NL8105404A

NL8105404A - Vermogensonderbrekingsinrichting.

Info

Publication number: NL8105404A
Application number: NL8105404A
Authority: NL
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1980-12-05
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1982-07-01
Also published as: US4439803A; FR2495852B1; GB2090488A; JPS5797320U; BR8107869A; FR2495852A1; DE3147173A1; GB2090488B

Description

\ - 1 - t ' vy 1

Vermogens onderbrekings inri cht ing.

De uitvinding heeft betrekking op een verbetering in een vermogensonderbrekingsinrichting van het soort dat een hoofdschakelaar bevat, dat wil zeggen vermogensschake-laar verbonden met een vermogensbron en aftakkingsschakelaars 5 die verbonden zijn met de hoofdschakelaar via een stroombegren- zingsketen die op zijn beurt een vaste smeltveiligheid bevat en een parallelle veerstand.

Een conventionele vermogensonderbrekingsinrichting van dit soort is aangegeven in figuur 1. In de vermo-10 gensonderbrekingsinrichting vordt de veerstand van een parallel le veerstand R zo gekozen dat een zeer kleine stroom in de veerstand R loopt. Tijdens de normale verking loopt stroom door een hoofdschakelaar M, in hoofdzaak door een vaste smeltveiligheid PF en door aftakkingsschakelaars F1, F2 ... en Fn 15 naar respectievelijke belastingen. Wanneer daarom een kortsluit- probleem optreedt in de keten van één van de aftakkingsschakelaars krijgt de vaste smeltveiligheid PF die een deel vormt van de stroombegrenzingsketen een buitengewoon grote veerstand tengevolge van de grote probleemstroom I , waarbij dus 20 stroombegrenzing begint. Als resultaat vordt de vaarde van de probleemstroom beperkt door de vaste smeltveiligheid PF tot een begrensde stroompiekwaarde I c, zoals getoond in figuur 3-In dit geval vordt de veerstand van de vaste smeltveiligheid PF, daar de stroom doorgaat te lopen, groter dan die van de paral-25 lelie weerstand R.

Daarom loopt de probleemstroom door zovel de parallelle veerstand R als de vaste smeltveiligheid PF, zodat een stroom I ^ als een stationaire stroom loopt. Wanneer dus de stroom I _ die in de stroombegrenzingsketen loopt ingesteld prr 30 vordt op 10 tot 20 kA dan kan een hoofdschakelaar M en een af- takkingsschakelaar F^ met een onderbrekingscapaciteit die een geringe mate kleiner is dan de stroomlimiet van 10 tot 20 kA gebruikt worden als die welke effectief een onderbrekingscapaci- 8105404 '·. * % .-2- teit hebben van 2Ö0 M, zoals getoond in figuur 2. Daar de trip-tijd van de hoofdschakelaar M vertraagd is kan een selectieve onderbreking uitgevoerd worden terwijl de selectieve onderbreking bewerkstelligd kan worden voor grote stromen.

5 In de conventionele inrichting moet de volle dige onderbrekingstijd van de hoofdschakelaar M langer zijn dan die van de aftakkingsschakelaar Fn en korter dan de toelaatbare looptijd van de stroom van de stroombegrenzingsketen (of de vaste smeltveiligheid PF) en de parallelle weerstand R. De 10 volledige onderbrekingstijd van een gewone bedradingssehakelaar is echter zeer kort en levert niet voldoende tijd voor de selectieve onderbreking. Om dus een dergelijke bedradingssehakelaar te gebruiken als de hoofdschakelaar in de inrichting moet de be-dradingsschakelaar gewijzigd worden om de volledige onderbre-15 kingstijd te vergroten. Door deze moeilijkheid moet een speciale bedradingssehakelaar toegepast worden.

Wanneer anderzijds een gewone luchtschakelaar toegepast wordt dan is er voldoende tijd beschikbaar voor de selectieve onderbreking met de aftakkingsschakelaar Fn omdat de 20 volledige onderbrekingstijd van de luchtschakelaar langer is.

Daar echter de volledige onderbrekingstijd van de luchtschakelaar langer is dan de toelaatbare looptijd van de stroom van de stroombegrenzingsketen moet de luchtschakelaar gewijzigd worden om zijn volledige onderbrekingstijd te verminderen. Het is dus 25 nodig om een speciale luchtschakelaar te gebruiken in dit geval.

In beide gevallen is het technisch en economisch moeilijk om een dergelijke speciale bedradingssehakelaar of een speciale luchtschakelaar te ontwikkelen en te verkrijgen.

Met het oog op het voorgaande is het een doel 30 van de uitvinding om een vermogensonderbrekingsinrichting te leveren die gemakkelijk de stroombegrenzing en de selectieve onderbreking kan uitvoeren maar waarbij geen speciale vermogens-schakelaar nodig is voor de hoofdschakelaar.

Dit wordt in het kort bereikt door het aan-35 brengen van een stroomtransformator in serie met de stroombegren- 8105404 ψ- * * - 3 - zingsketen waarbij de stroom door de transformator afgetast wordt door een stroomaftastrelais. Het relais regelt een trek-kerketen die werkt om de hoofdschakelaar te onderbreken. De bekrachtigingstijd van het relais is langer dan die van de af-5 takkingsschakelaars maar korter dan de maximale toelaatbare looptijd van de stroom van de stroombegrenzingsketen zodat de hoofdschakelaar op het juiste tijdstip getrokken zal worden zonder het gebruik van een speciaal gewijzigde schakelaar.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening 10 worden toegelicht.

Figuur 1 is een schakelschema dat een conventionele vermogensonderbrekingsinrichting toont.

Figuur 2 is een grafische voorstelling die de werkkarakteristiek toont van de conventionele inrichting uit 15 figuur 1.

Figuur 3 is een toelichtend diagram dat een probleemstroom toont die loopt in een stroombegrenzer.

Figuur Ij- is een schakelschema dat een voorbeeld toont van een vermogensonderbrekingsinrichting volgens de 20 uitvinding.

Figuur 5 is een grafische voorstelling die de werkkarakteristiek toont van de inrichting uit figuur 4.

Een uitvoering van de uitvinding zal beschreven worden aan de hand van figuur 4 en 5* 25 In figuur ^ geeft de verwijzingsletter M een hoofdonderbreker aan; T de tripeenheid van de hoofdonderbreker M; PF een vaste smeltveiligheid; R een parallelle weerstand; CT een stroomtransformator; C een relais voor het detecteren van de stroom van de stroomtransformator CT om de tripeenheid (spoel) 30 T te bedienen; en F1, F2, .... en Fn, bedradingsaftakkingsscha kelaars respectievelijk.

In figuur 5 geeft de verwijzingsletter F‘ de werkkarakteristiek aan van de aftakkingsschakelaars F1 tot en met Fn; M' de werkkarakteristiek van de hoofdonderbreker M; 35 en C' de werkkarakteristiek van het relais C.

8105404 - k -

In de zo samengestelde inrichting loopt , . tijdens een normale werking stroom door de hoofdschakelaar M

en de vaste smeltveiligheid PF en door de aftakkingsschakelaars F1, F2, ... en Fn naar de respectievelijke belastingen. Wanneer 5 een kortsluitprobleem optreedt in de keten van de aftakkings- schakelaar F1 wordt de fase van een inwendig element, bijvoorbeeld natrium, dat de vaste smeltveiligheid vormt die op zijn beurt een deel vormt van de stroombegrenzingsketen, veranderd van de vaste fase via de vloeibare fase in de gasfase door de 10 pröbleemstroom Ipros. Als gevolg begint de vaste smeltveiligheid PF, die nu een zeer grote weerstand verschaft met de stroombe-grenzing. Bij deze werking wordt de weerstand van de vaste smeltveiligheid PF groter dan die van de parallelle weerstand R en loopt de probleemstroom dus door zowel de parallelle 15 weerstand R als de vaste smeltveiligheid PF. Dat wil zeggen dat er een stationaire stroom Ipfr loopt. Deze stroom wordt onderbroken door de aftakkingsschakelaar F1 waarbij de hoofdschakelaar M niet bekrachtigd wordt. Wordt dus voortgaand vermogen geleverd aan de andere aftakkingsschakelaars F2 tot en met Fn 20 waarvan de ketens op de juiste wijze werken. Men kan dus zien dat een selectieve onderbreekbare vermogensvoedingsinrichting geleverd is.

In deze inrichting is de werkkarakteristiek van de hoofdschakelaar M zoals getoond in figuur 5 5 dat wil 25 zeggen dat de hoofdschakelaar M een relatief lange tijdlimiet- karakteristiek heeft en ook een korte tijdlimiet werkzame stroom M" heeft welke groter is dan de minimum werkzame stroom C" van het stroomdetectierelais C en een volledige onderbrekings-tijd die langer is dan die van het stroomdetectierelais C.

30 De hoofdschakelaar M is dus zo ontworpen dat hij bij grote stroomwaarden niet sneller zal werken dan het stroomdetectie-relais C.

Het stroomdetectierelais C wordt bediend door de stroom die gedetecteerd wordt door de stroomtransformator CT.

35 Het relais C heeft de karakteristiek C! met korte tijdlimiet 8105404 9r' ·* - 5 - zodanig dat bij grote stroomwaarden de onderbreking F zal werken voor het relais C. Daarom zal het relais C niet werken wanneer de probleemstroom onderbroken wordt door de aftakkings-schakelaar F1, maar hij zal werken voordat de toelaatbare loop-5 tijd van de stroom van de hoofdschakelaar M, de vaste smelt- veiligheid PF en de parallelle weerstand R verloopt wanneer de probleemstroom door blijft lopen gedurende een langere tijd-periode. Dit zal de tripeenheid T bedienen van de hoofdschakelaar M om te zorgen dat de hoofdschakelaar M de probleemstroom 10 onderbreekt.

Zoals blijkt uit de hierboven beschreven beschrijving is de hoofdschakelaar M met de tripeenheid volgens de uitvinding gekoppeld met het stroomdetectierelais C. Daarom kan de tripeenheid T van de hoofdschakelaar M bediend worden 15 door de uitgang van het stroomdetectierelais C. Dus bij de toe passing van een gewone schakelaar en wanneer een passend stroomdetectierelais gekozen of ontworpen wordt is het niet nodig om een speciale werkkarakteristiek te verschaffen voor de schakelaar. Dit resulteert in een aanzienlijke kostenbesparing daar 20 het goedkoper is een relais te verkrijgen met de passende karakteristieken dan om een vermogensschakelaar te wijzigen.

De vermogensonderbrekingsinriehting volgens de uitvinding kan dus gemakkelijk verwezenlijkt worden en heeft lage vervaardigings-kosten en een grote betrouwbaarheid.

25 8105404

Claims

1. Vermogensonderbrekingsinrichting van het soort.met een hoofdschakelaar in serie verbonden tussen een ver-mogensbron en tenminste éên aftakkingsschakelaar, waarbij ieder 5 van de hoofd- en aftakkingsschakelaars respectievelijke maximum tijdlimieten hebben gedurende welke zij een bepaalde stroom zullen geleiden voordat zij deze stroom onderbreken waarbij de tijdlimiet van de hoofdschakelaar groter is dan die van tenminste één aftakkingsschakelaar, met het kenmerk, dat er bedienings- 10 organen aangebracht zijn voor het bedienen van de hoofdschakelaar ingevolge een regelsignaal om te zorgen dat de hoofdschakelaar-stroom die erdoorheen loopt onderbreekt, een aftastorgaan voor het aftasten van de stroom die door de hoofdschakelaar loopt waarbij het aftastorgaan het regelsignaal levert na een maximum 15 tijdlimiet van de afgetaste stroom bij het bepaalde stroomniveau, waarbij de tijdlimiet van het aftastorgaan groter is dan die maar van tenminste één aftakkingsschakelaar/kleiner dan die van de hoofdschakelaar.a

2. Inrichting volgens conclusie 1, 20 met het kenmerk, dat de tijdlimiet van het aftastorgaan inligt tussen die van de hoofdschakelaar en tenminste één aftakkings-schakelaar voor iedere stroomwaarde tot aan een vooruit bepaalde stroomwaarde.

3. Inrichting volgens conclusie 2, 25 met het kenmerk, dat hij een stroombegrenzingsketen bevat in s'erie verbonden tussen de hoofdschakelaar en tenminste één aftakkings schakelaar voor het begrenzen van de maximum waarde van de stroom die door de hoofdschakelaar loopt tot praktisch de vooruit bepaalde stroomwaarde.

30 Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de stroombegrenzingsketen een maximaal toelaatbare tijd heeft gedurende welke hij een bepaalde stroom kan geleiden en waarbij de maximale toelaatbare tijdlimiet voor de een of andere stroom tot aan de vooruit bepaalde stroom groter 35 is dan de tijdlimiet van het aftastorgaan. 8105404 - 7 - ^ ·*

5. Inrichting volgens een van de conclusies 1j 2 of 3s met het kenmerk, dat het aftastorgaan bestaat uit een stroomtransformator die in serie gekoppeld is met de hoofdschakelaar en een stroomaftastrelais voor het aftasten van de 5 stroom die door de stroomtransformator loopt.

6. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het aftastorgaan bestaat uit een stroomtransformator in serie gekoppeld tussen de stroombegrenzings-keten en tenminste^Lftakkingsschakelaar, en een stroomaftast-10 relais voor het aftasten van de stroom door de stroomtransformator.

7· Inrichting volgaas een van de conclusies 1 - b, met het kenmerk, dat tenminste êén aftakkingsschakelaar bestaat uit een aantal schakelaars die niet in serie liggen met elkaar maar ieder in serie zijn met de hoofdschakelaar.

8. Inrichting volgens een van de conclusies 3 of 4, met het kenmerk, dat de stroombegrenzingsketen bestaat uit een parallelle verbinding van een weerstand en een vaste smeltveiligheid.

9. Inrichting in hoofdzaak zoals beschreven 20 in de beschrijving en/of weergegeven in de tekening. 8105404