-
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.