DE1146180B

DE1146180B - Unterspannungszeitrelais mit stetiger Zeit-Spannungs-Kennlinie

Info

Publication number: DE1146180B
Application number: DEC25352A
Authority: DE
Inventors: Josef Buender
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1961-10-25
Filing date: 1961-10-25
Publication date: 1963-03-28

Description

Unterspannungszeitrelais mit stetiger Zeit-Spannungs-Kennlinie Es ist üblich, unterspannungsempfindliche elektrische Anlagen, wie z. B. Synchronmotoren, durch Unterspannungszeitrelais zu schützen. Die bisher dazu verwendeten Unterspannungszeitrelais bestehen aus der Kombination eines Unterspannungsrelais mit nachgeschaltetem mechanischem oder elektronischem Zeitrelais. In den Fällen, in denen die Auslösezeit eine bestimmte Funktion des Spannungsrückganges sein muß, kann dieses nur stufenweise durch die Parallelschaltung mehrerer solcher Kombinationen erreicht werden. Die Nachbildung einer stetigen Zeit-Spannungs-Funktion ist damit nicht möglich.
Derartige Relaiskombinationen erfordern durch die Vielzahl der parallel geschalteten Relais einen hohen Eigenverbrauch und überwachen in der Regel nur eine verkettete Spannung. Es können somit nur dreiphasige Kurzschlüsse richtig überwacht werden. Bei einem zweiphasigen Kurzschluß wird, je nachdem, ob die betreffende verkettete Spannung überwacht wird oder nicht, zu früh oder zu spät abgeschaltet. Durch die Parallelschaltung der vielen mechanischen Relais leidet die Betriebssicherheit der Anlage, weil der Ausfall eines einzigen Unterspannungsrelais zu einer Fehlauslösung der betreffenden elektrischen Anlage führt. Bei sich in sehr kurzen Zeitabständen wiederholenden Kurzschlüssen oder z. B. bei Netzpendelungen ist es erwünscht, daß sich die Zeiten der Spannungsabsenkungen addieren und auch dann zur Abschaltung führen, wenn z. B. eine einzelne Zeit nicht zur Auslösung ausreichen würde. Die oben beschriebenen Relaiskombinationen erfüllen diese Forderung nicht und beginnen ihren Zeitablauf bei jedem Spannungszusammenbruch von neuem.
In vielen Fällen wird aber ein Relais benötigt, das mehrere Spannungszusammenbrüche über die Zeit integriert und mit Sicherheit eine elektrische Anlage abschaltet, bevor diese durch die Spannungszusammenbrüche gefährdet wird.
Diesen Zweck erfüllt ein Unterspannungszeitrelais mit beliebig variierbarer stetiger Zeit-Spannungs-Kennlinie, vorzugsweise zum Schutz unterspannungsempfindlicher elektrischer Anlagen, bei dem eine der Meßspannung proportionale Gleichspannung dauernd gegen eine konstante Gleichspannung geschaltet und mit der daraus resultierenden Differenzspannung ein an sich bekanntes spannungsabhängiges RC-Glied beaufschlagt und dadurch ein Thyratron gezündet wird, das ein Hilfsrelais abhängig vom zeitlichen Integral der Differenzspannung ansprechen läßt.
In der Zeichnung ist die Schaltung eines derartigen Unterspannungszeitrelais wiedergegeben, das die eingangs geschilderten Nachteile vermeidet und dessen Auslösekennlinie den Betriebsdaten einer Synchronmaschine angepaßt werden kann.
Die drei Phasen der Meßspannung R, S und T werden über die Hauptkontakte des Spannungsautomaten e l, -e31 geführt und durch den Transformator ml und den Gleichrichter n 1 zu einer für das Relais benötigten, durch den Kondensator k2 geglätteten Gleichspannung umgeformt. Diese Gleichspannung lädt auch den Kondensator k1 über den Gleichrichter n3 und den Widerstand r4 auf. Der Widerstand r1 und der Gleichrichter rc2 verhindern, daß ein Strom von dieser Spannung in das Hilfs-Gleichstromnetz fließt. Bei einem Spannungszusammenbruch liegt die Differenzspannung, bestehend aus der konstanten Spannung des Kondensators k1 abzüglich der geglätteten Gleichspannung des Kondensators k2, an dem Gleichrichter n3 und damit auch an dem abgewandelten RC-Glied, bestehend aus den konstanten Widerständen r5, r6, r7 und r8, den stromabhängigen Widerständenpl,p2, dem Kondensator k3 und dem Gleichrichter n4. Die Glimmlampen p1 und p2 zünden bei einem Spannungszusammenbruch und bilden eine Parallelschaltung zu den Widerständen r6 und r7. Damit wird aus der Reihen-Parallel-Schaltung von r5, r6, r7, p1 und p2 ein spannungsabhängiger Ersatzwiderstand. Die Zeit, nach der an dem Kondensator k3 die Zündspannung für das Thyratron p3 anliegt, ist damit eine Funktion der Meßspannung und des Ersatzwiderstandes, die auf die verschiedensten Aufgabengebiete durch Austauschen der Widerstände r5, r6, r7, p1 und p2 abgestimmt werden kann. Bei Erreichen der Zündspannung am Kondensator k3 zündet das Thyratron p 3 und läßt das Relais D 1 ansprechen, das über den Kontakt d11 das Thyratron kurzschließt und sich über die Hilfskontakte des Spannungsautomaten e 12 - e 32 und die Löschtaste b 1 selbst hält. Bei Ausfall eines Spannungsautomaten e11- e31 wird über die Hilfskontakte des Spannungsautomaten e12-e32 der Auslösestromkreis unterbrochen, und die Hilfskontakte e 13 -e33 entladen den Kondensator k1 über den Widerstand r2. Der Widerstand r4 dient dabei als Strombegrenzer für die Meßspannung. Der Kondensator k4 dient zur Stabilisierung des Kaltthyratrons. Bei Spannungszusammenbrüchen, bei denen dU/dt sehr klein ist und die sich über Minuten hinziehen, würde sich der Kondensator k1 über seinen inneren Isolationswiderstand entladen, so daß keine Auslösung erfolgen würde. In diesem Fall hält die Hilfsgleichspannung die Spannung am Kondensator k 1 auf einem bestimmten Wert und zündet bei Unterschreitung der Meßspannung unter einen bestimmten Wert das Thyratron. Der Kontakt d13 schließt nach dem Ansprechen des Auslöserelais D1 den Gleichrichter n2 und den Widerstand r1 kurz, die im Normalbetrieb verhindern, daß eventuelle Spannungsspitzen der Hilfsgleichspannung das Thyratron zünden und damit eine Fehlauslösung verursachen würden.
Durch die entsprechende Dimensionierung des Gleichrichters n 4 werden mehrere Spannungseinbrüche in kurzer Reihenfolge mehr oder weniger stark summiert.
Die gleichgerichtete Meßspannung kann wahlweise durch Gleichrichtung der einzelnen Dreieckspannungen und anschließende Addition oder durch Gleichrichtung in Drehstrom-Brückenschaltung gewonnen werden, wodurch ein Zweiphasenkurzschluß stärker oder schwächer gegenüber einem Dreiphasenkurzsehluß berücksichtigt wird. In der Abbildung ist die zweite Möglichkeit gewählt worden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Unterspannungszeitrelais mit beliebig variierbarer stetiger Zeit-Spannungs-Kennlinie, vorzugsweise zum Schutz unterspannungsempfindlicher elektrischer Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Meßspannung proportionale Gleichspannung dauernd gegen eine konstante Gleichspannung geschaltet und mit der daraus resultierenden Differenzspannung ein an sich bekanntes spannungsabhängiges RC-Glied beaufschlagt und dadurch ein Thyratron gezündet wird, das ein Hilfsrelais abhängig vom zeitlichen Integral der Differenzspannung ansprechen läßt.
2. Unterspannungszeitrelas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Gleichspannung von der Meßspannung gewonnen und bei deren Absinken durch eine Hilfsgleichspannung aus einer Batterie ersetzt wird.
3. Unterspannungszeitrelais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichgerichtete Meßspannung durch Gleichrichtung in Drehstrom-Brückenschaltung gewonnen wird..
4. Unterspannungszeitrelais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichgerichtete Meßspannung durch Gleichrichtung der einzelnen Dreieckspannungen und anschließende Addition gewonnen wird.
5. Unterspannungszeitrelais nach Anspruch l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Auslegung des Gleichrichters (n4) mehrere in kürzester Reihenfolge auftretende Unterspannungseinbrüche mehr oder weniger stark summiert werden.