DE2538244A1

DE2538244A1 - Elektronische schaltung zur gleichzeitigen ueberwachung von phasenspannung, phasensymmetrie und phasenfolge eines drehstromnetzes

Info

Publication number: DE2538244A1
Application number: DE19752538244
Authority: DE
Inventors: Peter L Stein
Original assignee: Eberle Werke KG
Current assignee: Eberle Werke KG
Priority date: 1975-08-28
Filing date: 1975-08-28
Publication date: 1977-03-10

Description

Elektronische Schaltung zur gleichzeitigen Überwachung von Phasen-Spannung1 Phasensymmetrie und Phasenfolge eines Drehstromnetzes Das Überwachen der Drehstromnetze nach den Kriterien der Spannung, Symmetrie und Phasenfolge ist für alle Anwendungsfälle, die einen Ausfall der betriebenen Motoren nicht gestatten, immer notwendig.
Die bisher bekannten Überwachungsgeräte sind auf jeweils eine der genannten Anforderungen abgestimmt. So sind z.B. Geräte bekannt, bei denen die Phasenspannung mittels Spannungsteiler mit einem Referenzwert verglichen wird. Andere Geräte führen die Phasensymmetrie auf einen weiteren Vergleich der Phasenspannungen untereinander zurück. Weiterhin können durch Verwendung von Phasenbrücken auch noch die Phasenfehler erfaßt werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Drehstromüberwachungsgerät mit einer elektronischen Schaltung zu schaffen, die die angeführten drei Kriterien gleichzeitig überwacht, wobei lediglich ein Aufwand erforderlich ist, wie er normalerweise bisher schon für eine dieser Überwachungen notwendig war.
Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Phasensymmetrie durch Ladestromimpulse eines Kondensators, die Phasenspannung durch eine Klammerung der Spannung des Kondensators und dem dadurch bedingten Ausfall der Ladestromimpulse, und die Phasenfolge durch eine Phasenbrücke mit nur einem Kondensator und drei Widerständen mit nachgeschaltetem Transistor zur Entladung der folgenden Integrationsschaltung, gemessen wird.
Hierdurch läßt sich die bisherige aufwendige Schaltungstechnik, die drei Einzelgeräte erforderlich machte, auf rund 1/3 des Aufwandes reduzieren.
Die prinzipiell zur Verwendung kommende Schaltung läßt sich wie folgt darstellen: Von einem Spannungsteiler in Sternschaltung und einem Drei-Phasen-Einweg-Gleichrichter wird ein mit definiertem Entladewiderstand beschalteter Kondensator geladen. Sind die Phasenspannungen untereinander gleich, sind auch die Ladestromimpulse gleich. Ist eine Phasenspannung zu klein, erzeugt sie keinen Stromimpuls. Eine flankengesteuerte Integrationsschaltung erkennt den fehlenden Impuls. Sind alle Phasenspannungen zu klein, werden, bedingt durch die Klammerung der Kondensatorspannung, überhaupt keine Impulse erzeugt. In beiden Fällen fällt ein Relais ab. Eine Phasenbrücke, bestehend aus einem Kondensator und drei Widerständen, schaltet bei Phasenvertausch einen Transistor leitend, der die Integrationsschaltung entlädt. Dadurch fällt wiederum das Relais ab.
Anhand des Schaltbildes Fig. 1 und der Diagramme Fig. 2 - 4 ist die Funktion der Schaltung näher erläutert: An den Klemmen R-S-T liegt das zu überwachende Drei-Phasen-Netz.
Über die Spannungsteiler R1/R4, R2/R5, R3/R6 und die Dioden D1, D2, D3 erfolgt eine Drei-Phasen-Einweg-Gleichrichtung, deren Halbwellen einen 1200 Versatz zueinander haben (Fig. 2a). Der Spannungsfolger Tl lädt mit diesen Halbwellen den Kondensator C2 auf, der wiederum definiert mit P1 entladen wird (Fig. 2a).
Dieser Vorgang erzeugt in T1 und verstärkt in T2 Stromimpulse und damit an R1o Spannungsimpulse (Fig. 3a). Solange die Phasenspannungen R-S-T gleich groß, das heißt symmetrisch sind, ist auch die Impulsfolge gleichförmig. Ist eine der Phasenspannungen kleiner (Fig. 2b), kann sie keinen Impuls erzeugen, da C2 durch P1 nicht genügend weit entladen wurde (Fig. 3b). In der Impulsfolge fehlt also ein Impuls.
In einer 'Villard-Schaltung' C3, C4, D4, D6, R12 wird die Anzahl der Impulse als Spannung an C4 ausgewertet. Sind alle Impulse vorhanden, ist die Spannung am größten (Fig. 4a). Eine Kippstufe T4, T5, Rl3, R14, R15 mit der Referenzspannung durch Zenerdioden D7, D8 erregt das Ausgangsrelais REL bei Erreichen der größten Spannung an C4. Fehlt einer oder mehrere Impulse, wird die Spannung an C4 kleiner (Fig. 4b, c), und das Relais fällt ab.
Durch die Diode D5 kann eine an P2 und Rll, P3 eingestellte Spannung an C2 nicht unterschritten werden (Fig. 2c). Sind die geteilten Phasenspannungen R-S-T kleiner als die eingestellte Spannung, entstehen in T1, T2 keine Stromimpulse (Fig. 3c), und das Relais kann nicht anziehen.
Durch diese Einrichtung wird das Drehstromnetz auf Unterspannung einer oder aller Phasen überwacht. Durch das Glied R8, Cl wird die Phasenlage der Spannung an R6 um 600 gedreht und hat damit zur Spannung an R5 180° Verschiebung (gegenphasig). Am Summierungspunkt R7, R8 entsteht dadurch die Spannung Null. Wird die Phasenfolge R-S-T vertauscht, kann dieses Gleichgewicht nicht entstehen, und der Transistor T3 wird leitend, wodurch C4 entladen wird, das heißt, das Relais kann nicht anziehen.
Die Stromversorgung der Schaltung erfolgt über Trafo TR, Gleichrichter D10 und Ladekondensator C5. R16 ist der Vorwiderstand für die Zenerdioden D7, D8. Diode D9 gilt als Freilaufdiode für das Relais REL, dessen Kontakt K für direkte oder indirekte Signalgebung oder zur Steuerung weiterer Schaltglieder verwendet werden kann.
Selbstverständlich läßt sich auch jede andere Schaltungstechnik verwenden, obgleich im Augenblick wohl noch der diskrete Aufbau vorzuziehen ist.

Claims

Patentansprüche

1Elektronische Schaltung zur gleichzeitigen Überwachung von Phasenspannung, Phasensymmetrie und Phasenfolge eines Drehstromnetzes, dadurch gekennzeichnet, daß alle Funktionen in einer Schaltung vereinigt sind.
2. Elektronische Schaltung nach Anspruch l.,dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Phasensymmetrie durch Ladestromimpulse eines Kondensators (C2) erfolgt.
3. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1. und 2.,dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Phasenspannung durch eine Klammerung der Spannung des Kondensators (C2) und dadurch bedingtem Ausfall der Ladestromimpulse erfolgt.
4. Schaltung nach Anspruch 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Phasenfolge durch eine Phasenbrücke mit einem Kondensator (C1) und drei Widerständen (R,6 R7, R8) mit nachgeschaltetem Transistor (T3) zur Entladung der Integrationsschaltung (C3, C4, D4, D6, R12) erfolgt.

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