DE542796C - Schaltungsanordnung zum Schutz von an ein Drehstromnetz angeschlossenen Maschinen, Transformatoren und Apparaten - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
28. JANUAR 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt*)

Transformatoren und Apparaten

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. März 1929 ab

Die Erfindung betrifft allgemein eine Schaltungsanordnung zum Schutz von an ein Drehstromnetz angeschlossenen Maschinen, Apparaten u. dgl.

Es sind bereits Schaltungsanordnungen bekannt, die die an Drehstromnetze angeschlossenen Maschinen, Apparate u. dgl. selbsttätig abschalten, wenn in den Zuleitungen vom Netz Störungen auftreten, durch welche eine Be-Schädigung der Einrichtungen stattfinden kann. Die in diesen Schaltungsanordnungen verwandten Kriterien erfassen jedoch die möglicherweise auftretenden Störungen nicht im gewünschten Umfange.

ig Die Erfindung hat nun den Zweck, diesen Mangel zu beheben, und erreicht dies dadurch, daß in die Drehstromzuleitungen Stromwandler eingebaut sind, deren Ströme sekundärseitig gleichgerichtet und durch Parallelschaltung ihrer Stromkreise addiert werden, während die Wechselstromkomponente der Stromsumme abgesondert wird, wodurch beim Auftreten von Störungen im Drehstromnetz und in den angeschlossenen Einrichtungen ein auf die doppelte Frequenz des Drehstromes abgestimmtes Relais betätigt wird, welches die selbsttätige Abschaltung der Einrichtungen bewirkt oder Signaleinrichtungen einschaltet.
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben und in der Zeichnung veranschaulicht. Als Ausführungsbeispiel ist eine aus Drehstrommotor und Gleichstromdynamo mit den zugehörigen Relais bestehende Einrichtung zum Aufladen von Akkumulatorenbatterien in Fernmeldeanlagen gewählt.

Selbstverständlich ist die Anwendung der Erfindung auf derartige Anlagen nicht beschränkt. Sie kann für alle die Zwecke, d. h. überall dort Anwendung finden, wo es sich z. B. um die Auftrennung bzw. Abschaltung irgendwelcher Drehstromleitungen, Maschinen, Transformatoren, Apparate u. dgl. handelt, in denen zufolge einer Störung ein unzulässig unsymmetrischer Strom fließt, wobei die Störungen sowohl in den Zuleitungen vom Netz als auch in den Maschinen, Apparaten usw. selbst auftreten können.

Dabei könnte man auch eine beliebige optische oder akustische Signaleinrichtung vorsehen, die allein oder gleichzeitig mit der selbsttätigen Abschaltung zur Wirkung kommt. Ferner könnte man auch ein direkt anzeigendes Meßinstrument einschalten, das. das Auftreten einer Störung anzeigt.

In der Anordnung nach dem Ausführungsbeispiel sind in die Stromzuleitungen des die Ladedynamo antreibenden Motors die primären Wicklungen je eines Stromwandlers eingebaut. Die Ströme ihrer sekundären Wicklungen werden einzeln in einer Zweiwegeschaltung gleichge-

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

Dr. Hermann v. Siemens in Berlin - Wannsee,

richtet und deren Stromkreise parallel geschaltet, wobei sie über die Primärwicklung eines vierten Wandlers geleitet werden. Durch die Parallelschaltung addieren sich die Ströme der Sekundärwicklungen der Wandler, und es entsteht ein Gleichstrom, der bei dreiphasigem Betrieb eine geringe Welligkeit mit der Grundfrequenz 300 Hertz bei angenommenen 50 Hertz Netzstrom besitzt. Bei einphasigem Betrieb ίο dagegen entsteht die bekannte Gleichriehterstromkurve, die sich aus halben Sinuskurven zusammensetzt, mit der Grundfrequenz von 100 Hertz. Durch den erwähnten vierten Stromwandler wird die Wechselstromkomponente von dem Gleichstrom abgesondert. Man läßt sie auf ein Wechselstromrelais, das auf 100 Hertz abgestimmt ist, einwirken, während der Wechselstrom von 300 Hertz das Relais nicht beeinflussen kann. Sobald nun infolge einer auftretenden Störung, sei es, daß z. B. eine Phase des Drehstromes ausbleibt oder eine Unterbrechung im Motor oder ein einphasiger Windungsschluß im Motor auftritt, sofern dadurch nur die genügende Unsymmetrie erzeugt wird, der Wechselstrom von 100 Hertz eine bestimmte zum Anzug erforderliche Stärke erreicht, kommt das Wechselstromrelais zum Ansprechen und leitet die Abschaltung des Motors ein, d. h. man läßt das Relais vorteilhaft auf einen Zeitschalter beliebiger Ausführung einwirken, der seinerseits die Abschaltung bewirkt. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß man die Zeitdauer der Abschaltung in beliebigen Grenzen regeln und den Abschaltevorgang beliebig oft, d. h. so lange wiederholen kann, bis die Störung behoben ist. Die Dauer der Abschaltung ist von der Periode der im folgenden näher beschriebenen Relaiskette abhängig, und diese wird durch die Abkühlungszeiten der Thermokontakte bestimmt. Die zwischen den Abschalteperioden liegende Anschaltezeit währt nur wenige Sekunden, so daß eine nennenswerte Erwärmung des Motors nicht eintreten kann.

Nachstehend sei die Wirkungsweise der beispielsweisen Anordnung im einzelnen an Hand der Zeichnung erläutert und zunächst kurz auf die den Erfindungsgegenstand nicht direkt angehenden gleichstromseitigen Schaltvorgänge eingegangen.

Beim Zustandekommen einer Fernsprechverbindung wird ein den Fernsprecheinrichtungen zugeordnetes, hier nicht abgebildetes Relais Anl zur Wirkung gebracht und schließt seinen Kontakt xanl, wodurch ein Stromkreis für die Relais Si und S Wicklung I geschlossen wird über Erde, Kontakte, xanl, 2h, Wicklungen des Relais St bzw. des Relais S Wicklung I, Batterie.

Die Relais St und S über seine Wicklung I sprechen an; Relais Si schließt seine Kontakte 3 si, 4 si und 5 si, über welche die Zuleitung zu dem die Ladedynamo Gen antreibenden Motor M durchgeschaltet wird, während Relais S seinen Kontakt 18s öffnet. Es sei erwähnt, daß Relais S zwei Wicklungen I und II besitzt, welche differential geschaltet sind. Der Motor M läuft an, die Generatorspannung wächst, bis sie die Spannung der Batterie erreicht. Relais S ist jetzt über seine Wicklung II vom Generatorstrom erregt und fällt daher ab. Mit Schließen seines Kontaktes 18 s wird über Erde, die Kontakte ι anl, 2 h, 18 s das Relais R erregt und spricht an. Relais R legt sich mit seiner Spannungswicklung I in einen Haltestromkreis über seinen Kontakt 6r und schaltet über seine Kontakte 8r und gr den Generator an die Ladeleitung der Batterie. Durch öffnen seines Kontaktes jr schaltet es die Generatorwicklung II des Relais S ab, so daß das Relais S nunmehr wieder zum Ansprechen kommt und seinen Kontakt 18 s öffnet. Mit Öffnen des Kontaktes 1 anl nach Beendigung des Gespräches, nach Auftrennen der Verbindung, kommen die Relais Si, S und R zum Abfall, der Generator Gen wird an den Kontakten 8r und gr von der Batterie abgeschaltet und der Motor durch öffnen der Kontakte 3si, 4si und 5si stillgesetzt. Es sei nun angenommen, daß bei Zustandekommen einer Verbindung und Schließen des Kontaktes 10 anl, go der dem Kontakt xanl entspricht (das in der Relaiskette dargestellte Relais St sowie der Kontakt 11 h entsprechen dem Relais St bzw. dem Kontakt 2h im Batteriekreis), in der vorgeschilderten Weise die Anschaltung des Motors M über die Kontakte 3 si, 4si und 5 si erfolgt und der Motor zufolge einer Störung, z. B. durch Ausbleiben einer Phase, nicht zum Anlaufen kommt. In diesem Falle wird auf die bereits oben in der allgemeinen Beschreibung geschilderte Weise das in dem Sekundärstromkreis des Stromwandlers Tr¹ liegende Relais W erregt und schließt seinen Kontakt 12 w. Hierdurch wird über Erde, Kontakte 12w, 13h das Thermorelais Th¹ an die Batterie geschaltet und spricht an. Relais Th¹ schließt seinen Kontakt 14th¹ und damit über Erde, Kontakte I2W, 14th¹ den Stromweg für das Thermorelais Th². Nun kommt dieses zum Ansprechen, schließt seinen Kontakt 15 th² und bringt über Kontakte I2ze>, 15 th² das Thermorelais Th^s zur Erregung, so daß auch dieses zum Ansprechen kommt und über seinen Kontakt 16 th³ das Verzögerungsrelais H zum Ansprechen bringt. Relais H legt sich in einen Haltestromkreis über seinen eigenen Kontakt 17 h und öffnet an seinem Kontakt 11 h den Stromkreis des Relais Si und an seinem Kontakt 13 h den Stromweg für das Thermorelais Th¹. Relais St fällt ab und trennt durch öffnen seiner Kontakte 3 si, 4si und 5si die Zuleitung zum MotorM auf; der Motor wird stillgesetzt.

Nach erfolgter Abkühlung des letzten Thermorelais in der Kette, Th^a, öffnet dieses an seinem Kontakt i6th^s den Stromweg für das Verzögerungsrelais H. Dieses öffnet seinen Kontakt 17 h, schließt an seinem Kontakt 13 h den Stromweg für das erste Thermorelais in der Kette Th¹ sowie an seinem Kontakt 11 h den Stromweg für das Relais St, so daß dieses wieder anspricht und die Zuleitung zum Motor M über seine Kontakte 3 si, 4 si und 5 st wieder durchschaltet; der Motor läuft wieder ab. Ist die Störung jetzt noch vorhanden, Relais W also erregt, und infolge eines noch bestehenden Gespräches oder eines inzwischen neu

t5 zustande gekommenen Gespräches der Kontakt 10 anl noch geschlossen, so wird die Thermorelaiskette wieder angelassen, und der oben geschilderte Vorgang wiederholt sich, die Zuleitung zum Motor M wird wieder aufgetrennt. Diese Vorgänge wiederholen sich, bis die Störung behoben ist.

War inzwischen nach Beendigung der ersten Periode der Relaiskette die Störung bereits behoben, Relais W also abgefallen, der Kontakt 10 anl aber noch geschlossen, so wird das Relais SjS nicht abgeschaltet und die Zuleitung zum Motor durchgeschaltet, und es erfolgt Aufladung der Batterie, solange der Kontakt 10anl geschlossen ist.

War dagegen nach Ablauf der ersten Periode der Relaiskette die Störung noch vorhanden, der Kontakt 10 anl aber geöffnet, so wird wohl die Relaiskette angelassen, das Relais Si aber bleibt unbeeinflußt, und in diesem Falle kann vorteilhaft eine beliebige optisch oder akustisch wirkende Signal- bzw. Anzeigevorrichtung in Wirkung gesetzt werden, die z. B. einem Aufsichtsbeamten die Störung anzeigt.
Diese Signalvorrichtung könnte unabhängig von der selbsttätigen Abschaltung gleichzeitig mit dieser oder allein für sich in Tätigkeit treten, in welchem Falle die Abschaltung z. B. von Hand durch den Aufsichtsbeamten erfolgen könnte.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Schutz von an ein Drehstromnetz angeschlossenen Maschinen, Transformatoren und Apparaten, dadurch gekennzeichnet, daß in die Dreh- 5« Stromzuleitungen Stromwandler eingebaut sind, deren Ströme sekundärseitig gleichgerichtet und durch Parallelschaltung ihrer Stromkreise addiert werden und über einen Transformator ein auf die doppelte Frequenz des Drehstromes abgestimmtes Relais speisen, welches beim Auftreten von Störungen im Drehstromnetz und in den angeschlossenen Einrichtungen betätigt wird und dann die selbsttätige Abschaltung der Einrieb,-tungen bewirkt oder Signaleinrichtungen einschaltet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die selbsttätige Abschaltung einleitende Relais auf einen beliebigen Zeitschalter einwirkt, welcher die Abschaltung herbeiführt bzw. die An- und Einschaltung in vorher bestimmten Zeitintervallen wiederholt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Wechselstromkomponente ansprechende Relais eine beliebige optisch oder akustisch wirkende Signaleinrichtung einschaltet, welche für sich allein oder zusammen mit der selbsttätigen Abschaltung in Tätigkeit tritt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des auf die Wechselstromkomponente abgestimmten Relais auch eine direkt anzeigende optisch oder akustisch wirkende Signalvorrichtung treten kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen