DE2539451A1

DE2539451A1 - Elektronisches leistungsrelais, insbesondere rueckleistungsschutzrelais

Info

Publication number: DE2539451A1
Application number: DE19752539451
Authority: DE
Inventors: Karl-Ernst Dipl Ing Wust
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-09-04
Filing date: 1975-09-04
Publication date: 1977-03-10
Also published as: CH610448A5; SE7609538L; ATA615876A; AT345926B; SE419811B; DE2539451C2

Description

Elektronisches Leistungsrelais, insbesondere Rtkckleistungsschutzrelais Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Leistungsrelais, insbesondere Rtickleistungsschutzrelais.
In modernen Energieerzeugungs- und Verteilungsanlagen muß die Wirk- und Blindleistung schnell erfaßt und genau gemessen werden können. Höhere Energietransportleistungen und größere und optimaler ausgelegte Maschineneinheiten stellen hohe Forderungen an die Meßgenauigkeit, die Ansprechzeiten und die Reproduzierbarkeit der Meßwerte solcher elektronischer Leistungsrelais.
Eine als Biickleistungsrelais eingesetzte Schutzeinrichtung soll eine Gefährdung der bntriebsmaschine mit Sicherheit vermeiden, welche nach einem Ausfall der Energiezufuhr vom am Netz liegenden Generator auf Drehzahl gehalten wird.
Das als Schutzeinrichtung dienende Leistungsrelais wird bei Energielieferung ins Netz durch den Betriebsstrom in Gegenrichtung beaufschlagt. Fällt die Antriebsenergie für den Generator aus, so muß der Generator die Verluste des gesamten Aggregates aus dem Netz decken, wobei sich die Energierichtung umkehrt. In diesem Falle muß das Leistungsrelais mit Sicherheit ansprechen.
Als Rückleistungsschutzrelais wurden bisher meist Induktionsrelais eingesetzt. Dabei erhielten normale Leistungsrelais einen zusätzlichen cosy = O-Bbgleich, wenn sie als Generatorschutz eingesetzt wurden. Die Reproduzierbarkeit der Ansprech-und Rückfallwerte ist insbesondere bei Relais mit niedrigen Ansprechwerten schlecht, weil hier das Triebmoment minimal ist. Die Ansprechzeit hängt sehr stark von dem ueberschuß der Leistung für den Ansprechpunkt ab. Bei einem Leistungsangebot in der Nähe der Ansprechleistung ergibt sich dann eine schleichende Kontaktgabe. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Induktionsrelais ist, daß sie nur in einer bestimmten Einbaulage verwendet werden können.
Es ist auch ein elektronisches Rlickleistungsschutzrelais bekannt, bei dem zur Leistungsmessung Hallgeneratoren verwendet sind, wobei der Verbraucherstrom dem Steuerstrom und die Netzspannung dem Feld des Hallgenerators zugeordnet sind.
Diese elektronischen Leistungsrelais haben sich sehr gut bewährt. Sie haben Jedoch den Nachteil, daß die als Multiplizierer verwendeten Hallgeneratoren sehr temperaturabhängig sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Leistungsrelais, inabesondere RückleistungBschutzrelais zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Leistungsrelais nicht aufweist und den hohen Forderungen an die Meßgenauigkeit, die Ansprechzeit und die Reproduzierbarkeit der Meßwerte voll gerecht wird. Das elektronische Leistungsrelais gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von elektronisch fehlerkompensierten Wandlern dem Strom und der Spannung proportionale Meßspannungen gebildet werden, daß diese Meßspannungen je einem monolitisch integrierten DM-Multiplizierer zur Bildung der Produkte der Augenblickswerte aus Strom und Spannung zugeführt werden, und daß die Ausgangsspannungen der Multiplizierer nach Glättung über eine Bereichseinstellvorrichtung einem Schwellwertschalter zugeführt werden, an dessen Ausgang eine Anzeige- und/oder Schalteinrichtung angeschlossen ist. Vorzugsweise wandelt jeder elektronisch fehlerkompensierte Stromwandler über einen Verstärker den Eingangsstrom in eine proportionale Meßspannung um. Am Ausgang eines weiteren Verstärkers kann dann das invertierte Signal der Meßspannung abgenommen werden. Mit Hilfe Je eines fehlerkompensierten Wandlern werden die Eingangaspannungen fehlerkompensiert und potentialfrei in proportionale Meßspannungen umgesetzt, wobei im Primärkreis jedes Wandlers ein Widerstand zur Anpassung an unterschiedliche Eingangsspannungen geschaltet ist. Bei einer mehrphasigen Ausführung des -Leistungsrelais ist für Jede Phase Je ein elektronisch fehlerkompensierter Wandler für Strom und Spannung vorgesehen, wobei die Wandler für Strom und Spannung zu getrennten Baugruppen in modularer Technik zusammengefaßt sind.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel eines elektronischen Leistungsrelais für Drehstrom dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert. Mit 1 ist ein Eingangsumformer für den Strom, mit 2 ein Eingangsumformer für die Spannung und mit 3 eine Wirkleistungs-Meßbaugruppe bezeichnet.
Zur Stromversorgung dient eine Baugruppe 4. Die Baugruppen 1 bis 4 sind vorzugsweise in modularer Technik ausgeführt; diese erlaubt den-rXumlich getrennten Einbau von Eingangsumformern und Meßbaugruppen und stellt damit eine optimale Lösung hinsichtlich Störbeeinflussung dar.
Der Eingangsumformer 1 enthält drei fehlerkompensierte Stromwandler 5, 6, 7 zur galvanischen Trennung sowie zur Anpassung der Stromeingangswerte an die nachfolgenden Baugruppen. Über Je einen Verstärker 8, 9, 10 werden die primärseitig zugeführten Eingangsströme IR, Is, IT über Widerstände 11, 12, 13 in proportionale MeBspannungen umgewandelt. Am Ausgang weiterer Verstärker 14, 15, 16 stehen die invertierten Signale der Meßspannungen für die Multiplizierer 18, 19, 20 zur Verfügung.
In ähnlicher Weise enthält der Eingangsumformer 2 fehlerkompensierte Wandler 21, 22, 23, denen primärseitig die Eingangsspannungen UR, Us, UT zugeführt werden. Verstärker 24, 25 und 26 dienen zur Fehlerkompensation. Widerstände 27, 28, 29 im Primärkreis der Wandler 21, 22, 23 dienen zur Anpassung an unterschiedliche Eingangsspannungen und zur Umformung der Spannungen in Ströme. Mit Hilfe von Ubertragern 30, 31 und 92 erreicht man am Ausgang Potentialfreiheit der Meßspannungen, die den Multiplizierern 18, 19, 20 zugeführt werden. Diese Multiplizierer arbeiten in an sich bekannter Weise nach dem Impulsdauer-Impulspause-Impulshöhe-Verfahren (UDM-Multipizierer).
In an sich bekannter Weise werden hier die Produkte der Augenblickswerte von den einander zugeordneten Strömen und Spannungen gebildet. Eine Glättungsstufe 33 dient zur Glättung der zuvor addierten Ausgangs spannungen der Multiplizierer 18, 19, 20. Mit 34 ist eine Bereichseinstellvorricbtung bezeichnet, mit der einem nachgeschalteten Schwellwertschalter 35 in an sich bekannter Weise verschiedene Ansprechwerte vorgegeben werden können, beispielsweise in Prozent der Ansprechleistung. Dem Schwellwertschalter 35 ist ein Ausgangsverstärker 36 nachgeschaltet, der ein leistungsstarkes Ausgangssignal für eine in einer Anzeigetafel 37 angeordnete Anzeigediode 38 abgibt.
4 Patentansprüche 1 Figur

Claims

PatentansPrüche 1. Elektronisches Leistungsrelais, insbesondere Rückleistungsschutzrelais, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von elektronisch fehlerkompensierten Wandlern (5, 6, 7 bzw.

21, 22, 23) dem Strom und der Spannung proportionale Meßspannungen gebildet werden, daß diese Meßspannungen Je einem monolitisch integrierten TDM-Multiplizierer (18, 19, 20) zur Bildung der Produkte der Augenblickswerte aus Strom und Spannung zugeführt werden, und daß die Ausgangsannungen der Multiplizierer (18, 19, 20) nach Glättung (33) über eine Bereichseinstellvorrichtung (34) einem Schwellwertschalter (35) zugeführt werden, an dessen Ausgang eine Anzeige-und/oder Schalteinrichtung (36, 37) angeschlossen ist.
2. Elektronisches Leistungsrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder elektronisch fehlerkompensierte Stromwandler (5, 6, 7) über einen Verstärker (8, 9, 10) den Eingangsstrom in eine proportionale Meßspannung umwandelt und daß am Ausgang eines weiteren Verstärkers (14, 15, 16) das invertierte Signal der Meßspannung zur Verfügung steht.
3. Elektronisches Leistungsrelais nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnetw daß mit Hilfe Je eines fehlerkompensierten Wandlers (21, 22, 23) die Eingangsspannungen fehlerkompensiert und potentialfrei in proportionale Meßspannungen umgesetzt werden und daß im Primärkreis jedes Wandlers (21, 22, 23) ein Widerstand (27, 28, 29) zur Anpassung der Eingangsspannungen geschaltet ist.
4. Elektronisches Leistungsrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für Jede Phase (R, S, ) Je ein elektronisch fehlerkompensierter Wandler (5, 6, 7 bzw. 21, 22, 23) für Strom und Spannung vorgesehen ist und daß die Wandler für Strom und Spannung zu getrennten Baugruppen (1 bzw. 2) in modularer Technik zusammengefaßt sind.