbed trailer structure and container truck floor structure |
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- DE DENDAT245170D patent/DE245170C/de active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6109684A (en) * | 1998-03-16 | 2000-08-29 | Reitnouer; Miles A. | Unitized flatbed trailer structure and container truck floor structure |
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