DEP0054714DA

DEP0054714DA - Arrangement for the automatic setting of finely stepped or steplessly adjustable earth fault coils

Info

Publication number: DEP0054714DA
Authority: DE
Original assignee: Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH., Hamburg
Publication date: 1951-03-29

Description

Es ist bekannt, Erdschlussspulen dadurch automatisch auf Resonanz mit der Netzkapazität einzuregeln, dass man dem Nullpunkt des Transformators, an dem die Petersenspule angeschlossen ist, eine Hilfsspannung mit Netzfrequenz oder etwas abweichender Frequenz zuleitet und die Phasenlage des der Hilfsspannung zugeordneten Stromes zur Steuerung einer Regeleinrichtung benützt. Sind Spannung und Strom phasengleich, so ist der Resonanzzustand erreicht.It is known to automatically regulate earth fault coils to resonance with the network capacitance by supplying an auxiliary voltage with mains frequency or a slightly different frequency to the zero point of the transformer to which the Petersen coil is connected and using the phase position of the current assigned to the auxiliary voltage to control a control device . Are voltage and current in phase, the resonance state is reached.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung einer derartigen Anordnung und besteht darin, dass als Regelgröße die in jedem Drehstromnetz infolge kapazitiver Unsymmetrien immer vorhandene natürliche Nullpunktspannung benutzt wird. Diese verläuft in Abhängigkeit von der Größe der Induktivität der Petersenspule nach einer Resonanzkurve, die im Resonanzfall der Abstimmung ihr Maximum erreicht. Im Besonderen liegt die Erfindung nun darin, dass eine Relaisschaltung selbsttätig die Petersenspule auf das Maximum dieser Resonanzkurve einzuregeln.The invention relates to an improvement of such an arrangement and consists in the fact that the natural zero-point voltage that is always present in every three-phase network as a result of capacitive asymmetries is used as the controlled variable. Depending on the size of the inductance of the Petersen coil, this runs according to a resonance curve, which reaches its maximum in the case of resonance of the tuning. In particular, the invention now lies in the fact that a relay circuit automatically regulates the Petersen coil to the maximum of this resonance curve.

Im Nächststehenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel noch näher beschrieben.In the following, the invention is described in more detail with reference to the drawing in an exemplary embodiment.

Bei diesem wird an der Spannungsmesswicklung c der Petersenspule ein Spannungsmesser angeschlossen, der bei steigender oder sinkender Spannung je einen Regelkreis einschaltet. Er muss also in der Lage sein, je nach dem Vorzeichen des Andrucks <Formel> (Fig. 2) verschiedene Regelkommandos zu geben. Das lässt sich beispielsweise dadurch verwirklichen, dass man dem Spannungsmesser einen mit seiner Achse durch Reibung verbundenen Schleppzeiger gibt, der nach Figur 1 jeweils einen Kontakt (Plus- oder Minuskontakt genannt) schließt.In this case, a voltmeter is connected to the voltage measuring winding c of the Petersen coil, which switches on a control loop when the voltage rises or falls. He must therefore be able to give different control commands depending on the sign of the print <Formula> (Fig. 2). This can be achieved, for example, by giving the voltmeter a drag pointer connected to its axis by friction, which according to FIG. 1 closes a contact (called plus or minus contact).

Sinkt die Spannung e, so schließt das Voltmeter F mit dem Schleppzeiger A den Minuskontakt. Dadurch wird durch das Relais R der Regelmotor M eingeschaltet, der zunächst nach einer beliebigen Richtung regelt. Die Richtung ist durch die zufällige Stellung des Impulsrelais I bestimmt, das ebenfalls mit eingeschaltet wurde und bei jedem Einschalten den Regelmotor umpolt. Gleichzeitig werden auch noch das Zeitrelais V eingeschaltet, das nach einer bestimmten Zeit den Minuszweig der Regelschaltung unterbricht und wieder schließt, und das Blockierungsrelais S, das den Minuskontakt kurzschließt.If the voltage e drops, the voltmeter F closes the negative contact with the drag pointer A. As a result, the control motor M is switched on by the relay R, which initially controls in any direction. The direction is through that random position of the pulse relay I is determined, which was also switched on and reverses the polarity of the control motor each time it is switched on. At the same time, the timing relay V is also switched on, which interrupts the negative branch of the control circuit after a certain time and closes it again, and the blocking relay S, which short-circuits the negative contact.

Regelt nun der Motor M zufällig nach der falschen Richtung, so bleibt der Minuskontakt geschlossen, bis das Zeitrelais V durch Aus- und Einschalten mit Hilfe des Impulsrelais I den Motor umpolt. Jetzt steigt die Spannung e, der Schleppzeiger A löst sich von dem Minuskontakt und wandert zum Pluskontakt. Hierbei wird aber der Relaiskreis nicht unterbrochen, weil das Blockierungsrelais S den Minuskontakt überbrückt. Nach Erreichen des Pluskontaktes öffnet das Blockierungsrelais S und das Zeitrelais V wird unwirksam. Der Relaiskreis R bleibt weiter eingeschaltet und die Regelung schreitet weiter zum Spannungsmaximum vor (Fig. 2). Wird das scharf ausgeprägte Maximum von e nur ganz wenig überschritten, so löst sich der Schleppzeiger vom Pluskontakt. Damit ist jetzt der Relaiskreis R unterbrochen und die Regelung ist abgeschaltet.If the motor M now regulates in the wrong direction by chance, the negative contact remains closed until the timing relay V reverses the polarity of the motor by switching it off and on with the help of the pulse relay I. Now the voltage e increases, the drag pointer A detaches from the minus contact and moves to the plus contact. Here, however, the relay circuit is not interrupted because the blocking relay S bridges the negative contact. When the positive contact is reached, the blocking relay S opens and the timing relay V becomes ineffective. The relay circuit R remains switched on and the control proceeds to the voltage maximum (Fig. 2). If the sharply pronounced maximum of e is only exceeded a little, the drag pointer is released from the positive contact. The relay circuit R is now interrupted and the control is switched off.

In der Endstellung der Petersenspule werden Kontakte vorgesehen, welche ein Überregeln unterbinden, aber ein Zurückregeln gestatten. Man kann auch eine Synchronuhr vorsehen, welche die Regelung zu bestimmten Zeiten einschaltet oder anregt, was bei Parallellauf mehrerer Regler zweckmäßig ist. Es können auch noch weitere Relais vorgesehen werden, die beispielsweise eine Umpolung in den Endstellungen bewirken oder ein Abschalten der Resonanzregelung beim Überschreiten der Resonanzspitze immer in Richtung der größeren oder kleineren Spuleninduktivität bewirken.In the end position of the Petersen coil, contacts are provided which prevent overregulation but allow back regulation. A synchronous clock can also be provided, which switches on or excites the control at certain times, which is useful when several controllers are running in parallel. Additional relays can also be provided, which, for example, cause polarity reversal in the end positions or always cause the resonance control to be switched off when the resonance peak is exceeded in the direction of the larger or smaller coil inductance.

Die Umsteuerung wird bei Drehstrommotoren durch Phasenvertauschung mittels Schaltschütze oder gleichstromvormagnetisierter Drosseln vorgenommen.In three-phase motors, reversing is carried out by reversing the phases using contactors or direct-current-biased chokes.

Als Spannungsmesser verwendet man zur Erzielung eines der Spannung proportionalen Ausschlages ein Gleichstrom-Drehspulinstrument (vgl. Fig. 3). Der Messstrom wird durch Trockengleichrichter (G(sub)1) gleichgerichtet. Um den veränderlichen Gleichrichtestromwiderstand auszuschalten, entnimmt man den Mess-Wechselstrom i(sub)1 einer der bekannten Konstantstromschaltungen, beispielsweise einer Boucherotschaltung nach Figur 3. Den zur Boucherotschaltung gehörenden Kondensator C bildet man durch Vorschalten einer Induktivität Y zum Resonanzkreis für die dritte Harmonische aus, die in der Nullpunktspannung e zuweilen auftritt und die Messung stören könnte. Der Anpassungswandler W erhält eine niedrige Überstromziffer, um die Schaltung im Erdschluss (e max = 100 V) zu schützen.A direct current moving-coil instrument is used as a voltmeter to achieve a deflection proportional to the voltage (see FIG. 3). The measuring current is rectified by a dry rectifier (G (sub) 1). In order to switch off the variable rectifier current resistance, the measuring alternating current i (sub) 1 is taken from one of the known constant current circuits, for example a Boucherot circuit according to FIG. 3. The capacitor C belonging to the Boucherot circuit is formed by connecting an inductance Y to the resonance circuit for the third harmonic, which sometimes occurs in the zero point voltage e and could interfere with the measurement. The matching transformer W receives a low overcurrent figure in order to protect the circuit in the event of a ground fault (e max = 100 V).

Es lässt sich als Instrument auch ein kräftiges Ferrarissystem F (Fig. 3) verwenden. Hierzu wird der Messgleichstrom i(sub)1 wieder durch eine vormagnetisierte Drossel D unter gleichseitiger Verstärkung in Wechselstrom verwandelt und der Stromspule des Instrumentes zugeführt. Die Spannungsspule ist fest erregt und führt <Nicht lesbar> gegen den Strom der Stromspule um etwa 90° phasenverschobenen Hilfsstrom.A powerful Ferrari system F (Fig. 3) can also be used as an instrument. For this purpose, the measuring direct current i (sub) 1 is again converted into alternating current by a premagnetized choke D with equal amplification and fed to the power coil of the instrument. The voltage coil is permanently excited and carries an auxiliary current <not readable> against the current of the current coil, phase-shifted by about 90 °.

Anstelle des Schleppzeigerinstrumentes lassen sich auch andere, rein elektrisch wirksame Anordnungen verwenden. Beispielsweise kann man eine Spannungszu- oder abnahme auch durch den Spannungsvergleich zweier von einer der Spannung e proportionaler Gleichspannung aufgeladener Kondensatoren mit verschiedener Zeitkonstante feststellen. Auch sich selbst kompensierende Brücken- und Differentialschaltungen können hierzu verwendet werden.Instead of the split pointer instrument, other, purely electrically effective arrangements can also be used. For example, a voltage increase or decrease can also be determined by comparing the voltage of two capacitors with different time constants charged by a direct voltage proportional to the voltage e. Self-compensating bridge and differential circuits can also be used for this purpose.

Claims

1. Arrangement for the automatic tuning of controllable earth fault coils, characterized in that the natural zero point voltage of the network that occurs as a result of the capacitive asymmetries is used as the control variable.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the regulator automatically regulates the maximum of the natural unbalance voltage of the network.

3. Arrangement according to claim 1-2, characterized in that a measuring circuit carries out various switching measures with increasing or decreasing tendency of the unbalance voltage.

4. Arrangement according to claim 1-3, characterized in that a voltmeter receives a drag pointer connected to its axis by a low friction torque, which can move through a small angle and close a contact in its two end positions or perform a contactless remote control.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the measuring system is supplied with a direct current approximately proportional to the voltage via a rectifier.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the rectified current is obtained by a constant current circuit independently of the rectifier resistance.

7. Arrangement according to claim 4, characterized in that the measurement performance is magnetically amplified by a magnetized throttle.

8. Arrangement according to claim 4, characterized in that a moving coil system is used as the measuring system.

9. The arrangement according to claim 4, characterized in that when one of the two contacts is closed, the control motor is switched on by a relay with any direction of rotation.

10. The arrangement according to claim 4, characterized in that when setting the "minus contact" (making contact with falling voltage) after some time, the control direction of the motor is changed if the contactor has not moved to the "plus contact" (making contact with rising voltage) .

11. The arrangement according to claim 4, characterized in that the switching on of the negative contact is maintained by a bridging relay until the contactor has reached the positive pole.

12. The arrangement according to claim 4, characterized in that each time the control loop is switched on and off, the polarity of the <not readable> is reversed directly or indirectly by a pulse relay.

13. The arrangement according to claim 4, characterized in that in the event of incorrect control, the polarity reversal of the control motor is initiated by briefly opening and closing the control loop by means of a timing relay.

14. Arrangement according to claim 4, characterized in that the bridging relay and the timing relay are ineffective during the contact on the "plus contact".

15. The arrangement according to claim 4, characterized in that the control is interrupted by the "plus contact".

16. The arrangement according to claim 4, characterized in that premagnetized chokes are used to reverse the polarity of the motor, the direct current excitation of which is controlled by the relay circuit.

17. The arrangement according to claim 1-2, characterized in that a synchronous clock switches on the control only at certain times.

18. The arrangement according to claim 1-2, characterized in that the controllable Petersenspule receives end contacts that either end the control or reverse the polarity of the control motor.

19. The arrangement according to claims 1-3, characterized in that the voltage change takes place by comparing two electrical quantities which follow the measurement voltage proportionally but with different time constants.

20. The arrangement according to claim 19, characterized in that the differential voltage of two capacitors charged by the measurement voltage via a rectifier and different sized series resistors controls a magnetic amplifier which switches on the positive or negative contact via polarized relay.