DE921634C

DE921634C - Intermediate converter for relay arrangement for overcurrent protection in AC systems

Info

Publication number: DE921634C
Application number: DEP23523A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing Geise
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1948-12-04
Filing date: 1948-12-04
Publication date: 1954-12-23

Description

Zwischenwandler für Relaisanordnung für Uberstromzeitschutz in Wechselstromanlagen Zusatz zum Patent 920 382 In dem Patent 920 382 ist eine Relaisanordnung für den stromunabhängigen Überstromzeitschutz in Wechselstromanlagen mit einem Wechselstromzeitwerk zur mittel- oder unmittelbaren Betätigung eines Schaltgerätes angegeben. Wesentlich für diese Anordnung ist ein kleiner Zwischenwandler, der primär von einem oder mehreren Stromwandlern des Hauptstromkreises der Anlage gespeist ist und an dessen Sekundärwicklung das Wechselstronizeitwerk unter Vermeidung einer mechanischen Verriegelung über die schwachen Kontakte von überstrornrelais angeschlossen ist. Es kann also aus einem mehrphasigen Netzsystem, z. B. einem mehrphasigen Starkstrom-, Hoch- oder Niederspannungsnetz, unter Vermittlung von Stromwandlern der einzelnen Phasen über den Zwischenwandler eine bei zwei- und dreipoligen Kurzschlüssen und auch bei Erdkurzschlüssen und Doppelerdschlüssen zur Verfügung stehende Hilfsspannung entnommen werden, die durch in die Primärstromkreise des Zwischenwandlers eingebaute überstromrelais auf das Wechselstromzeitwerk schaltbar ist.Between the transducer for relay arrangement for overcurrent-time protection in ac systems additional patent 920382 in the patent 920 382 there is provided a relay arrangement for the current-time overcurrent protection in AC systems with an AC timer for indirect or direct actuation of a switching device. Essential for this arrangement is a small intermediate transformer, which is primarily fed by one or more current transformers of the main circuit of the system and to whose secondary winding the alternating current unit is connected to avoid mechanical interlocking via the weak contacts of overcurrent relays. It can therefore consist of a multi-phase network system, e.g. B. a multi-phase high-voltage, high or low-voltage network, with the intermediary of current transformers of the individual phases via the intermediate transformer, an auxiliary voltage available for two- and three-pole short circuits and also for earth faults and double earth faults is taken from the auxiliary voltage built into the primary circuits of the intermediate transformer overcurrent relay can be switched to the alternating current timer.

Der Zwischenwandler, der an seinen Sekundärklemmen die erwähnte Hilfsspannung liefert, ist dabei normalerweise so ausgebildet, daß z. B. in den zu den Phasen R und T eines Drehstromnetzsystems gehörenden Primärstromkreisen Wicklungen von gleicher Amperewindungszahl, aber entgegengesetzter Wirkungsrichtung vorgesehen sind (magnetischeKreuzschaltung),währendinderNull-bzw. Erdstromleitung eine Primärwicklung mit zweckmäßig mindestens etwa doppelt so vielen Amperewindungen liegt. Dann ist bei Erdkurzschlüssen bzw. Doppelerdschlüssen auf Jeden Fall dafür gesorgt, daß eine magnetische hrregung vorhanden ist. Ein Zwischenwandler dieser Art erfüllt daher bei allen Unterverteilungsnetzen, d. h. Netzen, ,velche eineLeistung unmittelbar an dieKlein- oder Großverbraucher abgeben, seine Aufgabe vollauf. Handelt es sich jedoch um größere Netze mit leistungsstarkein Sterndreiecktransformator, so ergeben sich besondere Verhältnisse. Bei zweipoligen Kurzschlüssen hinter solchen Transformatoren bildet sich auf der speisenden Seite in einer Phase ein besonders großer, in den beiden anderen Phasen dagegen nur ein jeweils halb so großer Strom, wobei die beiden letztgenannten kleineren Ströme dem Strom der dritten Phase entgegengesetzt gerichtet sind.The intermediate converter, which supplies the mentioned auxiliary voltage at its secondary terminals, is normally designed so that, for. B. in the primary circuits belonging to the phases R and T of a three-phase network system, windings with the same number of ampere-turns but in opposite directions of action are provided (magnetic cross-connection). Earth current line has a primary winding with expediently at least about twice as many ampere-turns. Then, in the event of earth faults or double earth faults, it is essential to ensure that magnetic excitation is present. An intermediate converter of this type therefore fulfills in all sub-distribution networks, i. H. Networks, if you give a service directly to the small or large consumers, his job is complete. Is it, however, to larger networks with performance-star no star-delta transformer so there are particular circumstances. In the case of two-pole short-circuits behind such transformers, a particularly large current is generated on the feeding side in one phase, but only half as large in the other two phases, with the latter two smaller currents being directed in the opposite direction to the current of the third phase.

Dies ist in Fig. i veranschaulicht. i ist ein Transformator in Sterndreieckschaltung, der über die Phasenleitungen R, S, T gespeist wird. Tritt an der Stelle 2 ein Kurzschluß auf, so stellt sich in der Phase S infolge des notwendigen Gleichgewichtes der Amperewindungen auf den Transformatorschenkeln ein etwa doppelt so großer Strom ein wie in jeder einzelnen Phase R bzw. T. Die Stromverhältnisse sind durch Pfeile veranschaulicht.This is illustrated in Fig. I. i is a star-delta transformer that is fed via the R, S, T phase lines. If a short circuit occurs at point 2, the current in phase S due to the necessary equilibrium of the ampere turns on the transformer legs is about twice as large as in each individual phase R or T. The current relationships are illustrated by arrows.

Sind nun an der Stelle 3 Stromwandler 4, 5, 6 angeordnet, welche die gegeneinandergeschalteten, aber gleichbemessenen Primärwicklungen 8, 9 des Zwischenwandlers 7 speisen, so ergibt sich, daß die Ströme in den Wicklungen 8 und 9 sich gegenseitig aufheben, so daß an der Sekundärwicklung io keine Hilfsspannung auftritt. Der Zwischenwandler würde also ohne ausreichende Erregung bleiben.Are now at the point 3 current transformers 4, 5, 6 , which feed the oppositely connected, but equally sized primary windings 8, 9 of the intermediate transformer 7 , it follows that the currents in the windings 8 and 9 cancel each other out, so that at the Secondary winding OK no auxiliary voltage occurs. So the intermediate converter would remain without sufficient excitation.

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung eines solchen Zwischenwandlers für Netze mit Sterndreiecktransformatoren und löst die Aufgabe, auch bei hinter den Transformatoren auftretenden Verschiebungen des Stroingleichgewichts, d. h. bei Fehlern oder auch z. B. willkürlich vorgenommenen Veränderungen, eine für Auslöse- oder Steuerzwecke ausreichende Sekundärspannung zur Verfügung zu stellen. Ihr Kennzeichen besteht darin, daß die eine der von den Stromwandlern der einzelnen Phasen gespeisten, gegeneinandergeschalteten Primärwicklungen in ihrer Wirkung mindestens et-wa doppelt so groß ist wie die andere, während die an der Null- bzw. Erdstromleitung liegende Primärwicklung eine etwa in der Größenordnung der kleineren der vorgenannten Primärwicklungen liegende oder aber eine sehr viel größere Amperewindungszahl als die zu den einzelnen Phasen gehörenden Primärwicklungen erhält, so daß sich in jedem Falle einer Störung des Stromgleichgewichtes in den Phasenleitungen sekundärseitig eine ausreichend große Hilfsspannung ergibt.The invention relates to a further embodiment of such an intermediate converter for networks with star-delta transformers and solves the problem of even with shifts in the current equilibrium occurring behind the transformers, ie. H. in the event of errors or B. arbitrarily made changes to provide a sufficient secondary voltage for triggering or control purposes. It is characterized by the fact that one of the opposing primary windings fed by the current transformers of the individual phases is at least twice as large as the other, while the primary winding on the neutral or earth current line is roughly on the order of magnitude the smaller of the aforementioned primary windings or a much larger number of ampere turns than the primary windings belonging to the individual phases, so that in any case of a disturbance of the current balance in the phase lines there is a sufficiently large auxiliary voltage on the secondary side.

Als Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 2 eine entsprechend der Erfindung abgewandelte Ausführung eines Zwischenwandlers. Bei dem Zwischenwandler i i nach der Erfindung besitzt die zu der einen Stromphase, der Phase T gehörende Primärwicklung 18 eine besonders große Windungszahl, die mindestens etwa doppelt so groß ist wie die zur Phase R gehörende, der ersteren entgegengeschaltete Primärwicklung ig. Die in der Null- bzw. Erdstromleitung liegende Wicklung 23 dagegen ist etwa ebenso wie die Wicklung ig bemessen. Sie könnte aber statt dessen auch wesentlich größer als jede der Primärwicklungen 18, ig, beispielsweise etwa entsprechend der Summe der Amperewindungen dieser beiden Wicklungen, bemessen sein.As an exemplary embodiment, FIG. 2 shows an embodiment of an intermediate converter modified in accordance with the invention. In the intermediate converter ii according to the invention, the primary winding 18 belonging to the one current phase, the phase T, has a particularly large number of turns, which is at least about twice as large as the primary winding ig belonging to the phase R and opposing the former. The winding 23 lying in the neutral or earth current line, on the other hand, is dimensioned approximately in the same way as the winding ig. Instead, however, it could also be significantly larger than each of the primary windings 18, ig, for example approximately corresponding to the sum of the ampere turns of these two windings.

Bei einem Zwischenwandler nach der Erfindung können sich die Ströme bei einer hinter dein Sterndreiecktransforrnator auftretenden Verlagerung des Strorngleichgewichtes, beispielsweise einem zweipoligen Kurzschluß, nicht mehr in ihrem Einfluß auf die Erregung des Zwischenwandlers gegenseitig aufheben. Es wird vielmehr in jedem Falle eine für Auslöse- und Steuerzwecke ausreichende Spannungsänderung an der Sekundärwicklung 2o des Zwischenwandlers auftreten, die zur Ingangsetz-ung des Zeitwerkes einer Anordnung nach dem Hauptpatent ausgenutzt werden kann. Alle praktisch auftretenden Fehlerfälle liefern bei dieser Schaltung eine ausreichende Erregung des Wandlers.In an intermediate converter according to the invention, the currents in the event of a displacement of the current equilibrium occurring behind your star-delta transformer, for example a two-pole short circuit, no longer in their influence on the Cancel excitation of the intermediate transformer mutually. Rather, it will be in any case a voltage change on the secondary winding sufficient for tripping and control purposes 2o of the intermediate converter occur, which are used to start the timer of an arrangement can be exploited according to the main patent. All practically occurring error cases provide sufficient excitation of the converter in this circuit.

Die praktisch gleiche Wirkung erhält man übrigens auch bei Anwendung von Amperewindungszahlen, die von dem genannten Verhältnis 1 ::2 um einen gewissen Betrag abweichen, so daß man an das Größenverhältnis nicht streng gebunden ist. Es kommt lediglich darauf an, daß sich die Amperewindungszahlen der einzelnen Primärwicklungen in genügendem Maße unterscheiden.By the way, practically the same effect is also obtained when used of ampere-turns, which of the mentioned ratio 1 :: 2 by a certain Amount so that one is not strictly bound to the size ratio. It just depends on the number of ampere turns of the individual primary windings differ sufficiently.

Claims

PATENT CLAIM: Intermediate converter for relay arrangement for overcurrent protection in alternating current systems according to patent 92-0 382 for multiphase alternating current networks with star-delta transformers, characterized in that the primary windings of the intermediate converter, which are connected to one another and are connected to one another, in their number of ampere turns, preferably around one Are many times different from one another, while the other primary winding located on the neutral or earth current line has about the same number of ampere-turns as the smallest of the above-mentioned primary windings, or has a significantly larger number of Ainperewindungszahl than these windings, so that one behind a star-delta transformer of the network system Any shift in the current balance causes a voltage change in the secondary winding that is sufficient for triggering or control purposes.