DE861128C

DE861128C - Differentialspannungsrelais fuer Drehstromsysteme

Info

Publication number: DE861128C
Application number: DEK7950A
Authority: DE
Inventors: Martin Kiessl; Eugen Kress
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-11-07
Filing date: 1950-11-07
Publication date: 1952-12-29

Description

Differentialspannungsrelais für Drehstromsysteme Der Erfindungsgegenstand bezieht sich auf ein Relais, das auf die Unsymmetrie der Spannungen eines Drehstromsystems reagiert. Es ist insbesondere zum Schutz von Drehstrommotoren gegen Zweiphasenlauf gedacht.
Eine bekannte Tatsache ist es, daß durch den Zweiphasenlauf von Drehstrommotoren die häufigsten Überlastungen erfolgen und auch die meisten Schäden an Motoren entstehen. Ferner steht fest, daß viele Motoren mit den meist verwendeten thermischen Auslösern nicht wirksam zu schützen sind, da sie, auf die Nennstromstärke des Motors eingestellt, dauernd ansprechen würden, obwohl der Motor noch keine unzulässige Temperatur erreicht hat. Es sind dies vor allem Kran- und Aufzugsmotoren bei großer Schalthäufigkeit, Motoren, die im Anlauf große Massen zu beschleunigen haben, und ähnliche Fälle. Es kommt noch hinzu, daß in der Praxis die thermischen Auslöser sehr häufig falsch eingestellt sind und versagen. Aus diesem Grunde wurde schon mehrfach versucht, Relais zu bauen, die auf die Unsymmetrie der Spannungen beziehungsweise der Ströme reagieren. Sie haben sich in, der Praxis wenig durchgesetzt, vermutlich wegen ihrer komplizierten und teueren Konstruktion oder der zu geringen Empfindlichkeit. Gegenüber diesen weist der Erfindungsgegenstand folgende grundsätzlichen Unterschiede auf: z. Der künstliche Nullpunkt wird durch drei einzelne Drosseln ohne jegliche Mechanik, also mit rein elektrischen Funktionen bzw. durch Kondensatoren gebildet, 2. durch Einschaltung eines zusätzlichen Kondensators bzw. einer Drossel in Reihe mit einem Relais in den Nullpunkt. Diese Neuerung ermöglicht eine einfache und billige Konstruktion und ergibt große Empfindlichkeit., Es ergeben sich zwei grundsätzliche Schaltungen, die in Fig. i und 2 dargestellt sind.
Fig. x zeigt die Schaltung bei Verwendung von Drosseln i, 2 und 3 als Phasenwiderstände zur Bildung des künstlichen Nullpunktes, die an die Phasen R, S, T gelegt werden. Das Relais 4 und der Kondensator g sind in Reihe geschaltet und mit dem Nulleiter bzW. Sternpunkt des Drehstromsystems verbunden. Fig. 2 stellt die Schaltung dar, in der als Phasenwiderstände 6, 7 und 8 Kondensatoren verwendet werden. Im Nullpunkt ist dann, eine Drossel g mit dem Relais =o in Reihe geschaltet.
Werden die drei in Stern geschalteten Drosseln i, 2 und 3 an die Phasen R, S, T eines Drehstromsystems angeschlossen, so fließen drei Ströme, die den Phasenspannungen ÜR, IIS UT entsprechen. Der Ausgleichstrom ergibt sich aus den Beziehungen darin sind fxR, Its, IIT die Phasenspannungen des Drehstromsystems, 2 = 2R = 2s = 2T die Phasenwiderstände, 20 der Widerstand vom Sternpunkt zum Nullpunkt (Nullpunktwiderstand).
Aus der Beziehung folgt, daß der Ausgleichstrom `o um so größer ist, - je größer die Unsymmetrie der Spannungen des Drehstromsystems und je kleiner der Wert von 2 + 3 3, ist. Der Widerstand `3o setzt sich zusammen aus dem Widerstand des Relais .R., und dem Blindwiderstand des xea = RRei -I- i' Kondensators 2r = - j-; R, ist vernachlässigbar klein. Der Nenner wird also RDrosseE + ,% oasel + 3 (RRel + jL - jxc) . Durch entsprechende Bemessung des Kondensators kann der Ausgleichstrom 5, und damit die Ansprechempfindlichkeit bedeutend vergrößert -werden, wenn der Relais- und zum Teil auch der Drosselblindwiderstand durch den Kondensator kompensiert wird.
Das Relais hat die Eigenschaft, daß es seinen Blindwiderstan 1 beim Ansprechen durch Änderung des Luftspaltes wesentlich vergrößert, was dann einen entsprechend kleinen Ruhestrom zur Folge hat. Schließt das Relais 4 mittels Arbeitskontakt nach dem Anzug die Kapazität oder eine Teilkapazität kurz, so kann der Ruhestrom noch weiter verringert werden. Es besteht auch die Möglichkeit, einen Eisenwasserstoffwiderstand in den Nullpunkt einzuschalten, wodurch erreicht wird, daß der Ausgleichstrom über den gesamten Ansprechbereich konstant bleibt. Das Konstanthalten des Ausgleichstromes ermöglicht es, daß Drosseln und Relais nicht überdimensioniert werden müssen, wodurch sich eine Verbilligung des Gerätes ergibt.
Die Schaltung nach Fig. 2 ergibt dieselbe Wirkungsweise wie die Schaltung nach Fig. i, da durch die Drossel g die Kondensatorblindwiderstände der Äondensatoren 6, 7 und 8 kompensiert werden.
Die erfindungsmäßige Schaltung ergibt einen größeren Ausgleichstrom und dadurch eine größere Empfindlichkeit bei Unsymmetrie der Spannungen des angelegten Drehstromsystems, erreicht durch Kompensation des Relaisblindwiderstandes und teilweiser Kompensation der Phasenblindwiderstände. Als Anwendung ergibt sich die Verwendung als Differentialspannungsschutz für Motoren, Generatoren und Transformatoren, Erdschlußrelais, Überwachungsrelais für Zählerspannungen usw., das heißt alle Einrichtungen, die auf Spannungsunsymmetrie eines Drehstromsystems reagieren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Differentialspannungsrelais für Drehstromsysteme, gekennzeichnet durch die Verwendung von Drosseln als Phasenwiderstände zur Bildung des künstlichen Nullpunktes und eines zusätzlichen, im Nullpunkt mit dem Relais in Reihe geschalteten Kondensators, der so bemessen ist, daß bei Spannungsunsymmetrie des Drehstromsystems der Relaisblindwiderstand und ein Teil der Drosselblindwiderstände kompensiert werden.
2. Differentialspannungsrelais für Drehstromsysteme nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von Drosseln als Phasenwiderstände Kondensatoren zur Bildung des künstlichen Nullpunktes verwendet werden und daß im Nullpunkt eine entsprechende Drossel mit dem Relais in Reihe geschaltet ist.
3. Differentialspannungsrelais nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durcli die mit dem Relais verbundene Abschaltung einer Teilkapazität bzw. einer Teilinduktivität im Nullpunkt.
4. Differentialspannungsrelais nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Nullpunkt ein zusätzlicher Eisenwasserstoffwiderstand eingeschaltet wird. Angezogene Druckschriften:. Deutsche Patentschrift Nr. 710 7o4.