DE684638C

DE684638C - UEberstromrelaisanordnung

Info

Publication number: DE684638C
Application number: DES123023D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hermann Neugebauer
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1936-06-16
Filing date: 1936-06-16
Publication date: 1939-12-02

Description

Überstromrelaisanordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine überstromrelaisanordnung für Schutzzwecke. Es ist bekannt, einen Überstromkontakt und einen Spannungsabfallkontakt im Anregekreis einer Selektivschutzeinrichtung derart in Reihe zu schalten, daß bei einem Strom, der ein bestimmtes Verhältnis zum Nennbetrag des Stromes besitzt, und bei einer Spannung, die einen bestimmten Bruchteil der Nennspannung beträgt, die beiden in Reihe geschalteten Kontakte geschlossen werden, wodurch die Selektivschutzeinrichtung angeregt wird. Eine solche Anordnung ergibt eine Anregecharakteristik, die sich von einem bestimmten Stromwert an der Betriebsimpedanz anschmiegt und infolge der Wahl der Ansprechspannung des Spannungskontaktes unterhalb der Kurve der Betriebsimpedanz verläuft. Eine derartige Anregevorrichtung liat den Nachteil, daß die Anregung u. U. auch bei sehr hohen Stromstärken noch nicht erfolgt, wenn die Zahl und die Größe der die Leitungsanlage speisenden Generatoren groß ist. In einem Fehlerfall entsteht dann auf der Leitungsstrecke zwischen der Einspeisestelle der Leitung und der Fehlerstelle ein derart starker Fehlerstrom, daß am Relaisort eine Spannung übrigbleibt, die oberhalb des Ansprechwertes des Spannungsabfallrelais liegt. Infolgedessen versagt dann die Anregevorrichtung. Wenn man dagegen, um diese Gefahr zu vermeiden, die Einstellung des Spannungsabfallrelais derart wählt, daß es bereits bei einer geringeren Spannungsverminderung, beispielsweise bei einer verbleibenden Spannung in Höhe von 8o °[o der Nennspannung, seinen Kontakt schließt, ist der Abstand zwischen der Ansprechkurve der Anregevorrichtung und der Kurve der Betriebsimpedanz so gering, daß Fehlanregungen infolge betrieblicher Spannungsschwankungen eintreten können. Die Nachteile der vorhin erwähnten Einstellungen der Kontakte einer Anregevorrichtung, welche aus einem Überstromrelais und einem Spannungsabfallrelais besteht, werden gemäß der Erfindung bei einem Überstromrelais, dessen Charakteristik sich der Kurve der Leitungsimpedanz bis zu einer bestimmten Stromstärke anschmiegt und oberhalb dieser Stromstärke von der Leitungsspannung unabhängig ist, dadurch vermieden, daß das Relais einen mit der Erregerwicklung magnetisch verketteten Sekundärkreis besitzt und daß ein von der Netzspannung abhängiges Relais diesen Sekundärkreis bei Absenkung der Netzspannung unter einen bestimmten Wert durch die Änderung seines Widerstandes beeinflußt. Durch diese Anordnung ist eine Änderung der Einstellung des Überstromrelais ohne irgendeinen Eingriff in den Primärteil des Überstromrelais ermöglicht und ferner auch, ohne daß eine mechanische Einwirkung auf den beweglichen Teil des Relais erforderlich ist. Ferner macht die Einwirkung auf den Sekundärkreis des Überstromrelais es besonders einfach, mehrere Einflüsse, beispielsweise mehrere Spannungen einer zu schützenden Drehstromanlage, auf die Empfindlichkeit des Überströmrelais zur Anwendung zu bringen, da man in diesen Sekundärkreis mehrere von Hilfsrelais gesteuerte Kontakte in Reihe oder parallel schalten kann. Bei Verwendung in Drehstromnetzen mit zwei überstromanregungen wird zweclanäßig die Beeinflussung der Empfindlichkeit des Überstromrelais von den beiden verketteten Spannungen abhängig gemacht, die von dem betreffenden Phasenleiter, dessen Strom das Überstromrelais erregt, zu den beiden anderen Phasenleitern besteht. Im Sekundärkreis des Überstromrelais werden zu dem Zweck zwei Kontakte in Reihe geschaltet; von denen jeder geschlossen ist, solange die beiden Spannungen eine bestimmte Höhe nicht unterschreiten.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen zwei Figuren. In Fig. i ist ein schematisches Schaltbild und in Fig.2 ein Schaubild zur Erläuterung der Wirkungsweise einer An-Ordnung nach der Erfindung wiedergegeben: In Fig. i erregt der Strom einer Leitung i einen Stromwandler 2, in dessen Sekundärkreis ein Überstromrelais 3 eingeschaltet ist. Das Überstromrelais 3 besitzt eine Primärwicklung q. und eine mit dieser magnetisch verkettete Sekundärwicklung 5 sowie einen von dem überstromrelais bei seinem Ansprechen geschlossenen Arbeitskontakt 6. Wenn das überstromrelais 3 den Kontakt 6 schließt, wird eine Auslösespule 7 eines Leitungsschalters 8 erregt, so daß der Schalter geöffnet wird. Die Sekundärwicklung 5 des überstromrelais 3 ist über einen Widerstand 9 beliebiger Art und einen Kontakt io geschlossen. Der Kontakt io wird durch ein Spannungsabfallrelais i i geschlossen gehalten, solange die Sekundärspannung eines Spannungswandlers 12 einen bestimmten Betrag von beispielsweise 50°10 der Nennspannung besitzt. Wenn die Spannung der Leitung i jedoch unter diesen Wert sinkt, öffnet sich der Kontakt io, wodurch der Sekundärkreis 5, 9; 1o unterbrochen wird: Der Sekundärkreis vermindert, solange er geschlossen ist, die resultierenden Amperewindüngen im Überstromrelais 3 und hat daher die Wirkung, daß die Schließung des Kontaktes 6 bei geschlossenem Sekundärkreis 5, 9, io eine höhere Leitungsstromstärke auf der Leitung i voraussetzt: Mit dem Kontakt io kann ein anderer Kontakt in Reihe liegen, so daß die Schließung des Sekundärkreises von der Verminderung mehrerer Spannungen der Leitung abhängt.
In Fig. 2 ist die Betriebsimpedanz der Leitung i dargestellt. Wenn die Spannung konstant bleibt, sinkt die Impedanz mit wachsender Stromstärke entsprechend der Kurve A ab. Das Überstromrelais 3 ist beispielsweise bei geschlossenem Sekundärkreis so eingestellt, daß es erst bei doppeltem Nennstrom anspricht, d. h. die Ansprechkurve des Überstromrelais 3 entspricht der Kurve B2. Der Nennstrom der Leitung i ruft im Sekundärkreis des Stromwandlers 2 einen Strom von der Stärke 5 Amp. hervor. Bei doppeltem Nennstrom hat der Sekundärstrom des Wandlers 2, welcher auch über die Wicklung q. des Überstromrelais 3 fließt, die Stärke io Amp., und nach der Annahme spricht das Überstromrelais 3 bei dieser Stromstärke auf jeden Fall an, auch wenn der Kontakt io geschlossen ist. Daher geht die Auslösecharakteristik des Überstromrelais 3 bei dem Abszissenwert io Amp. in eine senkrechte Linie 22 über: Unterhalb der Stromstärke von io Amp. dagegen ist eine Schließung des Kontaktes 6 nur möglich, wenn durch Öffnung des Kontaktes io die Ansprechstromstärke des Relais 3 herabgesetzt wird. Der Sekundärkreis 5, 9, io des Relais 3 hat die Wirkung, daß die resultierenden Amperewindungen im Überstromrelais 3 durch den Strom über die Sekundärwicklung 5 vermindert werden. Durch Bemessung der Windungszahlen der Sekundärwicklung 5 und des Gesamtwiderstandes des Sekundärkreises ist das Ausmaß der -Rückwirkung des Sekundärkreises auf die Empfindlichkeit des Überstromrelais 3 bestimmt und kann durch Änderung des Widerstandes 9 auf ein gegebenes Maß eingestellt werden. Nach der Annahme ist die Rückwirkeng des Sekundärstromes in der Sekundärwicklung 5 des Überstromrelais 3 auf das für die Kontaktsteuerung 6 in Betracht kommende Magnetfeld so groß, daß bei geschlossenem Sekundärkreis der Kontakt 6 für seine Schließung doppelten Nennstrom auf der Leitung i voraussetzt. Dem Diagramm in Fig. 2 liegt die weitere Annahme zugrunde, daß bei geöffneter Sekundärwicklung die halbe Nennstromstärke für die Schließung des Kontaktes 6 ausreicht. Daher beginnt die durch seitliche Schraffur hervorgehobene Charakteristik des Überstromrelais bei 2,5 Amp. als kleinstem Stromwert. Das Relais kann aber bei einer Stromstärke unter i11 Amp. nur dann ansprechen, wenn die Leitungsspannung höchstens 501110 des normalen Wertes beträgt. Daraus ergibt sich, daß die Ansprechimpedanz für das Überstromrelais 6 bei der Stromstärke unter dem doppelten Nennwert der Betriebsimpedanz A sich entsprechend der Kurve B1 anschmiegt, welche die Werte der Betriebsimpedanz halbiert. Das Gesamtverhalten des Überstromrelais 3 unter Berücksichtigung der Einwirkung des Sekundärkreises, welcher unter 500[o Nennspanneng unterbrochen ist, ist also durch den Linienzug B1, B2 in Fig. 2 dargestellt.
Die Fig. i und 2 beziehen sich auf eine Anordnung, bei welcher das Überstromrelais einen Sekundärkreis besitzt, der durch ein Spannungsabfallrelais geschlossen gehalten oder völlig unterbrochen wird. An Stelle einer völligen Unterbrechung des Sekundärkreises kann auch eine stufenweise Vergrößerung des Widerstandes des Sekundärkreises angewendet werden, indem beispielsweise zwei auf verschieden große Spannungserniedrigungen eingestellte Spannungsabfallrelais eine oder mehrere Widerstandsstufen einschalten, je nachdem welche von den Spannungsabfallrelais zum Ansprechen kommen. Auf diese Weise kann beispielsweise die Charakteristik B1, B2 des Relais derart abgeändert werden, daß sich an die senkrechte Linie B2 ein Teil der Linie B1 anschließt, die bei einer bestimmten Stromstärke, beispielsweise bei Nennstrom von 5 Amp., abgebrochen und in einer niedrigen Lage etwa entsprechend einer Restspannung von 300o in Richtung auf eine kleinere Stromstärke hin fortgesetzt wird. Die Kurve B1 wird also durch eine Stufe in zwei oder mehr Äste unterteilt, die etwa Spannungserniedrigungen bis auf 700o, 50010 und 301/o der Nennspannung entsprechen. An Stelle einer Änderung des Widerstandes des Sekundärkreises kann man auch eine Änderung der Windungszahlen der Sekundärwicklung 5 anwenden, weil auch hierdurch die resultierenden Gegenamperewindungen im Überstromrelais 3 geändert werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Überstromrelaisanordnung, deren Ansprechcharakteristik der Betriebsimpedanz bis zu einer bestimmten Stromstärke folgt und oberhalb dieser Stromstärke einen von der Leitungsspannung unabhängigen Verlauf hat, dadurch gekennzeichnet, daß das überstromrelais (4) einen mit seiner Erregerwicklung magnetisch verketteten Sekundärkreis (5, 9, 10) besitzt und daß ein von der Netzspannung abhängiges Relais (i i) den Widerstand dieses Sekundärkreises bei einer bestimmten Absenkung der Leitungsspannung vergrößert.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Spannung abhängige Spannungsabfallrelais (ii) bei Verringerung der Netzspannung unter einen vorher bestimmten Bruchteil des Nennwertes der Spannung den Sekundärkreis (5) des Überstromrelais (3) unterbricht.
3. Anordnung nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkreis (5) des Überstromrelais (3) einen zweckmäßigerweise zur Einstellung des Ansprechstromes des Relais bei geschlossenem Sekundärkreis einstellbaren Widerstand (9) besitzt.
4. Anordnung nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechstromstärke des Überstromrelais (3) von mehreren Spannungen abhängig ist.
5. Anordnung nach Anspruch i und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechstromstärke des Überstromrelais (3) herabgesetzt wird, - wenn auch nur eine der betreffenden Spannungen unter einen für sie vorgeschriebenen Mindestwert sinkt.
6. Anordnung für Drehstromleitungen mit nur zwei von je einem Phasenstrom erregten Überstromrelais nach Anspruch i, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Überstromrelais einen Sekundärkreis besitzt, in welchem zwei Kontakte in Reihe liegen, deren öffnung von der Verminderung derjenigen beiden Netzspannungen abhängig ist, welche zwischen den Phasenleibern, dessen Strom das Relais erregt, und den übrigen Phasenleitern bestehen.
7. Anordnung nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Überstromrelais (3) eine mit seinem Magnetfeld verkettete Sekundärwicklung (5) mit Anzapfungen besitzt und daß bei Verminderung einer oder mehrerer Netzspannungen die Zahl der Windungen der Sekundärwicklung durch eine Umschaltung geändert werden. B. Anordnung nach Anspruch z und folgenden mit einem Überstromrelais, welches einen Sekundärkreis besitzt, dadurch gekennzeichnet; daß die Ansprechstromstärke des überstromrelais durch stufenweise Einschaltung von Widerständen (to) im Sekundärkreis oder stufenweise Verminderung der wirksamen Windungszahlen der Sekundärwicklung (ä) in einem der Größe der Spannungsverminderung angepaßten Ausmaß herabgesetzt wird: