DE897283C

DE897283C - Phase-dependent relay, especially power direction relay for distance protection arrangements

Info

Publication number: DE897283C
Application number: DEA10860D
Authority: DE
Inventors: Walter Dr-Ing Blankenburg
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-08-08
Filing date: 1940-08-08
Publication date: 1953-11-19

Description

Phasenabhängiges Relais, insbesondere. LeistungsrichtungsreIais für Distanzschutzanordnungen Zusatz zum Patent äää 130 Gegenstand des Patentes 888 130 ist ein phasenabhängiges Relais, welches einen Haltemagneten und eine Halte- sowie eine Auslösemagnetisierungswicklung besitzt und bei welchem die Haltemagnetisierung als Wellenmagnetisierung ausgebildet ist. Dabei wird durch das Zusammensetzen einer Gleichstromvormagnetisierung mit der Wellenmagnetisierung im Haltemagneten erreicht, daß eine periodische Verstärkung der Gleichstrommagnetisierung über annähernd 18o° elektrisch erfolgt, so daß bei Überlagerung der Wechselstrommagnetisierung ein Abfallen des Ankers nur in dem unverstärkten Bereich von 18o° elektrisch stattfinden kann. Durch diese Ausbildung läßt sich ein Richtungsentscheid, beispielsweise für eine Grundfrequenz von 5o Hz innerhalb von o,oi Sekunden erzielen.Phase dependent relay, in particular. Direction of performance for Distance protection arrangements Addition to patent äää 130 Subject of patent 888 130 is a phase dependent relay, which has a holding magnet and a holding as well as has a tripping magnetization winding and in which the holding magnetization is designed as a wave magnetization. By putting together a DC bias achieved with the shaft magnetization in the holding magnet, that a periodic amplification of the DC magnetization over approximately 180 ° occurs electrically, so that when the alternating current magnetization is superimposed there is a drop of the armature can only take place electrically in the unreinforced area of 18o °. This training allows a directional decision, for example for a Achieve a base frequency of 50 Hz within o.o seconds.

Die zusätzliche Erfindung setzt sich die Aufgabe, diesen Richtungsentscheid in noch kürzerer Zeit zu ermöglichen. Sie erreicht dies dadurch, daß die Wellenmagnetisierung und die Wechselstrommagnetisierung mit einem Vielfachen der Grundfrequenz vorgenommen werden.The additional invention sets itself the task of making this directional decision to enable in even less time. You achieve this by the wave magnetization and the alternating current magnetization is carried out with a multiple of the fundamental frequency will.

Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben, wobei auch noch verschiedene erfindungsgemäße Einzelheiten erkennbar werden.In the following the invention is described in more detail with reference to the drawing, whereby also different details according to the invention can be seen will.

Fig. 1 zeigt eine Schaltanordnung, zu deren Erläuterung hinsichtlich der Wirkungsweise Fig. 2 dient. Das Schaltzeichen i in Fig. 1 bedeutet den der Übersicht halber fortgelassenen Teil des Richtungsgliedes. Er besteht aus zwei Magneten mit j e dreiWicklungen in besonderer Schaltung. Man führt dieser Schaltanordnung je Magnet drei Ströme zu. Einem ausreichenden Haltestrom j- (JH) überlagert man die Amperewindungen des durch Einweggleichrichtung des Phasenstromes J gewonnenen Halbwellenstromes J2 der Spannung U2. Diesen resultierenden Amperewindungen AW..es überlagert man einen von der Spannung U1 mit geeigneten, spannungsabhängigen Vorwiderständen erzeugten Wechselstrom J1, dessen Kurvenform durch eine ausgeprägte Spitze gekennzeichnet ist. Liegt die Spitze b entsprechend der Phasenverschiebung der beiden Steuerströme 1, und J2 umgekehrt gepolt (Fig. 2) zwischen der unverstärkten resultierenden AWTes, dann wird der Anker mit Sicherheit abfallen, da die Haltestrommagnetisierung an dieser Stelle stark geschwächt ist. Dieses Abfallen des Ankers ist entsprechend der Magnetschaltung des Patents 888 130 in einem Bereich a ... b gleich 18o° elektrisch möglich. Die günstigste Form des Auslösestromes J1 erhält man bei Verwendung von gleichstromvormagnetisierten Drosseln 2 und 3 (Fig. 1) in Schaltung und Auslegung der Gleichspannungswandler.FIG. 1 shows a switching arrangement, the explanation of which is used with regard to the mode of operation of FIG. The circuit symbol i in FIG. 1 denotes that part of the directional element that has been omitted for the sake of clarity. It consists of two magnets with three windings each in a special circuit. This switching arrangement is supplied with three currents per magnet. The ampere turns of the half-wave current J2 of the voltage U2 obtained by one-way rectification of the phase current J are superimposed on a sufficient holding current j- (JH). An alternating current J1 generated by the voltage U1 with suitable, voltage-dependent series resistors, the curve shape of which is characterized by a pronounced peak, is superimposed on these resulting ampere turns AW..es. If the tip b lies between the unamplified resulting AWTes according to the phase shift of the two control currents 1 and J2 with reversed polarity (FIG. 2), the armature will definitely fall off, since the holding current magnetization is greatly weakened at this point. This dropping of the armature is electrically possible in accordance with the magnetic circuit of patent 888 130 in a range a ... b equal to 180 °. The most favorable form of the tripping current J1 is obtained when using direct-current-biased chokes 2 and 3 (FIG. 1) in the circuit and design of the direct-voltage converters.

Die zusätzliche Erfindung erhöht nun die Frequenz der Wellenmagnetisierung und die der Wechselstrommagnetisierung auf ein Vielfaches durch Vorschalten zweier Frequenztransformatoren q. und 5, die auf dem Prinzip des stark gleichstromvormagnetisierten Transformators beruhen.The additional invention now increases the frequency of the wave magnetization and that of alternating current magnetization to a multiple by connecting two Frequency transformers q. and 5, which are based on the principle of strongly direct current bias Transformer based.

Der Frequenztransformator besitzt zwei Eisenkerne, beispielsweise mit je einer im Gegensinne geschalteten Wechselstromwicklung 6, 7, zwei gleichsinnig geschalteten Gleichstromwicklungen 8, g und den Wechselstromwicklungen io, 1i. An der Primärwicklung liegt die Spannung Ui mit der Grundfrequenz f, während durch die starke Gleichstromvormagnetisierung an den sekundären Klemmen die Spannung U1' mit der doppelten Frequenz 2 f abgenommen und dem Richtungsglied i zugeführt wird.The frequency transformer has two iron cores, for example each with an alternating current winding 6, 7 connected in the opposite direction, two in the same direction switched direct current windings 8, g and the alternating current windings io, 1i. At the primary winding is the voltage Ui with the fundamental frequency f, while through the strong DC bias at the secondary terminals the voltage U1 ' is removed at twice the frequency 2 f and fed to the directional element i.

Damit erhält das phasenabhängige Relais i einen Richtungsentscheid von halber Größe, also 0;005 Sekunden für f= 50 Hz. Ein mehrmaliges Hintereinanderschalten von Frequenztransformatoren ermöglicht noch kürzere Zeiten für den Richtungsentscheid.The phase-dependent relay i thus receives a directional decision half the size, i.e. 0.005 seconds for f = 50 Hz. Repeatedly connecting frequency transformers in series enables even shorter times for the directional decision.

Vorteilhaft ist es, die gesamten Gleichstromwicklungen aller Wandler 2, 3, q. und 5 in Reihe zu schalten, die Frequenztransformatoren aus besonderer Eisenlegierung, beispielsweise Eisen-Nickel-Legierung, herzustellen und die sekundäre Wechselstromwicklung um beide Kerne gleichzeitig zu wickeln. Durch geeignete Resonanzschwingungskreise i2,13 werden die auftretenden Oberschwingungen in der sekundärenStromkurve möglichst verstärkt. 14 sind zwei Widerstände, 15 die Gleichspannungsquelle und 21, 22 die bereits bekannte Gleichrichterweiche.It is advantageous to have the entire DC windings of all converters 2, 3, q. and 5 to connect in series, the frequency transformers from special Iron alloy, for example iron-nickel alloy, to manufacture and the secondary AC winding to wind both cores at the same time. By means of suitable resonance oscillation circuits i2,13 the occurring harmonics in the secondary current curve are possible reinforced. 14 are two resistors, 15 the DC voltage source and 21, 22 the already known rectifier crossover.

Eine weitere erfindungsgemäße Schaltanordnung stellt die in Fig.3 angegebene dar. Während die Wellenmagnetisierung J2 wie in Fig. i über einen Frequenztransformator dem Richtungsglied = zugeführt wird, wird die Wechselstrommagnetisierung J1 von zwei gleichstromvormagnetisierten Drosseln 16 und i7 in Parallelschaltung erzeugt, die zwei um 9o° phasenverschobene Magnetisierungsströme besitzen.Another switching arrangement according to the invention is shown in FIG indicated. While the wave magnetization J2 as in Fig. i via a frequency transformer the directional element = is supplied, the AC magnetization J1 of two DC-biased chokes 16 and i7 generated in parallel, which have two magnetizing currents out of phase by 90 °.

Diese Phasenverschiebung der Magnetisierungsströme wird durch Anschluß der Drosseln an zwei um go° phasenverschobene, die Ströme J' und J" liefernde Spannungen Ui und U," erreicht. Die erforderlichen Spannungen können beispielsweise einem Transformator in Sternschaltung entnommen werden, bei dem die eine Spannung die Phasenspannung und die andere die gegenüberliegende verkettete Spannung ist.This phase shift of the magnetizing currents is made possible by connection of the chokes to two voltages which are phase-shifted by go ° and supply the currents J 'and J " Ui and U, "achieved. The required voltages can, for example, a transformer in star connection, in which one voltage is the phase voltage and the other is the opposite line-of-line voltage.

Beide gleichstromvormagnetisierte Drosseln 16 und 17 nehmen dann einen Magnetisierungsstrom Ji und Ji ' auf, die um go° phasenverschoben sind, wie dies die Fig. q. kennzeichnet. Durch die Gleichrichter 18 und 1g werden die Magnetisierungsströme gleichgerichtet und in Differenzschaltung beispielsweise noch über einem Stromwandler 2o dem Richtungsglied i als Wechselstrommagnetisierung doppelter Grundfrequenz zugeführt. Auch mit dieser Schaltanordnung erhält das phasenabhängige Relais einen Richtungsentscheid von halber Größe.Both direct current bias chokes 16 and 17 then take one Magnetizing currents Ji and Ji 'which are out of phase by go °, like this the Fig. q. indicates. Through the rectifiers 18 and 1g, the magnetizing currents rectified and in differential connection, for example via a current transformer 2o fed to the directional element i as an alternating current magnetization of double the fundamental frequency. With this switching arrangement, too, the phase-dependent relay receives a directional decision half size.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Phase-dependent relay, especially power direction element for distance protection arrangements, according to patent 888 13o, characterized in that the wave magnetization and the alternating current magnetization with a multiple the base frequency takes place.

2. Relay according to claim i, characterized in that the wave and alternating current magnetization via frequency transformers according to the Principle of the DC biased transformer takes place.

3. Relay after Claims 1 and 2, characterized in that several frequency transformers are connected in series are. q ..

Relay according to Claim 1, characterized in that by a resonance circuit the occurring harmonic in the secondary current curve is amplified.

5. Relay according to claim 1, characterized in that the wave magnetization over a frequency transformer and the alternating current magnetization of double the fundamental frequency via two DC-biased chokes connected in parallel with go ° phase-shifted Magnetizing currents takes place.

6. Relay according to claim i, characterized -characterized, that the magnetizing currents of the direct current bias chokes via rectifiers are fed to the directional element in a differential circuit.

7. Relay according to claim i, characterized in that the subtraction of the rectified magnetizing currents takes place in the holding magnets with separate windings. B. Relay according to claim i ,. characterized in that the subtraction of the rectified Magnetizing currents takes place in an intermediate converter. G. Relay according to claim =, characterized in that that the terminal voltages for the direct current biased chokes in suitable Form taken from a three-phase transformer. zo. Relay according to claim z, characterized in that known means for achieving phase compensation are provided. z z. Relay according to Claim r, characterized in that .the frequency transformers, DC-biased chokes and intermediate converters made of special iron alloy are made.