DE521553C - Stromtransformator zur Speisung von Ausloesevorrichtungen fuer UEberstromschalter - Google Patents

Description

• Stromtransformator zur Speisung von Auslösevorrichtungen für Überstromschalter Gegenstand des Hauptpatents ist ein Stromtransformator zur Speisung von Auslösevorrichtungen für überstromschalter, der zwei Primärwicklungen von verschiedenen Phasen einer Mehrphasenleitung besitzt, die gemeinsam auf eine Sekundärwicklung arbeiten. Durch diesen Transformator läßt sich beispielsweise ein Drehstrommotor dreiphasig mit einem einzigen Auslöser schützen. Die Aufgabe aber, einen dreiphasigen Schutz auch gegen den Nulleiter einer Drehstromleitung zu bilden, erfüllt dieser Transformator nicht.
• Die vorliegende Erfindung stellt eine Weiterbildung des im Hauptpatent unter Schutz gestellten Erfindungsgedankens dar, welche außer den mit der Anordnung nach dem Hauptpatent erreichten Vorteilen auch einen Schutz aller drei Phasen einer Drehstromleitung gegen ihren Nulleiter bietet.
• Die Erfindung besteht nun darin, daß der als dreischenkliger Transformator ausgebildete Stromtransformator vier Primärwicklungen mit gleichem Wicklungssinn auf den äußeren Schenkeln enthält, die gemeinsam auf eine auf dem mittleren Schenkel angebrachte Sekundärwicklung arbeiten.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt Abb. i dar, welche den schematischen Aufbau des Transformators veranschaulicht.
• Abb.2 zeigt das Vektorendiagramm der magnetischen Flüsse..
• Abb.3 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel dar.
• a-a sind zwei Transformatoreisien, die unter Wahrung eines Abstandes b zu einem Manteltransformator zusammengestellt werden. Der Raum b wird durch einen unmagnetischen Körper ausgefüllt. Die gemeinsame Sekundärwicklung umfaßt den Fluß zweier Schenkel der zusammengestellten Transformatoren und heizt den Wärmeauslöser. Auf den beiden verbleibenden Schenkeln werden vier Primärwicklungen aufgebracht, und zwar beispielsweise zwei von der Phase R und zwei von den beiden anderen Phasen. Die Wicklungen werden, wie Abb. i zeigt, angeordnet. Die beiden Wicklungen R liegen in Serie, und der Windungssinn aller Wicklungen ist gleichgerichtet, wie die Pfeile in Abb. i andeuten. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Die einzelnen Phasenströme sind um i 2o0 gegeneinander verschoben (s. Abb.2). Die Flüsse aus den Strömen R und T auf dem einen Schenkel des Transformators setzen sich zu dem resultierenden Fluß R-T zusammen, der zwar seitlich verschoben ist, aber in seiner Größe dem Flusse einer Phase entspricht. Analog setzen sich die Flüsse der Wicklungen ,R und S auf dem anderen Schenkel des Transformators zu der Resultierenden R-S zusanvnen. Die Flüsse beider Resultierenden R-T und R-S wirken auf das Eisen innerhalb der Sekundärspule, und da beide wiederum um i2o' zeitlich verschoben sind, entspricht ihre induktive Wirkung auf die Sekundärspule in Größe und Richtung dem Fluß der Phase R. Sie wirken also genau so,, als wenn nur eine Phase des Dreiphasensystems vorhanden wäre, und wenn eine der drei Phasen Überstrom führt, so muß der hierdurch entstehende größere Fluß sich verhältnisgleich. auf die induzierte EMK der Sekundärspule auswirken.
• Man hat also mit dieser Einrichtung die Möglichkeit, mit nur einem Wärmeauslöser, beispielsweise einem Drehstremmotor, dreiphasig auf Überstrom zu überwachen.
• Tritt der Fall ein, daß eine der drei Phasen, beispielsweise die Phase S, bricht, dann führen die Phasen R und T Einphasenstrom. Auf die Flußverteilung im Transformatoreisen wirkt sich. das wie folgt aus: Im linken Teil des Transformators verschwindet der Fluß der Wicklung S, während der Fluß der Wicklung R unverändert fortbesteht. Im rechten Teil des Transformators bleibt der Fluß der Phase R zwar ebenfalls unverändert fortbestehen, dagegen nimmt der Fluß der Phase T infolge der Einphasigkeit des Stromes jetzt umgekehrte Richtung an. Der Fluß im rechten Teil des Transformators wird also aufgehoben. Es wirkt nur noch der Fluß der Phase R des linken Teiles des Transformators auf die Sekundärspule, und da der jetzt mit zwei Phasen laufende Motor Überstrom aufnimmt, steigt die EMK in der Sekundärspule entsprechend an, und die höhere Beheizung des Wärmeauslösers führt schließlich die Auslösung des Schalters herbei.
• Ganz analog liegt der Fall, wenn die Phase T brechen sollte.
• Bricht dagegen die Phase R, so tritt folgende Zustandsänderung im System ein: Die Flüsse der Wicklungen R verschwinden.
• Die Ströme der Phasen S und T werden einphasig, und während der Fluß der Wicklung S seine Richtung, wie in Abb. z dargestellt, beibehält, kehrt der Fluß der Wicklung T seine Richtung um. Beide Flüsse S und T addieren sich jetzt im äußeren Ring des Transformators, heben sich aber im Eisen innerhalb der Sekundärspule auf. Die EMK in dieser Spule sinkt auf Null. Es bilden sich jetzt aber am Anker c entgegengesetzte Pole aus, und zwar von einer Stärke, die besonders infolge des eintretenden Überstromes größer ist als der doppelte Normalfluß. Der Anker c wird angezogen und die Auslösung des Schalters dadurch herbeigeführt.
• Es läßt sich dieser letzte Fall auch so beherrschen, daß man, wie Abb. 3 zeigt, auf die Jochstücke des Transformatoreisens je eine zusätzliche Sekundärwicklung legt, die mit der Hauptwicklung in Serie liegt und die die gleiche Gesamtwindungszahl wie die Hauptwicklung hat. Im Normalbetrieb heben sich die in der Zusatzwicklung induzierten elektromotorischen Kräfte gegenseitig auf, und nur die EMK der Normalwicklung arbeitet auf den Wärmeauslöser. Für den Fall, daß die Phase ,R bricht, sind dagegen die Verhältnisse umgekehrt, d. h. jetzt arbeiten nur die 'Zusatzwicklungen und die Hauptwicklung nicht.
• Mit vorbeschriebenem Transformator wird mittelbar über einen Wärmeauslöser ein vollkommener thermischer Dreiphasenschutz erreicht. Hierbei kann der Wärmeauslöser ganz nach Bedarf für einen verhältnismäßig kleinen Strom ausgebildet werden, wodurch der Eigenverbrauch klein wird und die Beheizung durch den thermischen Auslöser unerheblich ist. Außerdem braucht man nur einen Auslöser, und man kann alle Einstellbereiche durch entsprechende Wicklungsänderung mit ein und demselben Wärmeauslöser beherrschen. Bei der Bemessung der Sättigung im Transfürmatoreisen wird man vorteilhaft so verfahren, daß bei starken Überströmen (Kurzschlüssen) eine Übersättigung eintritt, wodurch der Wärmeauslöser gegen Verbrennen sicher geschützt wird.
• Für die Schnellauslösung bei starken Gberströmen (Kurzschlüssen) kann ebenfalls das Transformatoreisen verwendet werden. Für diesen Fall sind die beiden Kurzschlußanker d-d vorgesehen. Tritt ein starker Überstrom auf, sd tritt infolge der Übersättigung des Eisens um die Primärwicklungen eine starke magnetische Streuung auf. Hierdurch werden die Anker d-d oder, wenn der Kurzschluß nur zwischen zwei Phasen auftritt, einer der Anker d gegen die Wirkung entsprechender Einstellfedern angezogen, wodurch die Auslösung des Schalters herbeigeführt wird. Somit wird mit Hilfe des Transformators ein besonderer Schnellauslöser erspart.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Stromtransformator zur Speisung von Auslösevorrichtungen für Überstromschalter nach Patent 480 748, dadurch gekennzeichnet, daß der als dreischenkliger Transformator ausgebildete Stromtransformator vier Primärwicklungen mit gleichem Wicklungssinn auf den äußeren Schenkeln enthält, die gemeinsam auf eine auf dem mittleren Schenkel angebrachte Sekundärwicklung arbeiten.
2. 2. Stromtransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf den äußeren Schenkeln des Transformators je z«-c@i an verschiedene Phasen einer Dr2iphasenleitung angeschlo.-sene Primärwicklungen angeordnet sind, so daß eine Phase der Dreiphasenleitung zweimal angeschlossen ist.
3. 3. Stromtransformator nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Schenkeln des Transformators Klappanker angebracht sind, die die Primärwicklungen umfassen und die bei starken überströmen gegen die Wirkung von Fedenn oder ähnlich wirkenden Hemmvorrichtungen vom Transformatoreisen angezogen werden. q..
4. Stromtransformator nach Anspruch i bis 3 mit zwei in Serie geschalteten Sekundärwicklungen, von denen je nach Betriebszustand gleichzeitig nur immer in einer der beiden Wicklungen eine FMK erzeugt wird.
5. 5. Stromtransformator nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schenkel des Transformators geteilt und mit einem beweglichen Anker versehen ist, der dann vom Transformatoreisen angezogen wird, wenn diejenig,-Phase bricht, welche zwei Primärwicklungen durchfließt.