DE588485C - Device for monitoring electrical distribution networks with several feed lines each containing a downward transformer - Google Patents
Device for monitoring electrical distribution networks with several feed lines each containing a downward transformerInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Verteilungsnetze, insbesondere auf Wechselstromnetze, welche an mehreren Stellen mittels Abwärtstransformatoren von einer 5 oder mehreren Stromquellen aus gespeist werden. Für derartige Netze ist bereits vorgeschlagen worden, jeder Speiseleitung ein Energierichtungsrelais zuzuordnen, welches die zugeordnete Speiseleitung selbsttätig abschaltet, wenn beim Auftreten eines Fehlers in der Speiseleitung oder in dem in ihr angeordneten Transformator Energie vom Netz zur Speiseleitung fließt, und welches die selbsttätige Wiederanschaltung der zugeordneten Speiseleitung herbeiführt, wenn der Fehler behoben ist.The present invention relates to electrical distribution networks, in particular to AC grids, which at several points by means of step-down transformers from one 5 or more power sources can be fed from. It has already been proposed for such networks been to assign an energy direction relay to each feed line, which the assigned The feed line switches off automatically if a fault occurs in the feed line or in the one arranged in it Transformer energy flows from the network to the feed line, and which is the automatic Reconnection of the assigned feed line brings about when the error has been eliminated.
Bei diesen bekannten Einrichtungen ist dasWith these known facilities this is
Energierichtungsrelais so angeordnet, daß beiEnergy direction relay arranged so that at
' geöffnetem Netzschalter, d. i. der Schalter, der die Speiseleitung mit dem Niederspannungsnetz verbindet, ein oder mehrere seiner Wicklungen in einem die Hauptkontakte des Netzschalters überbrückenden hochohmigen Nebenschlußstromkreis liegen. Diese Anordnung ist insofern nachteilig, als eine metallische Verbindung über dem geöffneten Schalter besteht, und bei einem Fehler in den Widerständen im Nebenschlußstromkreis genügend Strom von dem Netz zum Transformator fließen kann, um den Transformator so weit zu erregen, daß · Lebensgefahr für die die Speiseleitung reparierenden Arbeiter besteht.'power switch open, d. i. the switch that connects the feed line to the low voltage network connects, one or more of its windings in one of the main contacts of the power switch bridging high-resistance shunt circuit. This arrangement is disadvantageous in that there is a metallic connection above the open switch, and in the event of a fault in the resistors in the shunt circuit, enough current of can flow from the network to the transformer in order to excite the transformer to such an extent that There is a danger to life for the workers repairing the feed line.
Durch die vorliegende Erfindung wird dieser Nachteil dadurch behoben, daß die bei geschlossenem Netzschalter vom Strom in der Speiseleitung beeinflußte Stromspule des Energierichtungsrelais nach dem Öffnen des Netzschalters an einen Kreis gelegt wird, in dem eine dem Magnetisierungsstrom des Speisetransformators proportionell über einen Zwischenwandler gewonnene Spannung und die Spannung des Niederspannungsnetzes nach Größe und Phase miteinander verglichen werden.The present invention eliminates this disadvantage in that the closed Mains switch influenced by the current in the feed line, the current coil of the energy direction relay after opening the power switch is connected to a circuit in which one of the magnetizing current of the supply transformer voltage obtained proportionally via an intermediate converter and the voltage of the low-voltage network according to size and phase can be compared with each other.
Zweckmäßig ist die Anordnung so getroffen, daß die Stromspule des Energierichtungsrelais bei geschlossenem Netzschalter über Hilfskontakte des Schalters in Reihe mit einer Sekundärwicklung eines in der Speiseleitung liegenden Stromtransformators liegt, und' die Hilfskontakte des Schalters die Stromwicklung beim öffnen des Schalters so umschalten, daß sie von dem Magnetisierungsstrom des Transformators in der Speiseleitung und von der Spannung des Niederspannungsnetzes erregt wird.The arrangement is expediently such that the current coil of the energy direction relay with the mains switch closed, via auxiliary contacts of the switch in series with a secondary winding a current transformer lying in the feed line, and 'the Auxiliary contacts of the switch switch the current winding when the switch is opened so that they from the magnetizing current of the transformer in the feed line and from the Voltage of the low voltage network is excited.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit 1 ist ein Ein-An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. With 1 is an
phasennetz bezeichnet, welches über mehrere Speiseleitungen 3, von denen in der Zeichnung zwei dargestellt sind, von der mit einer geeigneten Stromquelle in Verbindung stehenden Sammelschiene 2 gespeist wird. Jede Speiseleitung 3 enthält einen Abwärtstransformator 4, dessen Sekundärwicklung mittels des Schalters 5 mit dem Netz 1 verbunden werden kann, und dessen Primärwicklung über den Schalter 6 an die Sammelschiene 2 angeschlossen ist. Der Transformator 4 und der Schalter 5 sind in der Nähe des Netzes 1 angeordnet, während der Schalter 6 in der die Sammelschiene 2 enthaltenden Haupt- oder Unterstation angeordnet ist.phase network referred to, which has several feed lines 3, of which in the drawing two are shown, the one associated with a suitable power source Busbar 2 is fed. Each feed line 3 contains a step-down transformer 4, whose secondary winding can be connected to network 1 by means of switch 5, and the primary winding of which is connected to the busbar 2 via the switch 6. The transformer 4 and the switch 5 are arranged in the vicinity of the network 1 while the switch 6 is arranged in the main or substation containing the busbar 2 is.
Der Schalter 6 ist in bekannter Weise so ausgeführt, daß er von Hand willkürlich ein- oder ausgeschaltet werden kann und ferner selbsttätig beim Auftreten einer Überlastung ausgeschaltet wird. Die Auslösespule 9 ist über den Stromtransformator 10 mit der Speiseleitung verbunden, und sie öffnet bei ihrem Ansprechen die Verklinkung 8. Der Schalter 5 ist in ebenfalls bekannter Weise mit einer Ein- und Ausschaltspule versehen; der Schalter wird in der Einschaltstellung durch eine mechanische Verklinkung gehalten, welche durch die Ausschaltspule gelöst werden kann. Die Einschaltspule des Schalters 6 ist mit 11 bezeichnet und die Ausschaltspule mit 12.The switch 6 is designed in a known manner so that it can be switched on or by hand can be switched off and also switched off automatically when an overload occurs will. The trip coil 9 is connected to the feed line via the current transformer 10 connected, and it opens the latch 8 when it responds. The switch 5 is also in in a known manner provided with an on and off coil; the switch is in the On position held by a mechanical latch, which is controlled by the opening coil can be solved. The closing coil of the switch 6 is denoted by 11 and the Trip coil with 12.
Um beim Öffnen des Schalters 6 oder beim Auftreten eines Fehlers in der zugeordneten Speiseleitung 3 oder im Transformator 4 den Schalter 5 sofort zu öffnen, ist jedem Schalter 5 ein Energierichtungsrelais zugeordnet, welches die Auslösespule 12 des Schalters einschaltet, wenn ein bestimmter Betrag von Energie vom Netz ι zu der zugeordneten Speiseleitung 3 zurückfließt. Das Energierichtungsrelais 15 kann von bekannter Bauart sein. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besitzt jedes Energierichtungsrelais eine Spannungswicklung Vj, welche dauernd am Netz 1 liegt, und eine Stromwicklung 16, welche an die Sekundärwicklung 18 eines Transformators 19 angeschlossen ist, dessen Primärwicklung 20 in Reihe mit der Sekundärwicklung des zugeordneten Transformators 4 und dem Netz 1 liegt, wenn der Schalter 5 geschlossen ist. Das Energierichtungsrelais 15 hält für gewöhnlich seine im Erregerstromkreis der Einschaltspule 11 des Schalters 5 angeordneten Kontakte 21 geschlossen. Wenn jedoch mehr als ein vorbestimmter Betrag von Energie vom Netz 1 zu einer Speiseleitung 3 fließt, dann öffnet das zugeordnete Energierichtungsrelais 15 seine Kontakte 21, während es seine im Erregerstromkreis der Auslösestromspule 12 des zugeordneten Schalters 5 liegenden Kontakte 22 schließt.In order to open the switch 5 immediately when the switch 6 is opened or a fault occurs in the associated feed line 3 or in the transformer 4, an energy direction relay is assigned to each switch 5, which switches on the trip coil 12 of the switch when a certain amount of energy is released Network ι flows back to the associated feed line 3. The energy direction relay 15 can be of known type. As can be seen from the drawing, each energy direction relay has a voltage winding Vj, which is permanently connected to the network 1, and a current winding 16 which is connected to the secondary winding 18 of a transformer 19, the primary winding 20 of which is in series with the secondary winding of the associated transformer 4 and the Network 1 is present when switch 5 is closed. The energy direction relay 15 usually keeps its contacts 21 arranged in the excitation circuit of the switch-on coil 11 of the switch 5 closed. However, if more than a predetermined amount of energy flows from the network 1 to a feed line 3, the associated energy direction relay 15 opens its contacts 21, while it closes its contacts 22 located in the excitation circuit of the tripping coil 12 of the associated switch 5.
Damit jedes Energierichtungsrelais 15 auch die Wiedereinschaltung des zugeordneten Schalters 5 steuern kann, ist die Stromwicklung 16 jedes Relais 15 so angeordnet, daß sie entsprechend der Phase und Größe des Magnetisierungsstromes des zugeordneten Transformators 4 erregt wird, wenn der zugeordnete Schalter 5 offen ist.This means that each energy direction relay 15 also switches on the associated switch again 5 can control, the current winding 16 of each relay 15 is arranged so that they are accordingly the phase and magnitude of the magnetizing current of the assigned transformer 4 is energized when the associated switch 5 is open.
Zu diesem Zweck ist jede Speiseleitung mit einem Stromtransformator 25 versehen, der zwei differential angeordnete Primärwicklungen 26 und 27 besitzt, die in Reihe mit der Primärbzw. Sekundärwicklung des zugeordneten Transformators 4 liegen. Ferner besitzt der Transformator 25 eine Sekundärwicklung 28, welche mit einem Steuerstromkreis 29 verbunden ist, an dem die Stromwicklung 16 des zugeordneten Energierichtungsrelais 15 angeschaltet wird, wenn der zugeordnete Schalter 5 offen ist. Da jeder Transformator 25 durch die Differenz zwischen den Primär- und Sekundärströmen des zugeordneten Transformators 4 erregt wird, ändert sich der Strom in der Sekundärwicklung 28 in seiner Phase und Größe mit dem Magnetisierungsstrom des zugeordneten Transformators 4.For this purpose, each feed line is provided with a current transformer 25, the has two differentially arranged primary windings 26 and 27, which are in series with the primary zw. Secondary winding of the assigned transformer 4 lie. The transformer also has 25 a secondary winding 28 which is connected to a control circuit 29, to which the current winding 16 of the assigned energy direction relay 15 is switched on, when the associated switch 5 is open. As each transformer 25 by the difference is excited between the primary and secondary currents of the associated transformer 4, the current in the secondary winding 28 changes in phase and size with the magnetizing current of the assigned transformer 4.
Damit der Schalter nur geschlossen wird, wenn die Sekundärspannung des Transformators 4 derart ist, daß nach dem Schließen des Schalters 5 Energie vom Transformator zum Netz ι fließt, ist die Anordnung so getroffen, daß die Stromwicklung 16 des Energierichtungsrelais 15 bei geöffnetem Schalter 5 auch entsprechend Größe und Phase der Netzspannung 1 erregt wird. Daher ändert sich die Erregung der Stromwicklung 16 bei geöffnetem Schalter 5 entsprechend der relativen Größe und der relativen Phase zwischen dem Magnetisierungsstrom des zugeordneten Transformators 4 und der Spannung des Netzes 1.So that the switch is only closed when the secondary voltage of the transformer 4 is such that after closing the switch 5 energy from the transformer to Network ι flows, the arrangement is made so that the current winding 16 of the energy direction relay 15 with the switch 5 open, also according to the size and phase of the mains voltage 1 is excited. Therefore, the excitation of the current winding 16 changes when the switch 5 is open according to the relative size and the relative phase between the magnetizing current of the associated transformer 4 and the voltage of the network 1.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Erregung der Stromwicklung 16 in Abhängigkeit von der Größe und Phase der Netzspannung mittels eines Spannungswandlers 30 herbeigeführt, dessen Primärwicklung in Reihe mit der Spannungswicklung des zugeordneten Energierichtungsrelais 15 liegt, und dessen Sekundärwicklung 32 mit dem Steuerstromkreis 29 verbunden ist, so daß die Sekundärwicklungen 28 und 32 in Reihe geschaltet sind. Daher wird die Stromwicklung 16 jedes Relais 15 durch einen Strom erregt, der von dem Verhältnis der Phase und der Größe des Magnetisierungsstromes des Transformators 4 zu der Phase und Größe der Spannung des Netzes 1 abhängt. Da ferner die Phase und Größe des Magnetisierungsstromes eines Transformators in einem bestimmten Verhältnis zu der Phase und Größe der unbelasteten Sekundärspannung des Transformators steht, fließt bei geeigneter Bemessung der Wicklungen der Transformatoren 25 und 30 ein Strom solcher Phase im Verhältnis zu dem Strom über dieIn the illustrated embodiment of the invention, the excitation of the current winding 16 depending on the size and phase of the mains voltage by means of a voltage converter 30 brought about, its primary winding in series with the voltage winding of the associated energy direction relay 15 is located, and its secondary winding 32 with the Control circuit 29 is connected so that the secondary windings 28 and 32 are connected in series are. Therefore, the current winding 16 of each relay 15 is excited by a current which on the ratio of the phase and the magnitude of the magnetizing current of the transformer 4 depends on the phase and size of the voltage of the network 1. Furthermore, since the phase and Magnitude of the magnetizing current of a transformer in a certain ratio the phase and size of the unloaded secondary voltage of the transformer, flows with a suitable dimensioning of the windings of the transformers 25 and 30 a current of such Phase in relation to the current through the
Spannungswicklung 17 durch die Stromwicklung 16, daß das Relais 15 seine Kontakte 22 geöffnet hält, wenn die Sekundärspannung des zugeordneten Transformators 4 nicht die für die Einschaltung des Schalters 5 erwünschte Phase und Größe im Verhältnis zu der Netzspannung besitzt. Dagegen werden die Relaiskontakte 21 geschlossen, wenn die Sekundärspannung des Transformators 4 die für die Einschaltung des Schalters 5 erwünschte Phase und Größe besitzt.Voltage winding 17 through current winding 16 so that relay 15 has its contacts 22 holds open when the secondary voltage of the associated transformer 4 is not the for the switching on of the switch 5 desired phase and size in relation to the mains voltage owns. In contrast, the relay contacts 21 are closed when the secondary voltage of the transformer 4 has the desired phase and size for switching on the switch 5.
Um das richtige Verhältnis zwischen den Sekundärspannungen der Transformatoren 25 und 30 hinsichtlich ihrer Phase und Größe bei bestimmtem Magnetisierungsstrom und bei bestimmter Netzspannung einstellen zu können, sind die einstellbaren Impedanzen 34 und 35 vorgesehen, von denen die erstere in Reihe und die letztere im Nebenschluß zu der Spannungswicklung 17 des Relais 15 angeordnet sind.To find the correct ratio between the secondary voltages of the transformers 25 and 30 with regard to their phase and size at a specific magnetizing current and at a specific one The adjustable impedances 34 and 35 are used to set the mains voltage provided, the former in series and the latter in shunt with the voltage winding 17 of the relay 15 are arranged.
Damit die Wicklung 16 bei geschlossenem Schalter 5 unabhängig von dem Steuerstromkreis 29 erregt werden kann, ist jeder Schalter 5 mit Hilfskontakten 37 versehen, welche so angeordnet sind, daß sie bei geschlossenem Schalter den zugeordneten Steuerstromkreis 29 kurzschließen und die Stromwicklung 16 des zugeordneten Relais 15 an die Sekundärwicklung 18 des Stromwandlers 19 anschließen. Jeder Schalter 5 besitzt ferner die Hilfskontakte 38, die so angeordnet sind, daß sie bei geöffnetem Schalter die Sekundärwicklung des Stromwandlers 19 kurzschließen und die Wicklung 16 des Relais 15 mit dem Steuerstromkreis 29 verbinden. . 35 Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt:So that the winding 16 is independent of the control circuit when the switch 5 is closed 29 can be excited, each switch 5 is provided with auxiliary contacts 37, which are so arranged are that they short-circuit the associated control circuit 29 when the switch is closed and the current winding 16 of the associated relay 15 to the secondary winding 18 of the current transformer 19. Each switch 5 also has the auxiliary contacts 38, the so are arranged that, when the switch is open, the secondary winding of the current transformer 19 short-circuit and connect the winding 16 of the relay 15 to the control circuit 29. . 35 The mode of operation of the arrangement is as follows:
Wenn die Schalter 5 und 6 einer Speiseleitung geschlossen sind, und Strom von der Sammelschiene 2 zum Netz 1 fließt, hält das zugeordnete Energierichtungsrelais 15 seine Kontakte 21 geschlossen. Die Stromwicklung 16 des Relais 15 wird durch einen Strom erregt, der sich in seiner Größe und Phase mit dem Sekundärstrom des zugeordneten Transformators 4 ändert.When switches 5 and 6 of a feed line are closed and power is from the Busbar 2 flows to network 1, the associated energy direction relay 15 holds its Contacts 21 closed. The current winding 16 of the relay 15 is excited by a current, which differs in its size and phase with the secondary current of the assigned transformer 4 changes.
Wenn in einer Speiseleitung ein Fehler auftritt, oder der Schalter 6 geöffnet wird, so daß sich die Richtung des Stromes über den Schalter 5 umkehrt, dann öffnet das zugeordnete Energierichtungsrelais 15 seine Kontakte 21, während es seine Kontakte 22 schließt. Über die Kontakte 22 wird die Auslösespule 12 des Schalters 5 mit der Sekundärseite des zugeordneten Transformators 4 verbunden, so daß der Schalter 5 geöffnet wird. Wenn der Schalter 5 herausfällt, öffnet er seine Kontakte 37, während er die Kontakte 38 schließt, so daß die Wicklung 18 des Stromwandlers 19 kurzgeschlossen und die Stromwicklung 16 des Energierichtungsrelais 15 mit dem Steuerstromkreis 29 verbunden wird. Daher wjrd bei geöffnetem Schalter 5 die Stromwicklung 16 des zugeordneten Energierichtungsrelais in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Phase und Größe der Netzspannung zu der Phase und Größe des Magnetisierungsstromes des zugeordneten Transformators 4 erregt.If a fault occurs in a feed line, or the switch 6 is opened so that if the direction of the current is reversed via switch 5, the associated one opens Energy direction relay 15 its contacts 21, while it closes its contacts 22. Above the contacts 22 is the trip coil 12 of the switch 5 with the secondary side of the associated Transformer 4 connected so that the switch 5 is opened. When the switch 5 falls out, he opens his contacts 37, while he closes the contacts 38, so that the Winding 18 of the current transformer 19 short-circuited and the current winding 16 of the energy direction relay 15 to the control circuit 29 is connected. Therefore, when the switch 5 is open, the current winding 16 of the associated Energy direction relay depending on the ratio of the phase and size of the Mains voltage to the phase and magnitude of the magnetizing current of the assigned transformer 4 excited.
Solange der Fehler auf der Speiseleitung besteht, und der Schalter 6 geöffnet ist, hält das Relais 15 seine Kontakte 22 geschlossen. Wenn dagegen der Schalter 6 geschlossen wird, und der normale Spannungszustand der Speiseleitung im Verhältnis zum Netz 1 wiederhergestellt ist, werden die Kontakte 21 des Relais 15. geschlossen und die Kontakte 22 geöffnet, so daß hierdurch die Einschaltspule 11 des Schalters 5 an die Sekundärwicklung des Transformators 4 angeschlossen und die Einschaltung des Schal-• ters 5 herbeigeführt wird. Nachdem der Schalter 5 geschlossen ist, und der Stromkreis für die Einschaltspule 11 durch die Hilfskontakte 40 unterbrochen worden ist, wird der Schalter durch die Klinke 13 in der Einschaltstellung festgehalten. Bei der Einschaltung des Schalters 5 werden die Hilfskontakte 38 geöffnet und die Hilfskontakte 37 geschlossen, so daß der Steuerstromkreis 29 kurzgeschlossen und die Stromwicklung 16 des Relais 15 wieder mit der Sekundärwicklung 18 des Stromwandlers 19 verbunden wird, damit sie bei einer darauffolgenden Umkehr der Energierichtung die Öffnung des Schalters herbeiführen kann.As long as the fault persists on the feed line and switch 6 is open, it will hold Relay 15 its contacts 22 closed. If, however, the switch 6 is closed, and the normal voltage state of the feed line in relation to network 1 is restored is, the contacts 21 of the relay 15 are closed and the contacts 22 are opened, so that as a result, the closing coil 11 of the switch 5 is connected to the secondary winding of the transformer 4 connected and the activation of the switch • 5 is brought about. After the switch 5 is closed, and the circuit for the closing coil 11 through the auxiliary contacts 40 has been interrupted, the switch is by the pawl 13 in the on position held. When the switch 5 is switched on, the auxiliary contacts 38 are opened and the auxiliary contacts 37 closed, so that the control circuit 29 shorted and the Current winding 16 of relay 15 again with secondary winding 18 of current transformer 19 is connected so that it will open the opening when there is a subsequent reversal of the direction of energy of the switch can cause.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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-
1930
- 1930-11-30 DE DE1930588485D patent/DE588485C/en not_active Expired
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