DE920382C

DE920382C - Relaisanordnung fuer UEberstromzeitschutz in Wechselstromanlagen

Info

Publication number: DE920382C
Application number: DEP9735A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing Geise
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1954-11-22

Description

Relaisanordnung für Uberstromzeitschutz -in Wechselstromanlagen Für den Überstromzeitschutz elektrischer Wechselstromanlagen und Maschinen werden oft Relais benutzt, bei denen die Überstromrelais mit Hilfe von Gleichstrom ein Zeitwerk betätigen. Diese Gleichstromzeitrelais enthalten uhrenartige Hemmwerke, welche für ein gutes Arbeiten eine sorgfältige Pflege notwendig machen.
Es ist seit langem bekannt, für bestimmte Anwendungsgebiete, insbesondere für kleine Abnehmerstationen, den Gleichstrom aus der eigentlichen Zeitmotoranordnung zu entfernen (Austauschbarkeit) und den Ablauf der Relais nur durch den Wechselstrom vorzunehmen.
Dabei wird von guten Schaltrelais verlangt, d.aß sie nur oberhalb einer gewissen Stromstärke zum Ablauf kommen (Anregestrom) und dann eine völlig stromunabhängige Ablaufzeit haben.
Da ein Hilfsgleichstrom vermieden werden soll, war man bei den bisher gebräuchlichen Anordnungen gezwungen, zwischen die Überstromanregeglieder und das Zeitlaufwerk eine mechanische Kupplung oder Verriegelung zu legen, um zu gewährleisten, daß bei Strömen unterhalb der Anregegrenze das Zeitlaufwerk durch den Wechselstrom nicht bewegt wird. Diese mechanische Kupplung oder Verriegelung ist jedoch schwierig zu bauen, und sie soll durch elektrische Kontakte ersetzt werden.
Man kann bekanntlich für den Kurzschlußschutz nicht die Netzwechselspannung benutzen, da diese bei Kurzschluß zu Null werden kann. Da die meist verwendeten und hier in Betracht gezogenen genauen Überstromrelais klein sind und auch nur schwache Kontakte haben, kann man auch nicht ohne weiteres die Spannung an den offenen Klemmen eines Zwisdhenwanidlers abnehmen, da bei hohen Kurzschlußströmen dann die schwachen Relaiskontakte durch die hohe Spannung gestört würden. Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wechselstromzeitmotor unter Vermeidung einer mechanischen Verriegelung (Kupplung) über die schwachen Kontakte von Überstromrelais an die Sekundärwicklung eines kleinen Zwischenwandlers angeschlossen ist, der seinerseits aus dem Wandlerstrom (Stromwandler) der Anlage gespeist ist. Besonders zuverlässig ist die neue Anordnung, wenn der Zwischenwandler so weit verkleinert ist und seine Wicklungen und sein Eisen so klein bemessen sind, daß bei einer für den Synchronmotor noch gerade ausreichenden Antriebsleistung (einige VA) die Spannung an seinen offenen Klemmen beim Anregestrometwa 2o V beträgt.
Es hat sich nämlich gezeigt; daß man für ein auf die Dauer zuverlässiges Arbeiten so kleiner Kontakte eine Spannung von mindestens etwa 2o V verwenden muß. Bei sehr hohen Kurzschlußströmen besteht ohne diese besondere Vorsicht beim Bemessendes Gerätes die Gefahr, daß die Spannungsspitze trotz eintretender Wandlersättigung immer weiter wächst, die Kontakte also nicht mehr löschen, da die Spannungsspitze an sich nur durch die Änderungsgeschwindigkeit beim Stromnulldurchgang gegeben ist.
Durch die kleine Bemessung des Zwischenwandlers und durch die Wirbelstromerscheinun!gen in seinen Blechen wird zugleich die Spannung bei hohen Strömen auf den für die Kontakte zulässigen Betrag von größenordnungsmäßig ioo V gehalten.
Gemäß,der weiteren Erfindung braucht man nun nicht für jede Phase einen Zwischenwandler und ein Zeitlaufwerk, sondern es wird ein einziger Synchronmotor benutzt, welcher durch das in jeder Phase befindliche überstromrelais an die Zwischenwandlerspannung gelegt werden kann. Der Zwischenwandler selbst kann dabei in einer der bekannten Schaltungen, z. B. der sogenannten Kreuzschaltung oder einer ihrer Abwandlungen, von den Strompfaden aus gespeist werden.
Die Zeichnung zeigt eine solche Anordnung. i, ia, ib sind die Stromwandler in den Phasen R, S, T der Hochspannungsleitung. 2 ist der Leistungsschalter; der über die neue Relaisanordnung betätigt werden soll. 3 ist die Auslösespule für diesen Schalter. Die Stromwandler speisen über die Spulen der überstromrelais 4, 5, 6 den Zwischenwandler 7. Dieser Wandler ist in dem Bild mit seiner Primärwicklung 8 so geschaltet, daß er über die Wicklungsteile 811 und 8b von der Differenz der Phasenströme R und T erregt wird (entsprechend der sogenannten Kreuzschaltung), in dem Nullstromkreis liegt ein weiterer Wicklungsteil 8c, so daß auch bei Erdkurzschlüssen eine Erregung stattfindet.
Diese an sich bekannte Wandlerschaltung kann auch :in Abänderungen verwendet werden. Die dünndrähtige Sekundärwicklung 9 dieses Zwischenwandlers führt über die parallel geschalteten Kontakte io, i 1, 12 der überstromrelais 4, 5, 6 zu dem Synchronmotor 13; welcher mit Hilfe eines Kontaktes 14 den Auslösemechanismus des Schalters betätigt.
Für diesen Auslösekreis des Leistungsschalters 2 kann man Gleichstrom verwenden. Man hat -dann den Vorteil, daß man in dem eigentlichen Relaisgehäuse keinen Gleichstrom hat, sondern in allen Stationen gleichartige austauschbare Relais bekommt, auch bei verschiedener Batteriespannung. Es ist aber auch möglich, wie dies z. B. bei vielen kleinen Stationen erwünscht ist, überhaupt ohne Gleichstrom zu arbeiten und über den Kontakt 14 -die Spule 3 ebenfalls mit Wandlerstrom auszulösen, wobei dieser Wandlerstrom in an sich bekannter Weise aus einem weiteren, aber recht kräftigen Zwischenwandler gewonnen werden muß, der ebenfalls von dem Hauptstromwandler gespeist wird.
Die hier dreipolig gespeiste Anordnung kann natürlich auch ein- oder zweipolig hergestellt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Relaisanordnung für überstromzeitschutz in Wechselstromanlagen mit einem Wech.selstromzeitmotor zur mittel- oder unmittelbaren Betätigung des Hauptschalters; dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromzeitmotor unter Vermeidung einer mechanischen Verriegelung (Kupplung) über die schwachen Kontakte von Überstromrelais an die Sekundärwicklung eines kleinen Zwischenwandlers angeschlossen ist, der seinerseits aus dem Wandlerstrom (Stromwandler) der Anlage gespeist ist.
2. Relaisanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß (durch Wahl entsprechender Windungszahl, Blechstärke und Blechmenge) der Zwischenwandler im Sinne einer Begrenzung seiner Ausgangsspannung auf dem Bereich von etwa :2o V (beim Anregestrom) bis größenordnungsmäßig ioo V (bei höchstem Kurzschlußstrorn) bemessen ist.
3. Relaisanordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung eines einzigen Zeitmotors die Überstromrelais der mehreren Phasen mit Ihren Kontakten in Parallelschaltung in den Speisestromkreis des Zeitmotors gelegt sind und für diesen Vorzugsweise nur ein einziger Zwischenwandler vorgesehen ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 370 090, 421 040, 621 637; 735 656, 745 573, 60i 375; AEG-Liste Rs/V ia Bln 1936, S. 2o; Dr. Walter : »Relais-Buch« 1940, S. 207 u. 2o8; R. Rüdenberg: »Relais u. Schutzschaltungen in elektr. Kraftverken u. Netzen«, Verl. Springer, 1929, S.92.