DE1161630B - UEberwachungseinrichtung in Abhaengigkeit mehrerer Stroeme - Google Patents

Description

• Überwachungseinrichtung in Abhängigkeit mehrerer Ströme Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung, welche in Abhängigkeit mehrerer Ströme arbeitet. Bei dieser ruft der Strom, welcher einen Extremwert besitzt, eine Betätigung hervor.
• Solche Anordnungen sind an sich bekanntgeworden für die Messung von Gleichspannungen. Hierbei wird beispielsweise die Basis eines Transistors durch mehrere Eingänge gesteuert, die gegenseitig durch Gleichrichter verriegelt sind. Die größte Spannung wirkt hierbei steuernd auf das Gitter. Infolge der hohen Spannung wird die Durchlaßrichtung bei den übrigen Gleichrichtern gesperrt. Dadurch ist es möglich, die größte Spannung auf die Basis des Transistors zu geben und dadurch ein Signal hervorzurufen. Das gleiche kann natürlich auch mit Röhren durchgeführt werden. Diese Vergleiche können aber nur mit Gleichspannungen oder gleichgerichteten Wechselspannungen ausgeführt werden.
• Es sind auch Schaltungen bekanntgeworden, die den größten von verschiedenen Wechselströmen auf einen Verbraucher schalten. Hierbei müssen aber die Wechsel ströme gleichgerichtet werden. Die Ströme werden aus Stromwandlern gewonnen, deren Sekundärwicklungen in Reihe geschaltet sind, ihnen werden aber Gleichrichter vor- und parallel geschaltet. Der Anordnung ist dann ein Ausgangshilfswandler in Reihe geschaltet, an dem der gleichgerichtete Strom abgenommen wird. Die Wirkungsweise ist so, daß durch den größten Strom die den übrigen Wandlern parallel geschalteten Gleichrichter geöffnet werden, so daß deren Ströme sich in Sperrichtung über die Gleichrichter schließen können. Dadurch werden sie vom Ausgangswandler abgehalten.
• Alle diese bekannten Schaltungen ermöglichen es aber nicht, den Wechselstrom in seiner richtigen Kurvenform wiederzugeben. Es stellt sich also die Aufgabe, eine Anordnung zu schaffen, den größten Strom aus mehreren herauszuholen und in richtiger Kurvenform wiederzugeben. Hierdurch ist die Möglichkeit vorhanden, nicht nur eine Betätigung, sondern auch eine Messung des größten Stromes vorzunehmen.
• Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, für eine solche Überwachungseinrichtung für je zwei Meßgrößen einen Zwischenwandler mit vier Wicklungen vorzusehen, welche einerseits an die entsprechenden Hauptstromwandler, andererseits über Gleichrichter zu einem Stern zusammengeschaltet sind, wobei zwei Sternpunkte gebildet werden, welche über Gleichrichter entgegengesetzter Durchlaßrichtung mit den Wicklungen des Hilfswandlers verbunden sind, und eine fünfte Wicklung mit der Betätigungseinrichtung verbunden ist.
• Die Zeichnung zeigt ein Beispiel dieser Ausführung, an dem die Wirkungsweise erklärt werden soll.
• Mit 1, 2 und 3 sind drei Abzweige bezeichnet, welche die Ströme I1, 12 und 1, führen. Von diesen Strömen wird angenommen, daß Ii der größte Strom ist. Die Ströme werden dann über die Hauptwandler 4, 5 und 6 an einen Hilfswandler 7 gegeben, welcher vier Arbeitswicklungen besitzt und eine Ausgangswicklung.
• Die Arbeitswicklungen sind mit 8 bis 11 bezeichnet.
• Die Ausgangswicklung ist 12. Der Wicklungssinn der Wicklungen 8 und 9 ist entgegengesetzt dem der Wicklungen 10 und 11, was durch die Pfeile angedeutet ist. Die anderen Enden der vier Wicklungen 8 bis 11 sind nun über die Gleichrichter 13 bis 20 zu je zwei Sternpunkten 21 und 22 geführt. Die Sternpunkte sind als Sammelschienen dargestellt. Der Hilfswandler7 vergleicht zunächst die Ströme der beiden Leitungen 1 und 2. Je nach dem, welcher Strom größer ist, gelangt der Strom I1 oder 12 an die Ausgangswicklung 12. In diesem Falle erscheint der Strom I1 an dieser Stelle.
• Sind nur zwei Ströme zu vergleichen, so wird dieser Strom bereits an eine Signaleinrichtung oder ein Meßinstrument gegeben. Es sei daher zunächst die Wirkungsweise bis zu dieser Stelle für den Vergleich zweier Ströme näher erläutert. Der Strom I1 gelangt an die Wicklung 9 und geht von dort weiter über den Gleichrichter 16 an den Sternpunkt 22. Von dort schließt er sich über den Gleichrichter 14 über die Wicklung 8 und fließt zurück zum Stromwandler 4.
• Der Strom der Leitung 2 fließt nun über die Wicklung 10 und den Gleichrichter 18 ebenfalls an den gemeinsamen Stempunkt 22. Er schließt sich aber nicht über den Gleichrichter 20 und die Wicklung 11, und zwar aus dem Grunde, weil die Spannung am Gleichrichter 20 nach der Wicklung 11 hin durch den Strom, welcher in der Wicklung 8 fließt, zu niedrig ist. Der Gleichrichter 20 sperrt dann nämlich. Der Strom muß sich dann vielmehr ebenfalls über die Wicklung 8 schließen, wie durch die Pfeile angedeutet ist, und geht über den Gleichrichter 14, der ja durch den Strom I1 auch für den Strom 12 geöffnet ist, wieder zurück. Solange der Strom I1 größer ist, würde also durch diesen Gleichrichter und auch durch die Wicklung 8 die Differenz 1i - 12 fließen. Wird dagegen 12 größer, so drehen sich die Verhältnisse um. Rechnet man nun die Amperwindungen des Zwischenwandlers 7 zusammen, so ergibt sich folgendes: Die Windungszahlen der Wicklungen 8, 9, 10, 11 sind mit w, w9, w10 und w11 bezeichnet. Die Summe der Amperwindungen ist dann 11 W9 + 1l - I2w8 + I2 Wlo-Macht man nun die Windungszahlen bei allen Wicklungen gleich w, so ergibt sich daraus die Amperwindungszahl 211 w. Die Amperwindungen übertragen sich auf die Wicklung 12 und müssen dort ihr Gegengewicht finden. Diese Wicklung muß also ebenfalls die Amperwindungszahl 211w aufbringen. Es ist dabei zweckmäßig die Windungszahl doppelt so groß zu wählen, wie bei den übrigen Wicklungen, so daß der Strom I1 der Größe und der Form nach wiedergegeben werden kann. Man erhält also an dem Ausgang des Hilfswandlers einen formgerecht und der Größe nach gleichen Strom wie in der Sekundärwicklung des Hauptwandlers 4. Man kann nun diesen Strom unmittelbar auf eine Betätigungs- oder Meßeinrichtung geben, dann hätte man zwischen den Strömen I1 und 12 jeweils den größeren ausgesucht.
• Um nun noch mehr Ströme vergleichen zu können, kann man nun diesen Strom, nämlich den Strom in der Wicklung 12 wiederum in gleicher Weise mit dem Strom, beispielsweise der Leitung 3, vergleichen. Die Wirkungsweise ist darin die gleiche und man erhält dann an der Wicklung 28 ebenfalls den größten Strom in dem gewählten Beispiel, den Strom I1. Die Gleichrichteranordnung mit dem Gleichrichter 29 und die beiden Sternpunkte 30 und 31 sind in gleicher Weise geschaltet wie beim Hilfswandler 7.
• Man kann nun auch den kleinsten der Ströme heraus sieben, wenn man die Anordnung etwas anders trifft. Man braucht nur die beiden Wicklungen 8 und 11 bzw. 24 und 27 zu vertauschen, d. h. deren Wicklungssinn zu ändern, und dann erhält man in der Wicklung 12 den kleineren Strom. Dies erkennt man leicht, wenn man das Amperwindungsgleichgewicht für diesen Fall wieder aufstellt. Dann ändert sich nämlich das Vorzeichen der Wicklung 8. Es ergibt sich Ilw9 We + (12 - jE)w8 + I2w10 = 212w, wenn wiederum sämtliche Windungszahlen gleich groß angenommen werden.
• Mit dieser Anordnung ist es möglich, jeweils die größte oder kleinste, also den Extremwert des Stromes mehrerer Abgänge zu vergleichen und auf eine Signaleinrichtung zu geben, wobei die Ströme formgerecht und der Größe nach richtig übertragen werden.
• Bei Schutzschaltungen ist es sogar möglich den größten Strom auf diese Weise mit anderen Strömen, beispielsweise in Differentialschutzsystemen zu vergleichen und dort in gleicher Weise wie jeden einzelnen Strom in die Apparatur einzuführen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Überwachungseinrichtung in Abhängigkeit mehrerer Ströme, bei der der Strom, welcher einen Extremwert besitzt, eine Betätigung hervorruft, dadurch gekennzeichnet, daß für je zwei Meßgrößen ein Zwischenwandler mit vier Wicklungen vorgesehen ist, welche einerseits an die entsprechenden Hauptstromwandler, andererseits über Gleichrichter zu einem Stern zusammengeschaltet sind, wobei zwei Sternpunkte gebildet werden, welche über Gleichrichter entgegengesetzter Durchlaßrichtung mit den Wicklungen des Hilfswandlers verbunden sind, und eine fünfte Wicklung mit der Betätigungseinrichtung verbunden ist.
2. 2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahlen der vier zusammengeschalteten Wicklungen unter sich gleich sind und die Ausgangswicklung die Hälfte der Windungen besitzt, wie die übrigen Wicklungen.
3. 3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als zwei zu vergleichenden Meßgrößen jeweils aus zwei Meßgrößen der Extremwert herausgesucht wird und dann dieser Extremwert mit einer nächsten Meßgröße in gleicher Schaltung verglichen wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 091 659; deutsche Auslegeschrift S 43047 VIII c/2l c (bekanntgemacht am 21. 6. 1956); britische Patentschrift Nr. 508 230; österreichische Patentschrift Nr. 194 016.