DE742263C - UEber- bzw. Unterspannungsrelais - Google Patents

Description

• Über- bzw. Unterspannungsrelais Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung eines Über- bzw. Unterspannungsrelais. Derartige Relais werden in,elektrischen Hochspannungsnetzen für Überwachungszwecke verwendet, um anormale Spannungszustände im Netz anzuzeigen und nach einer Schaltwarte zu .melden. Da es sich dabei in der Regel um Störungen handeln wird, ist es erforderlich, daß diese Relais möglichst schnell arbeiten. Will man beispielsweise mit einem solchen Relais einen Störungsschreiber betreiben, dann darf die Relaiszeit nur wenige Millisekunden betragen, was sich mit den bekannten Überspannungs- bzw. Unterspannungsrelais nicht oder doch nur bei einem großen Aufwand an Mitteln erreichen läßt.
• Aus diesem Grunde ist man bereits dazu übergegangen, Relais für diese Zwecke in der Weise auszubilden, daß eine Meßgröße, die der Spannungsänderung sofort folgt, mit einer Meßgröße, die der Spannungsänderung verzögert folgt, verglichen wird.. Diese. bekannten Relais arbeiten jedoch unter Benutzung von Röhren, was nicht erwünscht ist. Demgegenüber wird 'nach der Erfindung eine Verbesserung erzielt, indem der Vergleich der beiden Ströme in den Wicklungen eines magnetischen Relais vorgenommen wird und als Verzögerungsmittel für die eine Meßgröße ein Resonanzkreis dient. Besonders vorteilhaft ist es, wenn man den Relaisaufbau nach dem bekannten Haltemagnetprinzip ausführt. Man gelangt dann zu extrem kurzen Ansprechzeiten, so daß ein derartiges Relais ohne weiteres zum Betrieb der vorerwähnten Störungsschreiber geeignet ist. Auf der anderen Seite bedingt der erfindungsgemäße Aufbau insbesondere dann keine Komplizierung gegenüber den bekannten Relais; wenn der Hilfsstrom derselben Spannungsquelle wie der Hauptstrom entnommen wird.
• Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung in Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
• In Fig. i ist mit i ein Haltemagnet mit dem vorzugsweise rechteckigen Magnetkern i und dem Anker 2 dargestellt, der unter dem Einfluß der Abreißfeder 3 und der durch die beiden Erregerwicklungen d. und 5 hervorgerufenen Magnetisierung steht. Eine dritte Wicklung V hält der Irraft der Abreißfeder 3 das Gleichgewicht. Nach bereits vorliegenden Vorschlägen. sind dabei die Polschuhe des Magnetkernes abgeschrägt und einander his auf einen kleinen Luftspalt angenähert, wobei die Wicklungen in der -Nähe der Polschuhe konzentriert sind. Man erreicht dadurch, däß das Relais eine große Haltekraft, aber eine geringe Fernwirkung aufweist.
• In der Wicklung d. des Relais fließt der Strom is, welcher der zu überwachenden Spannung U des 'Netzes proportional ist. Die Wicklung q. ist zu diesem Zwecke über einen Gleichrichter 7 unter Benutzung eines V orwiderstandes 8 an das Netz angeschlossen. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, noch einen Zwischenwiderstand in dem Stromkreis zwischen der Wicklung d. und dem Gleichrichter 7 vorzusehen. Der aus dem Gleichrichter 7 kommende Gleichstrom wird vorzugsweise ungeglättet als Wellenstrom der Wicklung d. zugeführt, da durch die Verwendung von Glättungsmitteln die Zeitkonstante des Relais nachteilig beeinflußt werden würde.
• Ein dem Strom il entgegengesetzterStrom i-, fließt in der Wicklung 5. Dieser Hilfsstrom hebt die von der Wicklung ¢ herrührende Magnetisierung für den Normalzustand wieder auf. Die Wicklung 5 ist in .gleicher Weise wie die Wicklung q. über den Gleichrichter io und die Widerstände ii und 1a an das Netz angeschlossen, wobei aus dem gleichen Grunde wie zuvor der Gleichstrom als Wellenstrom der Wicklung 5 zufließt. Der Hilfsstrom i. wird nun so gesteuert, daß er einer Spannungsänderung in dem zu überwachenden Netz nur verzögert folgt. Hierzu kann beispielsweise ein zwischen den Gleichrichter und den verhältnismäßig groß bemessenen Vorwiderstand t i geschalteter Resonanzkreis 13 dienen.
• Das erfindungsgemäße Relais wirkt wie folgt: Im Normalzustand fließen in den Wicklungen gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Ströme. Die durch sie bedingten Amperewindungen sind im Schaubild nach Fig.2 mit ALV, und Alb'. bezeichnet. Sie haben die gleiche Größe und heben sich damit gegenseitig auf. Tritt nun in dem zu überwachenden Netz beispielsweise eine plötzliche Spannungserniedrigung auf, etwa um den Betrag d U, dann verringern sich die Amperewindungen AlVl sofort um diesen Betrag, während die Amperewindungen AWG erst allmählich dieser Änderung folgen. Infolgedessen ist das Gleichgewicht der magnetischen Kräfte am Relais gestört, die Haltemagnetisierung wird dadurch beim Ausführungsbeispiel so stark geschwächt, daß der Anker abfällt und das Relais anspricht. Von Bedeutung ist dabei, daß die Teilströme il und i, möglichst phasengleich sind, was durch richtige Bemessung der Impedanzen 8 und i t erreicht werden kann.
• Fig. 3 zeigt eine etwas abweichende Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, bei. ,der die Differenzbildung von il und i, in bekannter Weise mit Hilfe einer Brückenschaltung vorgenommen wird.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel bringen die Fig.4 und 5. Sie unterscheiden sich von den vorangegangenen im wesentlichen dadurch, daß auf eine Gleichrichtung der Teilströme il und i., verzichtet wird. Eine solche Ausbildung ist beispielsweise dann ausreichend, wenn es als Ansprechkriterium nur auf eine :Abweichung bestimmter Größe von der Nennspannung ankommt. In Fig. 5 sind die Verhältnisse beim Ansprechen des Relais in der gleichen Weise dargestellt wie in Fig. 2. Man erkennt, daß bei der Ausführung nach Fig. d. ein Ansprechen nur in jeder zweiten Halbwelle möglich ist, weil nur dann eine Schwächung der Haltemagnetisierung eintritt. In diesen Fällen ist es deshalb vorteilhaft, zwei Relais in Gegenschaltung zu verwenden bzw. ein Relais mit zwei Magnetsystemen auszurüsten, die auch baulich miteinander vereinigt sein können.
• Bei den Ausführungsbeispielen ist ein Aufbau. des Relais nach dem Haltemagnetprinzip zugrunde gelegt worden. Selbstverständlich kann man an Stelle eines Haltemagneten auch einen Zugmagneten oder ein polarisiertes Relais in Arbeitsschaltung verwenden Allerdings wäre dann eine umfangreichere Bemessung des Resonanzkreises erforderlich, wobei sich so kurze Ansprechzeiten wie bei Verwendung eines Haltemagneten nicht erreichen lassen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Über- bzw. Unterspannungsrelais zur Anzeige kurzzeitiger Wechselspannungsänderungen, bei dem eine Meßgröße, die der Spannungsänderung sofort folgt, mit einer Vergleichsgröße, welche der Spannungsänderung verzögert folgt, verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsmittel ein Resonanzkreis dient, der einen von zwei in einer Relaiswicklung sich aufhebenden, der Spannung proportionalen Strömen nur verzögert der Spannungsänderung folgen läßt und damit die Auslösung des Relais bewirkt.
2. 2. Relais nach Anspruch i, dadurch fekennzeichnet, daß die Vergleichsströme (il, i;) vorzugsweise durch entsprechend bemessene Impedanzen (8, 11) möglichst gleichphasig gemacht sind.
3. 3. Relais nach Anspruch i für Wechselstromnetze, dadurch gekennzeichnet, daß. die den Relaiswicklungen (4, 5) zugeführten Vergleichsströme (ii, i2) gleichgerichtet werden.
4. 4.. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß .der Relaisaufbau nach dem Haltemagnetprinzip .ausgeführt ist.
5. 5, Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromvergleich in einem Haltemagneten mit getrennten Wicklungen vorgenommen wird.
6. 6. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromvergleich nach Art einer Brückenschaltung in einer einzigen Wicklung vorgenommen wird.
7. 7. Relais nach Anspruch 4., dadurch gekennzeichnet, -daß dem Haltemagneten ein besonderer Haltegleichstrom (i3) zur Kompensation der Kraft der Abreißfeder (3) zugeführt wird. B. Relais nach Anspruch 4, -dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsströme den Relaiswicklungen ohne Gleichrichtung zugeführt und zwei Haftmagnetsysteme in Gegenschaltung verwendet werden. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Tecknik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ..... Nr. 689 2o8; Elektrotechnische Zeitschrift (i936), S. 861 bis 863.