DE691022C

DE691022C - Excitation device for selective protection circuits

Info

Publication number: DE691022C
Application number: DE1937S0129142
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Geise
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1936-10-14
Filing date: 1937-10-15
Publication date: 1940-05-14

Description

Anregevorrichtung für Selektivschutzschaltungen Für die Anregung von Selektivschutzschaltungen werden häufig Überstromanregerelais verwendet. Es ist jedoch ein Nachteil einer derartigen Anregevorrichtung, daß unter Umständen der Fehlerstrom kleiner ist als ein möglicher Betriebsstrom. Diese Gefahr besteht vor allem bei dreipoligen Kurzschlüssen. Der Fehlerstrom bei zweiphasigem Kurzschluß ist wesentlich leichter zu erfassen, weil er um mindestens 5o'/, größer ist als unter gleichen Umständen der Fehlerstrom bei dreiphasigem Kurzschluß. Man hat, um von der Fehlerstromstärke unabhängig zu werden, als Anregerelais häufig Minimalwiderstandsrelais verwendet. Jedoch werden dadurch die Kosten für die Relaiseinrichtung wesentlich erhöht.Excitation device for selective protection circuits For the excitation of Selective protection circuits are often used overcurrent starting relays. It is However, a disadvantage of such an excitation device that the Fault current is less than a possible operating current. This danger exists especially with three-pole short circuits. The fault current in a two-phase short circuit is much easier to grasp because it is at least 50 '/, larger than under the same circumstances, the fault current in a three-phase short-circuit. One has to To become independent of the residual current strength, often a minimum resistance relay as a starting relay used. However, this makes the cost of the relay device significant elevated.

Erfindungsgemäß wird für die Anregung einer Selektivschutzeinrichtung beliebigerArt ein in einem einzigen Phasenleiter angeordnetes, von Strom und Spannung abhängiges Relais, vorzugsweise ein Quotientenrelais, mit mehreren, in Dreiphasenanlagen zwei Überstromrelais vereinigt, die vom Strom je eines Phasenleiters durchflossen werden. Die Überstromrelais werden dabei erfindungsgemäß auf die bei zweiphasigem Kurzschluß auftretende höhere Stromstärke eingestellt, während das Widerstandsrelais für die Erfassung eines allphasigen Fehlers auf eine entsprechend niedrigere Stromstärke eingeteilt wird. Es ist dabei auch gleichgültig, vom Strom und Spannung welcher Phase das Relais er-, regt wird; denn die Widerstandsmessung kann im Falle des allphasigen Kurzschlusses irt jeder beliebigen Phasenleitung vorgenommen werden.According to the invention, for the excitation of a selective protection device of any kind, one arranged in a single phase conductor, of current and voltage dependent relay, preferably a quotient relay, with several, in three-phase systems two overcurrent relays combined, each of which flowed through a phase conductor will. According to the invention, the overcurrent relays are based on the two-phase Short circuit occurring higher amperage set while the resistance relay for the detection of an all-phase fault to a correspondingly lower amperage is divided. It doesn't matter which current or voltage Phase the relay is energized; because the resistance measurement can in the case of the all-phase Short-circuit irt any phase line.

Die Anregevorrichtung nach der Erfindung kann grundsätzlich für alle Arten von Selektivschutzeinrichtungen verwendet werden, welche eine Anregevorrichtung erhalten. Daher kann die Anregevorrichtung nach der Erfindung sowohl bei Schutzeinrichtungen verwendet werden, deren Tätigkeit auf dem Vergleich der Energierichtungen am' Anfang und Ende eines zu schützenden Abschnittes oder Anlageteiles beruhen, wie auch bei Schuh= einrichtungen; deren Selektivität auf derFe@tnstellung der Größe des Leitungswiderstands` beruht.The excitation device according to the invention can in principle for everyone Types of selective protection devices are used, which have a starting device obtain. Therefore, the excitation device according to the invention can be used both in protective devices used whose activity is based on the comparison of the directions of energy are based at the beginning and end of a section or system part to be protected, as with shoe facilities; their selectivity on the basis of size of the line resistance`.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist durch eine schematische Zeichnung erläutert, welche eine Anwendung der Erfindung bei einer auf dem Energierichtungsvergleich beruhenden Schutzschaltung wiedergibt.An embodiment of the invention is illustrated by a schematic Drawing explains which an application of the invention in an on the energy direction comparison based protection circuit reproduces.

In der Figur sind drei Stromwandler, die den Phasen R, S und T angehören, mit i, 2 und 3 bezeichnet. In den Sekundärkreisen dieser Stromwandler liegt die Stromspule eines Richtungsrelais 4. Durch das Richtungsrelais wird ein Kontakt 5 gesteuert, der mit einem Kontakt 6 eines Energierichtungsrelais am anderen Ende eines Leitungsabschnittes derart zusammenwirkt, daß die Auslösespulen 7 und 8 der Schalter an den Enden einer zu schützenden Leitungsstrecke dann erregt werden, wenn die Energie an beiden Streckenenden in den zu schützenden Abschnitt hneinfließt. Unter dieser Voraus-Setzung nämlich schließt der Kontakt 5 seinen rechten Gegenkontakt und der Kontakt 6 seinen linken Gegenkontakt. Im übrigen kommt es für die Erfindung nicht darauf an, welche Schutzeinrichtung durch die Anordnung nach der Erfindung zur Tätigkeit angeregt wird, da sich die Erfindung nicht auf die Selektivschutzeinrichtung im ganzen, sondern auf eine Anregevorrichtung für Selektivschutzschaltungen richtet.In the figure are three current transformers belonging to phases R, S and T, denoted by i, 2 and 3. The is in the secondary circuits of these current transformers Current coil of a direction relay 4.The direction relay creates a contact 5 controlled with a contact 6 of an energy direction relay at the other end a line section cooperates in such a way that the trip coils 7 and 8 of the Switches at the ends of a line to be protected are energized when the energy flows into the section to be protected at both ends of the route. Under this assumption, namely, the contact 5 closes its right mating contact and the contact 6 its left counter-contact. Otherwise it comes to the invention does not depend on which protective device by the arrangement according to the invention activity is encouraged, since the invention does not relate to the selective protection device on the whole, but aimed at an excitation device for selective protection circuits.

Zu der Anregevorrichtung gemäß der Erfindung gehören zwei Überstromrelais 9 und io sowie ein Minimalwiderstandsrelais ii. Die beiden Überstromanregerelais 9 und io sind auf die bei zweiphasigem Kurzschluß eintretende höhere Überstromstärke eingestellt, bei einem dreipoligen Kurzschluß werden sie ü. U. nicht ansprechen, weil der bei einem dreipoligen Kurzschluß entstehende Strom kleiner sein kann als der Strom, auf welchen die Relais 9 und io eingestellt sind. Zur sicheren Erfassung eines dreipoligen Kurzschlusses ist das von Strom und Spannung abhängige Anregerelais i i vorgesehen, welches zweckmäßigerweise vom Leitungswiderstand abhängig ist. Dieses Relais erhält eine derartige Einstellung, daß es bei einer niedrigeren Stromstärke unter Nennstrom der Leitung ansprechen kann, sofern gleichzeitig eine entsprechend starke Spannungsabsenkung eintritt: In dem Ausführungsbeispiel ist für die Berücksichtigung des Doppelerdschlußfälles noch ein weiteres Stromrelais 12 vorgesehen, das vom Summenstrom erregt wird. Die Anregerelais 9, 1o und ii und das Umschaltrelais 12 bewirken die Anregung des die Schalterauslösung steuernden Relais .4, welches in dem Ausführungsbeispiel ein Energierichtungsrelais ist. An Stelle des Energierichtungsrelais oder zu seiner Ergänzung kann auch ein anderes Selektivrelais, wie z. B. ein Widerstandszeitrelais, vorgesehen werden.The excitation device according to the invention includes two overcurrent relays 9 and io and a minimum resistance relay ii. The two overcurrent relays 9 and io are due to the higher overcurrent strength that occurs in a two-phase short circuit set, with a three-pole short circuit they are ü. U. do not address, because the current resulting from a three-pole short circuit can be less than the current to which the relays 9 and io are set. For safe detection of a three-pole short circuit is the current and voltage dependent excitation relay i i provided, which is expediently dependent on the line resistance. This Relay is set in such a way that it operates at a lower amperage can respond below the rated current of the line, provided that a corresponding strong voltage drop occurs: In the exemplary embodiment, for consideration of the double earth fault still another current relay 12 is provided, which is from the total current is excited. The excitation relay 9, 1o and ii and the changeover relay 12 cause the Excitation of the relay controlling the switch release .4, which in the exemplary embodiment is an energy direction relay. Instead of the energy direction relay or its Another selective relay, such as B. a resistance time relay, are provided.

Die Stromspule 13 des Energierichtüngsrelais 4 ist ständig an die Stromwandlerschaltung angeschlossen. Normalerweise fließt über die Relaisspule 13 der Sekundärstrom des Stromwandlers 3 der Phase T. Bei einer Umstellung des Umschaltkontaktes 16 fließt über die Spule 13 der Sekundärstrom des Stromwandlers i der Phase R. Der Kontakt 16 wird durch das Anregerelais 9 und das Hilfsrelais 15 bei Überstrom auf der Phase R umgesteuert. Die gleiche Wirkung tritt ein, wenn das Relais i i anspricht und durch seinen Kontakt 17 den Kontakt 14 des Anregerelais 9 überbrückt. Das Anregerelais i i wird vom Strom eines der drei Phasenleiter, beispielsweise des Phasenleiters R, durchflossen. An seiner :Spannungsspule 1s liegt dabei die verkettete Spannung zwischen den Phasen R und S.The current coil 13 of the Energierichtüngsrelais 4 is constantly connected to the current converter circuit. Normally, the secondary current of the current transformer 3 of phase T flows via the relay coil 13. When the changeover contact 16 is switched, the secondary current of the current transformer i of phase R flows via the coil 13 phase R reversed. The same effect occurs when the relay ii responds and bridges the contact 14 of the starter relay 9 through its contact 17. The excitation relay ii is traversed by the current of one of the three phase conductors, for example the phase conductor R. On its: voltage coil 1s there is the linked voltage between phases R and S.

Wenn Überstrom nicht in der Phase R, sondern in der Phase T in Erscheinung tritt, schließt das Anregerelais io seinen Kontakt 2o; wodurch ein Hilfsrelais 21 eingeschaltet wird. Das schon erwähnte Relais 15 steuert außer dem bereits genanntenUinschaltkontakt 16 zwei im Spannungspfad des Relais 4 liegende Umschaltkontakte 22 und 23. Das Relais 2i steuert einen ebenfalls im Spannungspfad des Energierichtungsrelais 4 liegenden Umschaltkontakt 24.If overcurrent does not appear in phase R, but in phase T occurs, the start relay closes its contact 2o; whereby an auxiliary relay 21 is switched on. The already mentioned relay 15 controls apart from the already mentioned Uinschaltkontakt 16 two changeover contacts 22 and 23 in the voltage path of relay 4. The relay 2i controls a likewise located in the voltage path of the energy direction relay 4 Changeover contact 24.

Normalerweise ist die Spannungsspule 25 des Relais 4 unerregt, weil die Kontakte in der gezeichneten Ruhelage die Spannungsspule 25 kurzschließen. Sprechen mir das Anregerelais 9 und das Umschaltrelais 15 an, dann liegt die Spannungsspule 25 des Richtungsrelais 4 über die Kontakte 2-2 und -24 sowie einen von einem Relais 12 abhängigen Umschaltkontakt 26 an der Spannung zwischen den Leitern R und S. Die Stromspule wird vom Strom der Phase R erregt.Normally, the voltage coil 25 of the relay 4 is de-energized because the contacts in the drawn rest position short-circuit the voltage coil 25. Speak me the excitation relay 9 and the changeover relay 15, then the voltage coil is 25 of the direction relay 4 via contacts 2-2 and -24 and one of a relay 12 dependent changeover contact 26 on the voltage between the conductors R and S. The Current coil is energized by the R phase current.

Die gleiche Schaltung der Wicklungen des Relais 4 entsteht, wenn allein das Relais i i oder nur die Relais 9 und i i die Schutzeinrichtung anregen; denn das Relais i i bewirkt über seinenKontakti7 ebenfalls dieErregung des Hilfsrelais 15.The same circuit of the windings of the relay 4 occurs when alone the relay i i or only the relays 9 and i i activate the protective device; because the relay i i also causes the auxiliary relay to be excited via its contact i7 15th

Bei einem zweiphasigen Kurzschluß der Phasen S und T spricht allein das Anregerelais iq an und schließt seinen Kontakt 2o. Die Umschaltkontakte-16, 22 und 23 bleiben dann in der gezeichneten Ruhestellung, während lediglich der Umschaltkontakt 24 seine Lage wechselt. Das Energierichtungsrelais q. wird dann vom Strom des Phasenleiters T und von der Spannung zwischen den Phasenleitern S und T erregt. Wenn bei einem zweiphasigen Kurzschluß auf den Phasen R und T sowohl das Anregerelais 9 als auch -das Anregerelais io anspricht und daher die Hilfsrelais 15 und a1 beide erregt werden, werden die Umschaltkontakte 16, 22, 23 und 24 umgestellt. Das Energierichtungsrelais q. wird dann vom Strom der Phase R und von der Spannung zwischen den Phasenleitern R und T erregt.With a two-phase short circuit of phases S and T speaks alone the start relay iq and closes its contact 2o. The changeover contacts-16, 22 and 23 then remain in the rest position shown, while only the changeover contact 24 his The situation changes. The energy direction relay q. it will then the current of the phase conductor T and the voltage between the phase conductors S. and T excited. If in a two-phase short circuit on phases R and T both the excitation relay 9 as well as the excitation relay io responds and therefore the auxiliary relay 15 and a1 are both energized, the changeover contacts 16, 22, 23 and 24 are switched. The energy direction relay q. is then from the current of phase R and from the voltage energized between the phase conductors R and T.

Wenn zugleich mit dem Überstrom ein Summenstrom auftritt, welcher das Relais i2 zum Ansprechen bringt, schließt dieses durch seinen Kontakt 28 den Erregerkreis für ein Hilfsrelais 3o. Das Hilfsrelais 3o bringt den schon erwähnten Umschaltkontakt 26 und ferner einen Umschaltkontakt 31 aus der gezeichneten Ruhelage in die Arbeitsstellung. Die beiden Umschaltkontakte sind dann mit dem Spannungsanschluß Null, d. h. mit Erde, verbunden. Durch das Ansprechen des Relais 12 wird daher die Spannungsspule 25 der Energier ichtungsrelais q. mit Erde verbunden. Die Spannungsspüle 25 des Energier ichtungsrelais q. wird dadurch bei Doppelerdschluß entweder an die Erdspannung der Phase R oder der Phase T angeschlossen.If a total current occurs at the same time as the overcurrent, which brings the relay i2 to respond, this closes through its contact 28 the Excitation circuit for an auxiliary relay 3o. The auxiliary relay 3o brings the already mentioned Changeover contact 26 and also a changeover contact 31 from the rest position shown in the working position. The two changeover contacts are then connected to the voltage connection Zero, d. H. connected to earth. By responding to the relay 12 is therefore the Voltage coil 25 of the energy direction relay q. connected to earth. The tension sink 25 of the energy direction relay q. is thereby either to the Earth voltage of phase R or phase T connected.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für die Erfassung sämtlicher Fehler nur ein Schutzrelais, nämlich das einphasige Energierichtungsrelais 4 vorgesehen. Durch die Anregerelals erfolgt daher, je nachdem,-zwischen welchen Phasenleitern der Fehler entstanden ist und welcher Art der Fehler ist, außer der Anregung auch eine Umschaltung der das Selektivrelais erregenden Stromkreise. Es kann statt dessen auch ein mehrphasiges Schutzrelais öder ein Satz von getrennten Schutzrelais für jede Phase vorgesehen werden.In the illustrated embodiment, all is for the detection Error only one protective relay, namely the single-phase energy direction relay 4 is provided. The excitation relay therefore takes place, depending on which phase conductors the error arose and what type of error it is, as well as the suggestion a changeover of the circuits exciting the selective relay. It can instead also a multi-phase protection relay or a set of separate protection relays for each phase should be provided.

Claims

PATENT CLAIMS: i: Excitation device for selective protection circuits in multi-phase electrical systems, characterized in that overcurrent excitation relays in several phase conductors are present, which occur in the event of a short circuit between the individual phase conductors correspondingly high minimum amperage 'are set, and that still a from Current and voltage-dependent starter relay is available, which can only be used by the current of a single phase conductor is influenced and -on the case of all-phase Short-circuit occurring correspondingly low minimum current is set, at which it responds when the voltage drops accordingly.

2. Device according to claim i, characterized in that the current and voltage dependent The excitation relay depends on the relationship between current and voltage.