DE605434C - Relaisanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Relaisanordnung, und zwar besonders auf eine Relaisanordnung für elektrische Leitungen, die bei Kurzschlüssen die gefährdete Leitung abschalten soll. Da es häufig vorkommt, daß die bei einem Kurzschluß auftretenden elektrischen Größen noch unterhalb der Betriebsspitzengrößen liegen, so muß das Relais mit besonderen Anordnungen versehen sein, damit es nur bei Kurzschluß ausschaltet, im Betriebe aber bis zu den zulässigen Spitzenlasten die Leitung am Netz geschaltet läßt. Außerdem soll das Relais die Leitung bei unzulässiger Überlastung, also wenn die elektrischen Größen einen bestimmten Wert überschreiten, stets vom Netz abschalten. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einem Kurzschluß eine plötzliche Veränderung der elektrischen Größen einsetzt, während im Betriebe im allgemeinen nur eine allmähliche

ao Änderung der elektrischen Größen in Frage kommt. Es wird daher ein Relais besonderer Ausführung geschaffen, das bis zu einem bestimmten Wert der überwachten elektrischen Größe nur bei schnellem Ansteigen dieser Größe in Tätigkeit tritt, während es oberhalb dieses Wertes auf die absolute Höhe dieser Größe anspricht. Zu diesem Zwecke wird erfindungs-. gemäß das Relais mit dem sekundären Stromkreis zweier induktiv gekoppelter Stromkreise verbunden, deren Primärstrom von der überwachten elektrischen Größe abhängig ist, und besondere Anordnungen getroffen, daß bei langsamem Ansteigen des Primärstromes bis zu einem bestimmten Wert der Sekundärstrom nahezu konstant bleibt, während von diesem Wert an der Sekundärstrom entsprechend dem Primärstrom steigt. Die Auslösespule des Relais steht dabei unter dem Einfluß des Sekundärstromes und schaltet die Leitung also nur bei schnellem Ansteigen des Stromes ab oder wenn der Strom unzulässig hoch wird. Damit demnach das Relais zum Ansprechen kommt, muß ein bestimmtes Anschwellen des Stromes innerhalb einer kurzen Zeit erfolgen, ganz unabhängig von dem in dem Augenblick gerade herrschenden Betriebszustand. Es würde also z. B. das Relais bei einem höheren anfänglichen Betriebsstromzustand auch erst bei einem höheren Kurzschlußstrom ausschalten als bei einem niedrigeren anfänglichen Betriebsstromzustand. Das ist in vielen Fällen sehr günstig, da der Kurzschlußstrom eines hoch belasteten Netzes, das von einer großen Anzahl Generatoren gespeist wird, wesentlich größer ist als bei

schwacher Belastung des Netzes und Speisung durch nur wenige Generatoren. Den Sekundärstrom kann man trotz Änderung des Primärstromes dadurch nahezu konstant halten, daß man die gegenseitige Induktivität zwischen Primär- und Sekundärkreis der Vorrichtung verkleinert oder das gegenseitige Übersetzungsverhältnis zwischen Primärkreis und Sekundärkreis entsprechend ändert, wenn der Primärstrom steigt. Diese Änderung muß entsprechend dem vorher Gesagten mit einer gewissen Verzögerung erfolgen, da bei schnellen Stromänderungen im Primärkreis der Sekundärstrom ansteigen und damit die Auslösespule zum Ansprechen kommen soll. Es empfiehlt sich, eine verstellbare Verzögerung zu wählen, um das Relais den verschiedenen Netzverhältnissen bequem anpassen zu können.

Abb. ι und 2 zeigen Ausführungsbeispiele der ao Erfindung. Die Netzleitung 1 ist über den Schalter 2, der durch die Auslösespule 3 ausgeschaltet werden kann, gespeist. Die Relaisanordnung 4 besteht nach Abb. I aus einer Induktionsvorrichtung 17 mit zwei induktiv gekoppelten Stromkreisen und dem Auslöserelais 6. Den Primärkreis der Vorrichtung bilden die beiden Primärspulen 19 und 20, die an dem vom Netzstrom beeinflußten Stromwandler 5 angeschlossen sind. Die Sekundärspule 18 ist auf der Welle 21 angeordnet, an der die Dämpferscheibe 23 befestigt ist, deren Drehung durch den Magneten 24 gedämpft werden kann. An der Welle 21 befindet sich die Feder 22, die die Sekundärspule immer in einer bestimmten Ruhelage hält. Die Drehung der Scheibe 23 ist durch die Anschläge 26 begrenzt, an die der Mitnehmerstift 25 anschlägt. Durch Anzapfstellen 27 an den Primärspulen 19 und 20 kann das Übersetzungsverhältnis nach Wunsch eingestellt werden, wodurch die Empfindlichkeit des Relais geändert werden kann. An der Sekundärspule 18 liegt die Spule 13 eines Elektromagneten 10 des Auslöserelais 6. Der Elektromagnet 10 trägt zwecks Phasenspaltung über einen Teil seiner Polschuhe eine Kurzschlußwicklung, um nach Art des Ferrari-Systems ein Drehfeld erzeugen zu können. Das zweite Glied des Auslöserelais besteht aus einer Metallscheibe η, die auf der Welle 8 befestigt ist,_an der sich der Kontakt 9 befindet. An der Welle ist weiter eine Feder 11 angebracht, die die Metallscheibe 7 imnier in einer bestimmten Ruhelage hält. Die Drehung der Metallscheibe kann durch den Magneten 12 gedämpft werden.
Die Wirkungsweise der Anordnung istfolgende: Bei langsamem Ansteigen des Stromes im Primärkreis des induktiv gekoppelten Systems 17 dreht sich die Sekundärspule, die in stromlosem Zustand in gleicher Ebene mit den Primärspulen liegt, wodurch die gegenseitige Induktivität zwischen den beiden gekoppelten Kreisen verkleinert wird, so daß der in der Sekundärspule fließende Strom unverändert bleibt. Die Drehung der Spule ist begrenzt durch die Anschläge 26, so daß von einer gewissen primären Stromhöhe an eine weitere Drehung der Spule nicht mehr erfolgen kann. Von diesem Wert an steigt auch der Sekundärstrom entsprechend dem Primärstrom, wodurch der Elektromagnet 13 des Auslöserelais 6 erregt, die Metallscheibe 7 mit der Welle 8 dadurch in Drehung versetzt und der Kontakt 9 geschlossen wird. Die Auslösespule 3 spricht an und schaltet den Schalter 2 aus. Bei plötzlichen Stromänderungen in den Primärspulen 19 und 20, die z. B. bei Netzkurzschlüssen eintreten wurden, kann infolge der Trägheit der ganzen Anordnung die Sekundärspule 18 sich nicht sofort mitdrehen, so daß also der primäre Stromstoß auch in der Sekundärspule auftritt und dadurch in der eben beschriebenen Weise die Auslösespule 3 zum Ansprechen gebracht wird.

Eine andere Ausführungsform zeigt Abb. 2. Die Relaisanordnung besteht hier aus dem Transformatorkern 30 mit der fest angeordneten Primärspule 19 und der ebenfalls fest angeordneten Sekundärspule 18, die mit dem Auslöserelais 6 in Verbindung steht. Parallel zu dem gemeinsamen magnetischen Kreis ist ein drehbar angeordneter magnetischer Nebenschluß 31 gelegt, der mit der Antriebsvorrichtung 32 in Verbindung steht. Die Antriebsvorrichtung 32 besteht aus einer Metallscheibe 33, die von einem Elektromagneten 34 beeinflußt wird, und dem Magneten 35 zur Dämpfung der Bewegung. Der Elektromagnet 34 ist zur Erzeugung eines Drehfeldes mit einer Kurzschlußwicklung über einen Teil seines Polschuhes versehen und wird vom Primärstrom des Transformators durchflossen.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist ganz entsprechend der Anordnung nach. Abb. 1. Fließt durch die Primärspule kein Strom oder nur ein verhältnismäßig geringer Strom, so ist die Leitfähigkeit des magnetischen Neben-Schlusses verhältnismäßig klein, da der magnetische Nebenschluß aus seiner gleichachsigen Lage mit den Polansätzen des Transformatorkernes 30 herausgedreht ist. Wir haben demnach in diesem Zustand die größte magnetische Verkettung zwischen Primär^ und Sekundärkreis. Bei langsamem Ansteigen des Primärstromes wird der magnetische Nebenschluß durch die Antriebsanordnung 32, die von dem Primärstrom beeinflußt wird, in die gleiche Achse mit den Polansätzen des Transformatorkernes 30 gedreht, die Leitfähigkeit des magnetischen Nebenschlusses wächst und damit nimmt die gegenseitige magnetische Verkettung zwischen Primär- und Sekundärkreis ab,, und der Sekundärstrom bleibt nahezu konstant. Bei plötzlichem primärem Stromanstieg im Trans-

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formator spielt sich, dann die Wirkungsweise . genau so ab, wie schon oben bei der Anordnung nach Abb. ι beschrieben ist.

Das Relais kann nicht bloß zum Ansprechen auf Strom-, sondern auch zum Ansprechen auf Spannungs-, Wirk- und Blindleistungsänderungen benutzt werden. '

Claims (11)

1. Patentansprüche:
2. ίο i. Relaisanordnung, welche bei plötzlichen Änderungen einer überwachten elektrischen Größe sowie bei Überschreiten eines vorher festgelegten Grenzwertes dieser elektrischen Größe anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in einem von der überwachten Betriebsgröße beeinflußten Stromkreis bei langsamen Änderungen der Betriebsgröße bis zu dem festgesetzten Grenzwert durch Anwendung einer veränderlichen gegenseitigen induktiven Kopplung sich nicht merklich ändert, so daß die Relaisanordnung nicht zum Ansprechen kommt, daß sich aber der Strom in diesem Stromkreis, wenn die überwachte Betriebsgröße den festgesetzten Grenzwert übersteigt, auch bei langsamen Änderungen einer Betriebsgröße in gleichem Maße mit ihr ändert.
   2. Relaisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Induktivität zwischen den beiden induktiv gekoppelten Kreisen in Abhängigkeit von der überwachten elektrischen Größe verändert wird.
3. 3. Relaisanordnung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen den beiden induktiv gekoppelten Kreisen in Abhängigkeit von der überwachten elektrischen Größe verändert wird.
4. 4. Relaisanordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der gegenseitigen Induktivität oder des Übersetzungsverhältnisses mit einer einstellbaren Verzögerung geschieht.
5. 5. Relaisanordnung nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärkreis der beiden induktiv gekoppelten Kreise aus einer feststehenden Spule besteht, während der Sekundärkreis durch eine drehbar angeordnete Spule gebildet wird, deren Einstellung von dem Primärstrom abhängig "' ist. . ..
6. 6. Relaisanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung der drehbar angeordneten Spule an der Spule eine Dämpferscheibe angebracht ist, die durch ein Magnetfeld hindurchläuft.
7. 7. Relaisanordnung nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Induktivität zwischen beiden gekoppelten Kreisen durch Änderung der Leitfähigkeit eines zu dem magnetischen Hauptkreis parallel geschalteten magnetischen Nebenschlusses verändert wird, wobei die Änderung der Leitfähigkeit des magnetischen Nebenschlusses in Abhängigkeit von dem von der überwachten elektrischen Größe beeinflußten Primärstrom geschieht.
8. 8. Relaisanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das den magnetischen Nebenschluß bildende Querstück mit einer Metallscheibe gekuppelt ist, deren Lage durch die Gegenwirkung eines oder mehrerer vom Primärstrom beeinflußter Magneten und einer Feder bestimmt ist, wobei die Bewegung der Metallscheibe durch einen Magneten gedämpft ist.
9. 9. Relaisanordnung nach Anspruch 1 und

   2 und 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Spule oder des magnetischen Nebenschlusses durch verstellbare Anschläge begrenzt ist.
10. 10. Relaisanordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöserelais (6) aus einem feststehenden Elektromagneten, der zur Erzeugung eines Drehfeldes mit einer Kurzschlußspule über einen Teil seines Polschuhes versehen ist, und einem unter dem Einfluß des Magneten sich bewegenden Gliede besteht.
11. 11. Relaisanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Glied des Relais aus einer Dämpferscheibe besteht, die durch ein Magnetfeld hindurchläuft.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen