DE504485C - Relais zum Schutz von elektrischen Stromerzeugern gegen Erdschluss, bei dem die Ausloesung einerseits von der Nullpunktsspannung, andererseits vom Summenstrom abhaengt - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 15. AUGUST 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 504485 KLASSE 21c GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. November 1927 ab

Für solche Stromerzeuger, welche parallel auf Sammelschienen arbeiten, ist es üblich, zum Schutz gegen Erdschluß ein wattmetrisches Relais vorzusehen, dessen Stromspule vom Summenstrom des Erzeugers, dessen Spannungsspule von der Nullpunktsspannung erregt wird. Da ein solches wattmetrisches Relais eine in erster Annäherung konstante Ansprechleistung besitzt, ist der Ansprechstrom mit derselben Annäherung umgekehrt proportional der der Spannungsspule zugeführten Spannung. Infolgedessen wird, wenn der zu schützende Erzeuger von einem Teilerdschluß getroffen wird, d. h. wenn ein soleher Punkt der Wicklung Schluß gegen Erde erhält, der betriebsmäßig nur einen Teil der Phasenspannung gegen Erde aufweist, sowohl die dem Relais zusammengeführte Spannung als auch der der Relaisspule zugeführte

ao Strom proportional kleiner sein als bei Erdschluß am Ende oder außerhalb der Wicklung. Infolgedessen kann, wenn der Erdschluß nahe dem Nullpunkt eintritt, das Relais leicht versagen.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, soll gemäß der Erfindung ein neues Relais geschaffen werden, das einerseits ebenso wie das bekannte Relais richtungsabhängig ist, andererseits aber sich den zur Verfügung stehenden Auslösegrößen bei Teilerdschlüssen besser anpaßt. Bei dem neuen Relais soll die Auslösung im wesentlichen von dem Quotienten aus der zugeführten Leistung und dem Quadrat der zugeführten Spannung oder dem Quadrat des zugeführten Stromes abhängen. Im ersteren Falle hängt also die Auslösung ab von dem fiktiven Leitwert

U-J- COS φ /

U'²

COS φ,

*) Von dem Patentsitcher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Hans Piloty in Berlin-Wilmersdorf.

im zweiten Falle von dem fiktiven Widerstand U J cos φ U

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung für den Fall dargestellt, daß die Auslösung von dem fiktiven Leitwert abhängen soll.

In Abb. ι ist ein solches Relais gezeichnet, welches nach Art eines Kreuzspuleninstruments gebaut ist. Das Relais besteht aus einer festen Spule 1 und zwei beweglichen, jedoch starr miteinander verbundenen Spulen ζ und 3. Die feste Spule 1 und die bewegliche Spule 2 sind an die Nullpunktsspannung, also beispielsweise an die Enden eines zwischen Generatornullpunkt und Erde geschalteten Widerstandes 4, angeschlossen. Die

bewegliche Spule 3 ist an die in Asymmetrieschaltung geschalteten Stromwandler 5 angeschlossen, derart, daß sie von dem Summenstrom des Generators durchflossen wird. 6 und 7 sind die Vorschaltwiderstände des Spannungskreises.

Man kann auch ohne weiteres ein Relais erhalten, welches auf den fiktiven Widerstand anspricht, dadurch, daß die feste Spule und eine der beweglichen Spulen vom Strom erregt wird, während die zweite bewegliche Spule an die Nullpunktsspannung angeschlossen wird. Außerdem muß das bewegliche System noch mit einer rückführenden Kraft, beispielsweise einer Feder, verbunden werden, die das System bei normalem Betriebszustande in einer bestimmten Lage festhält. Man kann beispielsweise die rückführende Kraft derart anordnen, daß das System im normalen Betriebe in derjenigen Lage verharrt, welche dem Leitwert Null entspricht. Es muß dann ein Kontakt angeordnet werden, der von dem beweglichen System geschlossen wird, wenn der fiktive Leitwert größer bzw. der fiktive Widerstand kleiner ist als derjenige, welcher aus dem Nullpunktsstrom und Nullpunktsspannung gebildet wird. In diesem Falle schließt das Relais seinen Kontakt bei Erdschluß in dem geschützten Stromerzeuger unabhängig davon, ob es sich um einen Voll- oder einen Teilerdschluß handelt. Die Empfindlichkeit des Relais muß so gewählt werden, daß noch bei dem niedrigsten Teilerdschluß, welcher erfaßt werden soll, ein genügender Kontaktdruck erzielt wird. Es muß auch die rückführende Kraft so bemessen werden, daß sie auch beim kleinsten zur Verfügung stehenden Drehmoment noch mit' Sicherheit überwunden wird. Man kann auch ohne weiteres das Relais so einrichten, daß es anspricht, wenn der fiktive Leitwert unterschritten bzw. der fiktive Widerstand überschritten wird. Man braucht zu diesem Zweck nur die rückführende Kraft entsprechend in umgekehrter Richtung anordnen, derart, daß bei Erdschluß der Kontakt durch Zusammenwirken der elektromagnetischen Kräfte mit der Rückführungskraft geschlossen wird.

Bei dem Relais nach Abb. 2 ist das Prinzip der Stromwege verwendet.

An dem doppelarmigen, drehbar gelagerten Hebel 8 sitzen die beiden beweglichen Spulen 2 und 3, welche in derselben Weise erregt werden wie in dem Relais nach Abb. 1. Auch die beiden festen Spulen 1 werden entsprechend erregt. Der Gleichstromkontakt 9 wird bei einer bestimmten Stellung des Hebels 8 geschlossen. Jede bewegliche Spule ist der ihr zugeordneten festen Spule so gegenübergestellt, daß eine Zugkraft entsteht, welche bei Abnahme des Abstandes zwischen beiden Spulen wächst. Auch hier entspricht jedem Wert des aus zugeführtem Strom und zugeführter Spannung gemäß Ausdruck 1 gebildeten Leitwertes eine bestimmte Stellung des Hebels 8, und der Kontakt 9 wird geschlossen, wenn ein bestimmter einstellbarer Wert dieses Leitwertes überschritten wird. Auch hier kann eine kleine rückführende Kraft, dargestellt durch die Feder, mit denselben Einschränkungen wie beim Relais nach Abb. ι angebracht werden, damit der Hebel 8 im normalen Betrieb sicher am Endanschlag stehenbleibt.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Relais zum Schutz von elektrisphen Stromerzeugern gegen Erdschluß, bei dem die Auslösung einerseits von der Nullpunktsspannung, andererseits vom Summenstrom abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais nach Art eines an sich bekannten Instruments derart ausgebildet ist, daß es entweder den Quotienten aus zugeführter Nullpunktsleistung und dem Quadrat der Nullpunktsspannung (fiktiven Leitwert) oder den Quotienten aus der dem Relais zugeführten Nullpunktsleistung und dem Quadrat des zugeführten Stromes (fiktiven Widerstand) mißt.
2. 2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais nach Art der Kreuzspuleninstrumente aus einer festen und zwei beweglichen Spulen besteht und die feste und eine der beweglichen Spulen von der Nullpunktsspannung oder dem Summenstrom, die andere bewegliche Spule entsprechend von dem Summenstrom oder der Nullpunktsspannung erregt wird.
3. 3. Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliehen Spulen an einem Hebel angreifen und daß jeder der beweglichen Spulen eine feste Spule gegenübersteht.
4. 4. Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bei Überschreitung des fiktiven Leitwertes ansprechende Relais mit einer rückführenden Kraft versehen ist, welche das Relais in seine dem ungestörten Betriebe des geschützten Generators entsprechende Stellung zurückführt.
5. 5. Relais nach Anspruch 1 bis 3, da- = durch gekennzeichnet, daß das bei Unterschreitung des fiktiven Widerstandes ansprechende Relais mit einer rückführenden Kraft versehen ist, welche das Relais in seine dem ungestörten Betriebe des ge-

   schützten Generators entsprechende Stellung zurückführt.
6. 6. Relais nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rückführende Kraft so bemessen ist, daß einerseits die gewünschte Rückführung noch mit Sicherheit erfolgt, daß andererseits die rückführende Kraft durch das kleinste zur Verfügung stehende Drehmoment überwunden wird.
7. 7. Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bei Unterschreitung des fiktiven Leitwertes ansprechende Relais mit einer rückführenden Kraft derart versehen ist, daß bei Erdschluß der Kontakt durch Zusammenwirken der elektromagnetischen Kräfte mit der Rückführungskraft geschlossen wird.
8. 8. Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bei Überschreiten des fiktiven Widerstandes ansprechende Relais mit einer rückführenden Kraft derart versehen ist, daß bei Erdschluß der Kontakt durch Zusammenwirken der elektromagnetischen Kräfte mit der Rückführungskraft geschlossen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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