DE889791C - Schnellschaltrelais fuer Wechselstrom - Google Patents

Description

• Schnellschaltrelais für Wechselstrom Die neuzeitlichen Hochspannungsleistungsschalter weisen sehr kurze Abschaltzeiten auf. Man ist infolgedessen in der Lage, z. B. einen vorübergehenden, d. h. nichtmetallischen Kurzschluß in einem Verteilungsnetz dadurch zum Verschwinden zu bringen, daß in dem betreffenden Netzteil die Spannung durch ein schnelles Ausschalten und sofortiges schnelles Wiedereinschalten des Leistungsschalters kurzzeitig abgesenkt wird, ohne daß infolge der außerordentlichen Schnelligkeit des gesamten Schaltvorganges eine nachteilige Beeinflussung der Verbraucher stattfindet.
• Handelt es sich dabei um eine selbsttätige Netzüberwachung, z. B. mittels einer Distanzschutzanordnung, so setzen diese schnellen Leistungsschalter aber auch entsprechend schnell wirkende Netzschutzrelais voraus. Andernfalls geht der durch die Ausbildung der Leistungsschalter als Schnellschalter gewonnene Vorteil wieder verloren. Die bisher bekannten und gebräuchlichen Netzschutzrelais, insbesondere die Impedanzrelais für Distanzschutzanordnungen, genügen jedoch infolge ihrer Bauart auf wattmetrischer Grundlage oder als Zugmagnete diesen Anforderungen nicht und weisen zu lange Ansprechzeiten auf.
• Diesem Mangel wird dadurch abgeholfen, daß gemäß der Erfindung die Netzschutzrelais in Form der an sich bekannten Relais, die eine Haltewicklung sowie eine Auslösewicklung und ferner einen unter dem Einfluß einer Abreißkraft stehenden Haltemagneten aufweisen, ausgeführt sind, jedoch mit der Maßgabe, daß in den Magnetisierungswicklungen der Relais ein Vergleich zweier veränderlicher, vorzugsweise voneinander abhängiger elektrischer Netzgrößen stattfindet. Es gelingt auf diese Weise, die Ansprechzeiten der Netzschutzeinrichtungen so weit herabzusetzen, daß die gesamten Auslösevorgänge der Netzschutzanordnung einschließlich der Schaltvorgänge der zugehörigen Leistungsschalter sich innerhalb von zwei Halbwellen - vollziehen.
• Bei einem Impedanzrelais für Distanzschutzzwecke nach dem Haltemägnetprinzip wird der Strom-, Spannungsvergleich zur Impedanzrnessung durch die Magnetisierungswicklungen der Haltemagnete vorgenommen. Dies kann in der Weise erfolgen, daß der einen Wicklung des Relais ein der Netzspannung proportionaler, gleichgerichteter und geglätteter Strom und einer anderen Wicklung des Relais der Phasenstrom des Netzes zugeführt wird, so daß bei negativem Augenblickswert des Phasenstromes eine Differenzbildung der Amperewindungen (A W) erfolgt, wodurch die Auslösung des Relais stets nach Unterschreitung des Verhältnisses und damit einer bestimmten Leitungsimpedanz U/J erfolgt.
• Die Fig. i und 2 zeigen den Erfindungsgegenstand als Impedanzrelais einer Distanzschutzanordnung. Dabei wird die Wechselstromwirkung durch den Strom und die Gleichstromwicklung unter Verwendung ausreichenderOberwellenglättungseinrichtungen (Drosselspulen, Kapazität u. dgl.) über Gleichrichter durch die Spannung des Gleichstromnetzes erregt.
• Die Auslösung des Magneten ist im letzteren Falle abhängig von dem Verhältnis worin cl und c2 Konstante, U die Spannung und J den Strom des Netzes und AW (-) den Scheitelwert der Amperewindungen -darstellen. ° .
• Angenommen, zur Festhaltung des Ankers sei eine unendlich kleine Magnetisierung erforderlich, so wird der Anker bei abfallen, während er -bei haftenbleibt. Im Fall normaler Betriebsbedingungen, d. h. also, wenn der Scheitelwert der negativen Wechselstromhalbwelle (- AW-) in seinem A W-Betrag kleiner als die Gleichstrommagnetisierung, AW (=), ist, bleibt der Anker haften, während er bei Größerwerden desselben losgelöst wird.
• Da, wie oben ausgeführt, die Beziehung gilt UJJ aber den Wechselstromwiderstand (Impedanz) einer Leiterschleife bei Kurzschluß darstellt, ist die Anordnung, wie in Fig. 2 gezeigt, auch als Impedanzrelais verwendbar. Bei Auftreten eines Kurzschlusses beim Punkt A wird hierbei die Gleichstromwicklung i des nicht gezeigten Haltemagneten über den Gleichrichter. G von -der Spannung des Netzes erregt, während die Wechselstromwicklung 2 vom Strom desselben Netzes erregt wird: Liegt der Widerstand Z der kurzgeschlossenen Schleife unter dem Wert so löst der Magnet aus, während andernfalls die Abschaltung unterbleibt. Da aber in Wirklichkeit der Haltemagnet einen bestimmten Haltestrom, der den Wert A J (=) haben möge, benötigt, würde dieser als Fehler in die Beziehung eingehen und damit die Genauigkeit des Impedanzrelais bei kleineren Spannungen und Strömen herabsetzen.
• Ein derartiger Nachteil kann dadurch vermieden werden, daß dem Haltemagneten über eine besondere Tertiärwicklung der Haltestrom A J (=) = konstant zugeführt wird, wie z. B. die Fig. 3 bei Verwendung eines Doppelrelais zeigt. Die von Wechselstrom J (.--) des Netzes erregten Wicklungen a1 und a2 liegen beispielsweise parallel, während die von der Spannung desselben Netzes über den Gleichrichter G erregten Wicklungen bi und b2 in Reihe liegen. Die Tertiärwicklungen cl und c2 für den Haltestrom A J (=) = konstant liegen in diesem Falle gleichfalls in Reihe. Zur Herabsetzung der Zeitkonstante der Anordnung in bezug auf den Gleichstromkreis sind die Widerstände R und r eingeführt worden.
• Der besondere Vorteil einer derartigen Anordnung nach Fig. 3 besteht einerseits in der großen Genauigkeit der Quotientenmessung und andererseits in der sehr kleinen Ansprechzeit. Des weiteren kann eine unmittelbareVerwendung alsPrimärrelais vorgesehen sein.

Claims (6)

1. PATE.NTANSPRÜGHE: i. Schnellschaltrelais mit einer Halte- und einer Auslösemagnetisierungswicklung, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als Netzschutzrelais in der Weise, daß mittels der beiden Magnetisierungswicklungen ein Vergleich zweier veränderlicher elektrischer Netzgrößen stattfindet.
2. 2. Schnellschaltrelais, das als Impedanzrelais ausgebildet ist, nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromwicklung (i) ein der Netzspannung proportionaler, gleichgerichteterund geglätteter Strom und der Wechselstromwicklung (2) der Phasenstrom des Netzes zugeführt wird, so' daß bei negativem Augenblickswert des Phasenschiebers eine Differenzbildung der Amperewindungen erfolgt, wodurch die Auslösung des Relais stets nach Unterschreitung des Verhältnisses und damit einer bestimmten Leitungsimpedanz U/J erfolgt.
3. 3. Schnellschaltrelais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Halten des Ankers erforderliche Amperewindungsanteil der Gleichstrommagnetisierung gegenüber der gesamten Gleichstrommagnetisierung vernachlässigbar klein gehalten wird. q..
4. Schnellschaltrelais nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daB die zum Halten des Ankers erforderlichen Gleichstromamperewindungen über eine besondere Wicklung und aus einer konstanten Gleichspannungsquelle zugeführt werden (Abb. 3).
5. 5. Schnellschaltrelais nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daB zur Erzielung einer Auslösung des Relais jeweils in der ersten Halbperiode zwei gleiche Haltemagnete zur Verwendung gelangen, die vom Gleichstrom im gleichen und vom Wechselstrom im verschiedenen Wickelsinn durchflossen werden.
6. 6. Schnellschaltrelais nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daB zur Verringerung der Zeitkonstante der Anordnung in den Stromkreisen der einzelnen Wicklungen Ohmsche Widerstände vorgesehen sind.