DE904431C

DE904431C - Line monitor for three-phase mains cable

Info

Publication number: DE904431C
Application number: DES5614D
Authority: DE
Inventors: Otto Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1943-06-10
Filing date: 1943-06-10
Publication date: 1954-02-18

Description

Leitungswächter für Drehstromnetzleiter Die Erfindung betrifft Schutzeinrichtungen für Drehstromanlagen, die bei Fehlern, z. B. bei Kurzsc'hluß, Erdschluß oder Aderbruch, ein Warnungssignal veranlassen oder selbsttätig die Anlage vom Netz trennen. Insbesondere sind derartige Schutzeinrichtungen für den Untertagebetrieb von großler Wichtigkeit. Es sind derartige Anlagen bekannt, bei denen aus einem über Wandler und Gleichrichter den Phasenleitungen entnommenen Gleichstrom m einem abgestimmten Kreis die dem Gleichstrom überlagerten Oberwellen aufgenommen werden, bei Leitungsschäden auftretende niederfrequente Wellen aber über magnetische Verstärker den ilberwacherkreis der Anlage derart beeinflussen, daß die Anlage abgeschaltet wird. Die Erfindung betrifft eine weitere Ausführungsart derartiger Anlagen, die sich durch verhältnismäßig große Einfachheit auszeichnet, und zwar insbesondere dadurch, daß der bei der bekannten Einrichtung verwendete Abstimmkreis vermieden ist, der bei Abweichungen von der Normalfrequenz der Anlage unter Umständen versagen oder zu Fehlauslösungen Anlaß geben kann.Line monitors for three-phase power lines The invention relates to protective devices for three-phase systems, which in the event of errors, e.g. B. in the event of a short circuit, earth fault or wire break, initiate a warning signal or automatically disconnect the system from the mains. In particular such protective devices are of great importance for underground operations. Such systems are known in which one has a converter and rectifier the direct current taken from the phase lines m a coordinated circuit that of the direct current superimposed harmonics are recorded, in the event of line damage occurring low-frequency However, waves influence the system's monitoring circuit via magnetic amplifiers in such a way that that the system is switched off. The invention relates to a further embodiment such systems, which are characterized by relatively great simplicity, in particular in that the one used in the known device Tuning circle is avoided in the event of deviations from the normal frequency of the system may fail or give rise to false alarms.

Gemäß der Erfindung werden über Wandler ent= nommene Phasenströme jedes Netzleiters für sich gleichgerichtet und die Einzelspannungen unter sich gegeneinandergeschaltetoder mit einer Summenspannung verglichen, so daß sich ihre Wirkungen auf die Vormagnetisierung einer das Auslöseschütz oder ein Warnsignal steuernden Drossel bei ordnungsmäßigem Betrieb aufheben, bei Störungen aber eine die Auslösung hervorrufende Differenzspannung auftritt.According to the invention, phase currents are drawn via transducers each line conductor is rectified separately and the individual voltages are connected to one another or compared with a sum voltage, so that their effects on the bias a throttle that controls the trip contactor or a warning signal if everything is in order operation cancel, but in the event of malfunctions, a differential voltage causing the triggering occurs.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Nach Fig. i sind in die drei Phasen R, S, T. des Netzstranges Wandler 1, 2 und 3 eingeschaltet, anderen Sekundärklemmen Gleichrichterpaar e q., 5 in Doppelwegschaltüng :angeschlossen sind. Diese speisen je einen Widerstand 6, 7 bzw. 8, die so bemessen sind, daß beispielsweise der an 8 auftretende Spannungsabfall der Summe der Spannungsabfälle an 6 und ; entspricht, wobei die Gleichrichter derart angeordnet sind, daß die Spannungen von 6 und 7 ig Reihe liegen, diejenige von B dagegen entgegengesetzt gerichtet ist. Die Spannungen der drei Widerstände sind in Reihe auf die Vormagnetisierungsspule g einer Drossel io geschaltet, die in dem aus einer Wechselstromquelle i i gespeisten, ein Auslöseschütz 12 enthaltenden Kreis angeordnet ist.In the drawing are two embodiments of the subject matter of Invention shown. According to Fig. I, the three phases R, S, T. of the network strand Converters 1, 2 and 3 switched on, other secondary terminals rectifier pairs e q., 5 in Doppelwegschaltüng: are connected. These each feed a resistor 6, 7 and 8, which are dimensioned so that, for example, the voltage drop occurring at 8 the sum of the voltage drops at 6 and; corresponds, the rectifier such are arranged so that the voltages of 6 and 7 ig series lie, that of B on the other hand is directed in the opposite direction. The voltages of the three resistors are connected in series to the bias coil g of a choke io, which is in the fed from an alternating current source i i, a trip contactor 12 containing circuit is arranged.

Solange die Anlage in Ordnung ist und eine annähernd gleichmäßige Belastung der drei Phasen des Netzstranges vorliegt, die beim Anschluß von Motoren gegeben ist und bei passender Verteilung von Lichtanschlüssen ebenfalls gewährleistet werden kann, heben sich die Spannungen an den drei Widerständen auf, und die Vormagnetisierungswicklung der Drossel io bleibt im wesentlichen stromlos. Erst bei Fehlern, die eine Änderung des Stromflusses in .einzelnen Netzleitern von etwa ioo/o verursachen, tritt eine erhebliche Magnetisierung der Drossel ein, und diese verliert ihren induktiven Widerstand in solcher Weise, daß das Auslöseschütz i 2 in Tätigkeit tritt und die Netzleitungen abschaltet.As long as the system is in order and an almost even one There is a load on the three phases of the power line that occurs when motors are connected is given and also guaranteed with suitable distribution of light connections the voltages across the three resistors cancel each other out, and the bias winding the inductor io remains essentially de-energized. Only in the event of errors that make a change cause the current flow in .individual network conductors of about 100 per cent considerable magnetization of the choke, and this loses its inductive resistance in such a way that the trip contactor i 2 comes into operation and the power lines turns off.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 sind die an die Stromwandler 1, 2, 3 angeschlossenen Gleichrichtergruppen q. und 5 im gleichen Sinne angeordnet und mit Widerständen 6, 7, 8 gleicher Größe verbunden. Deren Pluspole sind an einzelne Vormagnetisierungsspulen 13, 1 4. bzw. 15 der Drossel io :angeschlossen, die im Stromkreis des Auslöseschützes 12 angeordnet ist. Die Minuspole der Widerstände 6, 7, 8 und die anderen Enden der Vormagnetisierungswicklungen 13, 1¢, 15 sind parallel an einen Widerstand 16 angeschlossen, der aus dem Netz über parallel geschaltete Gleichrichter 17# 18, i g gespeist wird, die an die Sekundärwicklungen 2o, 21, 22 eines in Stern geschalteten Drehstromwandlers der Netzleitung angeschlossen sind.In the embodiment according to FIG. 2, they are connected to the current transformer 1, 2, 3 connected rectifier groups q. and 5 arranged in the same sense and connected to resistors 6, 7, 8 of the same size. Their positive poles are to individuals Bias coils 13, 1 4th or 15 of the choke io: connected, the im Circuit of the trip contactor 12 is arranged. The negative poles of the resistors 6, 7, 8 and the other ends of the bias windings 13, 1 [, 15 are parallel connected to a resistor 16, which is connected from the network via parallel Rectifier 17 # 18, i g is fed to the secondary windings 2o, 21, 22 a star-connected three-phase current transformer are connected to the power line.

Falls Verschiedenheiten üi den Netzleitungen durch irgendwelche Fehler ,auftreten, ändern sich die Spannungsverhältnisse einerseits an den Widerständen 6, 7 und 8, andererseits an dem Widerstand 16, wodurch Änderungen in den Vormagnetisierungswicklungen 13, 1 4 oder 15 der Drossel io auftreten und der Auslösekreis i o, i i, 12 so viel Strom erhält, daß das Auslöseschütz in Tätigkeit gesetzt und damit die Anlage abgeschaltet wird. Den Vormagnetisierungswicklungen kann vorteilhaft noch je ein Ventil vorgeschaltet werden.If there are differences in the power lines due to any errors , occur, the voltage conditions change on the one hand at the resistors 6, 7 and 8, on the other hand, at resistor 16, causing changes in the bias windings 13, 1 4 or 15 of the throttle io occur and the trip circuit i o, i i, 12 as much Current receives that the trip contactor is activated and thus the system is switched off will. A valve can also advantageously be connected upstream of the bias windings will.

Gemäß Fig. 3 sind ebenfalls ZViderstände 6, 7, 8 iiluer Wandler i, 2, 3 und Gleichrichter q, 5 an das Netz angeschlossen und gleichsinnig geschaltet. Die Minuspole sind aber unter sich verbunden, während zwischen den Pluspolen über Ventile i9, 2o bzw. 21 die Vorm.agnetisierungswicklungen 13, 1 ¢ bzw. 15 der Drossel i o .angeschlossen sind, die im Stromkreis des Auslöseschützes 12 angeordnet ist. Parallel: zu den Widerständen 6, 7 bzw. 8 sind Glättungskondensatoren 16, 17, 18 geschaltet.According to FIG. 3, Z resistors 6, 7, 8 are also used as transducers i, 2, 3 and rectifier q, 5 connected to the mains and switched in the same direction. The negative poles are connected to each other, while between the positive poles over Valves i9, 2o or 21 the pre-magnetization windings 13, 1 ¢ or 15 of the throttle i o are connected, which is arranged in the circuit of the trip contactor 12. In parallel: the resistors 6, 7 and 8 are smoothing capacitors 16, 17, 18 switched.

Die Spannungen an den Widerständen 6, 7, 8 werden auf diese Weise miteinander verglichen. Ist die Spannung an 6 ä. B. größer als an 7, so fließt über das Ventil i g und die Vormagnetisierungs-Wicklung 15 ein Ausgleichstrom, der die Drossel io vormagnetisiert und dadurch die Auslösung herbeiführt. Dasselbe geschieht über die Wicklungen 13 bzw, 14, w enn @ die Spannung an 8 größer ist als an 6 bzw. die Spannung an 7 größer als an B.The voltages across resistors 6, 7, 8 are increased in this way compared to each other. If the voltage at 6, for example, is greater than at 7, overflows the valve i g and the bias winding 15 a compensating current that the Choke is premagnetized and thus triggers. The same thing happens via windings 13 or 14, if @ the voltage at 8 is greater than that at 6 or the voltage at 7 is greater than at B.

An Stelle der Vorm@agnetisierungswicklungen können ,auch entsprechende Wicklungen von Relais benutzt werden, ohne die Wirkung der Erfindung zu beeinträchtigen. Die Verwendung eines magnetischen Verstärkers hat jedoch die Vorteile, empfindliche Teile, wie sie Relais mit kleinem Eigenverbrauch darstellen, zu vermeiden und den Eigenverbrauch weiter zu vermindern, so daß nur kleine Wandler und Gleichrichter notwendig sind.Instead of the Vorm @ agnetisierungswicklungen, you can also use appropriate Windings of relays can be used without affecting the effect of the invention. However, using a magnetic amplifier has the advantages of being sensitive Parts, as they represent relays with low self-consumption, to avoid and the To further reduce own consumption, so that only small converters and rectifiers are necessary.

Claims

PATENT CLAIMS: - i. Line monitor for three-phase power lines, at the direct currents drawn from the phase lines via converters and rectifiers Control the pre-magnetization of a choke according to the state of the system and the throttle influences the monitoring circuit of the species position in such a way that when Errors triggered by deviations from the phase symmetry of the warning process or the system is switched off, characterized in that the phase currents each Line conductor rectified and .the individual voltages switched against each other or be compared with each other so that a differential voltage only occurs in the event of faults, the bias choke acting directly as a magnetic amplifier influenced in the trip circuit.

2, line monitor according to claim i, characterized in that that connected to the secondary terminals of the current transformer full wave rectifier are that each feed a resistor, and that the rectifier is connected and the voltages of the resistors are dimensioned and opposed to each other, that their tensions cancel each other out if the line condition is correct and that the bias winding of the inductor of the trip circuit of the sum the individual voltages is fed (Fig. i).

3. Line monitor according to claim r; characterized in that the current transformers connected to the power lines connected rectifier and resistors are compared in terms of voltage with a voltage that are generated via current transformers and a three-phase rectifier the end same mesh, is generated (Fig. a). q ..

Line monitor according to Claim 3, characterized characterized in that the comparison over three bias windings of the choke takes place and d, ate a valve is connected upstream of the pre-magnetized windings.

5. Line monitor according to claim r, characterized in that the phase currents derived DC voltages are compared with one another in such a way that each DC voltage with one of the other two DC voltages via a valve and a bias winding is connected in parallel (Fig. 3).