DE569576C

DE569576C - Arrangement for monitoring the coordination or for the automatic setting of earth fault extinguishing devices

Info

Publication number: DE569576C
Application number: DE1930569576D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walther Koch; Dipl-Ing Gerhart Meyer
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1930-11-05
Filing date: 1930-11-05
Publication date: 1933-02-04

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
4. FEBRUAR 1933ISSUED ON
FEBRUARY 4, 1933

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVl 569576 KLASSE 21 c GRUPPE JVl 569576 CLASS 21c GROUP

2IC³ S508.2IC ³ S508.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. November 1930 abPatented in the German Empire on November 5, 1930

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Messung der Abstimmung von Erdschlußlöscheinrichtungen auf das Netz die Kapazität des Netzes und die Induktivität der Löscher aus zwei unabhängig voneinander vorgenommenen Messungen bei voneinander verschiedenen und netzfremden Frequenzen zu ermitteln. It has already been proposed to measure the tuning of earth fault extinguishing devices on the network the capacity of the network and the inductance of the extinguisher from two made independently of each other To determine measurements at different and non-network frequencies.

Durch die vorliegende Erfindung soll dieses Verfahren noch \^rereinfacht werden, insbesondere auch so ausgebildet werden, daß eine selbsttätige Einstellung der Löscheinrichtung möglich wird. Gemäß der Erfindung werden gleichzeitig zwei Hilfsspannungs-By the present invention, this method is still to be \ ^r ereinfacht, in particular also be formed so that an automatic setting of the erasing means is possible. According to the invention, two auxiliary voltage

!g quellen mit voneinander und von der Xetzfrequenz abweichenden Frequenzen verwendet, welche Ströme hervorrufen, die auf ein Meßgerät ader ein Relais einwirken. Besonders zweckmäßig ist es, die von den Hilfs-Spannungsquellen gelieferten Blindströme auf das Gerät zur Einwirkung zu bringen und die Frequenzen oder die Hilfsspannungen oder beide derart zu wählen, daß die auf das bewegliche System des Meßgerätes oder Relais ausgeübte Kraft proportional derjenigen Kraft ist, welche ein Blindstrom unter Wirkung einer Spannungsquelle mit einer dritten Frequenz, beispielsweise der Betriebsfrequenz, ausüben würde. Im allgemeinen stehen dann die beiden Frequenzen in einer solchen Beziehung zueinander, daß ihr Produkt gleich dem Quadrat der Frequenz ist, für welche die Abstimmung gemessen werden soll. Das Gerät kann; beispielsweise aus zwei gekuppelten Blindleistungsmessern oder zwei gekuppelten Blindleitwertmessern bestehen, wobei jedes der beiden gekuppelten Meßsysteme nur auf die zugeordnete Hilfsfrequenz anspricht.! g swell with each other and from the network frequency different frequencies are used, which cause currents on a Measuring device or a relay act. It is particularly useful to use the auxiliary voltage sources supplied reactive currents to act on the device and the frequencies or the auxiliary voltages or both to be chosen in such a way that those on the movable system of the measuring device or relay The force exerted is proportional to the force exerted by a reactive current a voltage source with a third frequency, for example the operating frequency, would exercise. In general, the two frequencies are then in such a relationship to each other that their product is equal to the square of the frequency for which the tuning is to be measured. The device can; for example from two coupled reactive power meters or two coupled Conductivity meters exist, each of the two coupled measuring systems only on the assigned auxiliary frequency responds.

Bei Verwendung von Blindleistungsmessern sind (gleiche Gerätekonstante der beiden Meßsysteme vorausgesetzt) die beiden Hilfsspannungen gleich groß zu wählen, wenn die oben angegebene Beziehung zwischen den beiden Frequenzen besteht. Bei Verwendung von Blindleitwertmessern ist dies nicht erforderlich. L^Tm zu erreichen, daß jedes Meßsystem nur auf die zugeordnete Hilfsfrequenz anspricht, kann man in an sich bekannter Weise vor die Strom- oder Spannungsspulen Sperrkreise oder Sperrketten schalten. An Stelle von Sperrketten kann man auch Spannungsresonanzkreise parallel zur Spule schalten. Man kann auch zwei weitere von den bisher erwähnten Hilfsspannungsquellen völlig unabhängige Spannungsquellen anordnen, welche die Spannungsspulen der einzelnen Systeme speisen. Es kann dann in den Meßsystemen nur von denjenigen StrömenWhen using reactive power meters (assuming the same device constants of the two measuring systems) the two auxiliary voltages are to be selected to be of the same size if the relationship between the two frequencies given above exists. This is not necessary when using susceptibility meters. L ^T m to ensure that each measuring system responds only to the assigned auxiliary frequency, one can connect blocking circuits or blocking chains in a manner known per se in front of the current or voltage coils. Instead of locking chains, voltage resonance circuits can also be connected in parallel to the coil. It is also possible to arrange two further voltage sources which are completely independent of the auxiliary voltage sources mentioned above and which feed the voltage coils of the individual systems. It can then only be used by those currents in the measuring systems

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors:

Dipl.-Ing. Walther Koch in Berlin-Steglitz und Dipl.-Ing. Gerhart Meyer in Berlin-Siemensstadt.Dipl.-Ing. Walther Koch in Berlin-Steglitz and Dipl.-Ing. Gerhart Meyer in Berlin-Siemensstadt.

ein Drehmoment ausgeübt werden, welche die gleiche Frequenz besitzen wie die Hilfsspannungsquelle, welche die entsprechende Spannungsspule speist. Man kann zu diesem Zwecke mit der Welle jedes auf das Netz arbeitenden Hilfsgenerators eine kleine Maschine kuppeln, welche eine Spannung der gleichen Frequenz erzeugt wie der Hilfsgenerator. Legt man die Spannung der kleinen ίο Hilfsmaschine an die Spannungsspule des entsprechenden wattmetrischen Instrumentes, dann kann, wie erwähnt, nur ein Strom von der gleichen Frequenz mit dieser Spannung ein Drehmoment erzeugen. Zur Erreichung der richtigen Phasenlage ist es zweckmäßig, die Ständerwicklung der Hilfsmaschine drehbar zu machen. Vorteilhaft versieht man jede Hilfsmaschine mit zwei Statorwicklungen, die gemeinsam drehbar sind und von denen die eine die entsprechende Spannungsspule speist, während die andere an das eine System eines Phasenwinkelmessers angeschlossen ist, der die Phasenlage zwischen dieser Spannung und der Sternpunktsspannung des Netzes gegen Erde mißt.a torque is exerted which has the same frequency as the auxiliary voltage source, which feeds the corresponding voltage coil. For this purpose you can use the wave to hit the network working auxiliary generator couple a small machine, which a voltage of the generated at the same frequency as the auxiliary generator. If you put the tension on the little one ίο auxiliary machine to the voltage coil of the corresponding wattmetric instrument, then, as mentioned, only a current of the same frequency with this voltage generate a torque. To achieve the correct phase position, it is advisable to to make the stator winding of the auxiliary machine rotatable. It is advantageous to provide each one Auxiliary machine with two stator windings that are rotatable together and of which one feeds the corresponding voltage coil, while the other feeds the one system a phase angle meter is connected, which shows the phase position between this voltage and the neutral point voltage of the network to earth.

Verwendet man an Stelle der Blindleistungsmesser oder Blindleitwertmesser Wirkleistungsmesser oder Wirkleitwertmesser, so muß man zur Messung der Blindleistung oder des Blindleitwertes besondere Widerstandskombinationen (Kunstschaltungen) \Orsehen, um eine Phasenverschiebung von 90⁰ zu erhalten. Die Verwendung von Wirkleistungsgeräten bietet mit den Wider-Standskombinationen den Vorteil, daß man dieselben Instrumente mit geringen Hilfsmitteln auch zur Messung des Wirkleitwertes oder der Wirkleistung verwenden kann. Zu diesem Zwecke ist es vorteilhaft, einen besonderen Umschalter anzuwenden, durch welchen der Einfluß der Kunstschaltung auf das Gerät aufgehoben werden kann.If an active power meter or an active conductance meter is used instead of a reactive power meter or reactive conductivity meter, special combinations of resistors (artificial circuits) must be used to measure reactive power or reactive conductivity in order to obtain a phase shift of 90 ⁰ . The use of real power devices with the resistor combinations offers the advantage that the same instruments can also be used for measuring the real conductance or the real power with little additional equipment. For this purpose it is advantageous to use a special switch by which the influence of the art circuit on the device can be canceled.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig. ι ist 4 ein Leistungstransformator, von dem die Leitungen 1, 2 und 3 ausgehen. 6, 7, 8 stellen die Kapazitäten der einzelnen Leiter gegen Erde dar. An den Sternpunkt eines anderen Leistungstransformators 19 ist in an sich bekannter Weise die Erdschlußspule-5 angeschlossen. Ferner ist an das Netz noch der Löschtransformator 25 angeschlossen. Außer den beiden gezeichneten Löscheinrichtungen können auch noch andere Löscheinrichtungen vorgesehen sein. Zwischen den Sternpunkt des Leistungstransformators 4 und Erde sind die beiden Hilfsspannungsquellen 9 und 10 eingeschaltet. 11 ist ein Relais, das aus den beiden gekuppelten wattmetrischen, beispielsweise d}^rnamometrischen Systemen 12 und 13, die auf die Wirkleistung ansprechen, besteht. Auf der gemeinsamen Achse dieses Relais sitzt ein Kontakt 14, der bei Ausschlag des Relais aus der Nullage mit einem der feststehenden Kontakte 15 bzw. 16 in Berührung kommt. Die Stromspulen der wattmetrischen Systeme 12 und 13 werden mittels des Stromwandlers 17 von den Strömen der Hilfsspannungsquellen 9 und 10 durchflossen. Die Spannungsspulen sind so angeschlossen, daß jedes System ein Drehmoment entwickelt, welches proportional der vom Netz bei der entsprechenden Hilfsfrequenz aufgenommenen Blindleistung ist. Zu diesem Zwecke ist ein Spannungswandler 18 vorgesehen, dessen in Stern geschaltete Primärwicklung an das Netz angeschlossen und dessen Sternpunkt geerdet ist, während die Sekundärwicklung im offenen Dreieck geschaltet ist. An die Sekundärwicklung des Spannungswandlers sind Siebkreise bzw. Siebketten 20 und eine Widerstandskombination 21 angeschlossen. Die Siebkreise bzw. Siebketten sind so bemessen, daß nur Ströme von der Frequenz des Generators 9 in der Widerstandskombination 21 wirksam sind. Durch die Widerstandskombination, die in an sich bekannter Weise ausgebildet ist, wird der Spannungsspule des Systems 12 ein Strom zugeführt, welcher senkrecht auf der Spannung des Sternpunktes des Netzes gegen Erde von der Frequenz des Generators 9 steht und dieser Spannung proportional ist. Das System 12 entwickelt daher ein Drehmoment, welches der von dem Netz aufgenommenen Blindleistung bei der Frequenz des Generators 9 entspricht. In entsprechender Weise wird mit Hilfe der Siebkreise 22 und der Widerstandskombination 23 der Spannungsquelle des Systems 13 ein Strom von der Frequenz des Hilfsgenerators 10 zugeführt, der um 90⁰ gegenüber der Spannung des Sternpunktes gegen Erde von derselben Frequenz verschoben und dieser Spannung proportional ist. Das System 13 entwickelt daher ein Drehmoment, das der vom Netz bei der Frequenz des Generators 10 aufgenommenen Blindleistung entspricht. Wird die Größe der beiden HilfsSpannungen gleich gewählt und die Größe der beiden Frequenzen derart, daß das Produkt aus beiden gleich dem Quadrat der Betriebsfrequenz ist, so erhält bei idealer Abstimmung das eine System einen voreilenden und das zweite System einen gleich großen nacheilenden Strom, so daß sich die beiden Drehmomente aufheben. Bei falscher Einstellung der Löscheinrichtung schlägt das Relais nach der einen oder anderen Seite aus, und der Hilfskontakt kommt in Berührung mit einem der feststehenden Kontakte 15 oder 16, wodurch ein in der Figur nicht dargestellter Hilfsstrom-Various exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. In Fig. Ι 4 is a power transformer from which the lines 1, 2 and 3 proceed. 6, 7, 8 represent the capacities of the individual conductors to earth. The earth fault coil 5 is connected to the star point of another power transformer 19 in a manner known per se. The quenching transformer 25 is also connected to the network. In addition to the two extinguishing devices shown, other extinguishing devices can also be provided. The two auxiliary voltage sources 9 and 10 are switched on between the star point of the power transformer 4 and earth. 11 is a relay which consists of the two coupled wattmetric, for example d} ^r namometric systems 12 and 13, which respond to the active power. On the common axis of this relay there is a contact 14 which comes into contact with one of the fixed contacts 15 or 16 when the relay is deflected from the zero position. The currents of the auxiliary voltage sources 9 and 10 flow through the current coils of the wattmetric systems 12 and 13 by means of the current transformer 17. The voltage coils are connected in such a way that each system develops a torque which is proportional to the reactive power consumed by the network at the corresponding auxiliary frequency. For this purpose, a voltage converter 18 is provided, whose star-connected primary winding is connected to the mains and whose star point is grounded, while the secondary winding is connected in an open delta. Filter circuits or chains 20 and a resistor combination 21 are connected to the secondary winding of the voltage converter. The sieve circles or sieve chains are dimensioned so that only currents of the frequency of the generator 9 in the resistor combination 21 are effective. Through the resistor combination, which is designed in a manner known per se, the voltage coil of the system 12 is supplied with a current which is perpendicular to the voltage of the neutral point of the network to earth at the frequency of the generator 9 and is proportional to this voltage. The system 12 therefore develops a torque which corresponds to the reactive power consumed by the network at the frequency of the generator 9. In a corresponding manner, with the help of the filter circuits 22 and the resistor combination 23, the voltage source of the system 13 is supplied with a current of the frequency of the auxiliary generator 10, which is ^{shifted by 90 0} compared to the voltage of the neutral point to earth of the same frequency and is proportional to this voltage. The system 13 therefore develops a torque which corresponds to the reactive power consumed by the network at the frequency of the generator 10. If the size of the two auxiliary voltages is chosen to be the same and the size of the two frequencies is chosen such that the product of both is equal to the square of the operating frequency, then with ideal coordination one system receives a leading current and the second system an equally large lagging current, so that the two torques cancel each other out. If the extinguishing device is set incorrectly, the relay deflects to one side or the other, and the auxiliary contact comes into contact with one of the fixed contacts 15 or 16, whereby an auxiliary current (not shown in the figure)

kreis für eine Steuervorrichtung geschlossen wird, welche selbsttätig durch Nachstellung eines oder auch mehrerer Löscher wieder die richtige Abstimmung herbeiführt. Wählt man die beiden Frequenzen von der genannten -Bedingung etwas abweichend, so steht da= Relais in der Ruhelage, wenn Resonanz zwischen Kapazität des Netzes und Induktivität der Löscher bei einer Frequenz vorhanden ίο ist, deren Quadrat gleich dem Produkt der beiden Hilfsfrequenzen ist. Der Löscher wird daher stets so weit verstellt, bis diese Resonanz erreicht ist. Es wird daher bei einer derartigen Wahl der Hilfsfrequenzen der Löscher nicht auf ideale Abstimmung eingestellt. Eine solche Einstellung ist häufig erforderlich, um die bei vollkommener Abstimmung unter Umständen auftretenden großen Spannungsverlagerungen zu vermeiden. Den gewünschten Abstimmungsgrad, welches das Relais einstellt, kann man auch, wenn das Produkt der Hilfsfrequenzen gleich dem Quadrat der Betriebsfrequenz ist, durch Änderung der Hilfsgeneratorspannung oder der Konstanten des Relais erzielen.circle for a control device is closed, which automatically by readjustment one or more extinguishers brings about the correct coordination. Chooses if the two frequencies are slightly different from the above-mentioned condition, then there is = Relay in the rest position when there is a resonance between the capacitance of the network and the inductance the extinguisher is present at a frequency whose square is equal to the product of the two auxiliary frequencies. The extinguisher is therefore always adjusted until this resonance is reached. It is therefore with such a choice of the auxiliary frequencies The extinguisher is not set to the ideal setting. Such an adjustment is often necessary in order to avoid the large voltage shifts that may occur with perfect coordination. The The desired degree of tuning, which the relay sets, can also be achieved if that The product of the auxiliary frequencies is equal to the square of the operating frequency, by changing the auxiliary generator voltage or of the constants of the relay.

Die Verwendung des besonderen Spannungswandlers iS im Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil, daß auf die Spannungsspulen des Gerätes die Nullpunktsspannung des Netzes einwirkt, die hinter dem Anschlußpunkt des Sternpunktes gebildet wird, über welchen die Hilfsspannungsquellen an das Netz angeschlossen sind. Dies hat den \^Torteil, daß der Spannungsabfall in den den Sternpunkt bildenden Widerständen auf die Messung ausgeschaltet ist.The use of the special voltage converter iS in the embodiment has the advantage that the voltage coils of the device act on the zero point voltage of the network, which is formed behind the connection point of the star point via which the auxiliary voltage sources are connected to the network. This has the orteil \ ^T, that the voltage drop is turned off in the neutral point forming resistors on the measurement.

In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei der an Stelle der wattmetrischen Systeme W^Tirkleit-Wertmesser verwendet sind. Die der Fig. 1 entsprechenden Teile sind mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Das Gerät 26 besteht aus den beiden Wirkleitwertmessern 27 und 28. Die Instrumente sind so angeschlossen, daß die eine der beweglichen Spulen jedes Instrumentes von dem Strom des Stromwandlers 17 durchflossen wird. Die zweite bewegliche Spule des Systems 2j ist mit der festen Spule desselben Systems in Reihe geschaltet und liegt an der Widerstandskombination 2$, durch die ihr ein Strom von der Frequenz des Hilfsgenerators 9 zugeführt wird, der gegenüber der Spannung des Sternpunkts des Netzes gegen Erde von derselben. Frequenz um 90⁰ phasenverschoben und dieser Spannung proportional ist. Die zweite bewegliche Spule des Systems 28 ist mit der festen Spule dieses Systems in Reihe geschaltet und an die Widerstandskombination 21 angeschlossen, durch welche ihr ein Strom von der Frequenz des Hilfsgenerators 10 zugeführt wird, der um 90° gegenüber der Spannung des Sternpunktes gegen Erde von derselben Frequenz verschoben ist. 20 und 22 sind die Sperrkreise bzw. Sperrketten. Die beiden beweglichen Systeme sind miteinander gekuppelt und derart geschaltet, daß der Ausschlag des Instrumentes ein Maß für die algebraische Summe der Blindleitwerte ist. Wie eine einfache Rechnung zeigt, ist die algebraische Summe der Blindleitwerte, wenn die Frequenzen so gewählt sind, daß ihr Produkt gleich dem Quadrat der Betriebsfrequenz ist, proportional dem bei der Betriebsfrequenz vorhandenen Blindleitwert des Netzes, so daß das Gerät unmittelbar den Blindleitwert des Netzes anzeigt. Das Verhältnis der Größe der Hilfsspannung ist dabei ohne Einfluß auf das Meßergebnis.In Fig. 2 another embodiment of the invention is shown, in which instead of the wattmetric systems W ^T irkleit value meters are used. The parts corresponding to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The device 26 consists of the two conductance meters 27 and 28. The instruments are connected in such a way that the current from the current transformer 17 flows through one of the movable coils of each instrument. The second moving coil of the system 2j is connected in series with the fixed coil of the same system and is connected to the resistor combination 2 $, through which it is supplied with a current at the frequency of the auxiliary generator 9, which is opposite the voltage of the neutral point of the network to earth of the same. Frequency shifted by 90 ⁰ and is proportional to this voltage. The second movable coil of the system 28 is connected in series with the fixed coil of this system and connected to the resistor combination 21, through which it is supplied with a current of the frequency of the auxiliary generator 10, which is 90 ° compared to the voltage of the star point to earth of the same frequency is shifted. 20 and 22 are the locking circuits or locking chains. The two movable systems are coupled to one another and connected in such a way that the deflection of the instrument is a measure of the algebraic sum of the susceptibility values. As a simple calculation shows, if the frequencies are chosen so that their product is equal to the square of the operating frequency, the algebraic sum of the susceptibility values is proportional to the susceptibility of the network at the operating frequency, so that the device immediately displays the susceptibility of the network . The ratio of the size of the auxiliary voltage has no influence on the measurement result.

Da bei sattem Erdschluß der im Netz auftretende Restblindstrom gleich dem Leitwert mal der Sternspannung ist, so kann man die Skala des Instrumentes unmittelbar in Amperereststrom eichen, so daß das Instrument unmittelbar anzeigt, wie groß im Falle eines vollkommenen Erdschlusses der bei der jeweiligen vorhandenen Löschereinstellung fließende Blindstrom ist.Since with a full earth fault the residual reactive current occurring in the network is equal to the conductance times the star voltage, you can read the instrument's scale directly in residual amperage calibrate, so that the instrument shows immediately how large, in the event of a complete earth fault, the size of the respective existing extinguisher setting is reactive current flowing.

Bei Verwendung von zwei gekuppelten Blindwattmetern kann man auch die Skala in Amperereststrom eichen. Es muß jedoch dann die Bedingung erfüllt sein, daß die beiden Hilfsspannungen die gleiche und unveränderliche Größe besitzen.When using two coupled blind wattmeters you can also use the scale Calibrate in residual amperage. However, the condition must then be met that the two Auxiliary voltages have the same and unchangeable size.

Man kann das Zwei-System-Instrument nach Fig. 2 auch als Relais mit Ausschlag nach beiden Seiten ausbilden und damit eine selbsttätige Steuerung der Löscherinduktivität verbinden. Man kann dabei auch die Hilfsfrequenzen etwas abweichend von der obenerwähnten Bedingung wählen oder auch die Gerätekonstanten ändern, so daß das Relais bei einer gewissen Verstimmung in der Ruhelage steht.The two-system instrument according to FIG. 2 can also be used as a relay with deflection train on both sides and thus an automatic control of the quenching inductance associate. You can also choose the auxiliary frequencies to deviate slightly from the above-mentioned condition or else change the device constants, so that the relay with a certain detuning in the Rest position.

In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei der die den beiden wattmetrischen Systemen zugeführten Spannungen durch besondere Hilfsmaschinen geliefert werden. Die den Fig. 1 und 2 entsprechenden Teile tragen dieselben Bezugszeichen. 4 ist der Leistungstransformator, zwischen dessen Sternpunkt und Erde die Hilfsspannungsgeneratoren 9 und 10 angeschlossen sind, i, 2, 3 sind die einzelnen Phasenleiter, 5, 6 und 7 deren Kapazitäten gegen Erde. 25 ist ein Löschtransformator, dessen Sekundärseite in an sich bekannter Weise über eine Regel drossel 24 geschlossen ist. Das Gerät 33 besteht aus den beiden miteinander gekuppelten Wirkleistungsmessern und 35, deren Stromspulen vom Stromwandler 17 gespeist werden. Mit dem Hilfs-In Fig. 3, another embodiment of the invention is shown in which the The voltages fed to the two wattmetric systems by special auxiliary machines to be delivered. The parts corresponding to FIGS. 1 and 2 bear the same Reference number. 4 is the power transformer, between its star point and earth the auxiliary voltage generators 9 and 10 connected are, i, 2, 3 are the individual phase conductors, 5, 6 and 7 are their capacitances against earth. 25 is a quenching transformer, the secondary side of which is known per se Way via a rule throttle 24 is closed. The device 33 consists of the two together coupled active power meters and 35, whose current coils are fed by the current transformer 17. With the auxiliary

generator 9 ist eine kleine Hilfsmaschine 29 gekuppelt, die einen verdrehbaren Stator besitzt, welcher mit zwei gleichen Wicklungen versehen ist. Die eine Wicklung dient zur Speisung der Spannungsspule des wattmetrischen Systems 34, die andere ist mit dem einen System eines cos φ-Messers 31 verbunden, dessen anderes System von der Sekundärspannung des Löschtransformators gespeist wird. Zeigt das Instrument den Ausschlag Null, so ist die von der Hilfsmaschine 29 erzeugte Spannung und die Spannung des Sternpunktes des Netzes gegen Erde von derselben Frequenz in Phase. Weichen die Phasenlagen der beiden Spannungen voneinander ab, so wird der Stator der Hilfsspannungen so lange verdreht, bis die Phasenverschiebung gleich Null geworden ist. 20 ist.eine Widerstandskombination (Kunstschaltung) zur Drehung des die Spannungsspule durchfließenden Stromes gegenüber der erregenden Spannung um 90⁰, damit das System 34 die vom Netz aufgenommene Blindleistung mißt. In entsprechender Weise ist. mit dem Hilfsgenerator 10 eine Hilfsmaschine 30 gekuppelt, deren eine Statorwicklung über die Kunstschaltung 22 die Spannungsspule des Systems 35 speist, während die andere Statorwicklung in dem cos φ-Zeiger 32 mit der Sekundärspannung des Löschtransformators verglichen wird. Die beiden Hilfsfrequenzen werden wieder so gewählt, daß ihr Produkt gleich dem Quadrat der Betriebsfrequenz ist und die von den Hilfsspannungen 29 und 30 erzeugten Spannungen (gleiche Gerätekonstanten vorausgesetzt) so, daß sie gleich groß sind. Der Ausschlag des Instrumentes 33 ist dann unmittelbar ein Maß für die Größe des bei einem satten Erdschluß auftretenden Restblindstromes. generator 9 is coupled to a small auxiliary machine 29 which has a rotatable stator which is provided with two identical windings. One winding serves to feed the voltage coil of the wattmetric system 34, the other is connected to one system of a cos φ meter 31, the other system of which is fed by the secondary voltage of the quenching transformer. If the instrument shows the deflection zero, the voltage generated by the auxiliary machine 29 and the voltage of the neutral point of the network to earth of the same frequency are in phase. If the phase positions of the two voltages differ from one another, the stator of the auxiliary voltages is rotated until the phase shift has become zero. 20 ist.ein combination of resistors (artificial circuit) to rotate the current flowing through the voltage coil with respect to the exciting voltage by 90 ⁰ , so that the system 34 measures the reactive power consumed by the network. In a corresponding way is. An auxiliary machine 30 is coupled to the auxiliary generator 10, one stator winding of which feeds the voltage coil of the system 35 via the artificial circuit 22 , while the other stator winding is compared in the cos φ phasor 32 with the secondary voltage of the quenching transformer. The two auxiliary frequencies are again selected so that their product is equal to the square of the operating frequency and the voltages generated by the auxiliary voltages 29 and 30 (assuming the same device constants) are so that they are equal. The deflection of the instrument 33 is then a direct measure of the magnitude of the residual reactive current that occurs in the event of a deep earth fault.

Anstatt die Hilfsspannungsquelle zwischen Sternpunkt eines Leistungstransformators und Erde einzuschalten, ist es häufig vorteilhaft, die Hilfsspannungen über einen künstliehen, durch besondere Widerstände gebildeten Sternpunkt auf die einzelnen Phasenleitungen zur Einwirkung zu bringen. Man kann auch die Hilfsspannungsquellen in Serie mit der Löscheinrichtung schalten. An Stelle der in den Figuren dargestellten Hintereinanderschaltung der beiden Hilfsspannungsquellen kann man sie auch parallel schalten. Man muß dann vor jede Hilfsspannungsquelle Sperrkreise anordnen, welche jeweils auf Resonanz mit der Frequenz der -anderen Hilfsspannungsquelle abgestimmt sind.Instead of the auxiliary voltage source between the star point of a power transformer and earth, it is often advantageous to connect the auxiliary voltages via an artificial, Star point formed by special resistors on the individual phase lines to take effect. The auxiliary voltage sources can also be connected in series with the extinguishing device. Instead of the series connection of the two auxiliary voltage sources shown in the figures you can also connect them in parallel. You must then in front of each auxiliary voltage source Arrange trap circuits, which each at resonance with the frequency of the others Auxiliary voltage source are matched.

Bei Verwendung von Wirkleistungsmessern bzw. Wirkleitwertmessern kann man auch die Anordnungen verwenden zur Abstimmung So auf die Wirkkomponente des Erdschlußstromes bzw. zur Messung derselben. Zu diesem Zwecke verwendet man vorteilhaft einen Umschalter, durch welchen der Einfluß der Widerstandskombdnation aufgehoben wird, so daß die Geräte auf die Wirkleistung 6g bzw. den Wirkleitwert ansprechen. In Fig. 4 ist eine solche Umschalteeinrichtung für ein System des Meßgerätes oder Relais in der Schaltung nach Fig. 1 bzw. 2 dargestellt. 18 ist der Spannungswandler, 20 sind die Sperrkreise, 22 ist die Widerstandskombination, die aus der Drossel 36 und 37 und dem Ohmschen Widerstand 38 besteht. 39 ist der Umschalter, der in der einen Stellung die Spannungsspule 40 des einen Systems des Gerätes mit der Drossel 37 verbindet, während in der anderen Schaltstellung die Spannungsspule 40 über den Widerstand 41 mit der Sekundärwicklung des Spannungswandlers 18 verbunden ist. Der Widerstand wird dabei zweckmäßig so bemessen, daß nach der Umschaltung die Größe der durch die Spannungsspulen fließenden Ströme gleichbleibt. When using active power meters or active conductance meters, you can also use the Arrangements use So to match the active component of the earth fault current or to measure the same. to For this purpose, a changeover switch is advantageously used, through which the influence the resistance combination is canceled, so that the devices on the active power 6g or address the conductance. In Fig. 4 is such a switching device for a System of the measuring device or relay shown in the circuit of FIG. 1 and 2, respectively. 18th is the voltage converter, 20 are the blocking circuits, 22 is the resistor combination, which consists of the choke 36 and 37 and the ohmic resistor 38. 39 is the switch, which in one position connects the voltage coil 40 of one system of the device to the choke 37, while in the other switching position the voltage coil 40 via the resistor 41 with the secondary winding of the voltage converter 18 is connected. The resistance is doing it expediently dimensioned so that after the switchover the magnitude of the currents flowing through the voltage coils remains the same.

Außer diesen gezeichneten Kontakten besitzt der Umschalter noch Kontakte zur Umschaltung der Spannungsspule des anderen Systems des Meßgerätes oder Relais.In addition to these drawn contacts, the switch also has contacts for switching the voltage coil of the other system of the measuring device or relay.

Bei der Schaltung nach Fig. 3 ist die Schaltung für die Umschalteeinrichtung die gleiche, nur tritt an Stelle der Sekundärwicklung des Spannungswandlers 18 die Statorwicklung des Hilfsgenerators 29 bzw. 30.In the circuit of FIG. 3, the circuit for the switching device is the same, only the stator winding takes the place of the secondary winding of the voltage converter 18 of the auxiliary generator 29 or 30.

U"m zu verhindern, daß die Hilfsgeneratoren bei einem Netzerdschluß überlastet werden, ist es zweckmäßig, einen Schalter anzubringen, durch welchen die Hilfsgeneratoren vom Netz abgeschaltet werden, wenn der von ihnen gelieferte Strom eine bestimmte Größe überschreitet.To prevent the auxiliary generators from being overloaded in the event of a network earth fault, it is appropriate to attach a switch through which the auxiliary generators be disconnected from the grid when the electricity they supply has reached a certain level exceeds.

Um auch bei Änderung der Betriebsfrequenz die Hilfsfrequenzen in gleichem \^rerhältnis selbsttätig mit zu verändern, ist es zweckmäßig, umlaufende Hilfsgeneratoren zu verwenden, die von einem Synchronmotor angetrieben werden, der mit einer Drehzahl entsprechend der Betriebsfrequenz des Netzes umläuft. Ändert sich die Betriebsfrequenz, so ändern sich damit auch in gleichem Maße die Hilfsfrequenzen.In order also when changing the operating frequency of the auxiliary frequencies in the same \ ^r erhältnis automatically with to change, it is expedient circumferential auxiliary generators to be used, which are driven by a synchronous motor which rotates at a speed corresponding to the operating frequency of the network. If the operating frequency changes, the auxiliary frequencies also change to the same extent.

Claims

Patent claims:

i. Arrangement for monitoring the vote or for automatic adjustment of earth fault extinguishing devices, characterized by the simultaneous use of two auxiliary voltage " source with frequencies that differ from each other and from the mains frequency, which cause currents that lead to a Act on measuring device or relay.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the reactive currents supplied by the auxiliary voltage sources act on the device and the frequencies or the auxiliary voltages or both are selected such that the resulting force exerted on the movable system of the display device or relay is proportional to that force , Which

ίο a reactive current under the effect of a Voltage source with a third frequency, for example the operating frequency, would exercise, e.g. B. such that the product of the auxiliary frequencies is the same

"j 5 is the square of the frequency for which the vote should be measured.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized by the use of two coupled reactive wattmeters, one of which develops a torque that is proportional to the reactive power consumed by the network at the auxiliary frequency, and the other develops a torque that is proportional to that of the network the other auxiliary frequency is the consumed reactive power.

4. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized by two coupled Reactivity meter, one of which shows the reactivity of the network to earth at the one auxiliary frequency and the other other measures the susceptibility of the network to earth at the other auxiliary frequency.

5. Arrangement according to claim 3 and 4, characterized in that instead of the reactive power meter or reactive conductivity meter, active power meter or active conductance meter in conjunction with special resistance combinations for 90 ⁰ rotation of the current or voltage are provided.

6. Arrangement according to claim 5, characterized by a changeover switch by which the influence of the resistance combinations is canceled, so that the Devices respond to the effective power or the effective conductance.

7. Arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the voltage coils of the device the voltage of a star point of the network to earth, • at which the auxiliary generators are not connected.

8. Arrangement according to claim 3 or one of the following, characterized in that that resonance circuits or blocking chains are provided for each voltage or current coil in a manner known per se are, for the purpose, the voltage or current coils only from the voltage or current of the corresponding auxiliary frequency to excite.

9. Arrangement according to claim 3, 4 or 5, characterized in that particular Auxiliary generators are provided which generate the voltages required to excite the voltage coils of the device deliver.

10. An arrangement according to claim 9, characterized in that each of the Auxiliary generators has two stator windings that are common to the rotor winding are rotatable, and one of which feeds one voltage coil of the device, while the other a phase angle meter is supplied, by means of which the phase position between this voltage and the neutral point voltage of the network is measured.

11. Arrangement according to claim 1, characterized characterized in that two rotating auxiliary generators are provided, which are driven by a synchronous motor, which has a corresponding speed the operating frequency of the network.

1 sheet of drawings