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Relais fonctionnant en cas de perte au bâti.
Pour la production d'un dispositif de protection très sensible qui fonctionne en cas de perte au bâti, on a développé des montages 'dans lesquels le relais est excité par une tension de grandeur indépendante du défaut. Un semblable agencement contient un dispositif inverseur à l'aide duquel une tension de génératrice appropriée est choisie, qui est capable de dé- velopper avec le courant de défaut un moment de rotation éner- gique. Un autre moyen poursuivant le même but cnsiste ensee
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qu'on alimente le relais à partir d'une source de courant auxi- liaire, de sorte que l'excitation de tension de relais est la même dans tous les cas de défauts.
La présente invention se rapporte à un relais pour le cas de perte au bâti de ce dernier genre, qui sert principale- ment à la protection de l'enroulement de génératrices ou d'ap- pareils qui ne sont pas mis à la terre. A cet effet, suivant la présente invention, le courant est emprunté à un montage de filtration de transformateur de courant et redressé, après quoi le courant continu produit est employé pour l'excitation d'un des systèmes du relais. Le second champ dans le relais est produit par un système de bobines qui est raccordé à une source de courant continu, de préférence à la batterie de courant continu prévue pour l'actionnement du relais auxiliaire.
Par l'emploi d'un champ auxiliaire de courant continu ou d'un co u- rant de défaut redressé, on surmonte toutes les difficultés au point de vue de la position de phases du champ auxiliaire dans le relais. Comme d'autre part, la tension au champ auxiliaire reste constante, on peut employer complètement les bobines qui provoquent un champ auxiliaire.
Pour la production du courant continu correspondant au courant da défaut dans le relais, on emploie, suivant la pré- sente invention, un transformateur intermédiaire qui sert à l'adaptation du courant secondaire du montage de filtration de transformateur de courant au montage de redresseur. En même temps par ce transformateur auxiliaire on peut fixer une valeur :naxima du courant du montage du redresseur, par un dimension- nement tel du transformateur intermédiaire qu'il est saturé pour une intensité primaire déterminée. La limite de satura- tion du transformateur intermédiaire est choisie de telle façon que dans tous les cas de raccordement au bâti, il ne se produit @ encore aucune saturation.
Lorsque toutefois une mise à la terre extérieure se rencontre avec un raccordement au bâti, de sorte que les deux défauts représentent une double perte à
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la terre, le courant dans le montage de filtration de trans- formateur de courant prend l'intensité d'un courant de court- circuit et pourrait alors, sans la saturation du transforma- teur 'auxiliaire, détruire le redresseur et le relais raccordé à celui-ci. Par conséquent l'intervention de la saturation du transformateur intermédiaire protège de la destruction le redresseur et le relais dans lecas d'une double perte à la terre.
Le cas d'une double perte à la terre avec son intensité de courant de défaut analogue à celle d'un court-circuit ne peut, il est vrai, par suite de la saturation du transforma- teur intermédiaire, refouler aucun courant qui corresponde à son intensité par le montage de redresseur mais on a observé par des études précises qu'il se produit des pointes de ten- sion très élevées du côté du secondaire du transformateur in- termédiaire. Par conséquent le montage de redresseur suivant la présente invention est mis à l'abri de ces pointes de ten- sion élevées. Ces pointes de tension élevées ont un sens al- ternatif de sorte qu'elles sollicitent également les redres- seurs dans la direction de bloquage et représentent par consé- quent un danger pour les redresseurs.
Ceci est vrai avanttout dans le cas d'emploi de redresseurs secs de construction quel- conque vu que ceux-ci ne peuvent supporter que des tensions relativement minimes. Mais d'autres redresseurs également peu- vent être endommagées par des pointes à haute tension. Les pointes de tensions élevées exigent en outre que dans le mon- tage toutes les lignes de relais et avant tout également la bobine de relais qui est parcourue par le courant redressé, reçoivent un isolement supportant ces pointes de tension.
Cet isolement n'est pas percé, il est vrai, lors de la première pointe de tension, mais les pointes de tension répét.ées con- duis ent, comme c'est connu, en progressant petit à petit,à la destruction des isolements.
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four supprimer ces pointes ae tension, on ne peut envisager que des moyens agissant sans retardement. Pour de semblables buts des lampes à luminescence connues donnent, il est vrai, une certaine limitation de tension, mais cette limite de ten- sion est élevée de façon défavorable par rapport à la tension qui doit venir en action dans le montage de redresseur et dans la bobine de relais.
Pour cette raison le circuit secondaire du transformateur intermédiaire est fermé, suivant la présen- te invention, au moyen d'un montage en série d'une résistance ohmique et d'une capacité et le montage de redresseur est seul mis en parallèle sur la capacité. La grandeur de la capacité et de la résistance est à peu près égale, rapportée à la fré- quence du réseau de 50 Hz et l'on choisit avantageusement la résistance ohmique d'une grandeur telle qu'elle n'affaiblit pas plus fortement que de 15 % dans les circonstances normales, c'est à dire en cas de simples raccordements au bâti, le cou- rant dans la bobine de relais. La bobine de relais patcourue par le courant de défaut redressé est avantageusement la bobine de relais mobile du relais dynamométrique.
On égalise avanta- geusement le courant dans cette bobine mobile par un condensa- teur qui est placé en parallèle sur cette bobine et qui peut être plusieurs fois aussi grand que le condensateur qui sert à supprimer les pointes de tension secondaires du transformateur intermédiaire. La grandeur du condensateur d'égalisation sedé- termine d'après la grandeur admissible du temps de mise en po- sition du relais.
D'autres caractéristiques de l'invention sont expliquéeà à l'aide d'une figure qui donne un exemple de réalisation de l'invention.
Sur cette figure, les bornes de raccordement pour le cir- cuit secondaire, du montage de filtration de transformateur de courant auquel le courant de défaut est emprunté sont désignées par 1 et2. Le courant de défaut s'écoule par l'enroulement primaire d'un transformateur intermédiaire 19, au circuit secon-
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daire duquelle montage de redresseur 17 est raccordé par l'in- termédiaire d'une résistance ohmique 15. En prallèle par rap- port aux bornes de courant alternatif de l'agencement de re- dresseur 17, on a monté un condensateur 16. L'agencement de redresseur alimente la bobine mobile 12 dans l'appareil élec- trodynamique 9. En prallèle sur l'enroulement 12 se trouve un condensateur d'égalisation 18.
La résistance ohmique 15 a par exemple une grandeur de 6000 ohms lorsque le condensateur 16 possède une grandeur de 0,6/F. Le condensateur 18 a par exemple une capacité de 2 F. Le système de bobine fixe 13 du-relais 9 est alimenté par une source auxiliaire 8 de cou- rant continu. La bobine fixe est par conséquent excitée de façon permanente. Au contraire, il ne se produit dans la bo- bine 12 un courant continu que lorsqu'un cour ant de défaut s'établit. Comme les deux circuits de relais sont constamment fermés, il ne se produit dans l'agencement représenté sur la figure aucune perte de temps par des fermetures de contact éventuellement nécessaires au préalable.
Le relais possède un contact de travail 10; ce contact est fermé lorsque les deux bobines 12 et 13 sont excitées.
Par la fermeture de ce contact, on ferme un circuit pour l'ac- tionnement d'un relais de déclenchement quelconque ou d'un si- gnal.
Entre les bornes de raccordement 4-7 du relais se trouve placée une résistance 14. Celle-ci sert au réglage d'une sen- sibilité désirée du relais ou de l'intensité de courant de la bobine 12. La résistance 14 est placée en parallèle par rap- port à la bobine 12 et est par conséquent parcourue par une partie du courant alternatif redressé. Par le choix des con- nexions entre les points de raccordement 3 et 4 ou 3 et 5, 6 ou 7 on règle la grandeur de la résistance en parallèle et l'on produit par conséquent une sensibilité désirée du relais.
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Relay operating in case of loss to the frame.
For the production of a very sensitive protection device which operates in the event of a loss in the frame, arrangements have been developed in which the relay is energized by a voltage of magnitude independent of the fault. Such an arrangement contains an inverting device with the aid of which an appropriate generator voltage is selected which is capable of developing with the fault current an energetic torque. Another means pursuing the same goal is ensee
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that the relay is supplied from an auxiliary current source, so that the relay voltage excitation is the same in all fault cases.
The present invention relates to a frame loss relay of the latter type, which serves primarily to protect the winding of generators or devices which are not earthed. For this purpose, according to the present invention, the current is taken from a current transformer filter assembly and rectified, after which the direct current produced is used for the excitation of one of the relay systems. The second field in the relay is produced by a coil system which is connected to a direct current source, preferably to the direct current battery provided for actuation of the auxiliary relay.
By using a DC auxiliary field or a rectified fault current, all the difficulties with regard to the phase position of the auxiliary field in the relay are overcome. As on the other hand, the voltage to the auxiliary field remains constant, one can completely employ the coils which cause an auxiliary field.
For the production of the direct current corresponding to the fault current in the relay, an intermediate transformer is employed, according to the present invention, which serves to adapt the secondary current from the current transformer filtration assembly to the rectifier assembly. At the same time, by means of this auxiliary transformer, a value can be set: naxima of the current of the rectifier assembly, by a dimensioning such of the intermediate transformer that it is saturated for a determined primary current. The saturation limit of the intermediate transformer is chosen so that in all cases of connection to the frame, no saturation occurs yet.
However, when an external earthing meets a connection to the frame, so that the two faults represent a double loss at
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earth, the current in the current transformer filter assembly takes on the intensity of a short-circuit current and could then, without the saturation of the auxiliary transformer, destroy the rectifier and the relay connected to this one. Consequently, the intervention of the saturation of the intermediate transformer protects the rectifier and the relay from destruction in the event of a double loss to earth.
The case of a double loss to earth with its fault current intensity similar to that of a short-circuit cannot, it is true, due to the saturation of the intermediate transformer, discharge any current which corresponds to its intensity by the rectifier assembly, but it has been observed by precise studies that very high voltage peaks occur on the secondary side of the intermediate transformer. Therefore, the rectifier assembly according to the present invention is protected from these high voltage peaks. These high voltage peaks have an alternating direction so that they also stress the rectifiers in the blocking direction and therefore represent a danger for the rectifiers.
This is especially true in the case of dry rectifiers of any construction since these can only withstand relatively low voltages. But other rectifiers can also be damaged by high voltage spikes. The high voltage peaks also require that in the assembly all the relay lines and above all also the relay coil which is carrying the rectified current, receive an insulation to withstand these voltage peaks.
This insulation is not pierced, it is true, at the time of the first voltage surge, but the repeated voltage surges lead, as is known, by progressing little by little, to the destruction of the insulations. .
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oven remove these peaks ae tension, we can only consider means acting without delay. For similar purposes known luminescent lamps give, it is true, a certain voltage limitation, but this voltage limit is unfavorably high in relation to the voltage which is to come into action in the rectifier assembly and in the rectifier assembly. the relay coil.
For this reason, the secondary circuit of the intermediate transformer is closed, according to the present invention, by means of a series connection of an ohmic resistance and a capacitor and the rectifier assembly alone is put in parallel on the capacitor. . The magnitude of the capacitance and of the resistance is approximately equal, related to the frequency of the network of 50 Hz and the ohmic resistance is advantageously chosen of a magnitude such that it does not weaken more strongly than 15% under normal circumstances, ie in the case of simple connections to the frame, the current in the relay coil. The relay coil run by the rectified fault current is advantageously the mobile relay coil of the dynamometric relay.
The current in this voice coil is advantageously equalized by a capacitor which is placed in parallel with this coil and which may be several times as large as the capacitor which serves to suppress the secondary voltage peaks of the intermediate transformer. The magnitude of the equalization capacitor is determined by the permissible magnitude of the relay switch-on time.
Other characteristics of the invention are explained with the aid of a figure which gives an exemplary embodiment of the invention.
In this figure, the connection terminals for the secondary circuit of the current transformer filtration assembly from which the fault current is taken are designated by 1 and 2. The fault current flows through the primary winding of an intermediate transformer 19, to the secondary circuit.
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To which rectifier assembly 17 is connected via an ohmic resistor 15. In parallel with the alternating current terminals of the rectifier arrangement 17, a capacitor 16. L has been fitted. The rectifier arrangement supplies the voice coil 12 in the electro-dynamic apparatus 9. Prallel to the winding 12 is an equalization capacitor 18.
The ohmic resistor 15 has for example a magnitude of 6000 ohms when the capacitor 16 has a magnitude of 0.6 / F. The capacitor 18 has for example a capacity of 2 F. The fixed coil system 13 of the relay 9 is supplied by an auxiliary source 8 of direct current. The fixed coil is therefore permanently energized. On the contrary, there is only a direct current in coil 12 when a fault current is established. As the two relay circuits are constantly closed, there is no loss of time in the arrangement shown in the figure by contact closings which may be necessary beforehand.
The relay has a work contact 10; this contact is closed when the two coils 12 and 13 are energized.
By closing this contact, a circuit is closed for the actuation of any tripping relay or signal.
A resistor 14 is placed between the connection terminals 4-7 of the relay. This is used to adjust a desired sensitivity of the relay or the current intensity of the coil 12. Resistor 14 is placed in parallel to coil 12 and therefore carries a part of the rectified alternating current. By choosing the connections between connection points 3 and 4 or 3 and 5, 6 or 7, the size of the resistor is adjusted in parallel and consequently a desired sensitivity of the relay is produced.