DE590418C - Energierichtungsrelais in Dreiphasennetzen mit zwei gekuppelten Messwerken - Google Patents
Energierichtungsrelais in Dreiphasennetzen mit zwei gekuppelten MesswerkenInfo
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- DE590418C DE590418C DES93073D DES0093073D DE590418C DE 590418 C DE590418 C DE 590418C DE S93073 D DES93073 D DE S93073D DE S0093073 D DES0093073 D DE S0093073D DE 590418 C DE590418 C DE 590418C
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- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
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Description
Bei Störungen (Erdschlüssen oder Kurzschlüssen) in Drehstromnetzen ist man bekanntlich
bestrebt, nur denjenigen Teil des' Netzes, der durch die Störung unmittelbar
getroffen ist, abzuschalten, die übrigen Netzteile hingegen möglichst ungestört weiterarbeiten
zulassen. Um dies zu erreichen, kann man sogenannte Energierichtungsrelais verwenden,
die am Anfang und am Ende der einzelnen Leitungsabschnitte eingeschaltet sind,
und eine Leitungsstrecke aus dem Netze herausnehmen, wenn an dieser der Energiefluß am
Anfang und am Ende entgegengesetzte Richtung besitzt, was nur bei einer Störung auf
der Leitungsstrecke möglich ist. Das Richtungsrelais selbst besitzt zwei aufeinander
einwirkende, von dem Strom und der Spannung des Netzes erregte Spulen. Diese ein
Meßwerk bildenden Spulen können in einem Relais je Phase vorhanden sein, wobei dann
das Relais aus drei von den drei Phasenströmen der Leitung und den drei Phasen-Spannungen
oder den verketteten Spannungen der Leitung erregten, miteinander mechanisch gekuppelten Meßwerken besteht. Diese Anordnung
erfordert für die Speisung des Relais drei Strom- und drei Spannungswandler. Zur
Vereinfachung kann man nur zwei Meßwerke vorsehen, deren Stromspulen je von dem
Strom einer Leitung erregt werden und deren Spannungsspulen mit dem einen Pol an die
die zugehörige Stromspule speisende Leitung, mit dem zweiten Pol an die dritte, keine
Strom-Spule speisende· Leitung über Spannungswandler angeschlossen sind (Aronschalrung).
Ein Nachteil dieser vereinfachten Anordnung besteht darin, daß die beiden miteinander
gekuppelten Meßwerke des Richtungsrelais bei Phasenwinkeln von über 60 ° zwisehen
Strom und Spannung im Drehstromnetz in entgegengesetztem Richtungssinn eine
Kraftwirkung ausüben. Dadurch treten unter Umständen bei Doppelerdschlüssen, bei
welchen das eine der beiden Systeme durch die Erdumleitung wirkungslos gemacht wird,
Anzeigefehler bzw. Schaltfehler auf. Ein weiterer Nachteil der Aronschaltung besteht
darin, daß bei einem zweipoligen Erdschluß der Leitung unter Umständen gerade das
Meßwerk, das infolge der Phasenverhältnisse für die gewünschte Kraftwirkung in Frage
kommt, nur eine sehr geringe, nicht aus- · reichende Kraftwirkung auszuüben vermag,
da die dem Meßwerk zugeführte verkettete Phasenspannung durch den Kurzschluß auch
unter Berücksichtigung der Reaktanzspannung an der Leitung zwischen der Kurzschlußstelle
und dem Standort des Relais auf einen zu geringen Betrag vermindert ist.
*)_ Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:
. Dipl.-Ing. Rudolf Völzing in Berlin-Siemensstadt
und Or.-Ing. Erich Friedländer in Berlin-Ruhleben.
Die Erfindung betrifft eine Schaltung eines Energierichtungsrelais mit zwei gekuppelten
Meßwerken, deren Stromspulen je von dem Strom einer Leitungsphase erregt werden die die geschilderten Nachteile vermeidet.
Erfindungsgemäß sind den Spannungsspulen von den Phasenspannungen des Drehstromnetzes
oder von Kombinationen der verketteten Spannungen des Drehstromnetzes gelieferte
Spannungen zugeführt, die gegenüber dem von der Wirkstromkomponente des Drehstromnetzes
herrührenden Strome in den zugehörigen Stromspulen um 1200 in der
Phase voreilen. Dadurch wird ein entgegengesetzter Richtungssinn der Kraftwirkung an
den beiden Meß werken bei einem Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung im
Drehstromnetz von über 6o° verhindert. Außerdem ist bei einem zweipoligen Kurz-Schluß
zum mindesten noch an dem einen Meßwerk eine durch den Kurzschluß nicht wesentlich verminderte Spannung wirksam.
Die Zeichnung zeigt drei Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Abb. 1 sind 1, 2
und 3 die drei Phasen einer Drehstromleitung. In die Phasen 1 und 3 sind die Stromtransformatoren
4 und S eingeschaltet. Die verketteten Spannungen zwischen der Leitung 1
und 2 und der Leitung 2 und 3 speisen die Spanirungstransformätoren 6 und 7. Das
Richtungsrelais besitzt zwei miteinander gekuppelte Meßwerke mit den Stromspulen 8
• und 9 und den Spannungsspulen 10 und 11.
Die Stromspulen sind unmittelbar an die Sekundärwicklungen der Stromtransformatoren
angeschlossen. Den Spannungsspulen sind über die Spannungswandler Kombinationen der beiden verketteten Spannungen des Drehstromnetzes
zugeführt. Der Spannungsspule 10 ist über die Leitungen 12, 13 und 14 die
gegensinnig eingeschaltete Sekundärwicklung des Spannungswandlers 6 und die Sekundärwicklung
des Spannungswandlers 7 zugeführt, welche eine resultierende Spannung ergeben, die gegenüber dem von dem Wirkstrom in
der Leitung 1 herrührenden Strom an der Stromspule 8 eine Phasenverschiebung von
I2O° besitzt. Dies geht aus dem Vektordiagramm
der Abb. 4 hervor. In diesem bedeutet /8 den Strom in der Stromspule 8, /9 den
Strom in der Stromspule 9. E6 ist die dem Spannungswandler 6 zugeführte verkettete
Spannung (auf den Sekundärstromkreis des Spannungswandlers reduziert), E7 die dem
Spannungswandler 7 zugeführte verkettete Spannung. Die Spannungsspule 10 wird nun
von der vektoriellen Summe von E6 und JS7
gespeist, wobei jedoch E0 in der Phase um i8o° gedreht wurde. E6" bedeutet im Diagramm
diese um i8o° gedrehte Spannung. Man sieht, daß die Resultierende aus E6" und
E1, nämlich E10, die die Spannungsspule io
speist, gegenüber dem Strom in der Stromspule 8 eine Phasenverschiebung von 1200
besitzt. Dieselbe Phasenverschiebung ist für den Strom und die Spannung in den Wicklungen
9 und 11 des zweiten Meßwerkes dadurch erreicht, daß an den Spannungswandler
6 noch ein die Spannung an seiner Sekundärwicklung verdoppelnder Hilfsspannungswandler
15 angeschlossen ist. Die Spannungsspule 11 ist nun an die gleichsinnig in Reihe
geschalteten Sekundärwicklungen des Spannungswandlers 7 und des Hilfsspannungswandlers
15 angeschlossen. In dem Diagramm der Abb. 4 ist die Spannungsverdoppelung
von E6 dadurch zum Ausdruck gebracht, daß an E6 noch der gleichsinnig gerichtete Vektor
Ec' angeschlossen ist. Die Resultierende aus E7, E6 und E6 = E11 speist die Spannungsspule
11. Sie besitzt gegenüber dem Strom in der Stromspule 9 ebenfalls eine
Phasenverschiebung von 1200. Da die einzelnen
Spannungsspulen, wie ersichtlich, in Hintereinanderschaltung von zwei verketteten
Spannungen der Drehstromleitung gespeist werden, so hat die beschriebene Anordnung
gegenüber der bekannten Aronschaltung den Vorteil, daß bei einem zweipoligen Kurzschluß
der Leitung an beiden Spannungs- go spulen noch eine durch den Kurzschluß nicht
wesentlich verminderte Spannung wirksam ist, so daß beide Meßwerke des Relais eine
große Kraftwirkung entwickeln.
Bei der Anordnung nach Abb. 1 wird den Spannungsspulen des Relais der |/ 3-fache
Betrag der Sekundärspannung eines Spannungswandlers zugeführt. Man muß also, um auf dem gleichen Relais bleiben zu können,
noch Widerstände in die Stromkreise der Spannungsspulen einschalten. Dieser Nachteil
ist bei der Anordnung nach Abb. 2 vermieden. Hier sind an die Sekundärwicklungen
der Spannungswandler 6 und 7 noch zwei Hilfsspannungswandler 16 und 17 angeschlossen,
die sekundär die Spannung auf die Hälfte herabsetzen. Die Spannungsspule 10 wird
nunmehr von den gegensinnig in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen der Wandler
ιό und 17 gespeist, die Spannungsspule 11
von den Spannungen der gleichsinnig in Reihe geschalteten Sekundärwicklung des Wandlers
17 und der Primärwicklung des Wandlers 16. Abb. 5 zeigt das Diagramm für die Ströme
und Spannungen bei der Schaltung nach Abb. 2. Die den Spannungen an den Wandlern
6 und 7 und die den Strömen in den Spulen S und 9 entsprechenden Vektoren E6
und E7 sowie /8 und J9 besitzen dieselbe
Lage wie im Diagramm der Abb. 4. Der Vektor E7 bringt zum Ausdruck, daß die
vom Wandler 7 herrührende Spannung am
Wandler ιγ auf die Hälfte herabgesetzt
wurde, der Vektor E6', daß die vom Wandler
6 herrührende Spannung am Wandler 16 ebenfalls auf die Hälfte herabgesetzt und
außerdem um i8o° in der Phase gedreht wurde. Die Resultierende von E9' und E7'
= E10' besitzt wieder gegenüber dem Strom
in der 'Spule 8 eine Phasenverschiebung von 120°. Dasselbe gilt auch für die der Spannungsspuleii
zugeführte Spannung, die sich in dem Diagramm der Abb. 5 aus E6 und E7'
= E11' zusammensetzt. Man sieht also, daß
die Anordnung nach Abb. 2 bezüglich der Phasenverschiebungen und der Kombinationen
der verketteten Netzspannungen an den Meßwerken mit der Abb. 1 übereinstimmt.
Gegenüber der Abb. 1 treten jedoch jeweils nur die halben Spannungswerte an den Spannungsspulen
des Relais auf, so daß sich Zusatzwiderstände erübrigen.
Zur Herstellung der I2o°igen Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung am
Meßwerk gemäß der Erfindung kann man auch drei Spannungswandler vorsehen, deren Primärwicklungen in Sternschaltung an das
Netz angeschlossen sind, wobei die Spannungsspulen des Richtungsrelais je an eine
für die Herstellung der Phasenverschiebung geeignete Sekundärwicklung der Spannungswandler
angeschlossen sind. Bei dieser Anordnung ist oft die Erdung des Sternpunktes
der Primärwicklungen der Spannungswandler erwünscht, um in die Erdleitung Erdschlußrelais
oder ähnliche Einrichtungen einzuschalten. Würde man nun in solchen Anlagen die Spannungen der Sekundärphasen der Wandler
gegen Erde den Spannungsspulen des Richtungsrelais zuführen, die ja bei vorkommenden
Erdschlüssen mit den Phasenspan-4.0 nungen des symmetrischen Systems nicht
mehr identisch sind, so würde sich infolge der durch den Erdschluß herbeigeführten
Verlagerung des Nullpunktpotentials an den Spannungswandlern eine unzulässige Beeinflussung
der Phasenlagen der den Spannungsspulen des Relais zugeführten Spannungen ergeben, wodurch der Vorteil der I2o°igen
Phasenverschiebung, nämlich die gleichsinnige Kraftwirkung der beiden Relais, unter XJmständen
wieder verlorengehen würde. Um' diesen Nachteil zu vermeiden, sind gemäß der Anordnung nach Abb. 3 in die Stromkreise
der Spannungsspulen noch Zusatzspannungen eingeführt, die den Einfluß der Verlagerung
des Nullpunktspotentials bei Erdschluß auf die Phasenlage der Spannungen am Richtungsrelais wieder rückgängig
machen. Bei der Anordnung nach Abb. 3 sind drei primär in Stern geschaltete und geerdete
Spannungswandler 18, 19 imd 20 vergesehen,
wobei die Sekundärwicklung des Wandlers 18 die Spannungspule 10 und die
Sekundärwicklung des Wandlers 20 die Spannungsspule 11 speist. Die beiden Stromkreise
besitzen dabei zum Teil eine gemeinsame Leitung 21. An den Spannungswandlern
sind nun noch drei Tertiärwicklungen 22 vorgesehen, die gleichsinnig in Reihe geschaltet
sind und die Primärwicklung eines Hilfswandlers 23 speisen, dessen Sekundärwicklung
in die Leitung 21 und damit in die Stromkreise der Spannungsspulen 10. und 11
eingeschaltet ist. Im normalen Betrieb führen die infolge der Phasenlagen in Dreieck geschalteten
Wicklungen 22 dem Wandler 23 keine -Spannung zu, bei einer Verlagerung des Nullpunktes bei einem Erdschluß ergibt sich
jedoch an den Wicklungen 22 eine resultierende Spannung, die dann auch in die
Stromkreise der Spannungsspulen 10 und 11
eingeführt ist. Dadurch wird für die Stromkreise der SpannungsBpulen der Sternpunkt
des symmetrischen Systems durch Hinzufügung der Verlagerungsspannung gegen Erde
künstlich wieder hergestellt. Es ist dazu erforderlich, daß am Wandler 23 die Sekundärspannung
gegenüber der Primärspannung auf .den dritten Teil herabgesetzt ist, falls die
Sekundär- und die Tertiärwicklungen an den Spannungswandlern 18, 19 und 20 ein Über-Setzungsverhältnis
1 : 1 besitzen. Statt dessen kann man den Wandler 23 auch mit einer
Übersetzung 1 : 1 ausführen, wenn man die Tertiärwicklungen 22 mit dem dritten Teil
der Windungen ausrüstet, die die Sekundärwicklungen besitzen. In diesem Fall kann
man den Wandler 23 überhaupt weglassen und die drei Tertiärwicklungen unmittelbar
in die Verbindungsleitung 21 einschalten.
Fehlt die bei dieser Anordnung erforderliehe Tertiärwicklung auf den Spannungswandlern,
so ist es auch möglich, die zuzuschaltende Verlagerungsspannung anderen Teilen der Anlage evtl. über Zwischenwandler
mit geeignetem Übersetzungsverhältnis zu entnehmen. So ist z. B. die Spannung an
Regeldrosseln von Löschtransformatoren, Petersenspulen sowie die Spannung zwischen
Sternpunkt nicht geerdeter Transformatoren und Erde hierzu geeignet.
Claims (1)
- Patentansprüche:i. Energierichtungsrelais in Dreiphasennetzen mit zwei gekuppelten Meß werken, deren beide Stromspulen je von dem Strom einer Phase des Dreiphasennetzes erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Spannungsspulen von den Phasenspannungen des Dreiphasennetzes oder von Kombinationen der verketteten Spannungen des Dreiphasennetzes gelie-ferte Spannungen zugeführt sind, die gegenüber der Wirkstromkomponente des Stromes in der zugehörigen Stromspule um 120° in der Phase voreilen.
2, Anordnung nach Anspruch i, wobei für die Speisung der beiden Spannungsspulen zwei Spannungswandler vorgesehen sind, die primär mit dem einen Pol an die die zugeordnete Stromspule speisende Leitung, mit dem zweiten Pol an die keine Stromspule speisende Leitung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Spannungsspule des Richtungsrelais in Hintereinanderschaltung von der Sekundärspannung des einen Spannungswandlers und der über einen Zwischenspannungswandler auf den doppelten Betrag erhöhten Spannung des zweiten Spannungswandlers gespeist wird, während die zweite Spannungsspule von den gegensinnig in Reihe geschalteten Sekundärspannungen der beiden Spannungswandler gespeist wird.3. Anordnung nach Anspruch 1, wobei für "die Speisung der beiden Spannungsspulen zwei Spannungswandler vorgesehen sind, die primär mit dem einen Pol. an die die zugeordnete Stromspule speisende Leitung, mit dem zweiten Pol an die keine Stromspule speisende Leitung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an die Sekundärwicklungen der beiden Spannungswandler je ein die Spannung sekundär auf die Hälfte herabsetzender Hilf sspannungswandler angeschlossen ist und die eine Spar.nungsspule des Richtungsrelais von den gegensinnig in Reihe geschalteten Sekundärspannungen der Hilfsspannungswandler, die zweite Spannungsspule von· den in Reihe geschalteten Spannungen der Sekundärwicklung des einen Hilfsspannungswandlers und der Primärwicklung des zweiten Hilfsspannungswandlers gespeist werden.4. Anordnung nach Anspruch 1, wobei drei mit den Primärwicklungen in Sternschaltung an das Drehstromnetz angeschlossene und über den Sternpunkt geerdete Spannungswandler vorgesehen sind und die beiden Spannungsspulen des Riehtungsrelais an die die I2o°ige Phasenverschiebung herbeiführenden Sekundärwicklungen von zwei Spannungswandlern angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in die Stromkreise der Spannungsspulen noch Spannungen eingeführt sind, die die Verlagerung des primären Sternpunktes der Spannungswandler bei einem Erdschluß der Drehstromleitung in ihrem Einflüsse auf die Phasenlagen der den Spannungsspulen des Richtungsrelais zugeführten Spannungen wieder rückgängig machen.5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den drei Spannungswandlern in Reihe geschaltete Tertiärwicklungen angeordnet sind, deren bei der Sternpunkts Verlagerung auftretende resultierende Spannung zweckmäßig über einen Hilfsspannungswandler in die Stromkreise der Spannungsspulen des Richtungsrelais eingeführt ist.Hierzu ι Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES93073D DE590418C (de) | 1929-07-28 | 1929-07-28 | Energierichtungsrelais in Dreiphasennetzen mit zwei gekuppelten Messwerken |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES93073D DE590418C (de) | 1929-07-28 | 1929-07-28 | Energierichtungsrelais in Dreiphasennetzen mit zwei gekuppelten Messwerken |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE590418C true DE590418C (de) | 1934-01-06 |
Family
ID=7517706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES93073D Expired DE590418C (de) | 1929-07-28 | 1929-07-28 | Energierichtungsrelais in Dreiphasennetzen mit zwei gekuppelten Messwerken |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE590418C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE744932C (de) * | 1937-08-21 | 1944-02-22 | Elin Und Schorch Werke Ag Fuer | Schaltung fuer Energierichtungsrelais zum Schutze zweiseitig gespeister Dreiphasensysteme |
-
1929
- 1929-07-28 DE DES93073D patent/DE590418C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE744932C (de) * | 1937-08-21 | 1944-02-22 | Elin Und Schorch Werke Ag Fuer | Schaltung fuer Energierichtungsrelais zum Schutze zweiseitig gespeister Dreiphasensysteme |
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