DE692579C - Einrichtung zur Anpassung der Ansprechkurve thermischer UEberlast-Schutzrelais, insbesondere Bimetall-Relais, an die UEberlastungskurve des zu schuetzenden Apparates - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Anpassung der Ansprechkurve thermischer überlast-Schutzrelais, insbesondere Bimetall-Relais, an die Überlastungskurve des zu schützenden -Apparates Die Erfindung bezieht - sich -auf Schutzeinrichtungen, bei denen. ein thermisches Überlastreläi:s, insbesondere ein Bimetall-Relais, vorgesehen ist, -welches bei Überlastungen des zu .schützenden-Appaxates mit einer von der' Größe der Überlastung abhängigen Zeitverzögerung anspricht. Jeder überhaupt elektrische Apparat besitzt eine ganz bestimmte Überlastungskurve, welche angibt, -wie lange Zeit eine = bestimmte CTb,erlastuug .anhalten .muß,-.um die höchstzulässige Erwärmung in dem Apparat hervorzurufen. Ein vällkommener Schutz des Apparates wird dann erreicht, .wenn das überlastrelais eine Amsprechkurve besitzt, die mit der überlastungskurv6 des. Apparates -genau übereinstimmt. Die Anpassung der Ansprechkurve des Schutzrelais an die -Überlastungskurve ist häufig nicht in denn - erwünschten Maße möglich. Dies gilt - insbesondere für StromrIchtengefäße, - die geringere Überlastungen Verhältnismäßig lange -ertragen, bei- höheren Überlastungen dagegen nach -sehr kurzer Zeit ausgeschaltet werden müssen. Die Ansprechkurve der gebräuchlichen , thermislchen --Relais liegt daher für Stromrichter bei --geringen Überlastungen zu tief, bei größeren Überlastungen zu hoch. Diese Verhältnisse sind in Fig. i der Zeichnung -wiedergegeben, worin die Überlast in Hundertteilen der jNenn. last .als Funktion der zulässigen überlastungsdauer -bzw. :der Ansprechzeit dargestellt ist. A ist dabei .die üb:erlastungskurve eines StromrIchtergefäß.es, während R die Ansprechkurve. eines Bimetall-Relais wiedergibt.
• Uan eine bessere Übereinstimmung der Ansprechkurve -des thermischen Relais mit der Überlastungskurve zu erzielen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, das thermi!siche . Sichutzreläis, gegebenenfalls über einen oder mehrere Zwisichenwandldr, aus einer Wechselspannungsquelle etwa konstan- 'ter Spannung mit einem Strom zu erregen, dessen Abhängigkeit von der Belastung des zu schützenden Apparates durch eine im Stromkreis des Schutzrelais liegende, von dem Belastungsstrom oder einem Teil davon vormagnetisierte Drosselspule hergestellt ist.
• Die Wirkungsweise der ,erfindungsgemäßen Schaltung möge an Hand der Fig. 2 und 3 näher erläutert werden. Fig. 2 zeigt dabei ein Ausführungsbeispiel, während in Fig.3 der Zusammenhang zwischen dem auf .das thermische Schutzrelais einwirkenden Strom und der Überlastung kurvenmäßig wiederge,geben ist. In Fig.2 ist das thermische Überstromrelais mit i bezeichnet. Sein Erregerkreis wird über den Stromwandler 2 und den Zwischenwandler 3 aus einer Wechselspannungsquelle 9 gespeist, die annähernd konstante Spannung besitzt. Als Wechselspannungsquelle kann dabei, wenn es sich beispielsweise um den Schütz eines Stromrichters handelt, eine Phase des ,diesen speisenden Wechselstromnetzes benutzt werden. In der Zuleitung zu der Primärwicklung des Zwischenwandlers 3. liegt nun die Wechselstromwicklung 5 einer Drosselspule 4., auf deren Kern außerdem eine Vormagnetisierungswicklung 6 angeordnet ist, die mit einem dem Belastungsstrom des Stromrichters bzw. des zu schützenden Apparates verhältnisgleichen Gleichstrom beschickt wird. Zu diesem Zweck ist 6 an einen in dem Gleichstromkreis des Stromrichters liegenden Meßwiderstand 7 angeschlossen. Mit 8 ist noch ein Schnellrelais bezeichnet, welches dazu dient, Kurzschlüsse und sehr große Überlastungen augenblicklich abzuschalten.
• Die Spannung der Wechs,elspa.mnungsquelle 9 teilt sich auf die Wicklung 5 der vormagnetisierten Drossel und die Primärwicklung des Zwischenwandlers 3 im Verhältnis von deren Induktivitäten auf. Solange der Strom in dem Meßwiderstand 7 und damit in der Wicklung 6 klein ist, ist die Induktivität der Wicklung 5 verhältnismäßig groß, so daß. ein großer bzw. der größte Teil der Wechselspannung an ihren Klemmen liegt. Solange durch den Strom in der Wicklung 6 der Sättigungsbereich des Drosselkernes noch nicht erreicht ist, ändert sich diese Spannung verhältnismäßig wenig. Kommt aber bei wachsendem Strom der Drosselkern in den Bereich der Sättigung, so beginnt die Induktivität der Wicklung 5 rascher abzunehmen, so daß die Spannung an der Primärwicklung des Zwischenwandlers-3 steigt. Ist dann der Drosselkern voll gesättigt; so wächst mit weiter zunehmendem Belastungsstrom in dem Meßwiderstand 7 die Spannung .an dem Zwischenwandler nur noch wenig. In Fig.3 ist der Verlauf der Spannung am Zwischenwandler in Abhängigkeit von dein Strom in dem Meßwiderstand 7 durch die Kurve C wiedergegeben.- Die Spannung an dem Meßwiderstand 7 wird dagegen durch die Gerade B dargestellt. Man erkennt, daß bei den ;gewählten Verhältnissen in dein Bereich zwischen etwa o und 5oo/o Überlast die Spannung am Zwischenwandler sich in. diesem Bereich auf Werten bewegt, die größer sind, als es einem der Belastung verhältnisgleichen Anstieg entsprechen würde. Hier wird also die Ansprechkurve gesenkt, so daß sich entsprechend der Fig. i eine weitgehende übereinstimmung zwischen der verbesserten Ansprechkurve und der überlästungskurve erzielen läßt.
• 'Von besonderem Vorteil ist noch der Umstand, daß das thermische Relais; wie die Kurve C in Fig. 3 ebenfalls zeigt, bereits zwischen Leerlauf und I\T@ennstrom von einem Strom durchflossen wird, der selbst im Leerlaufzustand noch etwa der halben Nennlast entspricht. Dadurch wird nämlich erreicht; daß sich das thermische Relais ständig in betriebswarmem Zustand beendet, so daß Ungenauigkeiten in der Auslö:sezeit infolge . veränderlicher Ausgangstemperaturen vermieden werden.
• Durch andere Bemessung der Gleichstromwicklung bzw. durch Reihenschaltung mehrerer ;gleichstromerregter Drosselspulen kann die Ansprechkuve weiter verändert und den jeweiligen Betriebsverhältnissen angepaßt werden, so daß die Anordnung :außer für Stromrichter auch für eine ganze Reihe anderer Apparateoder Maschinen angewendet werden kann. Es sei ferner noch darauf hingewiesen, daß bei hohen Gleichspannungen., wie sie beispielsweise bei Bahnbetrieb oder Sendeanlagen vorliegen, die beiden Wcklungen der gleichstromerregten Drosselspule ohiae Schwierigkeiten derartig voneinander isoliert werden können, daß die gesamte Schutzeinrichtung geerdet werden kann:

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Anpassung der Ansprechkurve thermischer überlast-Schutzrelais, insbesondere Bimetall-Relais, ;an die IJberlastungskurve des zu schützenden Apparates, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrelais, gegebenenfalls über einen oder mehrere -Zwischenwandler, aus einer Wechselspannungsquelle etwa. konstanter Spannung mit einem Strom erregt wird; dessen Abhängigkeit von der Belastung des Apparates durch eine im' Stromkreis des Schutzrelais liegende, von dem Belastungsstrom oder einem Teil davon vormagnetisierte Drosselspule hergestellt ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch t, 'dadurch .gekennzeichnet, daß für den Schutz von Stromrichtergefäßen -die Drosselspule in bezug auf die übrigen Impedanzen des Relaisstromkreises so bemessen ist, daß ,der - auf das Schutzrelais einwirkende Strom zwischen etwa o und 50% überlast kleiner, bei höheren überlastwerten größer ist als der linearer Abhängigkeit von der Belastung ,entsprechende Strom.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch r und 2, gekennzeichnet durch eine derartige Drosselbemessung; daß das Schutzrelais bereits bei Leerlauf des zu schützenden Apparates annähernd von demselben Strom durchflossen wird wie bei Nennlast.