DE608423C - Schutzschaltung fuer ein Dreiphasensystem mit Nulleiter oder mit geerdetem Nullpunkt - Google Patents
Schutzschaltung fuer ein Dreiphasensystem mit Nulleiter oder mit geerdetem NullpunktInfo
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- DE608423C DE608423C DES107192D DES0107192D DE608423C DE 608423 C DE608423 C DE 608423C DE S107192 D DES107192 D DE S107192D DE S0107192 D DES0107192 D DE S0107192D DE 608423 C DE608423 C DE 608423C
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- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
- H02H1/0038—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the connection of the detecting means, e.g. for reducing their number
- H02H1/0046—Commutating the detecting means in dependance of the fault, e.g. for reducing their number
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Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AIH
23. JANUAR 1935
23. JANUAR 1935
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
M 608423 KLASSE 21c GRUPPE 68 so
Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. November 1932 ab
Mit dem Ziel, an Relaiseinrichtungen zu sparen, sind für Drehstromdreileitersysteme
Schutzschaltungen angegeben worden, bei denen nur ein einziges oder nur zwei Auslöserelais
erforderlich sind. Durch entsprechende Umschaltvorrichtungen werden diese Relais
im Fehlerfalle so geschaltet, daß sie in gewünschter Weise von einer oder mehreren
Größen des Fehlerstromkreises erregt werden.
Die Erfindung richtet sich auf eine Anordnung, welche es ermöglicht, bei einem Dreiphasensystem
mit Nulleiter oder mit Netzerdung ebenfalls mit nur einem Auslöserelais auszukommen. Bei Dreileitersystemen ohne
Nulleiter und ohne Netzerdung gibt es nur vier Kurzschlußfälle, die Überstrom zur
Folge haben, nämlich drei zweiphasige Kurzschlüsse und den Dreiphasenkurzschluß. Die
Umschalteinrichtungen müssen dort also der Aufgabe gewachsen sein, daß sie das Auslöserelais,
je nachdem welcher von den vier möglichen von Überströmen begleiteten Kurzschlußfällen
vorliegt, an die entsprechenden Wandlerkreise anschließen. Bei einem Dreileitersystem
mit Nulleiter ader mit Netzendung wird diese Aufgabe dadurch erheblich
erschwert, daß nunmehr noch drei Einphasenkurzschlüsse hinzukommen, so daß also insgesamt
sieben Kurzschlußfälle zu unterscheiden sind. Es muß also die Umsehalteinrichtung
so beschaffen sein, daß in jedem dieser sieben möglichen Kurzschlußfälle das Auslöserelais
eine arbeitsfähige Schaltung erhält.
Zur Durchführung dieser Aufgabe werden erfindungsigemäß in Verbindung mit dem 3i
einen rom Strom abhängigen Auslöserelais, welches zum Schutz des Dreiphasensystems
dient, Umschaltvorrichtungen vorgesehen, die in jedem Kurzschlußfall eine solche Schaltung
für das Auslöserelais herstellen, daß es immer nur vom Strom einer einzigen passend
gewählten Phase durchflossen wird. Es läßt sich auf diese Weise erreichen, daß die
Stromstärke im Auslöserelais dem Fehlerstrom, den der Kurzschluß auslöst, stets in
gleicher Weise entspricht, weil es vermieden wird, dem Auslöserelais beim zweiphasigen
oder dreiphasigen Kurzschluß verketteten Strom zuzuführen, sondern ebenso wie bei
einphasigem Kurzschluß nur der Phasen- 5c strom eines einzigen Phasenleiters für die
Erregung des Auslöserelais zur Verfügung steht.
Die Durchführung der Aufgabe, dem Auslöserelais in jedem Kurzschlußfall nur einen
Phasenstrom zuzuführen, läßt sich beispiels-
*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:
Dipl.-Ing. Hermann Neugebauer in Berlin-Spandau.
weise mit Hilfe von drei Umschaltrelais verwirklichen, von denen jedes durch einen
Phasenstrom erregt wird und welche in Abhängigkeit voneinander, je nachdem welches
5 oder welche Umschaltrelais ansprechen, irgendeinen bestimmten Phasenstrom über
das Relais leiten.
Eine Verbesserung gegenüber einer derartigen Schaltung erzielt man gemäß der
ίο weiteren Erfindung dadurch, daß der Strompfad des Relais normalerweise bereits in den
Sekundärkreis eines Phasenstromwandlers eingeschaltet ist. Es brauchen dann nämlich
nur zwei Umschaltrelais vorgesehen zu werden, die in den Sekundärkreisen der beiden
anderen Phasenstromwandler liegen und welche, je nachdem ob das eine oder das andere von diesen Umschaltrelais anspricht
oder ob beide ansprechen, eine zweckentsprechende Umschaltung der Sekundärkreise
der Stromwandler vornehmen. Dabei erhält eine Phase den Vorzug, indem nämlich, jedesmal
wenn das Schutzrelais dieser Phase anspricht, nur der Strom dieser Phase über das
Relais geleitet wird, auch wenn gleichzeitig das zweite Umschaltrelais in Tätigkeit getreten
ist. Wenn dagegen nur das zweite Umschaltrelais anspricht, wird der Strom der zu diesem Umschaltrelais gehörenden Phase
über das Schutzrelais geleitet, wobei gleichzeitig der Stronxwandlersekundärkreis, in
welchem das Relais normalerweise liegt, aiißerhalb des Relais kurzgeschlossen wird.
Mit der angegebenen Umschaltvorricntung ist es möglich, ein vom Strom abhängiges
Auslöserelais, z.B. ein Oberstromrelais, selbsttätig derart umzuschalten, daß es in jedem
der sieben möglichen Kurzschlußfälle den Strom eines am Kurzschluß beteiligten Phasenleiters erhält. Man kann auf diese
Weise erreichen, daß beispielsweise Überstromzeitrelais mit abhängiger Verzögerungszeit stets die gleiche Laufzeit zeigen, wenn
der durch irgendeinen Kurzschlußfall ausgelöste Überstrom die gleiche Stärke besitzt.
Bei Überstromrelais, die auf einen bestimmten Ansprechwert eingestellt sind, bedeutet
dies, daß die Ansprechbedingungen der Relais, gleichgültig ob es sich-um einen einphasigen
oder zweiphasigen oder dreiphasigen Kurzschluß handelt, stets die gleichen bleiben.
Dies ist namentlich bei Schutzschaltungen wichtig, bei denen auf einer Leitungsstrecke
zwei Schutzsysteme gewissermaßen überlagert sind, von denen das eine bei Übersteigen
einer bestimmten Stromstärke und das andere bei einem anderen Fehlermerkmal in Tätigkeit treten soll.
Mit dem stromabhängigen Auslöserelais, welches gemäß der Erfindung so umgeschaltet
wird, daß es stets einen Phasenstrom führt, können auch von der Spannung abhängige
Auslöserelais verbunden sein, oder es kann das stromabhängige Auslöserelais selbst auch
einem Spannungseinfluß unterworfen sein. Die Spannung wird dann, je nachdem welcher
der möglichen Kurzschlußfälle vorliegt, ebenfalls entsprechend umgeschaltet werden, '
wobei man ferner noch, wenn es auf die Größe der Spannung ankommt, den Unterschied
der von dem Relais gemessenen Widerstände bei unsymmetrischem und bei symmetrischem
Kurzschluß dadurch berücksichtigen kann, daß bei unsymmetrischem Kurzschluß die Einwirkung der Spannung
auf das Relais um etwa 15 °/o verkleinert wird entsprechend dem Unterschied der von
dem Relais gemessenen Widerstände bei unsymmetrischem und symmetrischem Kurzschluß,
weil die Fehlerströme nur bei symmetrischem Kurzschluß erheblich abweichende Phasenlage haben. Für die Um-'schaltung
des Spannungskreises können dann die beiden Umschaltrelais, die zur Umschaltung der Stromspule des Relais dienen, verwendet
werden, wozu dann noch ein vom dritten Phasenstrom erregtes Umschaltrelais tritt, welches in derjenigen Phase liegt,
deren Strom normalerweise über das Relais geleitet wird. *
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
In dem Ausführungsbeispiel sind nur die Erregerstromkreise der Relais und die Umschal
tvorrichtungen für.diese Erregerstromkreise wiedergegeben. Mit R1, S1 und T1 sind
die drei Stromwandler der Phasen R, S und T bezeichnet. Die Stromwandler sind in Stern
geschaltet, und von der Sternverbindung geht eine Leitung 1 zu einem Umschaltkontakt 3
und eine Leitung 2 zu den Gegenkontakten zweier miteinander gekuppelter Umschalter 4
und 5. Der Kontakt 3 wird durch ein Überstromrelais V1 und die Kontakte 4 und 5 durch
ein Überstromrelais tx gesteuert. Diese Umschaltrelais
werden entsprechend ihrer Bezeichnung vom Phasenstrom der Phase R bzw. vom Phasenstrom der Phase T erregt.
Das Auslöserelais ist mit 6 bezeichnet, seine Stromspule 7 liegt im Zuge einer Leitung 8, 110 ,
über welche also der Erregerstrom für die Spule 7 fließt. Außer dem Relais 6 ist noch
ein Energierichtungsrelais 9 angedeutet, dessen Stromspule 10 mit der Stromspule 7 in
Reihe liegt.
Normalerweise sind die Relais T1 und ^
stromlos. Es fließt dann der Strom der Phase S über den Kontakt 4, die Verbindungsleitung
8, die Stromspulen 7 und 10, den in der Ruhelage stehenden Umschaltkontakt 3
und Leitung 1. In diesem Stromkreis ändert sich nichts, wenn ein Fehler auftritt, der
lediglich in der Phase S einen Überstrom zur Folge hat; denn die Relais Y1 und I1 bleiben in
Ruhe. Es erhalten dann also die Relais 6 und 9 den Strom des Phasenleiters S. Ein
Kurzschluß, der nur im Phasenleiter S Überstrom hervorruft, kann nur ein einphasiger
Kurzschluß der Phase S sein.
Bei einem einphasigen Kurzschluß der Phase R spricht allein das Umschaltrelais Y1
ίο an. Nach dem Stellungswechsel des Umschaltkontaktes 3 ist der Sekundärkreis des Stromwandlers
S1 in sich kurzgeschlossen über den Kontakt 4 und den Kontakt 3 sowie die Leitung
i. Nunmehr fließt also der Strom der Phase S nicht mehr über das Relais 6 und 9.
Statt dessen fließt der Strom der Phase R vom Stromwandler R1 über die Relaisspulen
10 und 7, die Hilfsleitung 8 und den in Arbeitsstellung
stehenden Kontakt 3 und die Leitung 1. Bei einer einphasigen Belastung
der Phase R fließt in den Schutzrelais also nur der Phasenstrom der Phase R.
Bei einem einphasigen Kurzschluß der Phase T spricht nur das Umschaltrelais tt an.
Dadurch wird der Umschaltkontakt 4 in Arbeitsstellung gebracht, so daß der Stromwandler
5 wiederum in sich kurzgeschlossen ist über den Kontakt 4 und die Leitung 2.
Der Stromwandler T1 schließt sich mit dem Kontakt 5 an die Leitung 8 an, und sein Strom
fließt über den Schalter 5, die Leitung 8, die Stromspulen 7 und 10, den in der Ruhelage
stehenden Kontakt 3 und die Leitung 1. Das Auslöserelais und das Richtungsrelais werden
in diesem Falle also nur vom Phasenstrom des Leiters T erregt.
Bei einem zweiphasigen Kurzschluß zwischen den Phasenleitern R und S spricht nur
das Umschaltrelais T1 an, wodurch, wie weiter
oben beschrieben, der Stromwandler S1 kurzgeschlossen wird, so daß allein der Strom der
Phase R über die Relaisspule 10 und 7 fließt. Bei einem zweiphasigen Kurzschluß der
Phasenleiter S und T spricht nur das Relais it
an, so daß, wie vorhin erläutert, nur der Strom der Phase T über die Relais fließt,
während der Stromwandler S1 in sich kurzgeschlossen ist.
Bei einem zweiphasigen Kurzschluß zwisehen den Leitern R und T sprechen beide
Umschaltrelais an, dann ist der Wandler^ über den Umschalter 4 und die Hilfsleitung 2
in sich kurzgeschlossen. Der Stromwandler T1 ist über den in Arbeitsstellung befindliehen
Kontakt 5, den ebenfalls in Arbeitsstellung befindlichen Kontakt 3 und die Verbindungsleitung
ι in sich kurzgeschlossen. Der Stromwandler R1 dagegen sendet seinen Strom
über die Spulen 10 und 7, die Hilfsleitung 8, den in Arbeitsstellung stehenden Kontakt 3
und die Verbindungsleitung 1. In den Relais fließt dann also nur der Strom des Phasenleiters R. Bei einem dreiphasigen Kurzschluß
ergibt sich der gleiche Stromverlauf, weil dann genau wie beim zweiphasigen Kurz-Schluß
zwischen den Phasenleitern R und T die Umschaltrelais Y1 und tt beide ansprechen.
Es ergibt sich somit, daß der Strom des Phasenleiters 5 nur bei einphasigem Kurzschluß
dieses Phasenleiters über die Relais fließt, daß der Strom der Phase T nur bei einphasigem
Kurzschluß der Phase T und bei zweiphasigem Kurzschluß zwischen den Phasenleitern
T und 5" über das Relais fließt. In den vier übrigen Kurzschlußfällen, d. h. also
in allen Kurzschlußfällen, bei denen der Phasenleiter R Überstrom erhält, fließt stets nur
der Strom der Phase R über die Relais.
Soweit die Schutzrelais 6 und 9 mit ,Spannungswicklungen
versehen sind, kann man auch diese Spannungswicklungen entsprechend dem vorliegenden Fehlerfall umschalten. Die
Relais sollen nun jeweils die Spannung des Fehlerkreises erhalten, so daß also bei einphasigen
Kurzschlüssen eine Phasenspannung, bei zweisphasigen Kurzschlüssen eine
verkettete Spannung, bei dreiphasigen Kurzschlüssen ebenfalls eine verkettete Spannung
verwendet wird. Die Umschaltung paßt sich der des Strompfades an, so daß also nicht
etwa im Strompfad der Strom der Phase R und im Spannungspfad eine Spannung verwendet
wird, die keine Beziehungen zur Phase R hat.
Zur Umschaltung des Spannungskreises sind drei Umschaltrelais vorgesehen. Je ein
Umschaltrelais wird von dem Strom eines Phasenleiter? erregt, so daß also die Umschaltrelais
Y2, t2 und S2 von den Phasenströmen
der Leiter R, T, S erregt werden. Der Übersichtlichkeit der Zeichnung wegen ist in
der Darstellung nicht zum Ausdruck gebracht, daß die Relais T1 und r2 sowie I2 und tx identisch sein können, indem nämlich beispielsweise
die Relais Y1 und I1 noch weitere Kontakte
erhalten für die Umschaltung des Spannungskreises. Das Umschaltrelais S2 dagegen
ist auf der Stromseite nicht erforderlich, wird also allein für die Spannungsseite vorgesehen.
Für die Anschlüsse der Spannungs- no spulen sind Anschlußklemmen R2, Sz und T2
und O gezeichnet. Diese Klemmen können die Anschlußklemmen der Spannungswandler
sein, derartig, daß, wenn der Spannungspfad der Relais zwischen die Klemmen R2 und S2
oder S2 und T2 oder R2 und O usw. geschaltet
ist, iit den Relais die Spannung zwischen den Phasenleitern R und S, R und T oder die
Phasenspannung des Phasenleiters R usw. liegt.
Bei allen Kurzschlüssen, bei denen das Umschaltrelais Y1 anspricht, bei denen also im
Phasenleiter R ein Überstrom auftritt, wird der Umschaltkontakt 15 aus der gezeichneten
Ruhelage in die Arbeitsstellung gezogen Wenn Überstrom im Phasenleiter T auftritt
werden die Umschaltkontakte 16 und 17 au; der gezeichneten Ruhelage in die Arbeitsstellung
gebracht, desgleichen bei Überstrom im Phasenleiter 6" die Kontakte 18 und 19,
welche von dem Umschaltrelais j2 gesteuert
werden. Es ergeben sich dann folgende Verhältnisse für die Erregung der Relais 6 und 9.
Bei Einphasenkurzschluß der Phase £ erhalten die Relais 6 und 9 den Strom der Phase R,
die Phasenspannung R über den Weg von R2,
Kontakt 15 in Arbeitsstellung, Leitung 20 über die parallel geschalteten Spannungsspulen
11 und 12, Verbindungsleitung 21, Kontakt
17 in Ruhestellung, Verbindungsleitung 22, Kontakt 18 in Ruhestellung, Verbindungsleitung
23, Klemme O.
Bei zweiphasigem Kurzschluß zwischen den Phasenleitern R und 5" fließt im Strompfad
der Relais wiederum der Phasenstrom der Phase R. Der Spannungspfad verläuft
von R2 über Kontakt 15 in Arbeitsstellung,
Leitung 20, die parallel geschalteten Spannungsspulen 11, 12, die Leitung 21, Kontakt
17 in Ruhelage, Leitung 22, Kontakt 18 in Arbeitsstellung, Leitung 24 zur Klemme S2-Bei
Zweiphasenkurzschluß auf den Leitern R, T gehen die Kontakte 15 und 17 in
Arbeitsstellung, so daß die Spannung zwischen den Klemmen R2 und T2 am Relais
liegt. Bei Dreiphasenkurzschluß gehen alle Kontakte 15, 17, 17 und 19 in Arbeitsstellung.
Das Relais liegt dann an der Spannung zwischen den Klemmen R2 und T2.
Bei Einphasenkurzschluß des Phasenleiters 6" bleiben die Kontakte 15 und 16 und 17
in Ruhe, die Kontakte 18 und 19 gehen in die Arbeitsstellung. Das Relais erhält die Spannung
zwischen S2 und O auf dem Wege ,S2,
24, 18, 22, 17, 2i, 11, 12, 20, 15, 25, i6,
23, 0. Beim Einphasenkurzschluß der Phase T gehen nur die Kontakte 16 und 17 in
die Arbeitsstellung, so daß also die Spannungsspulen 11 und 12 von T2 über 17, 21,
11, 12, 20, 15, 25, 16,22, 18, 23, 0 an die
Phasenspannung des Leiters T gelegt werden. Beim Zweiphasenkurzschluß zwischen 6* und T
werden die Kontakte 18, 19, 16 und 17 in
Arbeitsstellung gebracht, während Kontakt 15 in Ruhe bleibt. Die Spannungsspulen erhalten
dann ihre Erregung auf dem Wege S2, 24, 18, 12, 16, 25, 15, 20, 11, 12, 21, 17, T2.
In allen Fehlerfällen erhalten also die Spannungsspulen die Spannung des Fehlerkreises.
Man kann selbstverständlich durch Vertauschung der Anschlußklemmen für den So Spannungskreis auch erreichen, daß die Spannungsspule
stets die der zusammengebrochenen Phase gegenüberliegende Spannung erhält. Diese Spannung wäre beispielsweise
für die Erregung des Richtungsrelais geeignet. Man wird dem Relais dagegen die Spannung·
des Fehlerskreises zuführen, wenn die Große dieser Spannung für die Erzielung der
Selektivität hinzugezogen wird.
Für diesen letzteren Fall sind in den Spannungskreisen ferner noch zwei Widerstände
und 31 vorgesehen, deren Aufgabe es ist, bei unsymmetrischem, also ein- und zweiphasigem
Kurzschluß die Höhe der Spannung an den Relais ir und 12 um etwa 15 °/o
zu verkleinern.
Claims (6)
- Patentansprüche:i. Schutzschaltung für ein Dreiphasensystem mit Nulleiter oder mit geerdetem Nullpunkt, bei welcher der Strom jedes Phasenleiters für die Schutzeinrichtung benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung aller möglichen Kurzschlußfälle, insbesondere auch der einphasigen Kurzschlüsse, nur ein einziges vom Strom abhängiges Auslöserelais (6) vorgesehen ist, welches durch Umschaltrelais (rt, A1) derart geschaltet wird, daß es stets nur einen Phasenstrom eines einzigen Phasenleiters führt. 9°"
- 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk in bestimmte Phasen bevorzugt eingeschaltet wird.
- 3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöserelais (6) normalerweise in dem Sekundärkreis des einen (S1) der drei von Phasenströmen erregten Stromwandler liegt, aber durch Umschaltrelais Cr1, J1), welche von je einem Sekundärstrom der Phasenwandler der beiden anderen Phasen (R1, T1) erregt werden, bei Ansprechen eines bestimmten von diesen beiden Umschaltrelais stets den Strom der zugehörigen Phase erhält, und nur bei Ansprechen des anderen Umschaltrelais allein vom Strom in diesem Phasenleiter gespeist wird.
- 4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwandler des einen Phasenleiters (R) ein Umschaltrelais (T1) speist, das beim Ansprechen den Strom dieses Wandlers über das Relais leitet und gleichzeitig· für den Sekundärstrom eines der anderen Wandler einen am Relais vorbeiführenden Kurzschlußweg schließt.
- 5. Schaltung nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig außer der Umschaltung des Strompfades auch eine Umschaltung des Spannungspfades vorgesehen ist, durch welcheder Spannungskreis des Auslöserelais je nach dem vorliegenden Kurzschlußfall an die Spannung des Fehlerkreises gelegt wird.
- 6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei unsymmetrischen Kurzschlüssen die dem Auslöserelais zugeführte Spannung des Spannungskreises zweckmäßig von einem Vorschaltwiderstand um etwa 15 °/0 verkleinert wird.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES107192D DE608423C (de) | 1932-11-25 | 1932-11-25 | Schutzschaltung fuer ein Dreiphasensystem mit Nulleiter oder mit geerdetem Nullpunkt |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES107192D DE608423C (de) | 1932-11-25 | 1932-11-25 | Schutzschaltung fuer ein Dreiphasensystem mit Nulleiter oder mit geerdetem Nullpunkt |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE608423C true DE608423C (de) | 1935-01-23 |
Family
ID=7527941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES107192D Expired DE608423C (de) | 1932-11-25 | 1932-11-25 | Schutzschaltung fuer ein Dreiphasensystem mit Nulleiter oder mit geerdetem Nullpunkt |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE608423C (de) |
-
1932
- 1932-11-25 DE DES107192D patent/DE608423C/de not_active Expired
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