DE967625C - Als Prozent- oder Sperrelais dienende Einrichtung - Google Patents
Als Prozent- oder Sperrelais dienende EinrichtungInfo
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- DE967625C DE967625C DES44276A DES0044276A DE967625C DE 967625 C DE967625 C DE 967625C DE S44276 A DES44276 A DE S44276A DE S0044276 A DES0044276 A DE S0044276A DE 967625 C DE967625 C DE 967625C
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
- H02H3/28—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus
- H02H3/30—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus using pilot wires or other signalling channel
- H02H3/305—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus using pilot wires or other signalling channel involving current comparison
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine als Prozent- oder Sperrelais dienende Einrichtung, wie sie insbesondere
für den Stromdifferentialschutz elektrischer Anlagen verwendet wird. Zur Erläuterung
der Erfindung ist in Fig. ι zunächst das bekannte Grundschema der Stromdifferentialschaltung dargestellt.
Am Anfang und Ende einer zu schützenden Strecke, Schutzstrecke i, beispielsweise
einer Sammelschiene, einer Transformatorwicklung od. dgl., mißt je ein Stromwandler 2 bzw. 3 den
Primärstrom I1 bzw. I2. Die sekundären Wicklungen
der Stromwandler sind hintereinandergeschaltet. Tn der Mitte sind die beiden Leitungen über eine Vergleichseinrichtung
4 kurzgeschlossen. Die Sekundärströme durchfließen einen Hilfswandler 5, an dessen Mitte die Diagonalverbindung mit der
Vergleichseinrichtung 4 angeschlossen ist. Es sind also zwei sekundäre Stromkreise vorhanden. Der
Strom I1 fließt über die linke Hälfte des Hilfswandlers
5 und über die Vergleichseinrichtung 4 zum Stromwandler 2 zurück, während der Strom i2
in entgegengesetzter Richtung zu I1 über die Vergleichseinrichtung
4 und in gleicher Richtung wie J1 über die andere Hälfte des Hilfswandlers 5 fließt.
Man erhält also in der Vergleichseinrichtung 4 die geometrische Differenz 111 —i2 |. Im Hilfswandler 5
addieren sich die beiden AW-Zzhlen | awx + aw2 1.
Man erhält somit auf der nicht dargestellten Sekundärseite dieses Hilf swandlers 5 einen Strom, der
der geometrischen Summe 111 + i% \ proportional ist.
Solange die Schutzstrecke 1 ungestört ist, wird J1 mindestens annähernd gleich J2 sein und somit
die über die Vergleichseinrichtung fließende geometrische Differenz | I1-I2 I annähernd gleich Null.
Tritt dagegen in der Schutzstrecke 1 eine Störung auf, so ist das Gleichgewicht gestört. Durch die
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Vergleichseinrichtung 4 wird dann ein Fehlerstrom iA = 111 —i2 I fließen, der zur Anzeige des
Fehlers verwendet werden kann. Eine derartige Einrichtung wird daher bereits seit langem für den
Differentialschutz verwendet, beispielsweise in Gestalt des seit mehreren Jahren bekannten Waagebalkenrelais.
An den Waagebalken greifen zwei Elektromagnete an, von denen der eine von der geometrischen Summe der Ströme im sperrenden
Sinn und der andere von der geometrischen Differenz im auslösenden Sinne beeinflußt wird. Je
nach der Richtung einer zusätzlichen, an dem Waagebalken angeordneten Rückzugsfeder kann
ein derartiges Relais als Prozent- oder Sperrelais verwendet werden. Im Verlaufe der Jahre sind
dann zahlreiche Abänderungen dieses Relais bekanntgeworden, die den Zweck verfolgen, die Ansprechgenauigkeit
des Prozent- oder Sperrelais zu erhöhen und Störungen weitgehend auszuschließen,
dadurch wurde aber andererseits der erforderliche Aufwand wesentlich vergrößert, beispielsweise
durch Anordnung von Transformatoren mit nachgeschalteten Gleichrichtern, Glättungseinrichtungen
u. dgl.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine als Prozent- oder Sperrelais dienende Einrichtung, insbesondere
für den Stromdifferentialschutz elektrischer Anlagen, geschaffen, welche auf die
ursprüngliche einfache Schaltung zurückgeht, jegliehe
zusätzliche Gleichrichter od. dgl. vermeidet und dennoch eine hohe Genauigkeit und Störsicherheit
ergibt. Erfindungsgemäß sind zwei Hallgeneratoren in zwei getrennten Magnetfeldern angeordnet,
von denen das eine Magnetfeld proportional der geometrischen Summe, das andere proportional
der geometrischen Differenz der beiden miteinander zu vergleichenden Ströme erregt ist. Die Hallspannungen
sind über eine Vergleichseinrichtung gegeneinandergeschaltet.
Bisher hat man Hallgeneratoren, beispielsweise zur Produktenbildung elektrischer Größen, zur Ermittlung
. des Drehmomentes von Gleichstrommotoren und zur elektrischen Übertragung der Bewegung
eines Sendeorganes auf ein Empfangsorgan vorgesehen. Dabei hat man entweder lediglich die
dem Hallgenerator zugrunde liegende Fähigkeit der Multiplikation zweier Größen oder die Möglichkeit
der Umwandlung eines ortsveränderlichen, am Hallgenerator vorbeistreichenden Magnetfeldes in eine
entsprechende elektrische Größe ausgenutzt.
Dies hat mit dem Gegenstand der Erfindung jedoch nichts gemein, da dort mittels einer besonderen
Schaltungsanordnung zweier zusammenarbeitender Hallgeneratoren ein Vergleich der
beiden Hallspannungen zwecks Betätigung einer Relaisanordnung der genannten Art erfolgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig·. 2 dargestellt. Von einer Wicklung 21 wird ein
Magnetfeld erzeugt, welches proportional der geometrischen Summe der beiden. Ströme U1-T-I2I
ist. Diese Wicklung ist also zu vergleichen mit der in Fig. ι dargestellten Wicklung des Hilfstransformators
5. Von einer Mittelanzapfung der Wicklung 21 geht der diagonale Stromkreis ab, welcher
den Fehlerstrom iA = 111 —i2 1 führt. Von diesem
Strom wird in einer Wicklung 22 ein Magnetfeld erzeugt, welches nun seinerseits proportional
II1-I2! ist. In jedem dieser beiden Magnetfelder
ist ein Hallgenerator 23 bzw. 24 angeordnet, dessen Steuerstrom in diesem Fall proportional den
zugehörigen Magnetfeldern ist. Es wird dies beim Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß der
Steuerstrom je einer zusätzlichen, von einem Magnetfeld beeinflußten Wicklung 25 bzw. 26 entnommen
wird. Man erhält somit an dem Hallgenerator 23 eine Hallspannung, die proportional
! J1 + i2 \ - ist und an dem Hallgenerator 24 eine
Hallspannung proportional | it —i2 |2. Diese beiden
Hallspannungen sind über eine Vergleichseinrich tung 27 gegeneinandergeschaltet. Je nachdem die
Summe oder die Differenz größer ist, fließt ein Strom in verschiedener Richtung durch diese Vergleichseinrichtung
27, die beispielsweise ein polarisiertes Relais sein kann. Statt dessen kann aber
auch ein Verstärker an sich bekannter Art verwendet werden, der von der Hallspannungsdifferenz
gesteuert wird.
Für die vorliegende Erfindung eignet sich zur Erzeugung der Hallspannung vorteilhaft ein Widerstandskörper,
der aus einem Halbleiter mit einer Trägerbeweglichkeit von mindestens 6000 Cm2A7S
besteht. Im Gegensatz zu anderen, an sich bekannten Hallspannungserzeugern, wie beispielsweise
Germanium mit einer Trägerbeweglichkeit unter 6000 cm2/Vs, haben die Halbleiterkörper mit
höherer Trägerbeweglichkeit nicht nur den Vorteil erheblich größerer Empfindlichkeit (größere Hallspannung
bei gleicher Steuergröße), sondern sind darüber hinaus mit wesentlich größeren Ausgangsleistungen zu belasten. Zu den Halbleitern mit der-
artig hohen Trägerbeweglichkeiten gehören Widerstandskörper aus halbleitenden Verbindungen, insbesondere
aus der Form A111By, d. h. also Verbindungen
eines Elementes A der III. Gruppe mit einem Element B der V. Gruppe des Periodischen
Systems. Für den vorliegenden Zweck haben sich als besonders vorteilhaft die Verbindungen von
Indium-Antimonid und Indium-Arsenid erwiesen, bei denen Trägerbeweglichkeiten bis 60 000 cm2/Vs
und mehr erreicht werden. Da, wie oben ausgeführt no wurde, die Hallspannung bei den genannten halbleitenden Verbindungen relativ hoch belastbar ist,
werden derartige Hallspannungserzeuger als Hallgeneratoren bezeichnet. Der Einfachheit halber
wird bei der vorliegenden Erfindung nur von Hallgeneratoren gesprochen, obgleich die Erfindung
nicht auf Hallgeneratoren beschränkt ist, sondern auch andere Hallspannungserzeuger einschließt.
Die Erfindung ist auch nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es beispielsweise
grundsätzlich möglich, statt des Halleffektes die Widerstandsänderung unter dem Einfluß des
Magnetfeldes zu verwenden. Weiterhin ist es nicht erforderlich, daß der Steuerstrom der Hallgeneratoren
23 und 24 proportional den zugehörigen Magnetfeldern ist. Statt dessen kann auch ein kon-
stanter Steuerstrom verwendet werden, bzw. ein veränderlicher Steuerstrom, sofern nur die Änderung
des Steuerstromes in beiden Hallgeneratoren gleichzeitig erfolgt, beispielsweise in der Art,
daß die Steuerstromelektroden der beiden Hallgeneratoren in einem Steuerkreis in Reihe geschaltet
sind.
Claims (2)
- Patentansprüche·.ι . Als Prozent- oder Sperrelais dienende Einrichtung, insbesondere für den Stromdifferentialschutz elektrischer Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Hallgeneratoren in zwei getrennten Magnetfeldern angeordnet sind, von denen das eine proportional der geometrischen Summe, das andere proportional der geometrischen Differenz zweier miteinander zu vergleichender Ströme erregt ist, und daß die beiden Hallspannungen über eine Vergleichseinrichtung gegeneinandergesclialtet sind.
- 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerströme der Hallgeneratoren proportional den zugehörigen Magnetfeldern sind.Hierzu ι Blaitt Zeichnungen,©609580/369 8.56 (709781/15 11.57)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES44276A DE967625C (de) | 1955-06-11 | 1955-06-11 | Als Prozent- oder Sperrelais dienende Einrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES44276A DE967625C (de) | 1955-06-11 | 1955-06-11 | Als Prozent- oder Sperrelais dienende Einrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE967625C true DE967625C (de) | 1957-11-28 |
Family
ID=7485074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES44276A Expired DE967625C (de) | 1955-06-11 | 1955-06-11 | Als Prozent- oder Sperrelais dienende Einrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE967625C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1054193B (de) * | 1957-05-22 | 1959-04-02 | Siemens Planiawerke Ag | Gewindenippel zum Verbinden von Graphitelektroden |
DE1206523B (de) * | 1960-03-18 | 1965-12-09 | Yoriyuki Nieda | Mit Hallgeneratoren ausgeruestete Vorrichtung zur Erzeugung einer Spannung, die einem elektrischen Eingangsstrom oder einer elektrischen Eingangsspannung proportional ist |
-
1955
- 1955-06-11 DE DES44276A patent/DE967625C/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1054193B (de) * | 1957-05-22 | 1959-04-02 | Siemens Planiawerke Ag | Gewindenippel zum Verbinden von Graphitelektroden |
DE1206523B (de) * | 1960-03-18 | 1965-12-09 | Yoriyuki Nieda | Mit Hallgeneratoren ausgeruestete Vorrichtung zur Erzeugung einer Spannung, die einem elektrischen Eingangsstrom oder einer elektrischen Eingangsspannung proportional ist |
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