DE625643C

DE625643C - Anordnung zur Steuerung von Selektivschutzrelais durch gleichgerichtete Wechselstroeme

Info

Publication number: DE625643C
Application number: DES87677D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Friedlaender
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1928-09-27
Filing date: 1928-09-27
Publication date: 1936-02-13

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
13. FEBRUAR 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE 68eo

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. September 1928 ab

Es ist bekannt, daß man zur Messung einer Wechselstromgröße ein Gleichstromgerät verwenden kann, mit welchem ein Gleichrichter in Reihe geschaltet ist. Es ist auch be-S kannt, daß man zur Messung des Scheinverbrauchs in elektrischen Wechselstromkreisen Gleichstromverbrauchszähler von Strom und Spannung eines Wechselstromnetzes unter Zwischenschaltung von Gleichrichtern erregt.

Die Erfindung betrifft einen neuen Weg der Selektivschutztechnik, wobei eine Relaisbetätigung von der Größe der Leitungsimpedanz abhängig ist. Erfindungsgemäß werden das Strom- und das Spannungssystem eines von Strom und Spannung zu erregenden Relais unter Zwischenschaltung einer Gleichrichteranordnung in jedem Erregerkreis von einem der Spannung entsprechenden, durch Gleichrichtung gewonnenen Strom und von. einem der Stromstärke des zu schützenden Kreises entsprechenden, ebenfalls durch Gleichrichtung gewonnenen Strom erregt. Dabei wirken die Stromerregung im Sinn einer Kontaktbetätigung, die Spannungserregung in entgegengesetztem Sinn auf das Relais ein. Es wirken also zwei von voneinander unabhängigen Wechselstromgrößen, Stromstärke oder Spannung, abgeleitete Gleichströme auf ein gemeinsames Relais ein. Die Pulsationen dieser Gleichströme können dabei unschädlich gemacht werden, entweder durch Anordnung an sich bekannter Mittel, welche die Wechselstromkomponenten heraussieben, oder in einfacherer und zweckmäßigerer Weise dadurch, daß die zu steuernden Vorrichtungen so ausgebildet werden, daß sie auf die Wechselstromkomponenten nicht ansprechen. Besonders zweckmäßig ist es, das Relais an einen Widerstand anzuschließen, welcher aus zwei Teilen besteht, von denen jeder von einem Gleichstrom anderer Richtung durchflossen wird, so daß der Gesamtspannungsabfall an diesem Widerstand, d. i. zugleich die Spannung, welche an dem Relais liegt, der Differenz der von den beiden Gleichströmen hervorgerufenen Spannungsabfälle entspricht. Der eine der beiden Ströme wird dabei durch Gleichrichtung aus dem Sekundärstrom einer Stromwandleranordnung, der zweite durch Gleichrichtung des Sekundärstromes einer Spannungswandleranordnung gewonnen, wobei die Stromwandleranordnung und die Spannungswandleranordnung dem zu schützenden Wechselstromkreis angehören. Man kann aber auch ein Relais mit einer zweiteiligen Wicklung verwenden, deren einer Teil über einen Gleichrichter an die Spannungswandleranordnung und deren anderer Teil ebenfalls über einen Gleichrichter an die Stromwandleranordnung angeschlossen ist.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden;

Dr.-Ing. Erich Friedländer in Berlin-Ruhleben.

In einer besonderen Ausgestaltung eines Impedanzrelais bilden diese beiden Magnetwicklungen die beiden Spulen eines Kreuzspulgerätes, so daß sich das bewegliche System des Kreuzspulgerätes auf einen Winkel einstellt, der dem Quotienten aus der Höhe der Spannung und der Stärke des Stromes entspricht.

Die Erfindung ist durch zwei Figuren erläutert.

In Fig. ι ist an ein Wechselstromnetz 41 ein Spannungswandler 42 und ein Strom¹ wandler 45 angeschlossen. Die Sekundärwicklungen dieser beiden Transformatoren bilden mit in Spannungsteilersdhaltung! änger, ordneten Trockengleichrichtern 43, 44, 46 und 47 Stromkreiselemente, die in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise auf Belastungswiderstände 48 und 49 geschaltet sind. Die nach entgegengesetzten Seiten gerichteten Spannungsgefälle der beiden Widerstandene und 49 ergeben die Spannung, welche an der Wicklung eines Relais 52 liegt. Der Relaisstromkreis enthält noch einen Schalter 50 und eine Drosselspule 51. Die Gesetzmäßigkeit für den Erregerstrom des Relais 52 kann durch ■ die Gleichung % = k-J — g·E zum Ausdruck' gebracht werden. Darin bedeutet i den Relaisstrom, J die Stromstärke der Leitung 41 und E die Spannung dieser Leitung. Die Konstanten k und g sind Proportionalitätsfaktoren. Die Wahl dieser Faktoren hängt von dem Übersetzungsverhältnis der Wandler 42 und 45 und der Größe der Widerstände 48 und 49 ab. Zur Erzielung einer gewünschten Charakteristik wird dafür gesorgt, daß der Schalter 50 nur im Fall einer Leitungsstörung geschlossen wird" und daß nach der Schließung des Schalters 50 infolge geeigneter Bemessung des induktiven Widerstandes der Drosselspule 51 die Stromstärke in dieser Dros-· seispule in einer genau voraus bestimmten Weise, nach einer Exponentialkurve, mit der Zeit anwächst. Die Erregerstromstäfke im Relais 52 steigt dann zu der' für das Ansprechen des Relais erforderlichen Stärke um so rascher an, je kleiner die Spannung £ und je größer die Stromstärke / ist. Das Relais 52 5.0 verhält sich dann also wie ein Impedanzrelais mit vom' Widerstand abhängiger Zeitverzögerung,

Man kann diese Schaltung auch so abändern, daß nicht der volle Wert der gleichgerichteten Spannung, sondern nur-ihr vom Anschwellen der Stromstärke/ abhängiger Teil nach einer Exponentialkurve verläuft. Richtet man es dann so ein, daß das Relais auf den Richtungswechsel seiner Erregerspannung anspricht, so gilt bei genügend großer Zeitkonstante T des die Relaiswicklung enthaltenden Stromkreises mit hinreichender Genauigkeit für die Zeitverzögerung t des

ε · E Relais die Beziehung t = T · 4—j. Dies bedeutet, daß die Zeit, nach welcher das lais anspricht, proportional dem Quotienten aus Wechselspannung und Wechselstromstärke, d. h. proportional der Leitungsimpedanz ist. ,

In Fig. 2 besitzt das Relais zwei Wicklungen 66 und 67, von denen die eine im Sekundärkreis eines Spannungswandlers 62, die andere im Sekundärkreis eines dem gleichen Wechselstromsystem 61 angehörenden Strom-Wandlers 64 liegt. 63 und 65 sind die Trokkengleichrichter in den beiden Erregerkreisen des Relais.

Die beiden Wicklungen 66 und 67 sind nach Art der Kreuzspulinstrumente unter einem festen Winkel miteinander verbunden und gemeinsam drehbar zwischen den Polen eines nicht dargestellten Magneten. Die Winkelstellung der Spule ist dabei proportional

der Größe -γ, also abhängig von der Impedanz des Weehselstromkreises 61, jedoch unabhängig von der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung dieses Kreises. Mit diesem Gerät kann man die Größe der Leitungsimpedanz, d. h. die Lage der Fehlerstelle, feststellen, oder bei einem Relais mit Einstellkontakt und Lauf kontakt den Einstellkontakt in der Weise verstellen, daß dadurch die Laufzeit des Relais von der Leitungsimpedanz abhängig wird. Man kann auch die in Fig. 2- dargestellte Anordnung in Verbindung mit der Anordnung in Fig. 1 verwenden, so daß die Anordnung in Fig. 2 bei Unterschreitung eines bestimmten Grenzwertes der Impedanz einen Kontakt schließt, der seinerseits die Schließung des Kontaktes 50 im Erregerkreis des Relais 52 der Fig. 1 veranlaßt.

Claims

Patentansprüche:

i. Anordnung zur Steuerung von Selektivschutzrelais durch gleichgerichtete Wechselströme, dadurch gekennzeichnet, daß das Selektivschutzrelais von gegeneinander gerichteten Strömen oder ihren Wirkungen beeinflußt wird, von denen der eine durch Gleichrichtung von der Spannung, der andere durch Gleichrichtung von dem Strom des zu schützenden Weehselstromkreises abgeleitet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Selektivschutzrelais, an zwei in Reihe geschaltete Widerstände angeschlossen ist, von denen der eine durch den von der Spannung abgeleiteten Gleichstrom in der einen Rieh-

tung, der andere durch den vom Strom abgeleiteten Gleichstrom in entgegengesetzter Richtung durchflossen wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Selektivschutzrelais so ausgebildet ist, daß es auf die infolge unvollkommener Gleichrichtung noch vorhandenen . Wechselstromkomponenten in den durch Gleichrichtung gewonnenen Erregerströmen nicht anspricht.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung des Selektivschutzrelais aus zwei Teilen besteht, von denen der eine über eine Gleichrichteranordnung an die Sekundärwicklung eines Spannungswandlers, der andere ebenfalls über eine Gleichrichteranordnung an die Sekundärwicklung eines dem gleichen Wechselstromsystem angehörenden Stromwandlers angeschlossen ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile der Wicklung des Selektivschutzrelais nach Art eines Kreuzspulinstrumentes einen festen Winkel miteinander bilden und gemeinsam zwischen den Polen eines Magneten drehbar sind.
6. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerkreis des Selektivschutzrelais beispielsweise durch Vorschaltung einer Drosselspule eine Zeitkonstante solcher Höhe besitzt, daß das Ansprechen des Relais mit einer von der Größe der Leitungsimpedanz abhängigen Verzögerungszeit erfolgt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

Berlin, gedruckt in der reichsdruckerei