DE2903319A1

DE2903319A1 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung und/oder anzeige von stoerungen in einer elektrischen leistungskondensatoranlage

Info

Publication number: DE2903319A1
Application number: DE19792903319
Authority: DE
Inventors: Robert Huber; Erich Schiffner
Original assignee: ERO STARKSTROM KONDENSATOREN; ERO-STARKSTROM KONDENSATOREN GmbH
Current assignee: Roederstein Spezialfabriken fur Bauelemente Der E
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1979-01-29
Publication date: 1980-08-07
Also published as: DE2903319C2

Description

Schaltungsanordnung zur überwachung und/oder
Anzeige von Störungen in einer elektrischen Leistungskondensatoranlage Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Uberwachung und/oder Anzeige von Störungen in einer elektrischen Leistungskondensatoranlage, bei der Stromabweichungen vom Normalwert zur Abschaltung der Leistungskondensatoran lage ausgenutzt und/oder in einer Anzeigeanordnung angezeigt werden, und bei der die Stromabweichungen durch einen im Kreis der Leistungskondensatoranlage liegenden Trennwandler in ein eine Uberwachungs- und/oder Anzeigeanordnung ansteuerndes Signal überführt werden.
Es ist bekannt, bei elektrischen Leistungskondensatoranlagen eine Stromüberwachung vorzunehmen, um bei Störungen eine schnelle Anzeige dieser Störungen selbst-und möglichst auch des Ortes, an dem die Störung auftritt, zu erhalten, damit zur Vermeidung von möglichen Zerstörungen der Gesamtanlage rechtzeitig eingegriffen und die Anlage abgeschaltet werden kann. Die Abschaltung kann gegebenenfalls auch automatisch in Verbindung mit dem Überwachungsvorgang erfolgen.
Bei in Stern schaltung betriebenen Leistungskondensatoranlagen erfolgt die Überwachung durch Sternpunktvergleich. Ändert sich bei einer Störung die Kapazität der Leistungskondensatoranlage, so fließt zwischen den Sternpunkten ein Ausgleichsstrom, welcher für eine Abschaltung und/oder eine Anzeige ausgenutzt werden kann.
Aus der DE-OS 23 07 745 ist es generell bekannt, den Kreis der Leistungskondensatoranlage vom Kreis der Überwachungs- und/oder Anzeigeanordnung galvanisch zu trennen. Dies erfolgt durch einen im Kreis der Leistungskondensatoranlage liegenden optischen, akustischen oder magnetischen Meßwandler, welcher den bei einer Störung in der Leistungskondensatoranlage fließenden Ausgleichsstrom erfaßt, sowie durch einen durch diesen Meßwandler gesteuerten inversen Wandler, welcher ein die Überwachungs- und/oder Anzeigeanordnung ansteuerndes Signal erzeugt. Beispielsweise bei einer optisch arbeitenden Anordnung wird der im Kreis der Leistungskondensatoranlage liegende Meßwandler durch einen optischen Sender und der die überwachungs- und/oder Anzeigeanordnung ansteuernde inverse Wandler durch einen ein optisches in ein elektrisches Signal überführenden optischen Empfänger gebildet. Entsprechendes gilt für akustisch oder magnetisch arbeitende Anordnungen, bei denen jeweils ein entsprechender Sender und ein entsprechender Empfänger vorgesehen sind.
Bei Anordnungen der vorstehend genannten Art ergibt sich eine gewisse Schwierigkeit daraus, daß für die optischen, akustischen oder magnetischen Signale ein Übertragungsweg vorgesehen werden muß, der störanfällig sein kann und sich auch schwer in Kondensatorgehäuse einbauen läßt. Dies gilt insbesondere für die Überwachung von Einzelkondensatoren, was bisher nur mit unvertretbar hohem Aufwand durch einen Phasenvergleichsschutz oder durch Aufteilung der erforderlichen Kondensatorleistung in eine Doppelsternschaltung möglich war.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vereinfachten Meßwandler für eine Schaltungsanordnung der in Rede stehenden Art anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Trennwandler ein im überbürdeten Bereich arbeitender Stromwandler vorgesehen ist.
Der Begriff Bürde (bzw. Betriebsbürde) bezeichnet dabei den Scheinwiderstand von auf der Sekundärseite des Stromwandlers angeschlossenen Schaltungsteile (siehe zur Definition des Begriffes würde" bzw. "Betriebsbürde" "Siemens-Taschenbuch für Elektromeßtechnik", 3. Auflage, 1961, Seiten 133 ff und "ABC der Meßwandler", der Fa. Ritz, Seiten 26 und 27).
Der Stromwandler arbeitet im überbürdeten Bereich bei einem Vielfachen der üblichen Nennbürde, was einer Nenn-Uberstromziffer unter Eins gleichkommt.
Der Vorteil bei der Verwendung eines im überbürdeten Bereich arbeitenden Stromwandlers besteht darin, daß ein solcher Wandler einfach herzustellen ist und nur in einem Arbeitspunkt eine reproduzierbare Ausgangsgröße liefern muß. Der Stromwandler kann dabei in einem eigenen Gehäuse untergebracht oder zusammen mit der zu schützenden Leistungskondensatoranlage in ein gemeinsames Gehäuse eingebaut werden.
Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für eine Leistungskondensatorbatterie bzw.
einen Einzelkondensator in Doppelsternschaltung, und Fig. 2 eine Ausführungsform für eine Leistungskondensatoranlage in Form einer Brückenschaltung.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 liegt eine Leistungskondensatorbatterie bzw. ein Einzelkondensator an einem Dreiphasennetz, wobei Kondensatoren CI, C2, C3 bzw. C1,, C21, C3 in Doppelsternschaltung an drei mit R, 5 und T bzw. R', S' und T' bezeichneten Phasen eines Dreiphasennetzes liegen. Zwischen Sternpunkten 1 und 1' der Sternschaltung liegt eine Primärwicklung 11 eines Stromwandlers 10, der erfindungsgemäß im überbürdeten Bereich arbeitet. An eine Sekundärwicklung 12 des Stromwandlers 10, welcher ein Widerstand R1 und ein Überspannungsableiter oder ein VDR-Widerstand 20 parallel liegen, ist ein Vollweggleichrichter 13 angeschaltet. Der über spannungsableiter bzw. der VDR-Widerstand 20 ermöglicht die Wahl einer niedrigeren Nennspannung des nachgeschalteten Vollweggleichrichters 13. Diesem Vollweggleichrichter 13 liegt eine Glättungskapazität C parallel, der wiederum ein Widerstand R2 parallel geschaltet ist. über einen Widerstand R3 ist weiterhin eine Schalteranordnung in Form eines Relais 14 angeschlossen. Dieses Relais 14 ist Bestandteil einer Uberwachungs- und/oder Anzeigeanordnung.
Im Fall eines Einzelkondensators kann sowohl in interner Doppelsternschaltung als auch in interner Brückenschaltung mit eingebautem Wandler 10 und zugehöriger Schaltungsanordnung überwacht werden. Diese Möglichkeit erlangt insbesondere bei Verwendung neuer Kondensatorimprägniermittel mit niedriger Dielektrizitätskonstante Bedeutung, weil diese Produkte weit weniger gegen Verunreinigungen durch Einbauteile empfindlich sind als bislang verwendete Askarele. Durch Integration des Wandlers in das Kondensatorgehäuse erspart man das Wandlergehäuse und sämtliche Arbeitsgänge, die mit der Tränkung und Abdichtung des Gehäuses zusammenhängen. Noch weit größer ist die Einsparung durch Verwendung eines grossen Kondensators statt sechs kleiner Einphaseneinheiten oder zwei Dreiphaseneinheiten mit ausgeführtem Sternpunkt.
Tritt in der Leistungskondensatoranlage eine Störung beispielsweise in Form einer Überlastung oder eines Kurzschlusses auf, so fließt zwischen den Sternpunkten 1 und 1' über die Primärwicklung 11 des Stromwandlers 10 ein Ausgleichsstrom, der in die Sekundärwicklung 12 transformiert und vom Gleichrichter 13 gleichgerichtet wird. Das gleichgerichtete Signal am Ausgang des Gleichrichters 13 läßt das Relais 74 anziehen, wodurch die Leistungskondensatoranlage in nicht dargestellter Weise abgeschaltet werden kann.
Zusätzlich dazu kann parallel zum Relais 14 ein über einen Relaiskontakt 15 geschalteter optischer Sender 16 eines Optokopplers liegen, dessen nicht dargestellter optischer Empfänger das vom optischen Sender 16 ausgesendete Licht in ein entsprechendes elektrisches Signal überführt, wodurch eine nicht dargestellte Anzeigeanordnung geschaltet werden kann, welche die Störung in der Leistungskondensatoranlage meldet.
Durch die dem Ausgang des Gleichrichters 13 parallel liegende Glättungskapazität C werden Fehlauslösungen bei Schaltvorgängen verhindert. Durch die Widerstände R1 bis R2 wird in Verbindung mit dem Relais 14, das insbesondere als hermetisch gekapseltes Reed-Relais ausgebildet ist, ein vorgegebener Schwellwert für die Abschaltung der zu überwachenden Leistungskondensatoranlage eingestellt.
Wie bereits ausgeführt, besteht ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung darin, daß ein sehr einfach herzustellender Stromwandler 10 verwendet werden kann, der nur in einem Arbeitspunkt eine reproduzierbare Ausgangsgröße zu liefern braucht. Durch Wahl des Arbeitspunktes im überbürdeten Bereich ergeben sich folgende charakteristische Eigenschaften; 1. Der Kernquerschnitt und damit die Baugröße des Stromwandlers 10 können sehr klein gewählt werden.
2. Die Überströme beim Parallelschalten von Kondensatorbatterien bis zum mehr als 100-fachen Nennstrom werden sekundärseitig sehr stark gedämpft und erfordern daher keine aufwendige Schutzbeschaltung des Auswertkreises. Stoßartige Überlastungen bis zum mehr als 1000-fachen Auslösewert wurden von einer Musteranordnung ohne Schaden überstanden.
3. Durch die überbürdung des Wandlers besteht die Wandlerausgangsspannung aus sehr schmalen Spannungsimpulsen, deren Gleichspannungsmittelwert sehr niedrig liegt und das 2-3-fache des Relais-Ansprechwertes nicht überschreiten kann. Durch die integrierte Wirkung des Glättungskreises können kurzzeitige, hohe Einschaltströme gemäß 2.
keine Fehlauslösung herbeiführen.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche ( 1. pchaltungsanordnung zur Überwachung und/oder Anzeige von Störungen in einer elektrischen Leistungskondensatoranlage, bei der Stromabweichungen vom Normalwert zur Abschaltung der Leistungskondensatoranlage ausgenutzt und/oder in einer Anzeigeanordnung angezeigt werden, und bei der die Stromabweichungen durch einen im Kreis der Leistungskondensatoranlage liegenden Trennwandler in ein eine überwachungs- und/oder Anzeigeanordnung ansteuerndes Signal überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennwandler (10) ein im überbürdeten Bereich arbeitender Stromwandler vorgesehen ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem im überbürdeten Bereich arbeitenden Stromwandler (10) ein Gleichrichter (13) nachgeschaltet ist, der eine die Leistungskondensatoranlage (C1 bis C3, C1' bis C31; C20 bis C23) im Störungsfall abschaltende Schalteranordnung (14) ansteuert.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalteranordnung (14) ein Relais vorgesehen ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen von der Schalteranordnung (14) geschalteten, Störungen anzeigenden Optokoppler (16).
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein am Ausgang des Gleichrichters (13) liegendes Glättungsglied (C).
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Widerstandsnetzwerk (R1 bis R3) zur Einstellung des Ansprechwertes der überwachungs- und/oder Anzeigeanordnung (14; 14, 15, 16).
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für eine Leistungskondensatoranlage in Form einer Kondensatorbatterie in Doppelsternschaltung. bzw. einen Einzelkondensator in Doppelsternschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der im überbürdeten Bereich arbeitende Stromwandler (10) primärseitig zwischen die Sternpunkte (1, 1') der Doppelsternschaltung (C1 bis C3, C1' bis C3') geschaltet ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für eine Kondensatorbatterie in Form einer Brückenschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der im überbürdeten Bereich arbeitende Stromwandler (10) primärseitig im Brückenzweig der Brückenschaltung (C20 bis C23) liegt.