DE815816C

DE815816C - Arrangement for the determination of operating errors in a 3-phase AC system

Info

Publication number: DE815816C
Application number: DES1410A
Authority: DE
Inventors: Frank Dove; William Fisher Luttrelle
Original assignee: Sperry Gyroscope Co Ltd
Current assignee: Sperry Gyroscope Co Ltd
Priority date: 1949-01-28
Filing date: 1950-01-24
Publication date: 1951-10-04

Description

Anordnung zur Ermittlung von Betriebsfehlern in einer 3phasigen Wechselstromanlage Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zur Anzeige von Betriebsstörungen in einer 3 phasigen Wechselstromanlage, insbesondere auf eine Anordnung zur Anzeige des Versagens oder der Gleichgewichtsstörung einer solchen Anlage.Arrangement for the determination of operational errors in a 3-phase AC system The invention relates to arrangements for displaying malfunctions in a 3-phase alternating current system, in particular on an arrangement for display the failure or imbalance of such a system.

Gemäß der Erfindung besteht die Anordnung für die Ermittlung von Betriebsfehlern in einer 3phasigen Wechselstromanlage aus einem ersten Impedanzglied, das zwischen eine Leitung und die beiden anderen Leitungen der Anlage geschaltet ist und ein Überwachungselement zur Erzeugung eines Anzeigesignals enthält, und aus einem zweiten Impedanzglied, das zwischen diese beiden anderen Leitungen geschaltet ist und einen Punkt aufweist, dessen Potentialdifferenz gegen jede der beiden Speiseleitungen so groß ist wie die Potentialdifferenz zwischen den Leitungen, wobei dieser Punkt eine Überwachungsspannung dem Überwachungselement zuführt. Das Überwachungselement kann so angeordnet werden, daß es eine Anzeigevorrichtung betätigt. Zu diesem Zweck kann es in geeigneter Weise ein Relais umfassen. Es kann auch so angeordnet werden, daß es ein Signal an eine Überwachungsanordnung liefert, um die Anlage in einen gewünschten optimalen Betriebszustand zurückzuführen.According to the invention there is the arrangement for the determination of operational errors in a 3-phase AC system from a first impedance element, which is between one line and the other two lines of the system are connected and on Contains monitoring element for generating a display signal, and from a second Impedance element that is connected between these two other lines and one Point has whose potential difference to each of the two feed lines is as great as the potential difference between the lines, this point being supplies a monitoring voltage to the monitoring element. The monitoring element can be arranged to operate a display device. To this end it may suitably comprise a relay. It can also be arranged so that it supplies a signal to a monitoring arrangement in order to convert the system into a the desired optimal operating condition.

Wenn das zweite Impedanzglied zwischen die beiden anderen Leitungen einer 3phasigen Speiseanlage geschaltet wird, dann wird die Potentialdifferenz zwischen dem obenerwähnten Punkt und der dritten Leitung der Anlage zwei Werte besitzen, die von der Phasendrehrichtung der Anlage abhängen. Wenn die Phasendrehung richtig ist, dann wird die Potentialdifferenz Null sein. Wenn sie jedoch falsch ist, dann wird eine Potentialdifferenz auftreten, die das Dreifache des Leitungspotentials zwischen den beiden Punkten ist. Die gegebenenfalls resultierende Potentialdifferenz kann dem Überwachungselement zugeführt werden, so daß es eine Anzeige liefert, wenn die Phasendrehung falsch ist.When the second impedance link between the other two lines a 3-phase feed system is switched, then the potential difference between the above-mentioned point and the third line of the system have two values, which depend on the phase rotation direction of the system. If the phase rotation is correct then the potential difference will be zero. However, if it is wrong then then a potential difference will occur which is three times the line potential is between the two points. Any resulting potential difference can are fed to the monitoring element so that it is an indication if the phase shift is wrong.

Die Anordnung kann auch zur Anzeige einer Unterspannung oder von ungleichen Spannungen in der Anlage Anwendung finden.The arrangement can also be used to indicate undervoltage or unequal Apply voltages in the system.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung.Further details and advantages of the invention emerge from the following description of an embodiment with reference to the drawing.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel einer Anordnung gemäß der Erfindung umfaßt das erste Impedanzglied eine Relaisspule i und einen Widerstand R i, die zwischen eine Leitung C der 3 phasigen Anlage über Gleichrichter 3, 4 mit den beiden anderen Leitungen B und A verbunden sind. Die Relaisspule i ist in Reihe mit dem nichtlinearen Widerstand R i in Form einer Neonstabilisierungsröhre zwischen die Leitung C und den Mittelpunkt 2 des Systems geschaltet. Der nichtlineare Widerstand R i macht das Relais zu einem unten dargelegten Zweck spannungsempfindlich. Ein veränderlicher Widerstand R2 ist parallel zu der Relaisspule i geschaltet, um die Arbeitsspannung des Relais einstellen zu können, und ein Kondensator C i kann ebenfalls parallel zu der Relaisspule i und dem Widerstand R i zur Glättung geschaltet werden. Gleichrichter 3 und 4 sind mit den Leitungen A bzw. B verbunden.In the example of an arrangement according to the invention shown in the drawing, the first impedance element comprises a relay coil i and a resistor R i, which are connected to the other two lines B and A between a line C of the 3-phase system via rectifiers 3, 4. The relay coil i is connected in series with the non-linear resistor R i in the form of a neon stabilizing tube between the line C and the center point 2 of the system. The non-linear resistance R i makes the relay voltage sensitive for a purpose set forth below. A variable resistor R2 is connected in parallel with the relay coil i in order to be able to set the operating voltage of the relay, and a capacitor C i can also be connected in parallel with the relay coil i and the resistor R i for smoothing. Rectifiers 3 and 4 are connected to lines A and B, respectively.

Das zweite Impedanzglied umfaßt einen Widerstand, der aus dem festen Widerstand R3 und dem veränderlichen Widerstand R4 besteht, eine Drosselspule 5 und einen Kondensator C2, die zwischen den Leitungen A und B in Reihe liegen. Wenn dieses Glied in eine i phasige Anlage geschaltet würde, so ergäbe sich ein Punkt 6, dessen Potentialdifferenz gegen jede Leitung der i phasigen Anlage so groß wäre wie die Potentialdifferenz zwischen den Leitungen selbst. Die Potentialdifferenz zwischen diesem Punkt 6 und der dritten Leitung C der 3 phasigen Anlage wird Null oder das Dreifache des Leitungspotentials sein, je nach der Phasendrehung der Anlage. Wenn die Phasendrehung richtig ist, wird keine Potentialdifferenz auftreten. Dieser Punkt 6 ist mit dem Mittelpunkt 7 einer in der Mitte angezapften Gegenspule 8 verbunden, vorzugsweise über einen Kondensator C3 zur Blockierung des Gleichstroms, wobei die äußeren Enden 9 und io der Spule 8 über die in entgegengesetzter Richtung geschalteten Gleichrichter 13 und 14 an die Enden ii und 12 eines Widerstandes R5 geführt sind. Das Ende 12 des Widerstandes R5 ist mit der Leitung C und das Ende ii mit einem weiteren Widerstand R6 verbunden, der seinerseits mit der Relaisspule i verbunden ist. Auf diese Weise wirkt dem von dem ersten Impedanzglied herrührenden Strom in der Relaisspule i der von dem Punkt 6 gelieferte Strom entgegen, so daß beim Auftreten eines Fehlers der Phasendrehung der Relaisspule ein resultierender Strom zugeführt wird. Wenn das Relais mit einem nicht dargestellten Anzeigeinstrument verbunden wird, gibt dieses eine Anzeige, daß ein Fehler der Phasendrehung aufgetreten ist. Der Punkt 6 des zweiten Impedanzgliedes R3, R4, 5 und C2 liefert eine Spannung nur dann, wenn eine Abweichung von dem Normalzustand auftritt. Wie ersichtlich, wird unter normalen Verhältnissen der von dem ersten Impedanzglied herrührende, durch die Relaisspule fließende Strom das Relais so beeinflussen, daß sich an dem angeschlossenen Anzeigeinstrument eine passende Anzeige ergibt. Wenn jedoch die Phasendrehung falsch ist, dann wird dem Relais ein Gegenstrom zugeführt, so daß es ungenügend erregt wird und abfällt, wobei von dem Anzeigeinstrument eine abweichende Anzeige gegeben wird. In ähnlicher Weise wird irgendeine Spannungsunsymmetrie in dem Glied zur Folge haben, daß dem Relais ein Gegenstrom zugeführt wird. Wenn die Spannung in dem System unter die normale Spannung fällt, dann wird das erste Impedanzglied nicht mehr in der Lage sein, dem Relais einen genügenden Strom zuzuführen, so daß es abfällt, wobei es ebenfalls eine Warnung gibt, daß das System fehlerhaft ist.The second impedance member comprises a resistor composed of the fixed resistor R3 and the variable resistor R4, a choke coil 5 and a capacitor C2 connected in series between the lines A and B. If this member were switched to an i-phase system, there would be a point 6 whose potential difference to each line of the i-phase system would be as great as the potential difference between the lines themselves. The potential difference between this point 6 and the third line C of 3-phase system will be zero or three times the line potential, depending on the phase rotation of the system. If the phase shift is correct, there will be no potential difference. This point 6 is connected to the center 7 of a counter-coil 8 tapped in the middle, preferably via a capacitor C3 to block the direct current, the outer ends 9 and io of the coil 8 to the ends via the rectifiers 13 and 14 connected in the opposite direction ii and 12 of a resistor R5 are performed. The end 12 of the resistor R5 is connected to the line C and the end ii to a further resistor R6, which in turn is connected to the relay coil i. In this way, the current supplied by the point 6 counteracts the current in the relay coil i originating from the first impedance element, so that a resulting current is supplied to the relay coil when an error occurs in the phase rotation. If the relay is connected to an indicating instrument, not shown, this gives an indication that a phase rotation error has occurred. The point 6 of the second impedance element R3, R4, 5 and C2 supplies a voltage only when a deviation from the normal state occurs. As can be seen, under normal circumstances the current flowing through the relay coil and originating from the first impedance element will influence the relay in such a way that a suitable display is produced on the connected display instrument. However, if the phase shift is wrong, then a countercurrent is supplied to the relay so that it is insufficiently energized and drops out, giving a different indication by the indicating instrument. Similarly, any voltage imbalance in the link will result in countercurrent being applied to the relay. If the voltage in the system falls below the normal voltage, then the first impedance member will no longer be able to supply sufficient current to the relay that it will drop out, and there will also be a warning that the system is faulty.

Um zu verhindern, daß durch Teilstörungen ein vorzeitiger Gegenstrom in die Relaisspule i geschickt wird, wird sie zweckmäßig so ausgebildet, daß die von Scheitel zu Scheitel verlaufende Schwingung der Wechselstromfehlerspannung, die dem Punkt 7 an der Gegenspule zugeführt wird, nicht die Gleichspannung an dem Widerstand R 5 übersteigt, bevor ein wirksamer Gegenstrom in der Spule 8 fließen kann.To prevent a premature countercurrent due to partial disturbances is sent into the relay coil i, it is expediently designed so that the peak-to-peak oscillation of the alternating current fault voltage, which is fed to point 7 on the counter coil, not the DC voltage at the Resistance R 5 exceeds before an effective countercurrent flow in the coil 8 can.

Bei der Verwendung der Anordnung gemäß der Erfindung zur Überwachung einer 3phasigen Anlage von 400 Per./Sek. bei einer Spannung von 115 V wurde festgestellt, daß die folgenden Werte der verschiedenen Schaltungselemente gute Ergebnisse liefern R i Mullard Neonstabilisierungsröhre Type 8541, R 2 iooo Ohm, R 3 47oo Ohm, R 4 5000 Ohm, R 5 4700 Ohm, R 6 47oo Ohm, C i 2 ,u F, C 2 0,05 pF, C 3 0,25,uF, Gleichrichter 3 und 4: Standard Telephones & Cables M 4/1o, Gleichrichter 13 und 14: Standard Telephones & Cables M 4/3, Drosselspule 5 besitzt die halbe Impedanz des Kondensators C2 bei 400 Per./Sek.When using the arrangement according to the invention for monitoring a 3-phase system of 400 per./sec. at a voltage of 115 V it has been found that the following values for the various circuit elements give good results: R i Mullard neon stabilizing tube type 8541, R 2 1000 ohms, R 3 47oo ohms, R 4 5000 ohms, R 5 4700 ohms, R 6 4700 ohms , C i 2 , u F, C 2 0.05 pF, C 3 0.25, uF, rectifier 3 and 4: Standard Telephones & Cables M 4 / 1o, rectifier 13 and 14: Standard Telephones & Cables M 4/3 , Choke coil 5 has half the impedance of the capacitor C2 at 400 per./sec.

Es kann sein, daß der zwischen der Relaisspule und dem Mittelpunkt des Systems vorgesehene nichtlineare Widerstand R i in unzulässigem Maße temperaturempfindlich ist, und die Relaisspule kann deshalb differential gewickelt werden, wobei der zweite Teil der Spule über einen temperaturabhängigen Widerstand mit der Leitung B des 3phasigen Systems verbunden wird. Diese Anordnung ist in der Zeichnung gestrichelt angedeutet, und zwar der zweite Teil der Spule 15, der temperaturabhängige Widerstand 16 und der Verbindungspunkt 17 mit der Leitung B.It may be the one between the relay coil and the midpoint The non-linear resistance R i provided for in the system is impermissibly temperature-sensitive is, and the relay coil can therefore be differentially wound, the second Part of the coil via a temperature-dependent resistor to line B of the 3-phase system is connected. This arrangement is shown in dashed lines in the drawing indicated, namely the second part of the coil 15, the temperature-dependent resistor 16 and the connection point 17 with the line B.

Um zu ereichen, daß ein übermäßiger Gegenstrom in dem Relais unschädlich ist, kann ein nicht dargestellter Gleichrichter parallel dazu geschaltet werden.To make an excessive countercurrent in the relay harmless is, a rectifier, not shown, can be connected in parallel.

Unter gewissen Umständen kann es erwünscht sein, in die Anordnung Mittel einzubeziehen, um alle auftretenden Fehler selbsttätig zu berichtigen. Zu diesem Zweck kann die Relaisspule durch irgendein anderes geeignetes Überwachungselement ersetzt werden, das ein Signal an die mit der Anlage verbundenen Wiederherstellungsmittel liefert, um sie in dem Sinne zu betätigen, daß das Gleichgewicht wiederhergestellt wird.In certain circumstances it may be desirable to include in the arrangement To include funds in order to automatically correct all errors that occur. to for this purpose the relay coil can be replaced by any other suitable Monitoring element to be replaced, which sends a signal to those connected to the system Provides restoration means to actuate them in the sense that the equilibrium is restored.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Diese könnten vielmehr in den Einzelheiten in verschiedener Hinsicht abgeändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The invention is not restricted to the embodiments described. Rather, the details could be modified in various ways without departing from the scope of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for determining operating errors in a 3-phase AC system, characterized in that it has a first impedance element (i R i), which lies between a line (C) and the two other lines (A, B) of the system, and a monitoring element (i ) for generating a display signal, and a second impedance element (R3, R4, 5, C2) which is connected between the other two lines (A, B) and has a point (6) whose potential difference to each of the two Lines (A, B) is as large as the potential difference between lines (A, B), this point (6) supplying a monitoring voltage to the monitoring element (i).

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the monitoring element (i) actuates a display device.

3. Arrangement according to claim i, characterized in that that the monitoring element (i) supplies a signal to the recovery means, which are connected to the plant in order to actuate it in the sense that the equilibrium is restored.

4. Arrangement according to claim i or 2, characterized in that that the first impedance element has a relay coil (i) and a non-linear resistor (R i) includes.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that a potentiometer (R2) is connected in parallel with the relay coil (i).

6. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the non-linear resistor is a neon stabilizing tube (R i) is.

7. Arrangement according to claim i or the following, characterized in that that the second impedance element has a resistor (R3, R4), a choke coil (5) and a capacitor (C2) in series, the tapping point (6) for the connection to the third line (C) between the choke and the capacitor. B. Arrangement according to claim 7, characterized in that the resistance of the second impedance element consists of a fixed resistor (R3) and a variable resistor (R4). G. Arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that the impedance of the Choke (5) half the value of the impedance of the series capacitor (C2) owns. ok Arrangement according to claim 7, 8 or 9, characterized in that the both ends of one tapped in the middle, with the tap point (6) of the second Impedance member connected counter-current coil (7) via counter-connected rectifier (i3, 14) are connected to a resistor (R5), one end of the resistor (R5) is connected to the relay coil (i) via another resistor (R6).