DE2547197A1

DE2547197A1 - PROTECTING A MULTI-PHASE CIRCUIT

Info

Publication number: DE2547197A1
Application number: DE19752547197
Authority: DE
Inventors: Alfred Walter Schiller
Original assignee: ANGLO ALPHA CEMENT Ltd
Current assignee: ANGLO ALPHA CEMENT Ltd
Priority date: 1974-10-24
Filing date: 1975-10-22
Publication date: 1976-04-29
Also published as: FR2290068A1; ZA746750B

Description

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21. Oktober 1975October 21, 1975

Aaglo Alpha Cement Limited, Schlesinger Centre, 222 Smit Street, Braamfontein, JohannesburgAaglo Alpha Cement Limited, Schlesinger Center, 222 Smit Street, Braamfontein, Johannesburg

- Schutz eines vielphasigen Stromkreises- Protection of a multi-phase circuit

Die Erfindung betrifft einen Schutz für vielphasige elektrische Stromkreise«The invention relates to a protection for multi-phase electrical circuits «

Viele Vorrichtungen zur Überwachung von elektrischen Stromkreisen wurden bisher vorgeschlagen. Solche früheren Vorrichtungen wurden hergestellt nach Art von vielphasigen Unterspannungsdetektoren. Es stellte sich heraus, daß sie unter dem Nachteil leiden, daß sie bei vorübergehenden Bedingungen in der elektrischen Leitung Wirkungen auslösen, und daher neigen sie dazu, einen Stromkreis außer Betrieb zu setzen, obwohl es sich normalerweise um eine annehmbare Spannungsänderung des Systems handelt.Many devices for monitoring electrical circuits have heretofore been proposed. Such earlier devices were made in the manner of multi-phase undervoltage detectors. It turned out that they suffer from the disadvantage that they cause effects in the electrical conduction under temporary conditions, and therefore they tend to create a circuit put out of service, although it is normally is an acceptable voltage change in the system.

Andererseits haben gewisse Unterspannungsvorrichtungen den bekannten Nachteil, daß sie als Nullspannungsrelais nicht funktionieren können. Das heißt, im Falle, in dem der Strom zu einem Verbraucher völlig ausfällt, setzt die Schutzvorrichtung nicht aus Sicherheitsgründen aus (failsafe) und löst verschiedene miteinander verbundene Stromkreise aus. Dieses Verhalten kommt normalerweise vor beim Gebrauch von sekundären oder Hilfsmitteln.On the other hand, certain undervoltage devices have the known disadvantage of being used as zero voltage relays can't work. This means that in the event that the power to a consumer fails completely, the protection device is activated not for safety reasons (failsafe) and triggers various interconnected circuits. This Behavior usually occurs when using secondary or auxiliary means.

Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Methode der 3?ehlererkennungsbedingungen des beschriebenen Typs aufzuzeigen.It is an object of the present invention to provide an improved method of spar detection conditions of the type described to show.

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Gemäß der Erfindung schließt eine Methode der Fehlererkennung^- bedingungen in einem vielphasigen elektrischen Versorgungsnetz Schritte ein, zum Anzapfen einer vorherbestimmten Seilspannung von jeder Phase des Versorgungsnetzes, Gleichrichten, Glätten und Aufsummieren der Spannungen, Aufaddieren einer Referenzspannung mit entgegengesetztem Vorzeichen bezüglich der Summe zu einer Summe, Überprüfung des Ergebnisses und Abschalten eines normalen mit Energie versehenen Schaltmittels zur Anzeige einer Eehlerbedingung, wenn die resultierende Spannung bei einem vorherbestimmten Viert wechselt.According to the invention, a method of error detection includes ^ - conditions in a multi-phase electrical supply network, steps are taken to tap a predetermined rope tension of each phase of the supply network, rectifying, smoothing and adding up the voltages, adding up a reference voltage with the opposite sign with respect to the sum to a sum, checking the result and switching off a normal one energized switching means for indicating an error condition when the resulting voltage is at a predetermined Fourth changes.

Die Erfindung liefert ferner eine verbesserte Apparatur zur Erkennung von !Fehlerbedingungen nach der beschriebenen Art.The invention also provides improved apparatus for detection of! error conditions according to the type described.

Gemäß der Erfindung schließt die Apparatur Mittel ein für Pehlererkennungsbedingungen in einem vielphasigen elektrischen Versorgungsnetz zum Anzapfen einer vorherbestimmten Seilspannung von jeder Phase des Versorgungsnetzes, Mittel zum Gleichrichten, Mittel zum Glätten und Mittel zum Aufsummieren der Spannungen, Mittel zum Aufaddieren einer Referenzspannung entgegengesetzten Vorzeichens bezüglich der Summe zu der Summe, Mittel zum Überwachen des Ergebnisses, ein normal mit Energie versehenes Schaltmittel, und Mittel zum Abschalten des Schaltmittels zur Anzeige einer Pehlbedingung, wenn die resultierende Spannung bei einem vorbestimmten Wert wechselt.According to the invention, the apparatus includes means for fault detection conditions in a multi-phase electrical supply network for tapping a predetermined cable tension of each phase of the supply network, means for rectifying, means for smoothing and means for adding up the voltages, Means for adding a reference voltage of opposite sign with respect to the sum to the sum, means for monitoring of the result, a normally energized switching means, and means for switching off the switching means for display a failure condition if the resulting voltage is at a predetermined value changes.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.Further features, advantages and possible uses of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment with reference to the drawing.

In der Zeichnung sind die drei Phasen A, B und 0 Versorgungsleitungen, welche durch einen Kontaktgeber 10 zu einer Verbraucher-In the drawing the three phases A, B and 0 are supply lines, which through a contactor 10 to a consumer

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last gelangen. Der Kontaktgeber ist versehen mit einem Satz 12 von Hllfskontakten. Die neutrale Leitung N des Versorgungsnetzes ist verbunden mit der unteren Stromschiene 14 der Apparatur. Eine Hilfsversorgungs8pa.iin.ung 18 ist verbunden durch ein Triac 16 mit einer Erregerspule 15 des Kontaktgebers 10.last arrive. The contactor is provided with a set 12 of auxiliary contacts. The neutral line N of the supply network is connected to the lower busbar 14 of the apparatus. An auxiliary supply 8pa.iin.ung 18 is connected by a triac 16 to an excitation coil 15 of the contactor 10.

Die Yersorgungsspannung 18 ist ferner gekoppelt mit einem '.Transformator 20. Die sekundäre Ausgangsspannung des Transformators ist geglättet durch ein Brückendiodennetsv/erk 22 und stabilisiert durch eine Kapazität 24» um eine gleichbleibende Spannungsversorgung der Apparatur zu gewährleisten.The supply voltage 18 is also coupled to a transformer 20. The secondary output voltage of the transformer is smoothed by a bridge diode network 22 and stabilized with a capacity of 24 »around a constant voltage supply of the apparatus.

Jede Phase der Versorgungsspannung ist verbunden durch eine Ohm'sche Spannungsfrequenzweiche 26 mit der neutralen Leitung U (die untere Stromschiene 14). Der Knotenpunkt 28 der 3?requenzweiche gelangt durch eine Diode 30 zu einem Kondensator 52, parallel geschaltet zu der neutralen Leitung IT, und dann durch einen Widerstand 34 zu einem Sammelpunkt 36. Die Versorgungsspannung der Apparatur ist stabilisiert am Punkt 53 durch einen Widerstand. 51 und eine Zenerdiode 52 und verbunden mit dem Sammelpunkt durch einen Widerstand 38.Each phase of the supply voltage is connected by an ohmic one Voltage frequency crossover 26 with the neutral line U (the lower busbar 14). The junction 28 of the 3? Requency crossover passes through a diode 30 to a capacitor 52, in parallel switched to the neutral line IT, and then through a resistor 34 to a collecting point 36. The supply voltage of the Apparatus is stabilized at point 53 by a resistance. 51 and a zener diode 52 and connected to the collection point through a resistor 38.

Der Sammelpunkt 36 ist verbunden mit der Basis eines Transistors 40, welcher einer von zweien eines Schmidt-Triggernetzwerkes 42 ist.The collection point 36 is connected to the base of a transistor 40, which is one of two of a Schmidt trigger network 42 is.

Der Kollektor des zweiten Transistors 44 in dem Schmidt-Trigger ist verbunden mit der Basis des pnp-Transistors 46, welcher seinerseits gedreht gebraucht wird zur Versorgung eines Triggerstromes zum Tor des Triac 16.The collector of the second transistor 44 in the Schmidt trigger is connected to the base of the pnp transistor 46, which in turn rotated is used to supply a trigger current to the gate of the triac 16.

Beim Gebrauch greift die Spannungsfrequenzweiche eine vorherbe-During use, the voltage frequency crossover engages a previously

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stimmte Seilspannung von jeder der drei Versorgungsleitungen ab. Diese Teilspannungen sind durch Dioden 30 halbwellig gleichgerichtet worden, geglättet durch parallelgeschaltete Kondensatoren 32 und aufsummiert durch Summierwiderstände 34« Die Spannungssumme, welche ein negatives Vorzeichen hat, wurde zu dieser dazuaddiert durch die stabilisierte Spannungsversorgung, welche funktioniert wie eine Referenzspannung des positiven, d.h. umgekehrten Vorzeichens. matched the rope tension of each of the three supply lines. These partial voltages are half-wave rectified by diodes 30 has been smoothed by capacitors 32 connected in parallel and added up by summing resistors 34 «The voltage sum, which has a negative sign was added to this by the stabilized power supply, which works like a reference voltage of the positive, i.e. opposite, sign.

unter normalen Arbeitsbedingungen ist die resultierende Spannung am Sammelpunkt 36 negativ bezüglich der neutralen Spannung, d.h. der Spannung der neutralen Leitung N, und der Transistor 40 ist entfernt. Der Transistor 44- wird vollständig leitend, während der Transistor 46 zu Boden geht. Das Triac-Tor ist somit gekoppelt durch den Widerstand 48 mit einem Triggerstrom, welcher für das Triac eine volle 360-Grad-Bedingung aufrechterhält. Solange das Triac an die Spule des Kontaktgebers 10 spannungsmäßig angeschlossen ist, bleiben die Netzstromkontakte geschlossen, und das normale Dreiphasen-Netzwerk ist mit dem Verbraucher verbunden.under normal working conditions the resulting stress is at the collection point 36 is negative with respect to the neutral voltage, i.e. the voltage of the neutral line N, and the transistor 40 is removed. The transistor 44- becomes fully conductive, while the transistor 46 goes to ground. The triac gate is thus coupled through resistor 48 with a trigger current which maintains a full 360 degree condition for the triac. So long the triac is connected to the coil of the contactor 10 in terms of voltage the mains contacts remain closed and the normal three-phase network is connected to the load.

Wenn die Spannung in einer der Leitungen bei einem vorherbestimmten Prozentsatz unter die normale Phasenspannung fällt, wächst die resultierende Spannung am Knotenpunkt 36, und-während der Schmidt-Trigger schaltet, schaltet der Transistor 46 und der Schalter des Triac aus. Folglich ist der Netzstrom zur Kontaktgeberspule unterbrochen. Der Kontaktgeber öffnet somit die Stromkreise des.Versorgungsnetz zum Verbraucher.When the voltage in one of the lines is at a predetermined Percentage falls below the normal phase voltage, the resulting voltage at node 36 increases, and -during the Schmidt trigger switches, the transistor 46 and the switch Triac switch off. As a result, the mains current to the contactor coil is interrupted. The contactor thus opens the Circuits of the supply network to the consumer.

Dieselbe Operation findet statt, wenn die Spannungen in zwei oder drei Phasen wechseln oberhalb eines speziellen Prozentsatzes oder wenn sie vollständig verschwinden. Die Apparatur funktioniert somit wie ein Uullspannungsrelais.The same operation takes place when the voltages change in two or three phases above a specific percentage or when they completely disappear. The apparatus thus functions like a Uullvoltage relay.

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Die Apparatur überwindet auch, die Probleme der falschen Triggerung wegen des Spannungsdurcligangs in der Versorgungsleitung. Dieoe Eigenschaft ist begründet durch, den Glättungseffekt der Kondensatoren 32. Die Summenspannuiig am Punkt 36 ist somit begrenzt von einigen unverzüglich, folgenden kurz-dauernden Schwankungen der Leitungsspannung innerhalb eines Intervalls, welches bestimmt ist durch die notwendige Zeit für die Spannung oberhalb des Kondensators 32, verbunden mit der falschen Phase»die auslöscht und sie wechselt die resultierenden Spannung bei einem gewünschten Viert, um den Schaltvorgang mit der Apparatur zu beginnen. The apparatus also overcomes the problems of false triggering because of the voltage passage in the supply line. The property is due to the smoothing effect of the Capacitors 32. The total voltage at point 36 is thus limited of some immediately following short-term fluctuations in the line voltage within an interval, which is determined by the time necessary for the voltage above the capacitor 32, associated with the wrong phase »which cancels out and it changes the resulting voltage at a desired fourth to begin switching the apparatus.

Sollte ein Versagen auftreten, können die Kontakte 12 in miteinander verbundener Weise gebraucht werden; eine Möglichkeit, welche häufig gebraucht wird für Prozeßsteuerungsvorrichtungen. Zum Beispiel kann ein System mit einer Serie von Detektoren gemäß der Erfindung ausgestattet v/erden und die Kontakte 12 eines jeden Detektors des Kontaktgebers 10 können verbunden sein in Serien mit dem Hetz der Tersorgungsspannung 18, welche die Apparatur des nachfolgenden Detektors versorgt, oder irgendeine andere Sicherheitsvorrichtung. Wenn eine Fehlerbedingung eintritt, können die verschiedenen Maschinen des Versorgers somit in Serie gestoppt werden, dadurch wird verhindert, daß ein ernsthafter Schaden eintritt, der z.B. verursacht wird durch Überlastung von Verbrauchern in Serie, nach der Unterbrechung bei Mahlwerken (Zerkleinerungsvorrichtung), oder Ausbleiben der Schmierung (bei einer Überwachungsölpumpe).Should a failure occur, the contacts 12 can interconnect are used in a connected manner; an option which is often used for process control devices. To the For example, a system can be equipped with a series of detectors according to the invention and the contacts 12 of each Detectors of the contactor 10 can be connected in series with the Hetz of the supply voltage 18, which the apparatus of the subsequent detector, or any other safety device. If an error condition occurs, you can the various machines of the supplier are thus stopped in series, thereby preventing a serious Damage occurs, which is caused, for example, by overloading consumers in series, after the interruption in grinders (Shredding device), or lack of lubrication (with a monitoring oil pump).

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Claims

1. Method of error detection conditions in a multiphase - / electrical supply network, characterized in that the Steps of tapping a predetermined partial voltage of every phase of the supply network, calibration, smoothing and summing up the voltages, adding, a reference voltage of the opposite sign with respect to the sum to a sum, monitoring the result, and switching off normally energized switching means for indicating a fault condition when the resulting voltage changes at a predetermined value.

2. Apparatus of the false detection conditions in a polyphase electrical supply network, characterized in that Means for tapping a predetermined partial voltage from each phase of the supply network, means for rectification, Means for smoothing and means for summing up the stresses, Means for adding a reference voltage of the opposite sign with respect to the sum to a sum, means for checking the result, and a normally energized switching means, and a means for switching off the Switching means for displaying an error condition when the resulting voltage changes at a predetermined fourth.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that in this, the voltage tapping means includes an ohmic voltage crossover network for each phase of the supply network with the neutral line of the supply network.

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4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that in it the ßspannungsaufsummiermittel a series of resistors includes associated with each of the voltages arranged in parallel with a common point,

5. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the disconnection means is a voltage comparison switching device includes.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the Yergleichcr includes a Schmidt trigger device in this.

7. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the normal provided with energy in this Switching means includes a triac.

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