DE909966C

DE909966C - Phasenabhaengiges Relais, insbesondere Leistungsrichtungsrelais fuer Distanzschutzanordnungen

Info

Publication number: DE909966C
Application number: DEA10785D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walter Blankenburg
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-08-09
Filing date: 1940-08-09
Publication date: 1954-04-26

Description

Phasenabhängiges Relais, insbesondere Leistungsrichtungsrelais für Distanzschutzanordnungen Das Patent 9o5 162 betrifft ein Relais, welches nach dem Prinzip des Haltemagneten arbeitet und welches auf eine Phasenverschiebung zwischen zwei Wechselströmen anspricht. Dabei ist die Anordnung derart getroffen, daß der Haltemagnet von dem einen Strom über Gleichrichter eine periodische Wellenmagnetisierung erhält, der eine von dem anderen Strom herrührende Wechselstrommagnetisierung derart überlagert wird, daB nur in einer bestimmten Phasenlage oder in einem begrenzten Phasenbereich die resultierende Magnetisierung Werte annimmt, bei denen ein Abfallen des Ankers und damit ein Ansprechen des Relais erfolgt. Es ist weiterhin bereits vorgeschlagen worden, durch Zusammensetzen einer Gleichstromv ormagnetisierung mit einer Wellenmagnetisierung im Haltemagneten eine periodische Verstärkung der Gleichstrommagnetisierung über annähernd r8o° elektrisch zu bewirken, so daB bei Überlagerung der Wechselstromrriagnetisierung ein Abfallen des Ankers nur im unverstärkten Bereich von r8o° elektrisch möglich ist. Es folgt jedoch hieraus, daB die Auslösezeit des Relais an die Halbwelle der zugeführten Wellen- und Weehselstrommagnetisierung bestimmter Frequenz gebunden ist. Im ungünstigsten Falle beträgt die Auslösezeit eine Halbwelle.
Die zusätzliche Erfindung bezweckt eine Verkürzung der Auslösezeit beider Relais der vorbeschriebenen Art. Sie besteht darin, daß der überlagerten Wechselströmmagnetisierung ein solcher Verlauf erteilt wird, daß sie eine möglichst breite, annähernd 18o° elektrisch umfassende Auslösebasis besitzt. Hierdurch wird ein Abfallen des Ankers im Ansprechfalle des Relais fast augenblicklich, und zwar auch im ungünstigsten Falle im Bruchteil einer Halbwelle beliebiger Frequenz sichergestellt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung noch näher erläutert.
Das Relais in der bereits vorgeschlagenen Ausführung besitzt zur Erzielung einer Auslösezeit von einer Halbwelle zwei Haltemagneten, die in Fig. i mit i und 2 bezeichnet sind und von denen dem einen die positive Halbwelle, dem anderen die negative Halbwelle des Phasenstromes zugeführt wird. Jeder Magnet erhält beispielsweise über drei getrennte Wicklungen die drei verschiedenen Magnetisierungsanteile. Die Wicklungen 3 und 4 werden von dem vormagnetisierten Gleichstrom J_ und die Wicklungen 5 und 6 von dem über eine Gleichrichterweiche 7 und 8 geleiteten Wellenstrom Jjy durchflossen. Als Spannungsquelle für den Wellenstrom dient ein geeigneter Impedanzshunt g, der vom Leitungsstrom J über den Stromwandler io durchflossen wird.
Den Wicklungen ii und 12 wird nun ein Wechselstrom J - zugeordnet, dessen Verlauf gemäß der Erfindung so ist, daß er eine Auslösung des Relais im ungünstigsten Falle im Bruchteil einer Halbwelle gestattet. Die Fig. 2 und 3 stellen den zeitlichen Verlauf der Magnetisierungsanteile in den Haltemagneten i und 2 dar, wobei der obere Teil die Magnetisierung im Magnet i und der untere Teil die Magnetisierung im Magnet 2 kennzeichnet. In Fig. 2 ist beispielsweise eine positive Energierichtung angenommen, bei der ein Abfallen der Anker nicht möglich ist. Der Haltemagnet braucht, um gerade noch zu halten, einen Magnetisierungsanteil AWh. Die aufgebrachte Gleichstromvormagnetisierung A W_ ist etwas größer als die Haltemagnetisierung AW". Dieser Gleichstromvormagnetisierung wird die stromabhängige Wellenmagnetisierung AWu, je nach der Energierichtung überlagert, so daß ein Abfallen der Anker in der Darstellung Fig. 2 nicht möglich ist und in der Fig. 3 in den Bereichen A-A' und B-B' innerhalb zweier Halbwellen erfolgt. In diesen Bereichen wird die Haltemagnetisierung der Magneten unterschritten und wird als Auslösebasis bezeichnet. Der ungünstigste Fall eines Richtungsentscheides kann also dann entstehen, wenn im Punkt A' der Fig. 2 der Entscheid gefordert wird. Das Relais kann jedoch erst im Punkt B (Fig. 3) auslösen, so daß die maximale Auslösezeit, damit tmax = es, ein Bruchteil einer Halbwelle ist.
Eine weitere Verbesserung der Auslösewechselstrommagnetisierung ergibt sich dadurch, daß die Wechselstrommagnetisierung eine abgeplattete Kurvenform aufweist. Nach Fig. q. ist leicht zu erkennen, daß eine VN ellenmagnetisierung A W- nach Kurve a noch vorhanden sein muß, um der überlagerten Wechselstrommagnetisierung AW ,-. das Gleichgewicht zu halten, damit der Anker gerade noch hält. Hierbei ist AW. m= - AW. .... ". Um nun noch bei kleineren Kurzschlußströmen mit gleicher maximaler Auslösezeit einen Richtungsentscheid zu ermöglichen, wird eine abgeplattete Wechselstrommagnetisierung nach Kurve AW' - verwendet. Der Gleichgewichtszustand ergibt sich dann, wenn die Magnetisierungsanteile c = d sind. Hierzu ist aber nur eine Wellenstrommagnetisierung nach der Kurve b (A W"') erforderlich. Die Ausnutzung der Wellenmagnetisierung ist günstiger (A W" > A W"'). Eine derartig abgeplattete Wechselstrommagnetisierung kann durch Vorschalten stromabhängiger Widerstände 13 (Fig. i) entnommen werden, indem beispielsweise Gleichrichterelemente parallel zu den Wicklungen ii und 12 geschaltet sind oder der Magnetisierungsstrom mit abgeplatteter Kurvenform einer vormagnetisierten Drossel verwendet wird, deren Schaltung und Auslegung der des Gleichstfomwandlers entspricht.
Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, daß ein nicht besonders dargestelltes Anregeglied des Distanzschutzes das Richtungsglied steuert. Das Anregeglied, das erst im Kurzschlußfalle anspricht, soll das Richtungsglied erst im Falle eines Kurzschlusses ansprechbereit machen, so daß es nicht bereits im Normalbetrieb durch die Wechselstrommagnetisierung anspricht. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß das Anregeglied die Wechselstrommagnetisierung erst bei Beginn des Kurzschlusses zuläßt.
Eine Wechselstrommagnetisierung der Haltemagneten wird dadurch unterbunden, daß das Anregeglied die Wechselstrommagnetisierung erst beim Beginn des Kurzschlusses einschaltet (Schalter 1q., Fig. i).
Es ist weiter bereits vorgeschlagen worden, daß der Erinnerungskreis 15 im Falle eines Kurzschlusses durch den Schalter 16, der vom Anregeglied gesteuert wird, vom Netz getrennt wird. Die beiden Schalter 1q. und 16 können nun dadurch vereinfacht werden, daß sie als Umschalter ausgebildet werden.
Ein schnellerer Richtungsentscheid wird dann ermöglicht, wenn statt eines Schließkontaktes 1q. ein Öffnungskontakt 17 verwandt wird. Zu diesem Zwecke werden die Wicklungen ii und 12 mit Hilfe des Sehalters 17 (Fig. i) erst beire Beginn des Kurzschlusses geöffnet.
Die Spannung für die Wechselstrommagnetisierung wird, wie bereits vorgeschlagen, über eine Erinnerungsschaltung 15 (Fig. i) dem Netz entnommen. Die Erinnerungsschaltung ist durch vorgeschaltete Widerstände so eingerichtet, daß sie gleichzeitig dem Wechselstrom die geeignete Größe und Phasenlage zur Wellenmagnetisierung gibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Phasenabhängiges Relais, insbesondere Leistungsrichtungsrelais für Distanzschutzanordnungen, nach Patent 905 162, dadurch gekennzeichnet, daß die überlagerte Wechselstrommagnetisierung über eine möglichst große, angenähert i8o° elektrisch breite Auslösebasis verfügt, so daß ein Abfallen der Anker in dem geschwächten Bereich möglichst augenblicklich erfolgt.
2. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstrommagnetisierung eine abgeplattete Kurvenform aufweist.
3. Relais nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstrom für die Wechselstrommagnetisierung über einen stromabhängigen Widerstand der Spannungsquelle entnommen wird. q..
Relais nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Wechselstrom für die Wechselstrommagnetisierung der Magnetisierungsstrom mit abgeplatteter Kurvenform einer vormagnetisierten Drossel verwandt wird.
5. Relais nach Anspruch i, bei dem ein Anregeglied das Richtungsglied steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das Anregeglied die Wechselstrommagnetisierung des Richtungsgliedes erst bei Beginn des Kurzschlusses zuläßt.
6. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis für die Wechselstrommagnetisierung vom Anregeglied erst beim Beginn des Kurzschlusses eingeschaltet wird.
7. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschalter für den Erinnerungskreis und der für die Wechselstrommagnetisierung als Umschalter ausgebildet ist. B. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen für die Wechselstrommagnetisierung des Richtungsgliedes vor dem Kurzschluß vom Anregeglied kurzgeschlossen sind.