DE933577C

DE933577C - Protection relay with converter current actuation

Info

Publication number: DE933577C
Application number: DEL14325A
Authority: DE
Inventors: Heinz Gutmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1953-01-03
Filing date: 1953-01-03
Publication date: 1955-09-29

Description

Schutzrelais mit Wandlerstrombetätigung Es ist bekannt, die Hilfskreise von Schutzrelais, z. B. Überstromrichtungsrelais, Distanzrelais u. dgl., aus den Stromwandlern zu speisen, um besondere Gleichstromkreise zu vermeiden. Man verwendet in diesem Fall Zwischenstromwandler, meist Sättigungswandler, die im Sekundärkreis einzelner oder sämtlicher Hauptstromwandler angeordnet sind. Es kann auch ein für mehrere oder alle Phasenleiter gemeinsamer Zwischenwandler gegebenenfalls mit mehreren oder angezapften Primärwicklungen vorgesehen werden.Protection relay with converter current actuation It is known the auxiliary circuits of protection relays, e.g. B. Overcurrent relay, distance relay and the like., From the To feed current transformers in order to avoid special DC circuits. One uses in this case intermediate current transformers, mostly saturation transformers, which are in the secondary circuit individual or all of the main current transformers are arranged. It can also be a for several or all phase conductors common intermediate transformers, if necessary with several or tapped primary windings are provided.

Ein erheblicher Nachteil aller dieser Anordnungen ist der hohe VA-Verbrauch, da die Zwischenwandler mit offener Sekundärwicklung arbeiten, die erst im Fehlerfall auf die entsprechenden Hilfskreise geschaltet wird. Die Zwischenwandler gehen also mit ihrem recht beträchtlichen Leerlauf-VA-Verbrauch in die Belastung der Hauptstromwandler ein und vergrößern deren Meßfehler. Es müssen also teuerere Hauptstromwandler mit erhöhter Leistung eingebaut werden, insbesondere wenn man gleichzeitig mit dem Schutzrelais noch Meßinstrumente oder Zähler anschließen will.A significant disadvantage of all of these arrangements is the high VA consumption, because the intermediate transformers work with an open secondary winding that only works in the event of a fault is switched to the corresponding auxiliary circuits. So the intermediaries go with their quite considerable no-load VA consumption in the load on the main current transformers and increase their measurement errors. So there have to be more expensive main current transformers increased power can be installed, especially if you are using the protective relay at the same time still wants to connect measuring instruments or meters.

Im Überstrombereich' dagegen stört der hohe Verbrauch weniger, da die Impedanz der Sättigungswandler mit steigendem Strom bekanntlich entsprechend der Permeabilitätskurve des verwendeten Kernbleches erheblich absinkt. Andererseits steigt die Impedanz bei Strömen unterhalb des Nennwertes aus dem gleichen Grund noch merklich an,; so daß die üblicherweise auf den Nennstrom bezogene Angabe des VA-Verbrauches keinen verläßlichen Maßstab für die tatsächliche Belastung der Stromwandler im Betriebsstrombereich darstellt.In the overcurrent range, on the other hand, the high consumption is less disturbing because the impedance of the saturation converter is known to correspond with increasing current the permeability curve of the core sheet used drops significantly. on the other hand the impedance increases for currents below the nominal value for the same reason still noticeable; so that the specification of the VA consumption is not a reliable measure of the actual load on the current transformer represents in the operating current range.

Man hat deshalb bereits vorgeschlagen, die Anregeglieder solcher Schutzrelais mit Ruhekontakten auszurüsten, die die Sekundärwicklung der Zwischenwandler normalerweise kurzschließen, so daß dann nur deren sehr viel kleinere Kurzschlußimpedanz zu berücksichtigen ist. Diese Anordnungen haben aber den Nachteil, daß die Ruhekontakte der Anregerdlais sehr fein- und empfindlich sind. Sie können also schon bei geringen Verschmutzungen oder Oxydbildungen bzw. bei Vibrationen oder Erschütterungen zu unerwünschten Anregungen oder sogar Fehlauslösungen führen.It has therefore already been proposed that the excitation elements of such protective relays to equip with normally closed contacts, which the secondary winding of the intermediate transformer normally short-circuit, so that only their very much smaller short-circuit impedance then has to be taken into account is. However, these arrangements have the disadvantage that the normally closed contacts of the exciter relay are very fine and sensitive. So you can even with minor soiling or formation of oxides or, in the case of vibrations or shocks, undesirable excitations or even result in false alarms.

Es wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Anregeglieder weiterhin mit Arbeitskontakten auszurüsten und dafür zwei oder mehrere Zwischenwandler vorzusehen, derart, daß je mit Anregegliedern 'versehene Phase ein kleiner Zwischenwandler vorhanden ist, der vorzugsweise nur zur Speisung eines einzigen Hilfsrelais dient, und daß ein oder mehrere Zwischenwandler zur Speisung der übrigen Hilfskreise angeordnet ssnd, die normalerweise durch Ruhekontakte der von den Anregegliedern betätigten Hilfsrelais kurzgeschlossen sind. Man erreicht hierdurch eine beträchtliche Herabsetzung des Gesamt-VA-Verbrauches, da je Phase höchstens ein sehr kleiner sekundär offener Wandler vorhanden sein muß, der nur für die geringe,Leistung eines einzigen Hilfsrelais bemessen zu werden braucht. Alle anderen Verbraucher sind dann an nörmalerweise sekundär kurzgeschlossene Zwischenwandler angeschlossen, die nur mit einer sehr geringen Kurzschlußimpedanz in die betriebsmäßige Bürde der Hauptstromwandler eingehen.It is therefore proposed according to the invention that the excitation members continue to equip them with working contacts and to provide two or more intermediate transformers for this purpose, in such a way that a small intermediate converter is provided for each phase provided with excitation elements is, which is preferably only used to feed a single auxiliary relay, and that one or more intermediate transformers are arranged to feed the other auxiliary circuits ssnd, which are normally actuated by the normally closed contacts of the stimulating members Auxiliary relays are short-circuited. This results in a considerable reduction of the total VA consumption, since at most a very small secondary open per phase Converter must be available, which is only for the low power of a single auxiliary relay needs to be measured. All other consumers are then normally on secondary short-circuited intermediate transformers connected only with a very low short-circuit impedance are included in the operational burden of the main current transformer.

Fig. i zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei Anwendung für ein Distanzrelais mit Anregegliedern A, und At in den Leitern R und T. Erfindungsgemäß sind in den gleichen Leitern zwei kleine Zwischenwandler ZW, und Z Wt vorgesehen, die über die Arbeitskontakte a, und at der genannten Anregeglieder je ein Hilfsrelais H, und Ht betätigen.Fig. I shows an embodiment of the present invention when used for a distance relay with excitation members A, and At in the conductors R and T. According to the invention, two small intermediate transformers ZW, and Z Wt are provided in the same conductors, which via the normally open contacts a, and Actuate an auxiliary relay H and Ht at each of the mentioned excitation elements.

Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Zwischenwandler ZW mit zwei in Differenz geschalteten Primärwicklungen vorgesehen, dessen Sekundärwicklung normalerweise von den in Reihe liegenden Ruhekontakten h, und ht der genannten Hilfsrelais kurzgeschlossen ist, und im Anregefall, also nach Offnen eines oder beider Ruhekontakte, die gesamten übrigen Hilfskreise des Relais und evtl. auch noch den Schalterauslöser selbst speist. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. -i ist ein Zeitrelais T vorgesehen sowie ein Hilfsrelais Ha für die Auslösung, das in an sich bekannter Weise über den Kontakt q eines Richtungsrelais und den Kontakt z eines Impedanzrelais eingeschaltet wird. Die Hilfsrelais H, und Ht können im übrigen gleichzeitig noch weitere Kontakte besitzen, die z. B. in bekannter Weise die Meßgrößen für das nicht dargestellte Impedanz-und Richtungsglied auswählen. Im übrigen zeigt das Ausführungsbeispiel noch vier Bürden B, die etwaige weitere Relaisglieder in den einzelnen Phasenleitern und im Nulleiter darstellen.Furthermore, according to the invention, an intermediate transformer ZW is provided with two differentially connected primary windings, the secondary winding of which is normally short-circuited by the series normally closed contacts h and ht of the mentioned auxiliary relays, and when activated, i.e. after opening one or both normally closed contacts, all of the other auxiliary circuits of the Relays and possibly also the switch trigger itself feeds. In the embodiment according to Fig. -I a timing relay T is provided and an auxiliary relay Ha for triggering, which is switched on in a manner known per se via the contact q of a direction relay and the contact z of an impedance relay. The auxiliary relays H, and Ht can also have other contacts at the same time, the z. B. select the measured variables for the impedance and directional element, not shown, in a known manner. The embodiment also shows four burdens B, which represent any further relay elements in the individual phase conductors and in the neutral conductor.

Der Vorteil der beschriebenen Anordnung ist der, daß die beiden notwendigerweise sekundär offenen Zwischenwandler ZW, und ZWt nur für die kleine Leistung eines einzigen Zwischenrelais bemessen zu werden brauchen und deshalb einen entsprechend geringen Leerlauf-VA-Verbrauch besitzen, während sämtliche übrigen Hilfsstromverbraucher des Relais und evtl. auch der Auslöser selbst an dem größeren Zwischenwandler ZW liegen, der aber normalerweise kurzgeschlossen ist, und dessen Eigenverbrauch daher praktisch vernachlässigt werden kann. Welche Ersparnisse im Gesamt-VA-Verbrauch je Phase des Strompfades sich mit der erfindungsgemäßen Anordnung erzielen lassen; erkennt man, wenn man bedenkt, daß der Leerlaufverbrauch eines Sättigungswandlers etwa a1/2 bis 3mal so groß ist wie die von ihm gelieferte Sekundärleistung, die im Falle der vorliegenden Erfindung nur für ein einziges Hilfsrelais auszureichen braucht, während hierfür sonst der gesamte Leistungsverbrauch der Hilfskreise einzusetzen wäre.The advantage of the arrangement described is that the two necessarily secondary open intermediate transformer ZW, and ZWt only for the small power of a single one Intermediate relays need to be sized and therefore a correspondingly low one Have no-load VA consumption, while all other auxiliary power consumers of the relay and possibly also the trigger itself on the larger intermediate converter ZW which is normally short-circuited, and therefore its own consumption can practically be neglected. What savings in total VA consumption each phase of the current path can be achieved with the arrangement according to the invention; can be seen when one considers that the no-load consumption of a saturation converter is about a1 / 2 to 3 times as large as the secondary power it delivers, the suffice in the case of the present invention only for a single auxiliary relay needs, while otherwise the entire power consumption of the auxiliary circuits is used for this were.

Natürlich läßt sich die erfindungsgemäße Anordnung je nach Bedarf noch in mancherlei anderer Weise durchführen. In der gezeigten Schaltung nach Fig. i kann man z. B. auch die Hilfsrelais H, und Ht mit Umschaltkontakten gemäß Fig. 2 ausführen, und es kann noch ein Kontaktschutzwiderstand W vorgesehen sein, der den zu öffnenden Sekundärstrom des Zwischenwandlers ZWbegrenzt. Die Kontakte h, und ht können außerdem auch zur Erleichterung der Schaltarbeit mit unterbrechungsloser Umschaltung ausgeführt werden. Ferner ist es durchaus nicht nötig, zwei getrennte Zwischenwandler ZW, und ZWt vorzusehen; sie können vielmehr auch ähnlich wie ZW zu einem einzigen Wandler zusammengezogen werden (Fig. 4).Of course, the arrangement according to the invention can be carried out in various other ways as required. In the circuit shown in FIG. B. also run the auxiliary relays H and Ht with changeover contacts according to FIG. 2, and a contact protection resistor W can also be provided, which limits the secondary current to be opened from the intermediate converter ZW. The contacts h, and ht can also be designed with uninterrupted switching to facilitate the switching work. Furthermore, it is by no means necessary to provide two separate intermediate converters ZW and ZWt; rather, they can also be drawn together to form a single converter in a manner similar to ZW (FIG. 4).

Andererseits kann man bei Bedarf den gemeinsamen Zwischenwandler ZW in zwei einzelne Wandler auf die Phasen R und T aufteilen (Fig. 3 und 4). Dabei läßt sich die Anordnung in an sich bekannter Weise auch noch so treffen, daß bei Anregung in beiden Phasen R und T die Gesamtleistung vom Wandler einer der beiden Phasen allein übernommen wird (Fig.4). Die Wirkungsweise der Ausführungsbeispiele nach Fig. 3 und 4 bedarf nach dem Vorhergesagten keiner weiteren Beschreibung.On the other hand, you can use the common intermediate converter ZW split into two individual transducers for phases R and T (Fig. 3 and 4). Included the arrangement can also be made in a manner known per se so that at Excitation in both phases R and T the total power from the converter of one of the two Phases alone is taken over (Fig. 4). The mode of operation of the exemplary embodiments 3 and 4 need no further description after the foregoing.

Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist eben nur, daß j e mit Anregeglied ausgerüsteter Phase ein kleiner Zwischenwandler oder auch ein für diese Phasen gemeinsamer Zwischenwandler vorgesehen ist, der normalerweise mit offenem Sekundärkreis betrieben wird und eine je nach den Bedingtheiten des betreffenden Schutzrelais sehr geringe Anzahl von Hilfsrelais - vorzugsweise nur ein einziges - betätigt, während alle anderen Hilf sstromverbraücher an einen anderen gemeinsamen Zwischenwandler je Phase oder je Drehstromsystem angeschlossen sind, dessen Sekundärseite normalerweise kurzgeschlossen ist. ,It is only essential for the present invention that j e with Excitation element equipped phase a small intermediate transformer or one for this Phases of common intermediate transformer is provided, normally with open Secondary circuit is operated and one depending on the conditions of the relevant Protection relay very small number of auxiliary relays - preferably only one - operated, while all other auxiliary sstromverbraucher to another common Intermediate transformers are connected per phase or per three-phase system, its secondary side normally shorted. ,

Claims

PATENT CLAIMS: i. Protective relay with converter current actuation, characterized in that a small intermediate transformer (ZWr, ZWt) is provided for each phase @ provided with starting elements (A " At), which is used to supply a single auxiliary relay ( H ″, Ht) and that one or more intermediate converters (ZW in Fig. I and 2, ZV, ZW't in Fig. 3 and q.) Serving to supply additional auxiliary circuits are arranged, which are normally through normally closed contacts (h ″ ht ) the auxiliary relays (H "Ht) activated by the pickup elements are short-circuited.

2. Protection relay according to claim i, characterized in that that the contacts of the auxiliary relays (H,., Ht) are designed as changeover contacts, The secondary winding of the intermediate transformer via their series-connected break contacts (ZW in Fig.2) is short-circuited and the auxiliary circuits with their normally open contact Connect to the secondary winding of the intermediate transformer.

3. Protection relay according to claim 2, characterized in that the contacts of the auxiliary relays are used as changeover contacts are designed with uninterrupted switching. q ..

Protection relay according to claim i and 2, characterized in that in series with the normally closed contacts of the auxiliary relay a contact protection resistor (W) is present.

5. Protection relay according to claim i to 3, characterized characterized that when using an intermediate converter (ZW, ', ZWt in Fig. q.) The contacts of the auxiliary relays (H "Ht) are switched in two phases so that when excited in both phases, the total power from the intermediate transformer of one of the two Phases alone is taken over.