DE605434C

DE605434C - Relay arrangement

Info

Publication number: DE605434C
Application number: DES81477D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1926-09-02
Filing date: 1927-09-03
Publication date: 1934-11-13
Also published as: FR640368A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Relaisanordnung, und zwar besonders auf eine Relaisanordnung für elektrische Leitungen, die bei Kurzschlüssen die gefährdete Leitung abschalten soll. Da es häufig vorkommt, daß die bei einem Kurzschluß auftretenden elektrischen Größen noch unterhalb der Betriebsspitzengrößen liegen, so muß das Relais mit besonderen Anordnungen versehen sein, damit es nur bei Kurzschluß ausschaltet, im Betriebe aber bis zu den zulässigen Spitzenlasten die Leitung am Netz geschaltet läßt. Außerdem soll das Relais die Leitung bei unzulässiger Überlastung, also wenn die elektrischen Größen einen bestimmten Wert überschreiten, stets vom Netz abschalten. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einem Kurzschluß eine plötzliche Veränderung der elektrischen Größen einsetzt, während im Betriebe im allgemeinen nur eine allmählicheThe invention relates to an electrical relay arrangement, and more particularly to one Relay arrangement for electrical lines that switch off the endangered line in the event of a short circuit target. Since it often happens that the electrical If sizes are still below the peak operating sizes, the relay must have special Arrangements should be provided so that it only switches off in the event of a short circuit, but in operation up to leaves the line connected to the network at the permissible peak loads. In addition, the relay should the line in the event of an impermissible overload, i.e. if the electrical variables exceed a certain Exceed value, always switch off from the mains. The invention is based on the knowledge that in the event of a short circuit, a sudden change in the electrical parameters sets in, while in the company generally only a gradual one

ao Änderung der elektrischen Größen in Frage kommt. Es wird daher ein Relais besonderer Ausführung geschaffen, das bis zu einem bestimmten Wert der überwachten elektrischen Größe nur bei schnellem Ansteigen dieser Größe in Tätigkeit tritt, während es oberhalb dieses Wertes auf die absolute Höhe dieser Größe anspricht. Zu diesem Zwecke wird erfindungs-. gemäß das Relais mit dem sekundären Stromkreis zweier induktiv gekoppelter Stromkreise verbunden, deren Primärstrom von der überwachten elektrischen Größe abhängig ist, und besondere Anordnungen getroffen, daß bei langsamem Ansteigen des Primärstromes bis zu einem bestimmten Wert der Sekundärstrom nahezu konstant bleibt, während von diesem Wert an der Sekundärstrom entsprechend dem Primärstrom steigt. Die Auslösespule des Relais steht dabei unter dem Einfluß des Sekundärstromes und schaltet die Leitung also nur bei schnellem Ansteigen des Stromes ab oder wenn der Strom unzulässig hoch wird. Damit demnach das Relais zum Ansprechen kommt, muß ein bestimmtes Anschwellen des Stromes innerhalb einer kurzen Zeit erfolgen, ganz unabhängig von dem in dem Augenblick gerade herrschenden Betriebszustand. Es würde also z. B. das Relais bei einem höheren anfänglichen Betriebsstromzustand auch erst bei einem höheren Kurzschlußstrom ausschalten als bei einem niedrigeren anfänglichen Betriebsstromzustand. Das ist in vielen Fällen sehr günstig, da der Kurzschlußstrom eines hoch belasteten Netzes, das von einer großen Anzahl Generatoren gespeist wird, wesentlich größer ist als beiao change in electrical quantities is possible. It therefore becomes a relay special Execution created that up to a certain value of the monitored electrical Size only comes into operation when this size increases rapidly, while it is above this Value responds to the absolute height of this size. For this purpose is inventive. according to the relay with the secondary circuit of two inductively coupled circuits connected, the primary current of which depends on the monitored electrical quantity, and special arrangements are made that with a slow increase in the primary current up to a certain value the secondary current remains almost constant during this The value of the secondary current increases according to the primary current. The trigger coil of the relay is under the influence of the secondary current and therefore only switches the line on rapid rise in the current or when the current becomes impermissibly high. So with that the relay comes to response, there must be a certain swelling of the current within take place in a short time, regardless of the current operating status. So it would z. B. the relay at a higher initial operating current state also only at a higher Turn off short circuit current than at a lower initial operating current condition. This is very beneficial in many cases, as the short-circuit current of a heavily loaded network, which is fed by a large number of generators, is much larger than with

schwacher Belastung des Netzes und Speisung durch nur wenige Generatoren. Den Sekundärstrom kann man trotz Änderung des Primärstromes dadurch nahezu konstant halten, daß man die gegenseitige Induktivität zwischen Primär- und Sekundärkreis der Vorrichtung verkleinert oder das gegenseitige Übersetzungsverhältnis zwischen Primärkreis und Sekundärkreis entsprechend ändert, wenn der Primärstrom steigt. Diese Änderung muß entsprechend dem vorher Gesagten mit einer gewissen Verzögerung erfolgen, da bei schnellen Stromänderungen im Primärkreis der Sekundärstrom ansteigen und damit die Auslösespule zum Ansprechen kommen soll. Es empfiehlt sich, eine verstellbare Verzögerung zu wählen, um das Relais den verschiedenen Netzverhältnissen bequem anpassen zu können.low load on the network and supply by only a few generators. The secondary current can be kept almost constant despite the change in the primary current by the mutual inductance between Primary and secondary circuit of the device reduced or the mutual gear ratio between primary circuit and secondary circuit changes accordingly when the primary current increases. This change must take place with a certain delay, in accordance with what has been said above take place, since with rapid current changes in the primary circuit the secondary current increases and thus the trip coil to respond should come. It is advisable to choose an adjustable delay to allow the relay to adapt to the various network conditions easy to adjust.

Abb. ι und 2 zeigen Ausführungsbeispiele der ao Erfindung. Die Netzleitung 1 ist über den Schalter 2, der durch die Auslösespule 3 ausgeschaltet werden kann, gespeist. Die Relaisanordnung 4 besteht nach Abb. I aus einer Induktionsvorrichtung 17 mit zwei induktiv gekoppelten Stromkreisen und dem Auslöserelais 6. Den Primärkreis der Vorrichtung bilden die beiden Primärspulen 19 und 20, die an dem vom Netzstrom beeinflußten Stromwandler 5 angeschlossen sind. Die Sekundärspule 18 ist auf der Welle 21 angeordnet, an der die Dämpferscheibe 23 befestigt ist, deren Drehung durch den Magneten 24 gedämpft werden kann. An der Welle 21 befindet sich die Feder 22, die die Sekundärspule immer in einer bestimmten Ruhelage hält. Die Drehung der Scheibe 23 ist durch die Anschläge 26 begrenzt, an die der Mitnehmerstift 25 anschlägt. Durch Anzapfstellen 27 an den Primärspulen 19 und 20 kann das Übersetzungsverhältnis nach Wunsch eingestellt werden, wodurch die Empfindlichkeit des Relais geändert werden kann. An der Sekundärspule 18 liegt die Spule 13 eines Elektromagneten 10 des Auslöserelais 6. Der Elektromagnet 10 trägt zwecks Phasenspaltung über einen Teil seiner Polschuhe eine Kurzschlußwicklung, um nach Art des Ferrari-Systems ein Drehfeld erzeugen zu können. Das zweite Glied des Auslöserelais besteht aus einer Metallscheibe η, die auf der Welle 8 befestigt ist,_an der sich der Kontakt 9 befindet. An der Welle ist weiter eine Feder 11 angebracht, die die Metallscheibe 7 imnier in einer bestimmten Ruhelage hält. Die Drehung der Metallscheibe kann durch den Magneten 12 gedämpft werden.
Die Wirkungsweise der Anordnung istfolgende: Bei langsamem Ansteigen des Stromes im Primärkreis des induktiv gekoppelten Systems 17 dreht sich die Sekundärspule, die in stromlosem Zustand in gleicher Ebene mit den Primärspulen liegt, wodurch die gegenseitige Induktivität zwischen den beiden gekoppelten Kreisen verkleinert wird, so daß der in der Sekundärspule fließende Strom unverändert bleibt. Die Drehung der Spule ist begrenzt durch die Anschläge 26, so daß von einer gewissen primären Stromhöhe an eine weitere Drehung der Spule nicht mehr erfolgen kann. Von diesem Wert an steigt auch der Sekundärstrom entsprechend dem Primärstrom, wodurch der Elektromagnet 13 des Auslöserelais 6 erregt, die Metallscheibe 7 mit der Welle 8 dadurch in Drehung versetzt und der Kontakt 9 geschlossen wird. Die Auslösespule 3 spricht an und schaltet den Schalter 2 aus. Bei plötzlichen Stromänderungen in den Primärspulen 19 und 20, die z. B. bei Netzkurzschlüssen eintreten wurden, kann infolge der Trägheit der ganzen Anordnung die Sekundärspule 18 sich nicht sofort mitdrehen, so daß also der primäre Stromstoß auch in der Sekundärspule auftritt und dadurch in der eben beschriebenen Weise die Auslösespule 3 zum Ansprechen gebracht wird.Fig. Ι and 2 show embodiments of the ao invention. The power line 1 is fed via the switch 2, which can be switched off by the trip coil 3. The relay arrangement 4 consists of an induction device 17 with two inductively coupled circuits and the trip relay 6, as shown in FIG. The secondary coil 18 is arranged on the shaft 21 to which the damper disk 23 is attached, the rotation of which can be dampened by the magnet 24. On the shaft 21 there is the spring 22, which always keeps the secondary coil in a certain rest position. The rotation of the disk 23 is limited by the stops 26 against which the driver pin 25 strikes. By taps 27 on the primary coils 19 and 20, the transmission ratio can be adjusted as desired, whereby the sensitivity of the relay can be changed. On the secondary coil 18 is the coil 13 of an electromagnet 10 of the trip relay 6. For the purpose of phase splitting, the electromagnet 10 carries a short-circuit winding over part of its pole pieces in order to be able to generate a rotating field in the manner of the Ferrari system. The second link of the trip relay consists of a metal disk η which is attached to the shaft 8 on which the contact 9 is located. A spring 11 is also attached to the shaft, which keeps the metal disk 7 in a certain rest position. The rotation of the metal disk can be dampened by the magnet 12.
The mode of operation of the arrangement is as follows: When the current in the primary circuit of the inductively coupled system 17 increases slowly, the secondary coil rotates, which in the de-energized state lies in the same plane as the primary coils, whereby the mutual inductance between the two coupled circuits is reduced, so that the Current flowing in the secondary coil remains unchanged. The rotation of the coil is limited by the stops 26, so that from a certain primary current level onwards, the coil can no longer rotate. From this value on, the secondary current also rises in accordance with the primary current, as a result of which the electromagnet 13 of the trip relay 6 is excited, the metal disk 7 with the shaft 8 is thereby set in rotation and the contact 9 is closed. The trip coil 3 responds and switches off the switch 2. In the event of sudden changes in current in the primary coils 19 and 20, the z. B. occur in mains short circuits, the secondary coil 18 can not rotate immediately due to the inertia of the entire arrangement, so that the primary current surge also occurs in the secondary coil and thereby the trigger coil 3 is made to respond in the manner just described.

Eine andere Ausführungsform zeigt Abb. 2. Die Relaisanordnung besteht hier aus dem Transformatorkern 30 mit der fest angeordneten Primärspule 19 und der ebenfalls fest angeordneten Sekundärspule 18, die mit dem Auslöserelais 6 in Verbindung steht. Parallel zu dem gemeinsamen magnetischen Kreis ist ein drehbar angeordneter magnetischer Nebenschluß 31 gelegt, der mit der Antriebsvorrichtung 32 in Verbindung steht. Die Antriebsvorrichtung 32 besteht aus einer Metallscheibe 33, die von einem Elektromagneten 34 beeinflußt wird, und dem Magneten 35 zur Dämpfung der Bewegung. Der Elektromagnet 34 ist zur Erzeugung eines Drehfeldes mit einer Kurzschlußwicklung über einen Teil seines Polschuhes versehen und wird vom Primärstrom des Transformators durchflossen. Another embodiment is shown in Fig. 2. The relay arrangement here consists of the Transformer core 30 with the fixedly arranged primary coil 19 and the also fixedly arranged Secondary coil 18, which is connected to the trip relay 6. In parallel with that The common magnetic circuit is a rotatably arranged magnetic shunt 31 placed, which is connected to the drive device 32. The drive device 32 consists of a metal disc 33, which is influenced by an electromagnet 34, and the Magnet 35 for damping the movement. The electromagnet 34 is to generate a Rotating field is provided with a short-circuit winding over part of its pole piece and is flowed through by the primary current of the transformer.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist ganz entsprechend der Anordnung nach. Abb. 1. Fließt durch die Primärspule kein Strom oder nur ein verhältnismäßig geringer Strom, so ist die Leitfähigkeit des magnetischen Neben-Schlusses verhältnismäßig klein, da der magnetische Nebenschluß aus seiner gleichachsigen Lage mit den Polansätzen des Transformatorkernes 30 herausgedreht ist. Wir haben demnach in diesem Zustand die größte magnetische Verkettung zwischen Primär^ und Sekundärkreis. Bei langsamem Ansteigen des Primärstromes wird der magnetische Nebenschluß durch die Antriebsanordnung 32, die von dem Primärstrom beeinflußt wird, in die gleiche Achse mit den Polansätzen des Transformatorkernes 30 gedreht, die Leitfähigkeit des magnetischen Nebenschlusses wächst und damit nimmt die gegenseitige magnetische Verkettung zwischen Primär- und Sekundärkreis ab,, und der Sekundärstrom bleibt nahezu konstant. Bei plötzlichem primärem Stromanstieg im Trans-The mode of operation of the arrangement is entirely in accordance with the arrangement. Fig. 1. If no current or only a relatively low current flows through the primary coil, then so the conductivity of the magnetic secondary short circuit is relatively small, since the magnetic Shunt from its coaxial position with the pole approaches of the transformer core 30 is unscrewed. So in this state we have the greatest magnetic one Linkage between primary ^ and secondary circuit. When the primary current rises slowly the magnetic shunt through the drive assembly 32, which is influenced by the primary current, becomes the same Axis rotated with the pole lugs of the transformer core 30, the conductivity of the magnetic The shunt grows and with it the mutual magnetic linkage takes between Primary and secondary circuit from, and the secondary current remains almost constant. at sudden primary current increase in trans-

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formator spielt sich, dann die Wirkungsweise . genau so ab, wie schon oben bei der Anordnung nach Abb. ι beschrieben ist.formator plays itself, then the mode of action. exactly as above with the arrangement is described according to Fig. ι.

Das Relais kann nicht bloß zum Ansprechen auf Strom-, sondern auch zum Ansprechen auf Spannungs-, Wirk- und Blindleistungsänderungen benutzt werden. 'The relay can not only respond to current, but also to respond to Voltage, active and reactive power changes can be used. '

Claims

Patent claims:

ίο i. Relay arrangement which responds to sudden changes in a monitored electrical variable and when a predetermined limit value of this electrical variable is exceeded, characterized in that the current in a circuit influenced by the monitored operating variable in the event of slow changes in the operating variable up to the set limit value by applying a variable mutual inductive coupling does not noticeably change, so that the relay arrangement does not respond, but that the current in this circuit, if the monitored operating variable exceeds the set limit value, changes to the same extent with it, even with slow changes in an operating variable.
2. Relay arrangement according to claim 1, characterized in that the mutual inductance between the two inductively coupled circuits is changed as a function of the monitored electrical variable.

3. relay arrangement according to claim 1,

characterized in that the transmission ratio between the two inductively coupled circuits as a function is changed by the monitored electrical quantity.

4. Relay arrangement according to claim 2 and 3, characterized in that the change the mutual inductance or the transformation ratio with an adjustable Delay happens.

5. relay arrangement according to claim 1, 2 and 4, characterized in that the The primary circuit of the two inductively coupled circuits consists of a fixed coil, while the secondary circuit is formed by a rotatably arranged coil, whose Setting depends on the primary current "'.. ..

6. Relay arrangement according to claim 5, characterized in that for damping the rotatably arranged coil is attached to the coil a damper disk which passes through a magnetic field.

7. relay arrangement according to claim 1, 2 and 4, characterized in that the common inductance between both coupled circuits by changing the conductivity of one to the magnetic one Main circuit parallel connected magnetic shunt is changed, whereby the change in conductivity of the magnetic shunt as a function of happens to the primary current influenced by the monitored electrical quantity.

8. Relay arrangement according to claim 7, characterized in that the magnetic Shunt-forming cross piece is coupled to a metal disc, the position of which is caused by the counteraction of an or several magnets influenced by the primary current and a spring is determined, the movement of the metal disc by is damped by a magnet.

9. Relay arrangement according to claim 1 and

2 and 4 to 8, characterized in that the rotation of the coil or the magnetic Shunt is limited by adjustable stops.

10. Relay arrangement according to claim 1 to 9, characterized in that the trip relay (6) from a fixed electromagnet, which is used to generate a rotating field with a short-circuit coil via a Part of its pole piece is provided, and one moving under the influence of the magnet Limbs.

11. relay arrangement according to claim 10, characterized in that the rotatable member of the relay consists of a damper disk that passes through a magnetic field.

1 sheet of drawings