DE759383C

DE759383C - Spannungsabhaengige Relaiseinrichtung

Info

Publication number: DE759383C
Application number: DES137044D
Authority: DE
Inventors: Walter Dr-Ing Wolmann
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1939-05-12
Filing date: 1939-05-12
Publication date: 1953-07-06

Description

Spannungsabhängige Relaiseinrichtung Es sind fRernsteuereinmichtungen bekannt, die sich zwecks Ersparnis von: Hilfsleitungen oder auch vorn drahtlosen Verlyindungen der Leitungen eines. Starkstromnetzes, bedienen. Die Betätigung eines Relais wird bei: diesen Einrichtungen durch Absenkung der Spannung der Starkstromanlage herbeigeführt. Es werden zu diesem Zweck kurze Spannungsabsenkungen von einem gewissen 1Vlindest@-betrag der Spannungsverminderung angewendet, wobei die Spannungsabsenkung so kurz bemessen wird, daB hierdurch die Verbraucher, die an das Starkstromnetz ange schlosise:n sind, nicht merklich gestört werden. Um durch diese Spannungsabsenkungen Steuerwirkungen herbeizuführen, hat man bisher mecharnisch wirkende Hilfsmittel verwendet, durch welche die Empfangseinnichtun r gen nur bei kurzzeitigen Spannungsänderungen zur Betätigung von Steuerstromkreisen gebracht werden. Die Erfindung bezieht sich jedoch auf rein, elektrische Hilfsmittel:, und zwar auf eine spannungsabhängige Relais= einrichtun:g, die von: einer gleichgerichteten Wechselspannung unter Zwischenschaltung eines Kondensators oder eines Transformators erregt wird. Eine derartige Relais,-einrichtung ist an sich schon vorgeschlagen für die synchrone Betätigung von am verschiedenen Einspeisestellen eines Netzes eingebauten Tastschaltern, die mit Hilfe von im Takt der auszusendenden Steuerimpulse über einen Widerstand eingeleiteten kurzzeitigen Erdschlüssen bz-,v. der hierbei entstehenden Sternpunkterdlspannung betätigt werden,. Derartige spannungsabhängige. Relaiseinrichtung geit lassen sich jedoch gemäß der Erfindung m.it Vorteil auch für Arnlagen zur Fernbetätigung durch plötzliche Absenkung der Spannung in den Leitungen einer Starkstromanlage anwenden. Man erreicht dabei, daß das Relais gegen betriebsmäßig vorkommende Span nungsschwankungen unempfindlich ist. Es braucht dann.fernernicht so eingestel:lt zu sein, daß es zur Herbeiführung der Steuerwirkung bei einem ganz bestimmten Ausmaß der Spannungsabsenkung anspricht, während es bei dicht darüberliegenden Spannungswerten noch nicht anspricht. Man ist außerdem auch unabhängig davon, daß die Spannung in der be,-nutzten Starkstromanlage mit Rücksicht auf das Steuerrelais innerhalb gewisser Grenzen konstant gehalten werden muß, weil langsame Spannungserniedrigungen das Relais nicht zum Ansprechen bringen.
In den Figuren, sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In Fig. i ist der Anschluß einer Relaisschaltung an ein Wechselstromnetz erläutert. Ein Relais i steuert bei seinem Ansprechen einen I#7"ontal:t 2. Der von. dem Kontakt 2 gesteuerte Stromkreis ist, da er nicht zur Erfindung gehört, nicht weiter ausgeführt. Mit dem Relais i liegt in Reihe ein Kondensator 3. Die Reihenschaltung des Relais und des Kondensators 3 ist überbrückt durch einen Gleichstromwiderstan@d d.. In der Verbindungsleitung der Anordnung i bis 4 mit dem Starkstromnetz liegt ein Gleichrichter 5, der ein. Einweggleichrichter oder auch ein Zweiweggleichrichter sein: kann. Die Wirkungsweise dieser Anordnung besteht darin, dä:ß der Kondensator 3 über lern Gleichrichter 5 entsprechend der Amplitude der Netzspannung aufgeladen wird. Sobald der Kondensator 3 geladen ist, fließt in dem Relais i kein Strom, was dem normalen Zustand entspricht. Bei langsamen Spannungsänderungen. wird ein schwacher Strom über das, Relais i fließen., welcher je@ doch nicht ausreicht, das Relais zum Ansprechen zu bringen. Bei einer plötzlichen Spannungsabsenkung dagegen entlädt sich der Konde-n!sator 3 über die Relaiswicklung i und den. Widerstand d.. Die Stärke dieses Stromes ist so bemessen, daß das Relais i seinen Kontakt 2 schließt. Die Größe des Kondensators ist im Verhältnis zur Entlades.tromstärke so gewählt, daß dieser Strom während der in Betracht kommenden Dauer der künstlichen Spannungsabsenkung das Relais i dauernd ausreichend erregt. Das Relais wird seinen Kontakt auch dann schließen, -#wenneine plötzliche Spannungssteigerung genügenden Ausmaßes eintritt, weil dann der Aufladestrom des Kondensators 3 über die Wicklung des Relais i fließt. Wenn das Relais i aber ein polarisiertes Relais ist, was auch mit Rücksicht auf den: Le,istu.ngsbedarf der Anordnung und die Größe des Kondensators 3 vorteilhaft ist, spricht das Relais i entweder nur bei plötzlichen Spannungsabsenkungen oder nur bei einerplötzlichenSpannungssteigerungetwa am Ende einer künstlich herbeigeführten Spannungsabsenkung ein.
Fig. 2 zeigt eine Schaltung auf der gleichen Grundlage wie Fig. i mit einer Zweiweggleichrichtung und einem Siebglied, welches aus einer Induktivität 6 und. einer Kapazität ,~ besteht. Die Kapazität 7 ist kleiner als die Kapazität 3.
Die Schaltung nach Fig. 3 ist ähnlich aufgebaut wie die Schaltung nach Fig. 2. Sie benutzt ebenfalls, eine Zweiweggleichrichtung und ein Siebglied, bestehend aus der Induktiv i.tät 6 und der Kapazität 7, welche die @N'echselstromkomponente des durch den Gleichrichter 5 gleichgerichteten @@'echselstromes aussiebt. Bei dieser Schaltung ist jedoch in Reihe mit dem Relais i und dem Konrdensator 3 noch ein Gleichrichter 12 geschaltet, der bewirkt, daß das Relais i nur zum Ansprechen kommt, wennf die Spannung plötzlich absinkt. Bei kurzzeitigerAbsenkun:g der Netzspannung entlädt sich der Kondensator 3 über den Durchlaßwiderstand des Gleichrichters 12, den Widerstand d. und die Relaiswicklung 1.
Steigt die Spannung wieder an, so lädt sich der Kondensator über den Sperrwiderstand des Ventils. auf. Da der Sperrwiderstand aber ein Vielfaches des Durch.laßwiderstandes des Gleichrichters beträgt, erfolgt die Wiederaufladung mit einer wesentlich größeren Zeitr konstante als beim Absinken der Netzspannung und' mit einem nur schwachen Strom. Dadurch läßt sich leicht erreichen, daß das Relais nur bei fallender Netzspannung anspricht. Das langsame Wiederaufladen kann dabei in Kauf genommen werden, da die einzelnen Zeichen, in Abständen gegeben werden, die gegenüber den Spannfungsabsenkungen lang sind.
In Fig. q. ist ein Steuerrelais wiedergegeben, das aus zwei Spulen.. oder zwei Spulenteilen 8 und 9 besteht. Im Normalzustand, d. h. wenn der Kondensator 3 aufgeladen ist, fließt ein Dauerstrom nur über den Spulenteil9, während der Spu.lenteil 8 stromlos ist. Dieser Dauerstrom über den Spulenteil 9 stellt eine Vorerregun`g des Relais dar. «-elche hei eatsprechendem Windun@gszahlverhältnis zwischen den Spulenbeilen 8 und 9 eine Vorerregung entsprechend der halben; Ansprechr amperewinidüngszah.l des Relais beträgt. Diese Vorerregung erlaubt es, einen Kondensator 3 von kleinerer Kapazität zu verwenden, da der bei plötzlicher Spannungsvermninderung aus dem Kondensator 3 zu liefernde Strom über die Spulen 8 und 9 unterstützt wird von, dem Dauerstrom über die Spule 9. In, de#r Figur isst der Relaiskontakt io als Kontakt mit zweiseitiger Kontaktgabe ausgebildet; man: kann nämlich durch die Spulen, 8 und 9 ein Dnehmoment erzeugen, oder die .Spulen zur Erregung eines polarisierten, Relais verwenden. Normalerweise ist die Spule 9 durch den Strom über dien Widerstand 4 erregt. Man kann aber dem Kondensator 3, wie i n der Zeichnung gestrichelt angedeutet ist, einen Widerstand i i von genügtnder Ohm.zahl parallel schalten, so daß normalerweise in den Spulen! 8 und 9 Ströme entgegengesetzter Richtung fließen, wobei der Strom in der Spule 8 in seiner Stärke anders, vorzugsweise kleiner sein kann als der Strom in der Spule g. Die entgegengesetzte Stromrichtung in den leiden Spulen ergibt ein Drehmoment der einen, Richtung, beispielsweise ein Sperrmoment zur Sicherung der Ruhelabe des Ankers io, so daß der Kontakt io beispiels= weise seinen oberen Gegenkontakt berührt. Im Augenblick der Spannungsabsenkung kehrt sich der Strom in der Spule 8 um, so daß sich das Drehmoment, das auf den: Kontakt io ausgeübt: wird,'umkehrt, wodurch dieser Kontakt sich auf den, -unteren Gegenkontakt legt. Bei der plötzlichen; Wiedererhöhung der Spannung am Ende der künstlichen Spannungsabsenkung wendet sich nur der Strom in. der Spule 8 wieder um, so daß also der Anker io unter der Einwirkung des nunmehr wieder anders gerichteten Drehmoments mit kräftigem Stoß von dem unteren Kontakt abgehobene und gi-gen den oberen Kontakt angelegt wird. Man erreicht auf diese Weise also auch eine sichere Unisteuerung des Kontaktes io, so da.ß man je nach der Art der gesteuerten Einrichtung durch den Kontakt io sowohl in der einen wie in der anderen Stellung zuverlässig eine Steuerwirkung herbeiführen kann.
In, der F'ig. 5 ist eine Schaltung mit den gleichen Eigenschaften wie in Fig. i -wieder--&-.eben. Das. Relais.. i liegt aber nicht in Reihenschaltung mit dem Kondenlsatar 3, sonrdern, liegt auf der Sekundärseite eines übertragers 30, dessen Primärwicklung über einen Gleichrichter 5 an das Starkstromnetz am geschlossen ist. Der Übertrager erzeugt nur bei Änderungen des Effektivwertes. der Primärspannung eine Sekundärspannung, und; nur wenn diese Änderung eine gewisse Größe und Geschwindigkeit besitzt, entsteht eine Sekundärspannung von solcher Größe, daß das Reilais, i anspricht und seinen Kontakt y schließt.
In Fig. 6 liegt im Gleichstromkreis die Reihenschaltung zweier Kondensatoren 4o und 41. Zu diesen beiden Kondensatoren liegt je eine Relaiswicklung 42 und 43 parallel. Außerdem ist dem Kondensator 40 ein! Widerstand 44 parallel geschaltet. Durch die Bemessung der beiden. Wicklungen 4:2 und 43, d. h ihrer Wendungszahlen; und ihres. Ohmscheu Widerstandes, durch die Bemessung der Kondensatoren 40 Und 41 und durch die Zuschaltung des Widerstandes 44 kann man ! die Zeitkonstante der beiden Kreise 40, 42, 44 einerseits und 41, 43 andererseits derart verschieden machen, daß bei Änderungen der an die Schaltung angelegten Wechselspannung vorübergehend die Wicklungen, 42 und 43 verschiedene Amperewin:dungszahlen besitzen oder verschieden starke Kräfte erzeugen. Indem man nun den von dem Relais zu steuernden. Kontakt 45 in; entgegengesetztem Sinn von den beiden: Wicklungen 42 und 43 beeinflußt, ergibt sich eine resultierende Kraft auf den Kontakt 45 nur dann, wenn. eine Änderung der Wechselspannung entsteht. Man hat es in der Hand:, den Kontakt 45 so einzustellen, d;aß er nur bei plötzlichen Spannungsänderungen von bestimmtem Mindestmaß geschlossen wird. Das Relais verhält sich gegenüber Spannungssteigerungen ähnlich wie gegenüber Spannungsabsenkungen.
In Eig. 7 sind im Gleichstromkreis zwei Kondensatorzweige mit denKorndensatoreu46 und 47 parallel geschaltet. Mit jedem. dieser Kondensatoren liegt eine Relaiswicklung 48 bz-,v. 49 in Reihe. Der Kondensator 46 ist durch einen Widerstand 5o überbrückt. Die beiden Relaisspulen, 48 und 49 wirke auf einen Kontakt 51 mit doppelseitigem Ausschlag. Solange die Wechselspannung konstant bleibt, ist die Wicklung 49 stromlos., da. der Kondensator 47 voll aufgeladen: ist. Die Wicklung 48 jedoch ist ständig vom einem Strom durchflossen, welcher über den über brückungswiderstand 5o fließt. Bei einer Spannungssteigerung fließt der Strom in den Spulen 48 und49 in gleicherRicht.ung. Bei-e.iner Spannungsabsenkung kehrt sich der Strom nur @in der Spule 49 um, da der Kondensator 47 sich dann r über die Wicklung d.8 und den Widerstand 5o entlädt. Man kann daher die beiden Spulen! 48 und 49 so anordnen, daß der Kontakt 51 bei Spannungssteigerung eine Bewegung indem einen Sinne, bei Spannunigsabsenkungen dagegen eine entgegengesetzte Bewegung ausführt. Die Spule 48 bildet zu diesem Zweck beispielsweise die Feldwicklung eines polarisierten Relais, während der Strom in der Spule d.9 den beweglichen Anker des Relais polarisiert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Spannungsabhängige Relaiseinrichtung, die von, einer gleichgerichteten Wechselspannung unter Zwiechenschaltu.ng eines Kondensators oder eines Transformators erregt iv ird, gekennzeichnet durch die: Anwendung für Anlagen zur Fernbetätigung durch plötzliche Absenkung der Spannung in den IxÜungen einer Starkstromanlage. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Gleichrichtung der Wechselspannung erzeugte Gleichspannung (bzw. dien Gleichstrom) durch ein Siebglied von Oberwellen gereinigt ist. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais bei unveränderter Höhe der Spannung durch einen konstanten Strom vorerregt ist. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais aus zwei wattmetrisch ein Drehmoment bildenr den Spulen besteht und d'aß in der einen Spule der Strom siel- umkehrt, wenn die Spannung plötzlich absinkt. 5. Einrichtung nach Anspruch i mit Reihenschaltung des Relais und eines Kondensators. dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator so groß ist, daß seine Ladung während der Dauer der zur Fernbetätigung herbeigeführten- Spannungsabsenkung nur über die Relaiswicklung abfließt. 6. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Kontaktgliedi dies Steuerrelais zwei Relais,-wieklungen einwirken, die in elektrischen Kreisen mit verschieden- großer Zeitkonstante- liegen. ;. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaiswicklun:gen und zwei Kondensatorkreise mit verschieden großer Zeitkonstante parallel zueinander liegen. B. Einrichtung nach. Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Relaiswicklungen auf ein, gemeinsames Kontaktglied einwirken, dessen Ausschlagr richtungdavorn abhängt, ob, die Erregungen der beiden Relaiswicklungen gleiches oder entgegengesetztes Vorzeichen hesntzen. 9. Einrichtung nach Anspruch 6, da@ durch gekennzeichnet, daß die beiden Relaiswicklungen je mit einem Kondensator in: Reihe liegen und daß der eine dieser Kondensatoren durch einen Ohmsehen Widerstand überbrückt ist. io. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Relaiswicklungen die eine, vorzugsweise diejenige, über welche ein Dauerstrom fließt, die Feldwicklung, die zweite, vorzugsweise diejenige, «-elche mit dem nicht durch: einen Widerstand überbrückten Kondensator in Reihe liegt, die 1lagrnetisierungs.wickl:u.ng des beweglichen Ankers eines polarisierten Relais bilden. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in. Betracht gezogen worden: Französische Patentschrift N r. 783 z37.