DE1002860B

DE1002860B - Relay combination for the automatic tripping of disconnectors or switches with low breaking capacity in electrical distribution systems

Info

Publication number: DE1002860B
Application number: DEA24312A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alfred Klimesch
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1955-03-16
Filing date: 1956-02-14
Publication date: 1957-02-21
Also published as: FR1143408A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Relais-Kombination, mit deren Hilfe Trennschalter, Leistungstrennschalter oder Leistungsschalter geringer Abschaltleistung in die Lage versetzt werden, kurzschlußbehaftete Netzteile im spannungs- und stromfreien Zustand selektiv abzuschalten. Die Abschaltung des Kurzschlusses selbst erfolgt dabei in üblicherweise durch Leistungsschalter ausreichender Abschaltleistung in den Einspeisepunkten. The invention relates to a relay combination, with the help of which disconnectors, circuit breakers or circuit breakers with a low breaking capacity are enabled to short-circuit power supply units switch off selectively in the voltage and current-free state. The shutdown of the short circuit itself takes place with sufficient breaking capacity in the feed points, usually by circuit breakers.

Bekannte Schaltanordnungen ähnlicher Art machen entweder Verbindungsleitungen zwischen den Steuereinrichtungen der Schalter untereinander erforderlich, oder sie bedingen Stromwandler, eine Gleichstromquelle und eine Reihe von Folgerelais. Derartige Anordnungen machen die Abschaltung von Kurzschlußströmen wohl abhängig vom Zeitpunkt seines Aufhörens, nicht aber vom Wegbleiben der Spannung und von einer Zeitverzögerung nach Aufhören des Kurzschlußstromes. Bei derartigen Schaltanordnungen können stromlos zu schaltende Trennschalter überhaupt nicht verwendet werden. Derartige Schaltanordnungen sind im allgemeinen aufwendig und nur begrenzt verwendbar.Known switching arrangements of a similar type either make connecting lines between the control devices the switches between each other are required, or they require current transformers, a direct current source and a number of sequential relays. Such arrangements make the shutdown of short-circuit currents depending on the time of its cessation, but not on the absence of tension and of a time delay after the short-circuit current has ceased. With such switching arrangements isolating switches to be de-energized cannot be used at all. Such switching arrangements are generally expensive and can only be used to a limited extent.

Gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird die Abschaltung kurzschlußbehafteter Netzteile durch Schalter geringer Abschaltleistung mittels einer Relaiskombination von Überstrom- (Kurzschlußstrom-) Relais, einem Zeitrelais und einem Spannungsrelais auf einfachste Weise ermöglicht, indem ein Überstromrelais bei Auftreten eines Kurzschlußstromes die Auslöseklinke des Verteilschalters geringer Abschaltleistung oder Trennschalters über ein Hebelsystem sperrt und gleichzeitig über das gleiche Hebelsystem eine Feder spannt, welche nach Aufhören des Kurzschlußstromes über ein zwischengeschaltetes Verzögerungsrelais die Auslöseklinke des Verteilschalters dann auslöst, wenn ein Spannungsrelais bei Wegbleiben der Spannung eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Feder und Auslöseklinke über eine Verklinkung herstellt, jedoch nicht auslöst, wenn dieses Spannungsrelais infolge Bestehenbleibens oder Wiederkehr der Spannung diese kraftschlüssige Verbindung unterbricht. Die Abschaltung erfolgt also nach Wegbleiben der Spannung und nach einer einstellbaren Zeitverzögerung nach Aufhören des Kurz-Schlußstromes. Außerdem wird die Auslösung des Schalters auf die Dauer des Kurzschlußstromes gesperrt. Dies wird an Hand eines Beispiels aus dem Hochspannungsnetz erläutert (Fig. 3).According to the subject matter of the present invention, the disconnection of short-circuited power supplies through switch with low breaking capacity by means of a relay combination of overcurrent (short-circuit current) Relay, a timing relay and a voltage relay made possible in the simplest possible way by adding a Overcurrent relay when a short-circuit current occurs, the release latch of the distribution switch is lower Breaking capacity or disconnector locks via a lever system and at the same time via the same Lever system tensions a spring, which after the short-circuit current has ceased via an interposed Delay relay triggers the release latch of the distribution switch when a voltage relay is at If there is no tension, there is a force-fit connection between the spring and the release pawl via a Latching establishes, but does not trip, if this voltage relay as a result of failure or Return of the voltage interrupts this positive connection. The shutdown takes place after the voltage has ceased and after an adjustable time delay after the short-circuit current has ceased. In addition, the triggering of the switch is blocked for the duration of the short-circuit current. This is explained using an example from the high-voltage network (FIG. 3).

Von zwei besetzten Schaltstationen (Einspeisepunkt A und B) gehen einige Hochspannungsleitungen (Einspeiseleitungen) aus, welche durch Leistungsschalter großer Abschaltleistung (Einspeiseschalter LS) abgeschaltet werden. Auf der Einspeiseleitung Relais-Kombination zur selbsttätigen Auslösung von TrennschalternSome high-voltage lines (feed lines) emanate from two occupied switching stations (feed point A and B) , which are switched off by circuit breakers with a large breaking capacity (feed switch LS). Relay combination on the feed line for the automatic tripping of disconnectors

oder Schaltern geringer Abschaltleistung in elektrischen Verteilanlagenor switches with low breaking capacity in electrical distribution systems

Anmelder:Applicant:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)Public limited company Brown, Boveri & Cie., Baden (Switzerland)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt, München 22, Dunantstr. 6Representative: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, patent attorney, Munich 22, Dunantstr. 6th

Beanspruchte Priorität: Österreich vom 16. März 1955Claimed priority: Austria of March 16, 1955

Dipl.-Ing. Alfred Klimesch, Gmunden (Österreich), ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Alfred Klimesch, Gmunden (Austria), has been named as the inventor

liegen eine Anzahl von Transformatorenstationen T, von welchen längere Hochspannungsstichleitungen (Verteilleitungen) zu weiteren Transformatorenstationen T führen. Die selektive Abschaltung von Störungen auf den Leitungsabschnitten oder den Stichleitungen ist erwünscht. Die Anordnung von selbsttätigen Leistungsschaltern oder Sicherungen ist jedoch aus Kosten-, Platz- und Bedienungsgründen nicht möglich. Daher wird ein Schalter geringer Abschaltleistung (Verteilschalter TS) vorgesehen, welcher Leistungstrennschalter oder Trennschalter sein kann. Dabei schaltet der Leistungstrennschalter TS innerhalb seines Abschaltvermögens überlastete Netzteile mittels Überstromrelais üblicher Konstruktion selektiv ab, ohne dabei den Betrieb der gesunden Netzteile zu beeinträchtigen. Bei Kurzschlüssen wird die Auslösung des Leistungstrennschalters TS zunächst gesperrt. Sie erfolgt jedoch nach Abschalten der beiden selbsttätigen Leistungsschalter LS in den Stationen A und B im spannungs- und stromlosen Zustand zeitverzögert selbsttätig, so daß der Betrieb nach Wiedereinschaltung der Leistungsschalter LS in den besetzten Stationen A und B störungsfrei weitergeführt werden kann. In gleicher Weise schaltet der Trennschalter TS, welcher jedoch für die Abschaltung von Überströmen nicht geeignet ist, nach Aufhören des Kurzschlußstromes die störungsbehaftete Leitung selektiv ab.there are a number of transformer stations T, from which longer high-voltage stub lines (distribution lines) lead to further transformer stations T. The selective shutdown of disturbances on the line sections or the stub lines is desirable. The arrangement of automatic circuit breakers or fuses is not possible for reasons of cost, space and operation. Therefore, a switch with a low breaking capacity (distribution switch TS) is provided, which can be a circuit breaker or isolating switch. The TS circuit breaker selectively switches off overloaded power supply units within its disconnection capacity by means of overcurrent relays of the usual design, without impairing the operation of the healthy power supply units. In the event of a short circuit, the triggering of the circuit breaker TS is initially blocked. However, it takes place after switching off of the automatic power switch LS in the stations A and B in the voltage and current-free state with a time delay automatically, so that the operation after reclosure of the power switch LS can be continued smoothly in the occupied stations A and B. In the same way, the isolating switch TS, which, however, is not suitable for switching off overcurrents, selectively switches off the faulty line after the short-circuit current has ceased.

605 836/369605 836/369

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung in folgender Weise gelöst, wie in nachstehendem Ausführungsbeispiel beschrieben wird: This object is achieved by the invention in the following way, as is described in the following exemplary embodiment:

An einem Trennschalter (Fig. 1) bzw. Leistungstrennschalter (Fig. 2), welche mit einer Ausschaltfeder versehen sind, die im eingeschalteten Zustand durch die Verklinkung der Auslöseklinke 1 festgehalten wird, befindet sich ein Überstromrelais 2 in üblicher Weise kombiniert mit einem Zeitrelais. Dieses Zeitrelais kann jedoch auch getrennt an anderer Stelle angeordnet werden. Das Überstromrelais 2 wirkt über eine isolierte Auslösestange 3 auf eine Führungsstange 4 mit einem Winkelhebel 5 derart, daß bei Ansprechen des Überstromrelais 2 der Winkelhebel 5 in Richtung A gezogen wird, während eine Feder 6 diesen Winkelhebel 5 in Richtung R zu ziehen sucht. Ein Spannungsrelais 7, welches von der Netzspannung an der Betätigungsstelle gespeist wird (Stationstrafo, Spannungswandler, Ortsnetz od. ä.), zieht den Hebel 5, welcher auf der Führungsstange 4 drehbar angeordnet ist, seitlich links aus der Ruhestellung, in welche er durch eine Feder 8 bis zum Anschlag nach rechts gedrückt wird (Betriebsstellung Fig. 4). Die Anregung und damit die Vorbereitung der Ausschaltung erfolgt durch Ansprechen des Überstromrelais 2 infolge des Kurzschluß stromes (Fig. 5). Hierdurch wird die Isolierstange 3 nach rechts und die Führungsstange 4 mit dem Winkelhebel 5 nach oben in Richtung A gezogen. Bei Vorhandensein der Spannung zieht das Spannungsrelais 7 den Winkelhebel 5 seitlich nach links. Bei Ausbleiben der Spannung drückt die Feder 8 den Winkelhebel 5 nach rechts, so daß die an seinem rechten Ende befestigte Rolle in Eingriff mit der Auslöseklinke 1 (Fig. 6) kommt. Jedenfalls aber drückt während der Dauer des Kurzschlußstromes und der einstellbaren, anschließend ablaufenden Verzögerungszeit der Winkelhebel 5 gegen den oberen Hebel der Auslöseklinke 1, so daß während dieser Zeit weder eine selbsttätige noch eine handbetätigte Ausschaltung des Trennschalters erfolgen kann. Die Auslösung des Schalters erfolgt, wenn das Spannungsrelais 7 spannungslos geworden ist und dadurch den Winkelhebel 5 zum Eingriff mit der Auslöseklinke 1 gebracht hat, wenn außerdem das Überstromrelais 2 infolge Aufhörens des Kurzschlußstromes stromlos geworden ist und wenn schließlich die einstellbare Verzögerungszeit des Zeitrelais abgelaufen ist (Fig. 7). Von diesem Zeitpunkt an zieht die Feder 6 über den Führungshebel 4 den Winkelhebel 5, welcher über die Feder 8 zum Eingriff mit der Auslöseklinke 1 gebracht wurde, in Richtung R. Damit wird die Auslöseklinke 1 aus der gezeichneten Lage entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht und die Ausschaltefeder in Funktion gesetzt. Der Trennschalter schaltet im stromlosen, spannungslosen Zustand nach der Verzögerungszeit aus. Ein kurzzeitiges Ansprechen des Überstromrelais 2 bei Kurzschlußfortschaltungen bringt wohl den Mechanismus zum Ansprechen, jedoch auch nach Aufhören des Kurzschlußstromes nicht zur Auslösung, wenn das Spannungs- relais 7 infolge Wiedervorhandenseins der Haltespannung während des Ablaufs des Zeitverzögerungsrelais angesprochen hat.On a circuit breaker (Fig. 1) or circuit breaker (Fig. 2), which are provided with an opening spring, which is held in the switched-on state by the latching of the release pawl 1, there is an overcurrent relay 2 in the usual way combined with a time relay. However, this timing relay can also be arranged separately at another location. The overcurrent relay 2 acts via an insulated trigger rod 3 on a guide rod 4 with an angle lever 5 in such a way that when the overcurrent relay 2 responds, the angle lever 5 is pulled in direction A , while a spring 6 tries to pull this angle lever 5 in the R direction. A voltage relay 7, which is fed from the mains voltage at the actuation point (station transformer, voltage converter, local network or the like), pulls the lever 5, which is rotatably arranged on the guide rod 4, laterally on the left from the rest position, into which it is moved by a Spring 8 is pressed to the right as far as it will go (operating position Fig. 4). The excitation and thus the preparation for the disconnection is carried out by the response of the overcurrent relay 2 as a result of the short-circuit current (Fig. 5). This pulls the insulating rod 3 to the right and the guide rod 4 with the angle lever 5 upwards in direction A. When the voltage is present, the voltage relay 7 pulls the angle lever 5 sideways to the left. If there is no tension, the spring 8 presses the angle lever 5 to the right, so that the roller attached to its right end comes into engagement with the release pawl 1 (FIG. 6). In any case, the angle lever 5 presses against the upper lever of the release pawl 1 during the duration of the short-circuit current and the adjustable, subsequently running delay time, so that during this time neither an automatic nor a manually operated disconnection of the circuit breaker can take place. The switch is triggered when the voltage relay 7 has become de-energized and has thereby brought the angle lever 5 to engage the release pawl 1, when the overcurrent relay 2 has also become de-energized as a result of the short-circuit current having ceased and when the adjustable delay time of the time relay has expired ( Fig. 7). From this point on, the spring 6 pulls the angle lever 5, which was brought into engagement with the release pawl 1 via the spring 8, via the guide lever 4, in the direction R. Thus, the release pawl 1 is rotated from the position shown in the counterclockwise direction and the opening spring put into operation. The disconnector switches off after the delay time in the de-energized, de-energized state. A brief response of the overcurrent relay 2 in the event of short-circuit progressions probably causes the mechanism to respond, but does not trigger it even after the short-circuit current has ceased if the voltage relay 7 has responded due to the renewed presence of the holding voltage during the expiry of the time delay relay.

Beim Trennschalter (Fig. 1) gestattet eine Zusatzeinrichtung die Ausnutzung der Überstromrelais 2 zur Sperre des Trennschalters im stromdurchflossenen Zustand (Verhinderung der Schaltung von Trennschaltern unter Last). Das Überstromrelais 2 wirkt über eine zweite isolierte Auslösestange 13 auf eine zweite Führungsstange 14, welche von einer Feder 16 nach unten in Richtung R gezogen wird. Diese Feder 16 ist verstellbar, so daß die auf die Führungsstange 14 wirkende Kraft verändert werden kann. Im stromdurchflossenen Zustand zieht das Überstromrelais 2 schon bei geringer Anregung den Isolierhebel 13 nach rechts und die Führungsstanga 14 nach oben in Richtung A, wodurch ein auf der Führungsstange 14 befestigter Anschlag gegen den oberen Hebel der Auslöseklinke 1 gedrückt wird. Eine Ausschaltung des Trennschalters ist somit unmöglich gemacht.In the case of the disconnector (Fig. 1), an additional device allows the overcurrent relay 2 to be used to block the disconnector when it is in the current-carrying state (prevention of the switching of disconnectors under load). The overcurrent relay 2 acts via a second isolated trigger rod 13 on a second guide rod 14, which is pulled downward in direction R by a spring 16. This spring 16 is adjustable so that the force acting on the guide rod 14 can be changed. In the current-carrying state, the overcurrent relay 2 pulls the insulating lever 13 to the right and the guide rod 14 upwards in direction A, even with a slight excitation, whereby a stop attached to the guide rod 14 is pressed against the upper lever of the release pawl 1. It is therefore impossible to switch off the circuit breaker.

Beim Leistungstrennschalter (Fig. 2) gestattet eine Zusatzeinrichtung die Ausnutzung der Überstromrelais 2 für die Ausschaltung des Leistungstrennschalters wohl bei Überstrom, jedoch im kurzschlußfreien Zustand. Das Überstromrelais 2 betätigt hierbei den Isolierhebel 13, zieht ihn nach rechts und bewegt hierdurch den Ausklinkhebel 15 schräg nach links oben. Hierdurch wird die Auslöseklinke 1 ausgelöst und der Leistungstrennschalter zum Ausschalten gebracht, vorausgesetzt, daß das Überstromrelais 2 nicht durch einen Kurzschlußstrom angeregt ist, in welchem Fall nach der vorstehenden Beschreibung der Führungshebel 4 mit dem Winkelhebel 5 nach oben gezogen wurde und mit seinem Anschlag an der Auslöseklinke 1 ansteht und damit eine Auslösung unmöglich macht.In the case of the circuit-breaker (Fig. 2), an additional device allows the overcurrent relay to be used 2 for switching off the circuit breaker in the event of an overcurrent, but when there is no short-circuit State. The overcurrent relay 2 actuates the insulating lever 13, pulls it to the right and moves it as a result, the release lever 15 obliquely to the top left. This triggers the release pawl 1 and the circuit breaker switched off, provided that the overcurrent relay 2 is not excited by a short-circuit current, in which case according to the above description of the Guide lever 4 was pulled up with the angle lever 5 and with its stop on the release pawl 1 is pending and thus makes triggering impossible.

Trennschalter und Leistungstrennschalter erhalten eine mechanische und elektrische Anzeigevorrichtung über erfolgte Auslösung, »Ein«- und »Aus«~Stellung. Die »Ein«- und»Aus«-Schaltung des Trennschalters ist von Hand aus mittels mechanischer oder elektrischer Wiedereinschaltvorrichtung bzw. mit Fernsteuerung in bekannter Weise vorgesehen.Disconnectors and circuit breakers are given a mechanical and electrical display device about the release, "on" and "off" position. The "on" and "off" switching of the circuit breaker is done manually by means of a mechanical or electrical reclosing device or with remote control provided in a known manner.

Claims

PATENT CLAIMS:

1.Relay combination for the automatic tripping of disconnectors or switches with low breaking capacity in electrical distribution systems, the feed lines of which are switched off in the feed points by feed switches with high breaking capacity and their distribution lines by distribution switches with low switching capacity or disconnectors in the de-energized and de-energized state after the feed switch has been switched off, characterized in that an overcurrent relay (2) blocks the release pawl (1) of the distribution switch with low breaking capacity or disconnector via a lever system (3 and 4) when a short-circuit current occurs and at the same time tensions a spring (6) via the same lever system, which after the cessation of the Short-circuit current via an interposed time delay relay, the release pawl (1) of the Ver part switch triggers when a voltage relay (7) a non-positive connection between spring (6) and Auslösek when the voltage is absent left (1) via a latch (5), but does not trigger if this voltage relay (7) interrupts this non-positive connection due to the presence or recovery of voltage.

2. Isolating switch according to claim 1, characterized in that the overcurrent relay (2) has two Lever systems are assigned, of which the first system (levers 3 and 4) during the duration of the Short-circuit current causes the lock of the release pawl (1) of the switch and after the end of the Short-circuit current and occurrence of the de-energized the release pawl (1) of the switch

by means of a spring (6) via a time relay to switch off, while the second lever system (Lever 13 and 14) the release pawl (1) of the switch already at an adjustable operating current value locks.

3. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the overcurrent relay (2) two lever systems are assigned, of which the first system (lever 3 and 4) during the

Duration of the short-circuit current locks the release pawl (1) of the switch and gradually The short-circuit current stops and no voltage occurs, the release latch (1) of the Switches off by means of a spring (6) via a time relay, while the second Lever system (levers 13 and 15) the release pawl (1) of the switch after one adjustable overcurrent value triggers.

1 sheet of drawings