Sicherheitseinrichtung für elektrische Nehr pha.senanlagen. Bekanntlich stehen die Spannungen der einzelnen verketteten oder unverketteten Pha sen eines Mehrphasensystems, was Grösse und Phasenlage derselben betrifft, in einer ganz bestimmten Beziehung zueinander, welche in der vektoriellen Darstellungsweise durch ein offenes oder geschlossenes Vieleck zum Aus druck gebracht wird, welches für jedes Mehr phasensy stem charakteristisch ist und Span nungsvieleck oder Spannungsbild der betref fenden Stromart genannt werden kann.
Jede Störung des normalen Betriebszustandes än dert mehr oder weniger die Grösse der Span nung und die Phasenlage der Systemspan nungen, oder, vektoriell ausgedrückt, verur sacht sie eine Verzerrung des für das be trachtete System charakteristischen Span nungsbildes.
Gegenstand der Erfindung nun ist eine Sicherheitseinrichtung für elektrische Mehr phasenanlagen, bei welcher die infolge einer Störung eintretende Verzerrung des durch die Spannungen des Systems gebildeten Spannungsvielecks eine Betätigung minde stens eines Relais (Asymmetrie-Relais) her- beiführt, zum Zwecke, durch dieses Relais die Betätigung einer Anzeigevorrichtung bezw. die Abschaltung des beschädigten Teils der Anlage zu veranlassen.
Auf eine Verzerrung des Spannungsbildes des Systems, das heisst auf eine Änderung der Phasenlage der Spannungen wird nun jeder in der Art eines Phasenmessers, Watt meters oder Zählers gebaute elektrodynami sche oder Ferraris-Apparat ansprechen, in welchem beide wirkende Felder von zwei Spannungen erzeugt werden, die zwischen be liebigen Punkten des Systems abgezweigt sind; denn bekanntlich sind alle vorgenann ten Apparate auf Verschiebungen in der Phase der Felder, beziehungsweise der diese Felder erzeugenden Ströme oder Spannungen empfindlich.
Dabei wird man zweckmässig die wirkenden Felder, beziehungsweise die sie erzeugenden Spannungen mit solch einer Phaseneinstellung wählen, dass beim unver- zerrten Spannungsbild die wirkende Kraft Null bleibt oder ein. Maximum ist.
Nachdem von allen Mehrphasensystemen das Drehstromsystenn das weitverbreitetste ist, so werden in der Folge die für Dreh strom geeigneten Anordnungen beispielsweise beschrieben werden. Gleiche Einrichtungen lassen sich jedoch, sinngemäss geändert, auch für alle andern Mehrphasensysteme ver wenden.
Fig. 1 und 2 zeigen die vektoriellen Span nungsbilder einer Dreieckschaltung; Fig. 3 zeigt das Spannungsbild einer Sternschaltung, Fig. 4 das .Schaltungsschema eines Relais, Fig. 5 eine etwas abgeänderte Schaltung, Fig. 6 eine Relaisschaltung für Differen tialschutz, Fig. 7 und 8 schematisch zwei Antriebs arten des vom Relais betätigten Schliess kontaktes, Fig. 9 das Relais in Verwendung bei einer Selektivschutzanlage,
und Fig. 10 eine vollkommenere Ausbildung der Selektivschutzanlage mit Relais.
Das gleichseitige Dreieck RST aus Fig. 1 zeigt die verketteten Spannungen eines Dreh stromnetzes im ungestörten Zustande. Wenn eine Betriebsstörung, zum Beispiel ein Kurz- sehluss zwischen den Phasen S und T ein tritt, so wird dieses Dreieck. seine regelmässige Form verlieren und sich zum Dreieck RS'T' verziehen.
Man erhält nach dem oben beschriebenen Prinzip einen Apparat. welcher auf diese Verzerrung des Dreiecks, also auf die ein getretene Betriebsstörung. anspricht, wenn die zwei Stromkreise eines wie ein Elektro- Dynamometer gebauten Apparates an zwei Spannugen angeschlossen werden, von wel chen eine beispielsweise zwischen R und T, die zweite zwischen S und A abgenommen wird, wobei<I>A</I> die Mitte von<I>RT</I> ist, so dass die Spannung SA im normalen Zustand um 90 gegen die Spannung<I>RT</I> verschoben ist.
Angenommen, dass die Felder im Apparat gleichen Phasenunterschied zeigen wie die sie erzeugenden Spannungen, was durch be kannte Anordnungen auch immer erreicht werden kann, so wird in dem, wie beschrie ben, angeschlossenen Elektro-Dynamomete- im normalen Betriebszustand keine Kraft wirkung entstehen, weil eben die wirkenden Felder, beziehungsweise die dieselben erzeu genden Spannungen rechtwinklig zueinander stehen.
Erst in dem Augenblick, wo sich wegen der eingetretenen Betriebsstörung das Span nungsbild zum Dreieck RS'Z" verzerrt hat, schliesst die Spannung S'-,1' mit der Span nung 12T' einen Winkel S'A'T', der kleiner als 90 ist, ein, so dass zwischen den beiden Feldern eine Kraft wirken kann, welche das Relais zum Ansprechen bringen wird.
Im Falle eines Apparates nach dem Fer- raris-Prinzip muss berücksichtigt werden, dass das grösste Drehmoment gerade bei recht winkligen Feldern entsteht. Deshalb muss hier einem der zwei Felder eine künstliche Phasenverschiebung von 90 oder auch bei den Feldern solche zusätzliche Phasenver- sehiebunaen gegeben werden. so dass, obwohl die dieselben erzeugenden Spannungen recht winklig zueinander stehen, die Felder selbst 0 oder 180 Phasenverschiebung bekommen, wodurch erreicht wird, dass im ungestörten Betriebszustande keine Kraftwirkung ent steht.
Wie leicht einzusehen ist. wird das Re lais in gleicher Weise auch im Falle eines Kurzschlusses zwischen. S und R, sowie bei ieder andern als der in Fig. 1 gezeichneten Verzerrung des Spannungsbildes wirken, denn nur im unversehrten gleichseitigen Dreieck besitzt die Mittellinie SA die Eigen schaft, auf dem Schenkel RT rechtwinklig 7u stehen.
Tm Falle eines Kurzschlusses zwischen R und T wird sich das Dreieck derart ver zerren, dass dasselbe zum gleichschenkligen Dreieck SR'T' mit der Basis 12'T' werden wird. Nachdem in diesem Falle die Mittel linie<I>SA'</I> auf R'T' rechtwinklig bleibt, würde das Relais nicht ansprechen (Fig. 2).
Um nun auch diesen und somit alle Verzerrungs fälle mit dem Relais erfassen zu können, muss noch ein zweites Triebsystem vorgese hen werden, welches einerseits zwischen S und<I>T,</I> anderseits zwischen B und B ange schlossen wird, wobei B ein Punkt in der Mitte von ST ist. Auf den Sonderfall der dreiphasigen Kurzschlüsse wird später be sonders eingegangen.
Ein Relais der beschriebenen Art kann als Asymmetrierelais bezeichnet werden, und bei Vorhandensein von zwei Triebwerken, was, wie vorstehend dargelegt, zweckmässig erscheint, wird es in der Folge zweipoliges Relais genannt werden.
Die Mittelpunkte A und B lassen sich in bekannter Weise mittelst zwischen R und <I>T</I> bezw. S und<I>T</I> angeschlossenen Wider ständen oder Drosselspulen mit einer An zapfung in der Mitte gewinnen. Bei Iloch- spannungsanla.gen, wo die Anschlüsse über Spannungswandler erfolgen, lassen sich die ,j-orgenannten Mittelpunkte A und B von (einer Anzapfung in der Mitte der Sekundär wieklungen der Spannungswandler abnehmen.
Wenn statt des Dreiecks ein Dreistern als Spannungsbild des Drehstromes betrach tet wird, so lassen sich, wie aus Fig. 3 er sichtlich, die zwei aufeinander senkrecht ste hender. Anschlussspannungen des Relais einerseits zwischen den Phasen B und T, anderseits zwischen der dritten Phase S' und dem Nullpunkte 0 gewinnen. Im Störungs falle deformiert sich der Dreistern zu RS"T', . der Nullpunkt kommt nach 0', S'0' ist nicht mehr rechtwinklig auf RT'. somit wird das Relais ansprechen. Auch bei dieser Ausfüh rung sind zweckmässig zwei Triebsysteme zu verwenden, um alle möglichen Verzerrungs falle des Dreisterns erfassen zu können.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich als eine wei tere Anschlussmöglichkeit des Relais die Ver wendung des in der Anlage vorhandenen oder eines auf bekannte Weise hergestellten, künstlichen Nullpunktes.
Die vollständige Schaltung eines zwei poligen Relais der in Fig. 2 beschriebenen Art ist beispielsweise in Fig. 4 schematisch wiedergegeben. Die Anordnung ist in der Annahme der Verwendung von in der Mitte angezapften Spannungswandlern skizziert worden. An die drei Leitungen BST sind die Spannungswandler 1. und 2 angeschlos sen. An die Sekundärwicklung jedes Span- nungswandlers ist die eine Relaiswicklung 3 bezw. 4 angeschlossen, während die zweiten Relaiswicklungen 5 und 6 an den Mittel punkten A und B der Sekundärwicklungen liegen.
Die Notwendigkeit, besondere Wider stände, Drosselspulen, künstliche Nullpunkte oder auch nur sekundär angezapfte Span- nungswandler zu verwenden, dürfte lästig empfunden werden. In einer besonderen Aus führungsform lässt sich dieser Nachteil ver meiden. Es genügt hierfür, die Anschluss punkte A und B der Wicklungen 5 und 6 auf den zwischen den Phasen angeschlosse nen Wicklungen 3 und 4 des Relais selbst zu suchen, denn diese Wicklungen wirken spannungsteilend, und es kann jede beliebige Anzapfspannung von denselben abgenommen werden.
Das Schaltungsschema eines zwei poligen Relais in dieser Ausführungsform im Anschluss an gewöhnliche Spannungswandler zeigt Fig. 5. Die zwei Triebsysteme des Relais können hierbei als selbständig oder mechanisch verbunden gedacht werden.
Was die Weiterwirkung auf die Steue rung der Schalter der Anlage betrifft, so kann dieselbe vom beschriebenen Relais für sieh allein oder nach bekannter Weise in irgend einer passenden Zusammenschaltung mit andern Hauptstrom-, Spannungs-, Rich- tungs-, Erdschluss- oder Zeitrelais erfolgen, mit welchen gegebenenfalls das Relais auch mechanisch zusammengebaut werden kann.
Charakteristisch für das Asymmetrierelais in der Form, wie es bisher beschrieben wurde, ist, dass im normalen Betriebszustande sich keine Triebkräfte entwickeln können und dieselben erst im Störungsfalle entstehen. Es kann aber die Anordnung auch so ge troffen werden, dass die Triebkräfte im nor malen Betriebszustande am stärksten aus gebildet sind, aber durch eine passende Ge- genkraft, wie zum Beispiel Feder, Gegen gewicht usw., aufgewogen werden. Hierfür ist erforderlich, dass bei nach dem elektro dynamischen Prinzip gebauten Relais den wirkenden Feldern eine zusätzliche, künst liche 90 ige Phasenverschiebung gegeben wird.
Bei Ferraris-Instrumenten müssen bei dieser Ausführungsart die wirkenden Felder im normalen Betriebszustand rechtwinklig zueinander stehen bleiben, wie die sie er zeugenden Spannungen.
Das Hauptanwendungsgebit der Erfin dung bildet der selektive Überstrom- und Erdschlussschutz von Leitungsnetzen, der 'E@7indungsschlussschutz von Generatoren, der Differentialschutz von Transformatoren, der Motorschutz gegen Überstrom und Ausbleiben einer Phase, als Störungsmelder für an Span- nungswa.ndlern angeschlossene Einrichtungen, sowie als Anzeiger oder Messinstrumeni: für Asvmmetrien in elektrischen Anlagen.
Die Anwendung des angegebenen Relais zum selektiven Überstrom- und Kurzschluss- schut7 ergibt sieh aus der Überlegung, dass in einer Anlage gewisser Ausdehnung die Verzerrung des Spannungsbildes desto grö sser wird, je mehr man sich der Störungs stelle nähert. So wird ein Relais, welches auf diese Verzerrung anspricht, desto stär ker bezw. rascher wirken, je näher es der Störungsstelle liegen wird. Somit wird ein solches Relais ohne jede Zutat selektiv sein.
Um ein insbesondere auf Erdsehluss an sprechendes Relais zu bekommen, werden die Feldwichlungen desselben mit einem Ende an Erde und mit dem andern an je eine Phase angeschlossen. Den wirkenden Trieb felde-n wird dabei eine solche Phasenein stellung gegeben, damit bei um 120 phasen verschobenen Anschlussspannungen die wir hende Kraft Null bleibt (beziehungsweise ein Ma,Yimum ist). Um die Anlage gegen Erdschluss in jeder der drei Phasen zu schüt zen, ist erforderlich, dass drei wechselweise zwischen je einem Phasenpaar und Erde an geschlossene Relais verwendet werden.
Die Wirkung des Asymmetrierelais in dieser Ausführung und Anwendungsform ergibt sich wie folgt: Ist die Einlage von der Erde gut isoliert, so beträgt der Phasen winkel der Anschlussspannungen 120 (den Sternpunktwinkel) und ist nach obigem die Kraftwirkung im Relais gleich Null. Tritt Erdschluss einer Phase ein, so verlagert sich der Nullpunkt des Systems nach der erd- gesch.lossenen Dreieckspitze zu.
Hierdurch wird der Anschlusswinkel der zwei Relais- strompfa,de kleiner als 120 ; gleichzeitig werden auch die tätigen Spannungen grösser, weil sich dieselben der verketteten Spannung i,ä,hern. Eine nveifache Ursache, welche im Relais eine Kraftwirkung hervorbringt.
Bei sattem Erdschluss und am nächsten der Erdschlussstelle werden die Anschluss- spa.nnungen gleich der verketteten Spannung der Phasenwinkel derselben wird gleich 60 (der Dreieckspitzenwinkel). Die Kraftwir kung im Relais erreicht dann ihren höchsten Wert. Das Relais ist also geeignet, Erd- schlüsse, und zwar selektiv, anzuzeigen, nachdem es mit zweifach potenzierter Wir kung am nächsten der Erdschlussstelle am raschesten ansprechen wird.
In passender Schaltung lässt sich das Asymmetrierelais auch für einen Differen- iialschutz, insbesondere von Transformatoren verwenden. Nach den bekannten Differen- tialschutzanordnungen werden bei Transfor matoren die primär- und sekundärseitigen Ströme oder Energien untereinander ver glichen.
Man kann Transformatoren auch durch Vergleich der anfangs definierten Span nungsbilder auf der Primär- und Sekundär seite schützen. Liegt nämlich keine Störung im Transformator selbst vor, so werden die Spannungsbilder vor den Oberspannungs- klemmen und hinter den Unterspannungs- klemmen untereinander geometrisch ähnlich sein. Eine auch grössere Störung in einem der Aussenkreise wird in diesem Kreise eine Ver zerrung des Spannungsbildes verursachen, welche jedoch, durch den Transformator über tragen, sich im zweiten Transformatorkreis genau gleich wieder finden wird.
Erst im Falle eines innern Defektes im Transforma tor werden die Spannungsbilder auf der Pri mär- und auf der Sekundärseite Unterschiede gegeneinander zeigen, welche durch das Asymmetrierelais erfassbar sind.
Zu diesem Zwecke kann dieses Relais zwei verschiedene Ausführungsformen er halten. Nach der einen Ausführungsart wer den zwei (zweckmässig zweipolige) Relais, jedes für sich, wie früher beschrieben, auf je einer Transformatorseite angeschlossen. Die Triebwerke der Relais werden aber zu- sammengek,uppelt oder sonstwie mechanisch derart untereinander verbunden, date bei gleichsinniger Verzerrung der Spannungs bilder die einzelnen Triebwerke, die an. der Primär- und Sekundärseite angeschlossen sind, ungleichen Drehsinn bekommen.
Sind die Verzerrungen der Systembilder primär und sekundär gleich, liegt also kein Fehler im Transformator selbst, so wird bei geeig neter Einstellung der zusammengekuppelten Triebwerke keine resultierende Drehkraft entstehen. Erst im Falle einer Störung im Transformator werden die Spannungsbilder auf der Ober- und Unterspannungsseite un gleich verzerrt (unähnlich) werden, eines der Triebwerke wird das andere überwiegen und das zusa.mmen.gekuppelte Doppelrelais zum Ansprechen bringen.
Nach einer zweiten Ausführungsart kann man ein einziges (z# v ecl@mässig zweipoliges) Relais anwenden, ,jedoch gemischt auf der Primär- und auf der Sekundärseite des Trans formators an sehliessen, und zwar bei Induk tionsrelais an gleiehphasigen, bei dy namo- metrisehen Relais an senkrecht aufeinander stehenden Spannungen.
Bei dieser Schaltung vrird das Relais, solange im Transformator kein Defekt vorliegt und die Spannungs bilder primär und sekundär geometrisch ähn- lieh bleiben, in Ruhe verharren. Im Störungs falle aber werden die aufeinander wirkenden, die eine von der Primär-, die andere von der Sekundärseite entnommenen Spannungen (be- ziehun,sweise die von denselben erzeugten Felder) nieht mehr jene Phasenlage gegen einander besitzen, welche ein Drehmoment 2Null liefert:, und werden das Relais zum An sprechen bringen.
Bei Transformatoren gemischter Schalt art muss durch entsprechenden Anschluss oder Innenschaltung der Relaiswicklungen oder gleichwertiger Verschiebung der Felder im Relais selbst gesorgt werden, dass im un gestörten Betriebszustande kein Drehmoment in dem Relaistriebwerk entsteht.
Mit den Indices 1 und 2 seien in Fig. 6 die Primär- und Sekundärkreise eines Trans formators in Stern-Sternschaltung bezeich net; an dem Transformator könnte nun bei spielsweise ein zweipoliges Relais in dyna mometrischer Bauart, unter Anwendung des Transformatornullpunktes zum Differential schutz des Transformators wie folgt ange schlossen werden: Erstes Triebwerk: Wicklung 3 an R, T,., Wicklung 5 an ,SZ O2; Zweites Triebwerk:
Wicklung 4 an Sl T1, Wicklung 6 an R2 O2.
Dasselbe Prinzip der Verzerrung des Spannungsbildes lässt sich unter Anwendung des auf diese Verzerrung ansprechenden auch zum Schutze von Mehrphasenmotoren gegen Ausbleiben einer Phase nach folgen der Überlegung verwenden: Im normalen Be- triebszust.ande bilden beispielsweise bei Dreh strom die drei einem Motor auferlegten Span nungen ein gleichseitiges Dreieck. Wird eine Phase unterbrochen, so wird in dieser Phase durch Generatorwirkung des einphasig wei terlaufenden Motors eine Spannung rück erzeugt, die kleiner ist als die Spannung der andern angeschlossen gebliebenen Phasen.
Diese rückerzeugte Spannung wird sich des wegen mit den andern zwei Spannungen zu einem ungleichseitigen Dreieck schliessen, in welchem die Mittellinien nicht mehr die Eigenschaft besitzen werden, auf dem zu gehörigen Schenkel rechtwinklig zu stehen.
Ist nun das Relais- zum Beispiel in der Ausführung und Schaltung nach Fig. 5 an den Motorklemmen angeschlossen, so wird dasselbe im normalen Betrieb, unbeeinflusst von Spannungsschwankungen im Netz und dem Belastungszustand des Motors, ruhig bleiben, um aber sofort bei Unterbrechung einer Phase wegen Verzerrung seines An schlussdreiecks anzusprechen und weiter in bekannter Weise die Ausschaltung des Mo tors zu veranlassen. Damit das Relais bei Unterbrechung irgend einer der Motorphasen gleich sicher anspricht, muss ein zweipoliges Relais, geschaltet nach Schema Fig. 2, Ver wendung finden.
Dieses Phasenunterbrechungsrelais kann auch zu einem Überstromrelais erweitert wer den und somit zu einem vollständigen Motor schutzrelais bezw. Motorschutzauslöser aus gebildet werden. Zu diesem Zwecke werden in zwei der drei Stromzuleitungen (bei Dreh strom) je eine Drosselspule vor den Anschluss punkten des Asymmetrierelais eingeschaltet. Diese Drosselspulen verursachen Spannungs abfälle in den zwei Motorzuleitungen, in wel chen sie eingeschaltet sind, wodurch das Spannungsdreieck hinter ihnen verzerrt wird.
Diese Drosselspulen werden derart bemes sen, und die Asymmetrietriebwerke werden mit einer solchen Unempfindlichkeit aus geführt, dass, soweit die normal zulässige Stromstärke nicht überschritten wird, das Relais noch nicht anspricht. Bei Überlastung oder Motordefekt steigen die Ströme in den Drosselspulen, hierdurch auch die durch die selben verursachten Spannungsabfälle, bis das hinter die Drosselspulen angeschlossene Asymmetrierelais wegen Verzerrung des An schlussspannungsdreiecks ansprechen wird. Damit bei höheren Anlaufströmen das Re lais nicht ebenfalls anspricht, ist erforder lich, die Triebwerke mit Verzögerungsein richtungen zu versehen.
Ist an die Sekundärklemmen einer Span nungswandlergruppe ein Asymmetrierelais, wie hier angegeben, angeschlossen, so wird eine Unterbrechung oder sonstige Störung in der Spannungswandlergruppe sofort ange zeigt werden und somit die dadurch an Zäh lern, Wattmetern, Spannungsrelais usw., welche an diese Spannungswandler ange schlossen sind, eintretenden Betriebsstörun gen vermieden werden. Die Anwendbarkeit des angegebenen Asymmetrierelais zum Schutze gegen Win- dungsschluss in Generatoren ergibt sich ohne weiteres aus der Überlegung, dass in einem solchen Störungsfalle das Spannungsdreieck an den Klemmen des Generators verzerrt wird.
Für manche der vorstehend beschriebe nen Anwendungen wird zweckmässig sein, das Relais in Ferraris-Bauart mit einer Ver zögerungseinrichtung, am einfachsten mit- telsl, einer die Triebscheibe selbst beeinflus senden Wirbelstrombremse zu versehen.
Für den Selektivschutz von Leitungs netzen werden die in Ferraris-Bauart aus geführten Asymmetrierelais zweckmässig ohne jede zusätzliche Bremseinrichtung ein gerichtet werden, so dass nur das bremsende Drehmoment der Wechselfelder zur Wirkun- kommt. Derart erreicht man eine für einen Selektivschutz günstige, beinahe geradlinige Zeitcharakteristik des Relais.
Bei den zusammengekuppelten, zweipoli gen Relais oder den doppelten Relais für Differentialschutz könnten die einzelnen Triebwerke auf eine gemeinsame Achse di rekt aufgebaut werden, oder aber auch ge trennte Achsen besitzen und mittelst Seil schnüren und kleinen Seilscheibchen verbun den werden. Je nach dem Sinne der Ver zerrung des Spannungsbildes wird das Re laistriebwerk eine Drehung nach rechts oder nach links ausführen, was Schliesskontakte nach beiden Drehrichtungen erforderlich macht. Man kann aber auch mit einem ein zigen Schliesskontakt auskommen, wenn zum Kontaktschliessen ein Schnurantrieb nach Fig. 7 verwendet wird.
Wie aus dieser Fi gur ersichtlich, bleibt die Bewegung des Schliesskontaktes 7 die gleiche, unabhängig von der Drehrichtung der Triebachse 8, weil sich, unabhängig von dieser Drehrichtung, die Schnur 9 um die. Achse umwickelt und den Kontakt nach derselben Richtung zieht.
Werden die zwei Triebwerke eines zwei poligen Relais zusammengekuppelt, so muss hei der Ausführung der innern und äussern Anschlüsse darauf geachtet werden, dass die zwei Triebwerke sieh unterstützen und nicht gegeneinander wirken. Derart ist man sicher, in allen Fällen die grössten Drehkräfte zu be kommen. Die möglichen Verzerrungen und Verdrehungen des Spannungsbildes können aber im Störungsfalle so viel Verschieden heit zeigen, dass es ausgeschlossen erscheint, in allen: Fällen gleichsinnige Drehrichtungen der zwei Triebwerke zu erhalten.
Vielmehr ist zu erwarten, da.ss unübersehbare Verzer rungen des Spannungsdreiecks eintreten, bei welchen, ivie bei einer Zweiwattmeter-Schal- tung, die zwei Triebwerke nach verkehrten Richtungen ausschlagen.
Um das zu vermei den, wird statt einer gewöhnlichen Zusam- nieril@upplung der Triebwerke eine Verbin- < luny derselben vorgeschlagen, wie sie in der Fig. 8 schematisch angezeichnet ist.
Die mechanisch nicht gekuppelten Trieb werke<B>10</B> und 11. ziehen beide mittelst eines leichten Schnur 1 2 an einer einzigen Kon taktfeder 1.3, jedoch nicht direkt etwa an einem Haken derselben, sondern über eine kleine Seilrolle 14, welche an dieser Kontakt feder befestigt ist. Die Enden der Seilschnur sind an den zwei Triebwerksachsen in ml.i- cherWeise wie in Fig. 7 befestigt und die Schnur führt von einer Triebachse übf-r die Seilrolle zu der andern.
Es ist nun aus dieser Figur ohne wei teres ersichtlich, dass, welches auch die Dreh richtung jedes Triebwerkes für sich sei, die Antriebe derselben sich immer addieren und eine gleichgerichtete Bewegung des Schliess- kontaktes verursachen, wobei noch die bei den Triebwerke völlig selbständig, ohne sich irgendwie gegenseitig zu stören, laufen können.
Für manche Zwecke wäre eine einfach schwingende und nicht rotierende Trieb scheibe zweckmässig. Um ein solches Relais ohne Lager und sich drehende Teile zu be kommen, genügt es, die Triebscheibe an einem schwingenden Arm zu befestigen. Ist die Triebscheibe in das treibende Feld der Relais- triebkerne eingesetzt, so wird sich, weil sich die 'Triebscheibe nicht drehen kann, nur noch eine Tangentialkraft am äussern Rande üerselben entwickeln können, welche eine Ab lenkung der Scheibe samt Arm an der ent sprechenden Seite hervorrufen wird.
Bei die ser Ausführungsart kann die Triebscheibe zweckmässig zu einem Sektorstück reduziert werden, so gross, als es erforderlich ist, um vom treibenden magnetischen Fluss durch flutet werden zu können. Derart bekommt man ein besonders einfach und kompendiös gebautes Relais.
Wie bereits angedeutet wurde, kann das angegebene Asymmetrierelais für den Selck- tivschutz von Leitungsnetzen verwendet wer den, ohne dass es hierfür erforderlich ist, die einzelnen Relais je nach den Betriebsver hältnissen am Aufstellungsorte besonders zu wählen und einzuregulieren;
vielmehr werden immer alle verwendeten Relais vollstündig gleich ausgeführt sein können und wird sieh die verfolgte Staffelung in den Schlusszeiten der einzelnen Relais von sich ergeben nach der Grösse der Verzerrung des Spannungs bildes an der betreffenden Anschlussstelle.
Der Hauptstrom der Anlage wurde bis jetzt in keiner Weise für die Wir kung des Relais einbezogen, infolgedessen braucht das Relais auch eines ausgespro chenen Überstromes nicht, um anzuspre chen, wenn nur eine genügende Spannungs verzerrung an der Relaisstelle entsteht. Hieraus ergibt sich die weitere wertvolle Eigenschaft des Asymmetrierelais, noch dann zu wirken, wenn, wie es zum Beispiel in grossen Netzen oft vorkommt, in später Nachtstunde die verminderte Kraftwerksleistung nicht ausreicht, uni starke Überströme ins Netz zu schicken.
In gegebenen Fällen kann aber auch vom Überstromprinzip für den Schutz der Anlage Gebrauch gemacht werden, in welchem ll'alle dem Asymmetrierelais die Rolle eines Zeit gebers gegeben wird. Die Wirkung des Asymmetrierelais ist dann in dieser Anord nung einem Spannungsabfall-Selektivrelais analog.
Hier wird der Spannungsabfall aus- genützt, um die passende Staffelung in den Auslösezeiten von getrennten Überstromrelais zu erreichen; dort wird die Verzerrung des Spannungsbildes zu demselben Zweck airge- wendet.
Demzufolge wird das angegebene Asym- metrierelais nach sonst bekannten Anordnun gen wie die gewöhnlichen Spannungsabfall- relais mit Relais anderer Art kombiniert werden können.
Vor allem wird dieses Re lais mit Hauptstromsolenoiden bezw. mit Hauptstromrela.is ohne Zeitverzögerung zu sammengeschaltet, gegebenenfalls auch zu sammengebaut werden können. Fig. 5 zeigt als Beispiel die vollständige Schaltung des aus drei Hauptstromsolenoiden, je eines in jeder Phase, und einem zweipolien Asym- metrierelais zusammengestellten" Selektiv schutzes einer Drehstromleitung.
In dieser Figur bezeichnen 15 Stromwandler, 16 Span nungswandler, 17 Ülschalter, AB ein zwei poliges Asymmetrierelais, 18 ülschalteraus- löser, 1;3 drei Hauptstromsolenoide mit de ren Schliesskontakten und 20 den Hilfsstrom kreis.
Soll die Wahl der auszuschaltenden Lei tung auch nach der Energierichtung erfol gen, so ist mit den Schliesskontakten der Hauptstromsolenoide und des AsymmAtrie- relais noch der Schliesskontakt eines Rich tungsrelais hintereinander zu schalten. In dieser Schaltung wirken die Hauptstrom solenoide als Überstromkontaktgeber ohne Wirkverzögerung, das Richtungsrelais dient zur näheren Auswahl der Leitung, indem es je nach der Energierichtung die Schalteraus lösung sperrt oder freilässt und das Asym- metrierelais als Zeitgeber wirkt.
In einer Station mit mehreren abgehenden Leitungen kann ein einziges Asymmetrierelais als Zeit geber für beliebig viele Leitungsendeir die nen, die nur noch ihre besondere Überstrom-, eventuell auch Richtungsrelais bekommen.
Trotzdem anfangs behauptet wurde, dass mit einem zweipoligen Asymmetrierelais alle Störungsfälle erfassba.r sind, so wurde doch ein Sonderfall übergangen, und das ist der Fall eines genau gleichen Kurzschlusses zwi- ächen allen drei Phasen (eures Drelrstrorn- :ystems), bei dem zwar die drei Spannungen zurückgehen würden, jedoch in gleichem Masse, so dass das Systembild zwar in klei nerem Massstabe, -aber unverzerrt weiter be stehen würde.
Das angegebene Asymrnetrie- relais, welches nur durch Änderung der Win kelverhältnisse der Spannungen zum Anspre chen gebracht wird, wird in diesem Falle versagen.
Um nun die Anlage gegen die Folgen des möglichen Versagens des Asymmetrie- relais in den allerdings seltenen Fällen equi- librierter dreiphasiger Kurzschlüsse zu sichern, mass eine besondere Vorkehrung ge troffen werden. Diese besteht in einem Zeit kontakt, welcher dem Schliesskontakt des Asymmetrierelais parallel geschaltet wird. Dieser Zeitkontakt erhält eine feste, längere Laufzeit, welche der höchstzulässigen Dauer des Überstromes entsprechen soll.
Alle von dem Asy mmetrierelais in den normalen Fäl len zu bewirkenden Schliesszeiten müssen unter der Schliesszeit dieses Hilfszeitkontak- tes bleiben. :
Sollte im Falle eines equilibrier- ten dreiphasigen Kurzschlusses oder irgend einer andern Ursache das Asymmetrierelais versagen, so wird nach Ablauf der ein- gestellten Ma.xima.lzeit das Hilfszeitrelais die Rolle desselben übernehmen und durch sei nen dem Asymmetrierelais parallel geschal- ten Hilfskontakt die Schalterauslösung be wirken.
Zu vorstehend angegebenem Zweck kann vor allem ein ganz getrenntes Zeitrelais be kannter Bauart in Anschluss an den Hilfs stromkreis (Auslösestromkreis) verwendet werden, das bei jedesmaligem Ansprechen eines der llauptstromsoleiloide bezw. Haupt stromrelais, die mit dem Asymmetrierelais zusammengeschaltet sind, durch einen Ililfs- kontakt, mit. dem diese Hauptstromrelais ver sehen sind, in Gang gesetzt wird.
Es ist nicht mehr als ein Zeitrelais für eine Leitung bezw. eine Gruppe von Leitungen, welche an derselben Sammelschiene angeschlossen sind, erforderlich. Die Hilfskontakte der Haupt- stromsolenoide bezw. der Hauptstromrelais, mittelst welchen das Zeitrelais in Gang ge setzt wird, sind alle parallel oder auch hin tereinander zu schalten; der als Sicherheits kontakt wirkende Schliesskontakt des Zeit relais ist dem Schliesskontakt des Asym- metrierelais parallel zu schalten.
Der angegebene Hilfszeitkontakt kann aber auch mit den Hauptstromsolenoiden zu sammengebaut und von denselben mechanisch oder elektrisch angetrieben werden. So kann dieser Kontakt von einem Hilfstriebwerk mit Hemmung, zum Beispiel mit Windrad oder Wirbelstrombremse, betätigt werden, welcher vom ITauptstromsolenoidkern bei seiner Bewegung in Schwung gesetzt wird.
Elektrisch kann das Hilfszeittriebwerk mittelst einer Sekundärwicklung auf den Hauptstromsolenoid, welches auf einem be sonderen, stark gesättigten Eisenkern (wie bei den Stromwandlern mit Mehrfachkernen) angebracht ist, betätigt werden.
Der stark gesättigte Eisenkern dieser Wicklung soll die Kraftwirkung auf das Triebwerk des Hilfszeitkontaktes von der Höhe des Über stromes unabhängig machen. Fig. 10 zeigt als Beispiel die Schaltung eines vollständigen Selektivschutzes einer Drehstromleitung mit Ha.uptstromrelais, Richtungsrelais, ein zwei poliges A'symmetrierelais als Zeitgeber und ein zu diesem parallel geschaltetes, getrenn tes Zeitrelais.
Durch die Spannungswandler 16 ist das zweipolige Asymmetrierelais <I>AR</I> an die Drehstromleitung RS'T angeschlossen. An die Stromwandler 15 sind die Hauptstrom relais 19 und das Richtungsrelais RR an geschlossen. Parallel zu dem Asymmetrie relais<I>AR</I> liegt das Zeitrelais ZR, das durch einen besonderen Hilfsstromkreis 21 betätigt wird, der durch die Hilfskontakte 22 bei Be tätigung irgend eines der Ilauptstromrelais 19 geschlossen wird.
Im Anslösestrom 20, der den (Ölschalter 17 betätigt. liegen in Serie die zueinander parallel geschalteten Asym metrie- und Zeitrelais<I>AR</I> und ZR, das Rich tungsrelais RR und die Hauptschliesskontakte der Hauptstromrelais 1.R.