DE614826C

DE614826C - Device for protecting static capacitors combined in a battery against overcurrent

Info

Publication number: DE614826C
Application number: DES99661D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-07-08
Filing date: 1931-07-08
Publication date: 1935-06-19

Description

Die vorzugsweise zur Phasenkompensation dienenden statischen Kondensatoren werden vielfach zu Batterien vereinigt, die aus einer je nach den besonderen Verhältnissen des Netzes mehr oder weniger großen Anzahl von Kondensatoreinheiten bestehen. Jede Kondensatoreinheit ist über einen gesondert bedienbaren Schalter an das Wechselstromnetz angeschlossen, damit die von der Kondensatorbatterie gelieferte Blindleistung geregelt werden kann. Mit Rücksicht auf die Betriebssicherheit müssen die Kondensatoren gegen Überstrom geschützt werden, eine Aufgabe, die bisher dadurch gelöst wurde, daß jede abschaltbare Kondensatoreinheit über einen besonderen Überstromschutz an das Netz angeschlossen wurde, der auf denjenigen Stromwert eingestellt war, bis zu dem die betreffende Kondensatoreinheit belastet werden durfte. Derartige Anlagen werden jedoch verhältnismäßig teuer, weil die Leistungsschalter einen beträchtlichen Teil der Gesamtkosten der Kondensatoranlage bilden. Die Anordnung eines Überstromschutzes anThe static capacitors, which are preferably used for phase compensation, are used often combined into batteries, which, depending on the particular circumstances of the Network consist of more or less large number of capacitor units. Any condenser unit is connected to the AC mains via a separately operated switch connected so that the reactive power supplied by the capacitor bank is regulated can be. With regard to operational safety, the capacitors must be protected against overcurrent, a task which has so far been solved in that each capacitor unit that can be switched off has a special overcurrent protection was connected to the network, which is based on those Current value was set up to which the relevant capacitor unit can be loaded could. However, such systems are relatively expensive because the circuit breaker constitute a significant part of the total cost of the condenser system. The arrangement of an overcurrent protection

as einem die ganze Kondensatorbatterie mit dem Netz verbindenden gemeinsamen Hauptschalter war nicht möglich, weil der Hauptschalter nur für einen bestimmten Überstrom eingestellt werden kann, der der ganzen einschaltbaren Batterie entspricht. Sind mehrere Kondensatoreinheiten abgeschaltet und tritt in den am Netz liegenden Kondensatoren ein Überstrom auf, so können erhebliche Überlastungen dieser Kondensatoren auftreten, ohne daß der Nennstrom des Hauptschalters erreicht wird. Die Anordnung eines gemeinsamen Hauptschalters, welche an sich mit Rücksicht auf die Kosten der Anlage wünschenswert wäre, konnte daher nicht angewendet werden, weil die einzelnen Kondensatoreinheiten nicht mit Sicherheit gegen Überlastung geschützt werden konnten.as you have the whole capacitor bank with you The common main switch connecting the network was not possible because the main switch can only be set for a certain overcurrent, that of the whole switchable Battery corresponds. If several capacitor units are switched off and this occurs in the capacitors connected to the network Overcurrent, these capacitors can be considerably overloaded. without the rated current of the main switch being reached. The arrangement of a common Main switch, which in itself is desirable with regard to the cost of the system could therefore not be used because the individual capacitor units could not be protected against overload with certainty.

In Anlehnung an Schutzschaltungen, wie sie für andere Stromverbraucher vorgeschlagen worden sind, könnte der die Batterie mit dem Netz verbindende Hauptschalter dadurch bei Überlastung einer Kondensatoreinheit abgeschaltet werden, daß jeder Kondensatoreinheit ein Überstromrelais zugeordnet wird, welches die Auslösespule des Hauptschalters einschaltet. Schaltet man die Relaiskontakte der den einzelnen Kondensatoreinheiten zugeordneten Überstromrelais untereinander parallel, so wird der Hauptschalter unabhängig von der Anzahl der jeweils eingeschalteten Kondensatoreinheiten abgeschaltet, sobald in einer dieser Kondensatoreinheiten ein Überstrom auftritt. Diese Anordnung hat zwar den Vorteil, daß nicht für jede Kondensatoreinheit ein besonderer Lastschalter 6pBased on protective circuits as proposed for other electricity consumers have been, the main switch connecting the battery to the mains could thereby if a capacitor unit is overloaded, that each capacitor unit is switched off an overcurrent relay is assigned, which is the tripping coil of the main switch turns on. If you switch the relay contacts assigned to the individual capacitor units Overcurrent relays are parallel to each other, so the main switch is independent of the number of switched on Capacitor units switched off as soon as an overcurrent occurs in one of these capacitor units. This arrangement has the advantage that there is not a special load switch 6p for each capacitor unit

vorgesehen zu werden braucht, immerhin sind aber so viel Überstromauslösevorrichtungen notwendig, wie Kondensatoreinheiten vorhanden sind.needs to be provided, but at least there are so many overcurrent release devices necessary as there are condenser units.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltanlage, welche aus einer mehr oder weniger großen Anzahl wahlweise zu- und abschaltbarer Kondensatoreinheiten besteht, möglichst einfach und billig zu gestalten, ίο trotzdem aber jede Kondensatoreinheit mit Sicherheit gegen unzulässige Überströme zu schützen. Gemäß der Erfindung werden jedem eine Kondensatoreinheit an eine Sammelschiene legenden Schalter Kontakte zugeordnet, durch die bei geschlossenem Schalter die Wirkung der Auslösespule eines die Batterie mit dem Netz verbindenden Hauptschalters geschwächt und bei geöffnetem Schalter verstärkt wird. Die Erfindung hat den Vorteil, daß nur an einer Stelle, nämlich an dem die Batterie mit dem Netz verbindenden Hauptschalter, stromabhängige Schaltvorrichtungen vorgesehen zu werden brauchen, und daß trotzdem der Strom, bei dem der Hauptschalter auslöst, der Zahl der jeweils eingeschalteten Kondensatoreinheiten angepaßt ist. An den Schaltern, welche die einzelnen Kondensatoreinheiten mit einer Sammelschiene und über diesen mit dem Hauptschalter verbinden, brauchen nur Hilfskontakte angeordnet zu werden, welche geschlossen oder geöffnet werden, je nachdem die betreffende Kondensatoreinheit ein- oder ausgeschaltet ist. Die Hilfskontakte können entweder durch direkte Kupplung mit dem einzelnen Kondensator.schalter betätigt werden oder durch einfache Hilfsrelais geschlossen ader geöffnet werden. In jedem Falle ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung der Gesamtschaltung, weil Überstromrelais an den einzelnen Kondensatoreinheiten nicht mehr erforderlich sind.The invention is based on the object of the switchgear, which consists of a more or there is a smaller number of optionally connectable and disconnectable capacitor units, to make it as simple and cheap as possible, ίο but with every condenser unit Safety to protect against impermissible overcurrents. According to the invention, each of a capacitor unit is connected to a busbar assigned switch contacts through which the action of the trip coil of a die when the switch is closed Battery is weakened with the main switch connecting the mains and amplified when the switch is open. The invention has the advantage that only at one point, namely where the battery connects to the mains Main switch, current-dependent switching devices need to be provided, and that the current at which the main switch trips, the number of each switched capacitor units is adapted. At the switches that connect the individual capacitor units with a To connect the busbar to the main switch via this, only auxiliary contacts are required to be arranged, which are closed or opened, depending on the capacitor unit in question on or is turned off. The auxiliary contacts can either be connected directly to the individual capacitor switches or closed by simple auxiliary relays or be opened. In any case, there is a significant simplification of the overall circuit, because overcurrent relays on the individual capacitor units are no longer required.

Gegenüber Schutzschaltungen, bei denen jeder Kondensatoreinheit ein besonderer Leistungsschalter zugeordnet wird, hai die Erfindung den Vorteil, daß für die ganze Batterie ein einziger Leistungsschalter genügt, der den Überstromschutz für alle Kondensatoreinheiten allein übernimmt. Als Schaltmittel zum Zu- und Abschalten der einzelnen Kondensatoreinheiten zum Zwecke der Regelung der Blindleistung können einfache Trennschalter oder ähnliche Schalter verwendet werden, die nur für den Betriebsstrom der Kondensatoren, nieht dagegen für den Kurzschlußstrom bemessen sind. Der Nachteil, der darin bestand, daß die Auslösung des Hauptschalters nicht von dem in einer Kondensatoreinheit auftretenden Überstrom, sondern außerdem noch von der Zahl der jeweils am Netz liegenden Kondensatoreinheiten abhing, wird durch die Erfindung beseitigt. Daß beim Defektwerden einer Kondensatoreinheit der erfindungsgemäß geschützten Batterie stets die ganze Batterie vom Netz getrennt wird, kann dabei in Kauf genommen werden; denn es ist nicht schwierig, Steuereinrichtungen vorzusehen, die dem Schaltwärter anzeigen, welche der Kondensatoreinheiten der Batterie schadhaft geworden ist. Er kann dann diese Kondensatoreinheit vom Netz trennen und mit dem Hauptschalter den übrigen Teil der Batterie wieder an das Netz anschließen. Da Kurzschlüsse einer Kondensatoreinheit im allgemeinen verhältnismäßig selten vorkommen werden, wird man Heber die geringfügige Betriebsstörung hinnehmen, die beim Ab- schalten der Batterie eintritt, und dafür eine Anlage vorziehen, welche gegenüber anderen Anlagen wesentlich billiger ist.Compared to protective circuits in which each capacitor unit has a special Circuit breaker is assigned, the invention has the advantage that for the whole Battery a single circuit breaker is sufficient, which provides overcurrent protection for all capacitor units alone takes over. As a switching means for switching the individual capacitor units on and off for the purpose the regulation of the reactive power can be simple disconnectors or similar switches are used only for the operating current of the capacitors, but not for the short-circuit current are dimensioned. The disadvantage was that the trip the main switch is not affected by the overcurrent occurring in a capacitor unit, but also on the number of capacitor units connected to the network depended is eliminated by the invention. That if a capacitor unit becomes defective the protected according to the invention Battery the whole battery is always disconnected from the mains, can be accepted; because it is not difficult to provide control devices that indicate to the switchman which of the The battery capacitor units have become defective. He can then use this condenser unit Disconnect from the mains and reconnect the remaining part of the battery to the mains using the main switch. Because shorts generally occur relatively rarely in a condenser unit one will accept the minor malfunction that occurs when the lift is switched off the battery occurs, and prefer a system that is more than others Plants is much cheaper.

Die im vorstehenden als Kondensatoreinheit bezeichneten Kondensatoren können naturgemäß aus einer mehr oder weniger großen Anzahl von einzelnen Kondensatorelementen beliebiger Einzelkapazität bestehen. Jedes Einzelelement kann dabei in bekannter Weiee mit Abschmelzsicherungen ausgerüstet sein, damit Beschädigungen, die in einem einzelnen Element auftreten, zur Abschaltung dieses einen Elementes und nicht der ganzen Kondensatoreinheit führen. Die Überstromschutzeinrichtung nach der Erfindung ist demgegenüber dazu bestimmt, im besonderen Überströme zu verhindern, die eine ganze Kondensatoreinheit als: solche betreffen.The capacitors referred to above as the capacitor unit can of course consist of a more or less large number of individual capacitor elements of any individual capacitance. Each individual element can be equipped with fuse protection in a known manner be so that damage that occurs in a single element, to shutdown lead this one element and not the whole condenser unit. The overcurrent protection device according to the invention, on the other hand, is intended to prevent overcurrents in particular, the whole Condenser unit as: relate to such.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing.

Bei dem Schaltbild der Fig. 1 sind die Kondensatoreinheiten 21 über die Trennschalter 22 an die Sammelschiene 23 angeschlossen, die über den Schalter 24 am Netz 25 liegt. Vor den Schalter 24 ist eine Stromspule 26 geschaltet, die von dem gesamten Belastungsstrom der Batterie durchflossen wird und deren Anker mit dem Schalter 24 gekuppelt ist, so daß dieser bei Überschreiten des Nennstromes auslöst. Mit dem Anker der Stromspule 26 ist ferner der Anker mehrerer Spannungsspulen 27 gekuppelt, an dem eine mit ihrem einen Ende fest eingespannte Feder 28 eingreift. In dem Stromkreis jeder Spannungsspule 27 liegen die Kontakte eines Spannungsrelais 29, dessen Spule parallel zur Kondensatoreinheit 21 liegt.In the circuit diagram of Fig. 1, the capacitor units are 21 connected to the busbar 23 via the isolating switch 22, which is connected to the network 25 via the switch 24. A current coil 26 is located in front of the switch 24 switched through which the entire load current of the battery flows and whose armature is coupled to the switch 24, so that this is exceeded when the rated current is exceeded triggers. The armature of the current coil 26 is also the armature of several voltage coils 27 coupled to which a spring 28 firmly clamped at one end engages. In the circuit of each voltage coil 27 are the contacts of a voltage relay 29, the coil of which is parallel to the capacitor unit 21 lies.

Bei geschlossenem Trennschalter 22 erhält das Relais 29 seine volle Spannung und zieht seinen Anker an, so daß die entsprechende Spannungsspule 27 stromlos ist. Ist dagegen der Trennschalter 22 geöffnet und dadurch die Kondensatoreinheit abgeschaltet, so schließt das Relais 29 seine Kontakte undWhen the isolating switch 22 is closed, the relay 29 receives its full voltage and pulls its armature so that the corresponding voltage coil 27 is de-energized. Is against the isolating switch 22 is opened and thereby the capacitor unit is switched off, so the relay 29 closes its contacts and

schaltet dadurch die entsprechende Spannungsspule 27 ein. Diese unterstützt dann die Stromspule 26 und steigert deren Empfindlichkeit so, daß der Hauptschalter 24 bereits dann auslöst, wenn der Strom einer der noch am Netz liegenden Kondensatoreinheiten einen unzulässig hohen Wert erreicht hat.thereby switches on the corresponding voltage coil 27. This then supports the Current coil 26 and increases its sensitivity so that the main switch 24 is already then triggers when the current of one of the capacitor units still connected to the network has reached an impermissibly high value.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung ist in die den Hauptschalter 34 mit der Sammelschiene33 verbindende Leitung ein Stromwandler 37 geschaltet, dessen Sekundärwicklung in Reihe mit der Auslösespule 36 des Hauptschalters 34 liegt. Die Sekundärwicklung des Stromwandlers ist mit Anzapfungen 38 versehen, die an Hilfskontakte 39 geführt sind. Diese Hilfskontakte sind mit den die Kondensatoreinheiten 31 an die Sammelschiene 33 anschließenden Trennschalter 32 derart gekuppelt, daß sie in geöffnetem Zustand der Trennschalter geschlossen werden und die einzelnen Windungen der Sekundärwicklung des Stromwandlers 37 kurzschließen. Auch bei dieser Anlage hängt somit der in der Auslösespule 36 des Hauptschalters 34 fließende Strom bei gleicher Belastung der Kondensatoreinheiten davon ab, wie viele von den Kondensatoreinheiten an die Sammelschiene 33 angeschlossen sind. Beim Auftreten eines Uberstromes in einem der an das Netz angeschlossenen Kondensatoreinheiten wird die Batterie mit Sicherheit abgeschaltet unabhängig von der Zahl der jeweils eingeschalteten Kondensatoreinheiten.In the circuit shown in FIG. 2, the main switch 34 with the busbar 33 connecting line a current transformer 37 is connected, the secondary winding in series with the trip coil 36 of the Main switch 34 is. The secondary winding of the current transformer is with taps 38, which are led to auxiliary contacts 39. These auxiliary contacts are with the the circuit breaker 32 connecting the capacitor units 31 to the busbar 33 coupled in such a way that they are closed in the open state of the circuit breaker and short-circuit the individual turns of the secondary winding of the current transformer 37. In this system, too, the one in the tripping coil 36 of the main switch 34 is suspended flowing current with the same load on the capacitor units depends on how many of the capacitor units are connected to the busbar 33. When occurring an overcurrent in one of the capacitor units connected to the network, the battery will be switched off with certainty regardless of the number of capacitor units that are switched on.

Claims

Patent claims:

1. Device for the protection of a battery combined and each separate and disconnectable static capacitors against overcurrent, characterized contacts are assigned to each switch which puts a capacitor unit on a busbar when the switch is closed, the action of the release coil of a main switch connecting the battery to the mains is weakened and amplified when the switch is open.

2. Device according to claim 1, characterized in that with the anchor the trip coil (26) the common armature (27) of several of the number of capacitor units (21) corresponding voltage coils is coupled, their circuit when the corresponding condenser unit is closed.

3. Device according to claim 1, characterized in that the trip coil (36) of the main switch (34) is connected to the secondary winding of a current transformer (37) located in the main line which corresponds to the number of capacitor units (31) Taps (38) is provided, which when the corresponding capacitor units are switched off (31) are short-circuited.

1 sheet of drawings