DE1100781B

DE1100781B - Circuit arrangement for a switch-on-safe differential protection for transformers

Info

Publication number: DE1100781B
Application number: DES64216A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Eckhard Born; Dipl-Phys Fritz Voigt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1959-07-31
Filing date: 1959-07-31
Publication date: 1961-03-02

Description

Schaltungsanordnung für einen einschaltsicheren Differentialschutz für Transformatoren Außer den nach dem Waagebalkensystem mit einem zweispuligen Relais arbeitenden Differentialschutzschaltungen für Transformatoren sind Schaltungsanordnungen für den Differentialschutz mit einem gepolten Relais bekannt, das an den gegeneinandergeschalteten Ausgängen zweier Gleichrichteranordnungen liegt, von denen dem Eingang der einen der aus dem Primärstrom und dem Sekund-ärstrom des Transformators gebildete Summenstrom und dem Eingang der anderen der aus dem Primärstrom und dem Se-kundä,rstrorn,desTransformatorsgebildeteDifferenzstrom zugeführt wird. Diese Schaltungsanordnung ist nun so bemessen, daß das gepolte Relais in die Arbeitslage zwecks Auslösung des Transformators gelangt, wenn der Differenzstrom einen bestimmten, vom Summenstrom abhängigen Wert erreicht. Damit wird mit Sicherheit eine Fehlauslösung des Transformators vermieden, auch wenn ein gewisser Differenzstrom fließt, der aber von einem Fehler hinter dem Transformator (außenliegender Kurzschluß) herrührt.Circuit arrangement for a switch-on safe differential protection for transformers Except for those according to the balance beam system with a two-coil Relay operating differential protection circuits for transformers are circuit arrangements known for differential protection with a polarized relay connected to the counter-connected Outputs of two rectifier arrangements is, of which the input of one the total current formed from the primary current and the secondary current of the transformer and the input of the other the differential current formed from the primary current and the secondary current of the transformer is fed. This circuit arrangement is now dimensioned so that the polarized relay in the working position for the purpose of tripping the transformer when the differential current reaches a certain value depending on the total current. So it will be for sure nuisance tripping of the transformer is avoided, even if there is a certain residual current flows, which is caused by a fault behind the transformer (external short circuit) originates.

Um bei dieser Schaltungsanordnung eine Fehlauslösung zu verhindern, wenn beim Einschalten eines Transformators kurzzeitig erheblicheMagnetisierungsströme (Rush) auftreten, welche das gepolte Relais in die Arheitslage bringen würden, hat man das Ansprechen des Relais durch ein nachgeschaltetes Zeitrelais oder durch starke Dämpfung verzögert. Damit ist aber auch im Fehlerfall die Auslösung des Transformators verzögert, so daß z. B. ein Kurzschluß im Transformator zu großen Zerstörungen führen kann.In order to prevent false tripping with this circuit arrangement, if there are briefly significant magnetizing currents when a transformer is switched on (Rush) occur, which would bring the polarized relay into the working position response of the relay by a downstream timing relay or by strong Delayed damping. This also triggers the transformer in the event of a fault delayed so that z. B. lead to a short circuit in the transformer to great destruction can.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, da in diesen Magnetisierungsströrnen starke Oberschwingungen der Netzfrequenz vorhanden sind, die Auslösung des Transformators zu verhindern, wenn in dein Differenzstrom ein großer Oberwellenanteil enthalten ist.Another possibility is because in these magnetization currents There are strong harmonics of the mains frequency, which will trigger the transformer to prevent if your differential current contains a large proportion of harmonics is.

Diesbezüglich ist es bekannt, am Eingang der Gleichrichteranordnung, der der Summenstrom zugeführt wird, auf der Sekundärseite des Hilfsstrornwandlers jeder Phase eine Drosselspule parallel zu schalten und einen ohmschen Widerstand als Vorwiderstand einzuschalten, während am Eingang der Gleichrichteranordnung, der der Differenzstrom zugeführt wird, auf der Sekundärseite des Hilfsstromwandlers jeder Phase ein ohinscher Widerstand parallel geschaltet und eine Drosselspule als Vorwiderstand eingeschaltet wird. Eine Fehlauslösung durch den Einschaltstromstoß des Transformators wird dann dadurch verhindert, daß infolge des Oberwellenanteiles des Summenstromes an der Drosselspule ein wesentlich höherer Spannungsabfall entsteht, als dies einem sinusförn-ligen Strom vom gl-eichen Mittelwert entspräche; hierdurch wird die Haltewirkung über den ohmschen Vorwiderstand und die Gleichrichteranordnung in dem gepolten Relais wesentlich größer als bei einem gleich großen Sinusstrom der Grundfrequenz. Der Oberwellenanteil im Differenzstromkreis wird dagegen infolge des parallel geschalteten ohmschen Widerstandes nicht besonders hervorgehoben; die Drosselspule als Vorwiderstand bewirkt außerdem, daß der von dem Oberwellenanteil herrührende, auf das gepolte Relais auslösend wirkende Teilstrom gegenüber der Grundwelle herabgedrückt wird. Eine Fehlauslösung wird also durch die Verwendung besonderer Filterglieder am Eingang der Gleichrichteranordnung im Summenstromkreis und im Differenzstromkreis verhindert.In this regard, it is known, at the input of the rectifier arrangement, to which the total current is supplied, on the secondary side of the auxiliary current transformer each phase to connect a choke coil in parallel and an ohmic resistor to be switched on as a series resistor, while at the input of the rectifier arrangement, to which the differential current is supplied, on the secondary side of the auxiliary current transformer an ohinic resistor connected in parallel to each phase and a choke coil as Series resistor is switched on. A false trip due to the inrush current the transformer is then prevented as a result of the harmonic content the total current at the choke coil results in a significantly higher voltage drop, than this would correspond to a sinusoidal current of the same mean value; through this is the holding effect via the ohmic series resistor and the rectifier arrangement in the polarized relay much larger than with an equally large sinusoidal current the fundamental frequency. The harmonic component in the differential circuit, however, is due to of the ohmic resistance connected in parallel not particularly emphasized; the Choke coil as a series resistor also causes the harmonic component resulting partial current that triggers the polarized relay compared to the fundamental wave is depressed. A false triggering becomes special through the use Filter elements at the input of the rectifier arrangement in the summation circuit and in the differential circuit prevented.

Bei dieser bekannten Schaltung ergeben sich Schwierigkeiten beim Abstimmen der einzelnen Filterglieder insofern, als diese Glieder parallel zueinander liegen und galvanisch miteinander verbunden sind, so daß das Abstimmen des einen Filtergliedes eine Beeinflussung der anderen Filterglieder ergibt. Besonders schwierig wird das Abstimmen der Filterglieder dann, wenn die Netzfrequenz schwankt und die Abstimmung so vorgenommen werden muß, daß alle Filterglieder innerhalb eines Frequenzbereiches denselben Frequenzgang aufweisen. Hierbei läßt sich nur schwer eine Frequenzunabhängigkeit der Schaltung erzielen.With this known circuit there are difficulties in tuning of the individual filter elements insofar as these elements are parallel to one another and are galvanically connected to one another, so that the tuning of the one filter element an influence on the other filter elements results. It will be particularly difficult Tuning the filter elements when the line frequency fluctuates and the tuning must be made so that all filter elements within a frequency range have the same frequency response. Frequency independence can only be achieved with difficulty here of the circuit.

Eine weitere bekannte, die Wirkung der Ober-wellen zur Verhinderung des Fehlauslösens des Transformators ausnutzende Schaltung arbeitet mit einem Waagebalkenrelais, dessen Arbeitsspule durch einen an der Sekundärwicklung des in den Differenzstromkreis eingeschleiften Hilfswandlers liegenden Reihenresonanzkreis mit der Grundwelle des Differenzstrornes gespeist wird und dessen- Haltespule in. einem im wesentlichen aus der Reihenschaltung eines auf die Grundfrequenz abgestimmten Sperrkreises und einer Gleichrichteranordnung bestehenden Stromkreis lieg'. Diese Reihenschaltung ist ebenfalls mit der Sekundärwfcklung des genannten Hilfswandlers verbunden, so daß eine galvanische Verbindung zwischen dem Stromkreis für die Arbeitsspule und dem Stromkreis für die Haltespule besteht. An 'die Ausgangsklemmen der Gleichrichteranordnung im Stromkreis für die Haltespule des Relais ist sowohl die- Wicklung der Haltespule als auch der S ekundärkreis eines in den Summenstromkreis eingeschleiften Hilfswandlers eingeschlossen. Bei dieser Schaltung besteht also eine galvanische Verbindung zwischen drei Stromkreisen, und außerdem sind sowohl im Stromkreis- der Arbeitsspule als auch im Stromkreis der Haltespule frequenzabhängige Glieder notwendig. Dies bewirkt einmal eine starke Frequenzabhängigkeit der Schaltung, und zum anderen beeinflussen sich die drei genannten Stromkreise gegenseitig, z. B. im Falle der Sättigung einer der Spulen.Another known circuit that exploits the effect of the harmonics to prevent the transformer from being triggered incorrectly works with a balance beam relay, the working coil of which is fed with the fundamental wave of the differential current by an auxiliary converter connected to the secondary winding of the auxiliary converter looped into the differential circuit and whose holding coil is fed into . A circuit consisting essentially of the series connection of a trap circuit tuned to the fundamental frequency and a rectifier arrangement. This series circuit is also connected to the secondary converter of the named auxiliary converter, so that there is a galvanic connection between the circuit for the work coil and the circuit for the holding coil. An 'the output terminals of the rectifier arrangement in the circuit for the holding coil of the relay both DIE winding the holding coil is enclosed and the S ekundärkreis one looped into the summation circuit auxiliary converter. In this circuit there is a galvanic connection between three circuits, and frequency-dependent elements are also necessary in the circuit of the work coil and in the circuit of the holding coil. On the one hand, this causes the circuit to be highly frequency-dependent, and on the other hand, the three circuits mentioned influence each other, e.g. B. in the case of saturation of one of the coils.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem zum Differentialschutz für Transformatoren dienenden gepolten Relais. Sie stimmt insoweit mit der erstgenannten bekannten Schaltungsanordnung überein, als dieses Relais in einem von zwei Gleichrichteranordnungen gespeisten frequenzunabhängigen Stromkreis liegt, von denen dem Eingang der einen der Summenstrom (Summenströme) und dem Eingang der anderen der Differenzstrom (Differenzströme) zugeführt wird. Ferner enthält sie wie beide bekannten Anordnungen Einrichtungen, welche durch beim Einschalten des Transformators oder nach Beseitigung eines Kurzschlusses auftretende Oberwellen zur Verhinderung von Fehlauslösungen des Transformators beeinflußbar sind.The invention relates to a circuit arrangement with a differential protection device Polarized relays used for transformers. In this respect, it agrees with the former known circuit arrangement, as this relay in one of two rectifier arrangements powered frequency-independent circuit, of which the input of one the total current (total currents) and the input of the other the differential current (differential currents) is fed. Furthermore, like both known arrangements, it contains facilities which by switching on the transformer or after removing a short circuit Occurring harmonics can be influenced to prevent false tripping of the transformer are.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bezweckt, die erwähnten Nachteile - Frequenzabhängigkeit, gegenseitige Beeinflussung der Kreise - der be- kannten Schaltungen zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung mit dem Kennzeichen gelöst, daß der im Differenzstrom enthaltene Oberwellenanteil mittels eines Netzwerkes in einem Stromkreis ausgefiltert wird, der von dein durch die Gleichrichteranordnungen gespeisten frequenzunabhängigen Stromkreis - zweckmäßig durch galvanische Trennung - entkoppelt ist, worauf der Oberwellenanteil gleichgerichtet und dem gepolten Relais derart zugeführt wird, daß die Fehlauslösung des Transformators verhindert wird.The circuit arrangement according to the invention aims, the disadvantages mentioned - to avoid of the known circuits - frequency dependence, mutual influence of the circuits. This object is inventively achieved by a circuit arrangement which is characterized in that the harmonic component contained in the differential current is filtered by means of a network in a circuit provided by your fed by the rectifier arrangements frequency-independent circuit - is decoupled, and then the harmonic content rectified and - advantageously by galvanic isolation is fed to the polarized relay in such a way that nuisance tripping of the transformer is prevented.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung 'bietet weiterhin die vorteilhafte Möglichkeit des nachträglichen Einbaus in bereits in Transformatoren installierte Distanzschutzeinrichtungen. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung findet auch bei Mehrphasentransformatoren lediglich ein einziges, als Filtereinrichtung dienendes Netzwerk Verwendung, so daß eine gegenseitige Beeinflussung zwischen mehreren Filtergliedern ausgeschlossen ist. Die Filtereinrichtung kann daher sehr freizügig gewählt und ausgelegt werden. Von ihr ist nur zu fordern, daß die Netzfrequenz gut unterdrückt wird und die Oberschwingungen gut durchgelassen werden. Infolge des großen Frequenzbereiches ist auch die Einschwingzeit klein, so daß das gepolte Relais keiner Amsprechverzögerung bedarf.The circuit arrangement according to the invention 'also offers the advantageous possibility of retrofitting in transformers installed distance protection devices. In the circuit arrangement according to the invention Even with multi-phase transformers, there is only one filter device serving network use, so that a mutual influence between several Filter members is excluded. The filter device can therefore be very free be chosen and interpreted. All that is required of it is that the mains frequency is good is suppressed and the harmonics are allowed to pass through. As a result of the With a large frequency range, the settling time is also short, so that the polarized relay no response delay required.

Außer diesen Vorteilen werden noch weitere später an Hand des Ausführungsbeispiels erläuterte Vorteile erzielt. Zweckmäßig ist es, das gepolte Relais mit zwei Wicklungen auszurüsten, wobei dann der gleichgerichtete Oberwellenanteil die zusätzliche Wicklung des gepolt.en Relais speist.In addition to these advantages, further advantages explained later on the basis of the exemplary embodiment are also achieved. It is useful to equip the polarized relay with two windings, with the rectified harmonic component then feeding the additional winding of the polarized relay.

In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der *Erfindung- dargestellt. Der DrehstromtransformatorT, ist zu schützen. Seine Primärschaltung ist gleich der Sekundärschaltung. Die Netzstromwandler NW, bis NW, übersetzen auf beiden Seiten auf eine gleiche Stromstärke. Im fehlerfreien Betrieb. hat der TransformatorT1 nahezu keinen Eigenverbrauch, so daß die Differenzen der Ströme hinter den Netzstromwandlern NWI und NW4 bzw. NW2 und NW., bzw. NW3 und NW, jeweils Null ergeben. Bei einem Fehler im Transformator Ti entstehen Differenzströme, welche durch die Primärwicklungen der Waundler WDJ> WD2 und WD, fließen. Auf der Sekundärseite der Wandler WD, bis WD, liegt die Gleiclirichteranordnung GID, die im Fehlerfall die Wicklung I des gepolten Relais Rp so speist, daß das Relais von der Ruhelage in die Arbeitslage gelangt und damit den Transformator T, an den Stellen A und B auslöst.In Fig. 1 , an embodiment according to the * invention is shown. The three-phase transformer T must be protected. Its primary circuit is the same as the secondary circuit. The mains current transformers NW to NW translate to the same current strength on both sides. In error-free operation. the transformer T1 has almost no internal consumption, so that the differences in the currents behind the mains current transformers NWI and NW4 or NW2 and NW., or NW3 and NW, each result in zero. In the event of a fault in the transformer Ti, differential currents occur which flow through the primary windings of the Waundler WDJ> WD2 and WD. On the secondary side of the converters WD to WD, there is the Gleiclirichterordnung GID, which in the event of a fault feeds the winding I of the polarized relay Rp in such a way that the relay moves from the rest position to the working position and thus the transformer T at points A and B. triggers.

Bei einem Fehler hinter dem Transformator T, darf keine Auslösung erfolgen. In diesem Falle, in dem große Ströme über die Netzstromwandler NW, bis Al'W, fließen, würden keine Differenzströme entstehen, wenn die Netzstromwandler richtig übersetzen würden. Das ist aber nicht der Fall, denn die Netzstrolnwandler zeigen bei Strömen, die ein Vielfaches des Nennstromes betragen, meist erhebliche Übersetzungsfehler. Demzufolge treten Differenzströme auf, die das gepolte Relais RP in die Arbeitslage bringen. Um eine solche Fehlauslösung zu verhindern, sind in bekannter Weise noch die Wandler WS, bis WS, mit der Gleichrichteranordnung Gls auf ihrer Sekundärseite vorgesehen. Die Ausgänge der beiden Gleichrichteranordnungen GID und Gls sind in dem zusanimen mit der Wicklung I des gepolten Relais Rp gebildeten frequenzunabhängigen Stromkreis gegeneinandergeschaltet. Bei einem außenliegenden Kurzschluß werden die Wandler WS, bis WS, oder einer von ihnen stark erregt, so daß die Gleichrichteranordnung Gls einen den frequenzunabhängigen Stromkreis und damit die Wicklung I des gepolten Relais Rp in einer solchen Richtung durchfließenden Strom abgibt, daß selbst bei Vorhandensein von Differenzströmen eine Fehlauslösung verhindert ist.In the event of a fault behind the transformer T, tripping must not take place. In this case, in which large currents flow through the mains current transformers NW to Al'W, no differential currents would arise if the mains current transformers were to translate correctly. This is not the case, however, because the line current transformers usually show considerable translation errors for currents that are a multiple of the rated current. As a result, differential currents occur which bring the polarized relay RP into the working position. In order to prevent such an erroneous triggering, the transducers WS to WS are also provided in a known manner with the rectifier arrangement Gls on their secondary side. The outputs of the two rectifier arrangements GID and Gls are connected to one another in the frequency-independent circuit formed together with the winding I of the polarized relay Rp. In the event of an external short circuit, the transducers WS, to WS, or one of them are strongly excited, so that the rectifier arrangement Gls emits a current that flows through the frequency-independent circuit and thus the winding I of the polarized relay Rp in such a direction that even in the presence of Residual currents false tripping is prevented.

Ein an Spannung liegender Transformator verbraucht nur kleine Magnetisierungsströme, welche zwar zu kleinen Differenzströmen durch die Wandler T,T?'D, bis WD. führen; der dadurch hervorgerufene Strom durch das gepolte Relais Rp läßt dieses Relais aber nicht in die Arbeitslage kommen, da sein Wert weit unter dem Ansprechwert des gepolten Relais Rp liegt.A voltage-connected transformer only consumes small magnetizing currents, which lead to small differential currents through the transducers T, T? 'D, to WD. to lead; The current caused by this through the polarized relay Rp does not allow this relay to come into the working position, since its value is far below the response value of the polarized relay Rp.

Anders liegt der Fall beim Einschalten des Transformators Ti oder nach Beseitigung eines Kurzschlusses. Hierbei entstehen kurzzeitig hohe Magnertisierungsströme (Rush), welche das gepolte Relais Rp zum Ansprechen bringen könnten. Das wird durch die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung verhindert. Hierbei durchfließen die Differenzstörne die Primärwicklungen des Anpassungstransformators TA. An die Klemmen ki und k. auf der Sektindärseite des Anpassungstransformators TA ist das frequenzabhängige Netzwerk FE (Filtereinrichtung) angeschlossen, welches die Netzfrequenz (50 Hz) sperrt, aber die Oberschwingungen (100, Hz und darüber) durchläßt. An die Klemmen k. und k4 ist die Gleichrichteranordnung Gl. angeschlossen. Durch d#iese Gleichrichteranordnung wird der ihr zugeführte Oberwellenanteil der Differenzströme in einen Gleichstrom. umgesetzt, der die Wicklung II des gepolten Relais Rp so speist, daß es in seiner Ruhelage verbleibt, also den Transformator Ti nicht auslöst, selbst wenn die Wicklung I durch einen aus den Differenzströmen gebildeten Gleichstrom am Ausgang, der Gleichrichteranordnung GID beeinflußt werden würde, der sonst ausreichen würde, um das gepolte Relais Rp in die Arbeitslage zu bringen.The situation is different when the transformer Ti is switched on or after a short circuit has been eliminated. This results in briefly high magnetization currents (rush), which could cause the polarized relay Rp to respond. This is prevented by the circuit arrangement according to the invention. Here, the differential disturbances flow through the primary windings of the matching transformer TA. To the terminals ki and k. The frequency-dependent network FE (filter device) is connected to the sector side of the matching transformer TA , which blocks the mains frequency (50 Hz), but lets through the harmonics (100 Hz and above). To the terminals k. and k4 is the rectifier arrangement Eq. connected. This rectifier arrangement turns the harmonic component of the differential currents supplied to it into a direct current. implemented, which feeds the winding II of the polarized relay Rp so that it remains in its rest position, so does not trigger the transformer Ti, even if the winding I would be influenced by a direct current formed from the differential currents at the output, the rectifier arrangement GID, the otherwise it would be sufficient to bring the polarized relay Rp into the working position.

Gegenüber den bekannten Anordnungen, welche Filterglieder auf der Eingangsseite der durch die Summenströme gespeisten Gleichrichteranordnung und auf der Eingangsseite der durch die Differenzströme gespeisten Gleichrichteranordnung vorsehen, wird der Vorteil der völligen Unabhängigkeit des Schaltungszusatzes gemäß der Erfindung erzielt, da infolge Verwendung einer gemeinsamen Filtereinrichtung keine gegenseitige Beeinflussung der bei den bekannten Anordnungen vorhandenen Einzelfilterglieder erfolgen kann. Demzufolge kann die Filtereinrichtung FE ohne Schwierigkeiten so ausgelegt werden, daß die Netzfrequenz 50 Hz unterdrückt wird, die Oberwellen aber gut durchgelassen werden. Da die Einschwingvorgänge infolge des großen Frequenzbereiches der Filtereinrichtung nur eine geringe Zeit benötigen, braucht für das gepolte Relais Rp keine Verzögerung vorgesehen zu werden. Als Filtereinrichtung FE kann eine Brükkenschaltung Bs gemäß der Fig. 2 verwendet werden, die auf die Netzfrequenz abgestimmt ist. Auch eine Brückenschaltung nach Wien-Robinson, die aus der in Fig. 2 dargestellten Brückenschaltung entsteht, wenn man den Resonanzkreis zwischen den Klemmen k2 und k4 durch die Reihenschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators sowie den Widerstand zwischen den Klemmen k. und k. durch die Parallelschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators ersetzt, erfüllt in gleicher Weise die Bedingungen. Diese Brückenschaltungen benötigen einen geringen Aufwand und unterdrücken die Netzfrequenz völlig. Sie geben jedoch an den Klemmen k., k4 einen Ausgangsstrom ab, wenn trotz sinnsförtnigen Eingangsstromes an den Klemmen k, und k. die Netzfrequenz von ihrem Sollwert, auf welchen die Brücke abgeglichen ist, etwas abweicht. Dann entsteht ein Strom für das Halten des gepolten Relais Rp in der Ruhelage, durch welchen auch bei einem gleichzeitigen Transformatorfehler die Auslösung unterbleiben könnte. Zweckmäßiger ist diesbezüglich als Filtereinrichtung FE ein Hochpaß, der in der Fig. 3 als mehrgliedriger Hochpaß HF dargestellt ist. Dadurch wird die Netzfrequenz genügend gut unterdrückt. Die Grenzfrequenz dieses Hochpasses ist auf etwa die 1,5fache Netzfrequenz zu legen.Compared to the known arrangements which provide filter elements on the input side of the rectifier arrangement fed by the total currents and on the input side of the rectifier arrangement fed by the differential currents, the advantage of the complete independence of the circuit addition is achieved according to the invention, since no mutual interference is achieved due to the use of a common filter device which can take place in the existing individual filter elements in the known arrangements. Accordingly, the filter device FE can be designed without difficulty in such a way that the line frequency 50 Hz is suppressed, but the harmonics are allowed to pass through. Since the transient processes only require a short time due to the large frequency range of the filter device, no delay needs to be provided for the polarized relay Rp. A bridge circuit Bs according to FIG. 2, which is matched to the network frequency, can be used as the filter device FE. Also, a bridge circuit according to Wien-Robinson, which arises from the embodiment shown in Fig. 2 bridge circuit when k the resonant circuit between the terminals k2 and k4 through the series circuit of a resistor and a capacitor as well as the resistance between the terminals. and k. replaced by the parallel connection of a resistor and a capacitor, fulfills the conditions in the same way. These bridge circuits require little effort and completely suppress the network frequency. However, they emit an output current at terminals k., K4 if, despite a meaningful input current at terminals k, and k. the network frequency deviates slightly from its setpoint to which the bridge is calibrated. A current is then created to hold the polarized relay Rp in the rest position, which could prevent tripping even if there was a simultaneous transformer fault. In this regard, a more expedient filter device FE is a high-pass filter, which is shown in FIG. 3 as a multi-part high-pass filter HF. This suppresses the network frequency sufficiently well. The cut-off frequency of this high-pass filter is to be set at around 1.5 times the network frequency.

Zum Schutz eines Drehstromtransformators ist es nicht notwendig, den Schaltungszusatz gemäß der Erfindung für jede Phase vorzusehen; es genügt, wie es die Fig. 1 zeigt, den Anpassungstransformator TA als Summierungswandler primärseitig mit mehreren Wicklungen zu versehen und diese in zwei oder drei Phasen einzuschleifen.To protect a three-phase transformer, it is not necessary to provide the circuit addition according to the invention for each phase; it is sufficient, as FIG. 1 shows, to provide the matching transformer TA as a summation converter with several windings on the primary side and to loop them in in two or three phases.

Hat ein zu schützender Transformator einen inneren Kurzschluß, so entsteht mindestens in einer Phase ein kräftiger Differenzstrorn. Der Oberschwingungsgehalt eines Kurzschlußstronres ist gering. Am stärksten ist die dritte Oberschwingung enthalten. Werden die Netzstromwandler überbürdet bzw. zu klein in ihrer Leistung gewählt, so können auch diese insbesondere die dritte Oberschwingung hervorrufen. Damit dann eine Auslösung bei einem inneren Transformatorfehler nicht unterbleibt, ist es zweckmäßig, die dritte Oberschwingung im Differenzstrorn nicht mit zum Halten des gepolten Relais Rp in der Ruhelagie heranzuziehen. Zu ihrer Unterdrückung wird dann gemäß der Fig. 3 noch das dem Netzwerk FE zugeordnete Filter F, vorgesehen, dessen Glieder hiereinen Saug' kreis für die dritte Oberwelle bilden; es könnte aber auch ein geeignet eingeschleifter Sperrkreis für diese Oberwelle Verwendung finden.If a transformer to be protected has an internal short circuit, a strong differential current occurs in at least one phase. The harmonic content of a short-circuit current is low. The third harmonic is the strongest. If the mains current transformers are overburdened or if their power is too small, then these can also cause the third harmonic in particular. In order to avoid tripping in the event of an internal transformer fault, it is advisable not to use the third harmonic in the differential current to keep the polarized relay Rp in the rest position. To suppress them, the filter F assigned to the network FE is then provided according to FIG. 3 , the members of which form a suction circuit for the third harmonic; however, a suitably looped trap circuit could also be used for this harmonic.

Der Differentialschutz stellt für die Netzstromwandler eine Bürde dar; um diese bezüglich des Schaltungszusatz,es für die Netzfrequenz und deren Nachbarfrequenzen nicht zu groß werden zu lassen, kann man in der Fig. 3 noch das auf die Netzfrequenz abgestimmte, dem Netzwerk FE eingangsseitig parallel geschaltete Filter F, (Saugkreis) vorsehen. Ebenfalls kann der als Potentiometer ausgebildeteWiderstandp, zur Verringerung der Bürde beitragen. Durch Verwendung eines spannungsabhängigenWiderstandes Gli (Gleichrichters), der vorzugsweise parallel zur zusätzlichen Wicklung II des gepolten Relais gelegt wird, kann die Amplitude des gleichgerichteten Oberwellenanteils und damit die Wirksamkeit des Schaltungszusatzes nach oben hin begrenzt werden. Dadurch wird eine besonders geringe Ansprechzeit bei sehr kräftigen Kurzschlüssen im Transformator T, erzielt. überschreitet die Gleichspannung an dem Gleichrichter Gl. den Schwellwert, so wächst der Gleichstrom durch die zusätzliche Wicklung II des gepolten Relais Rp nicht weiter an, so daß das Relais durch den Gleichstrom der Gleichrichteranordnung GID schnell anspricht. Die Höhe der B-egrenzung kann mit dem veränderbaren Widerstand R" eingestellt werden. Unterhalb des Schwellwertes läßt sich die Wirksamkeit des Schaltungszusatzes mit dem als Potentiometer P, ausgebildeten Widerstand einregeln. Statt des Widerstandes Pl könnte auch ein Fest-,viderstand vorgesehen werden und die Einregelung an Anzapfungen der Sekundärwicklung des Anpassungstransformators TA stufenweise vorgenommen werden.The differential protection represents a burden for the line current transformer; In order to prevent this from becoming too large for the network frequency and its neighboring frequencies with regard to the circuit addition, the filter F (suction circuit), which is matched to the network frequency and connected in parallel to the network FE on the input side, can be provided in FIG. 3. The resistor, designed as a potentiometer, can also help reduce the burden. By using a voltage-dependent resistor Gli (rectifier), which is preferably placed parallel to the additional winding II of the polarized relay, the amplitude of the rectified harmonic component and thus the effectiveness of the additional circuit can be limited upwards. As a result, a particularly short response time in the event of very severe short circuits in the transformer T 1 is achieved. If the DC voltage at the rectifier exceeds Eq. the threshold value, the direct current through the additional winding II of the polarized relay Rp does not grow any further, so that the relay responds quickly to the direct current of the rectifier arrangement GID. The level of the B limit can be set with the variable resistor R ". Below the threshold value, the effectiveness of the circuit additive can be adjusted with the resistor designed as a potentiometer P. Instead of the resistor P1, a fixed resistor could also be provided and the Adjustment to the taps of the secondary winding of the matching transformer TA can be carried out in stages.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung arbeitet im Gegensatz zu den bekannten Schaltungen auch bei erheblichen Abweichungen der Netzfrequenz von ihrem Sollwert einwandfrei, wenn als Filtereinrichtung FE ein Hochpaß mit einer Grenzfrequenz der 1,5fachen Sollnetzfrequenz verwendet wird. Überschreitet jedoch die Netzfrequenzabweichung eine bestimmte Größe (± 2011/o), so ist das einwandfreie Arbeiten nicht mehr gewährleistet. Steigt z. B. die Netzfrequenz auf den 1,5fachen Wert ihres Sollwertes, so wird der Hochpaß für eine solche hohe Frequenz durchlässig. Im Fehlerfall des Transformators T, wird eine Auslösung des Transformators Ti unterbunden, da ein starker Gleichstrom am Ausgang der Gleichrichteranordnung Glo entsteht, durch den das gepolte Relais Rp über seine zusätzliche Wicklung II in der Ruhelage gehalten wird. Die Tatsache, daß zum Zwecke der Verhinderung von Fehlauslösungen in Ab- weichung von den bekannten Anordnungen ein von dem durch die Gleichrichteranordnungen gespeisten frequenzunabhängigen Stromkreis getrennter Stromkreis vorgesehen ist, der den ganzen Schaltungszusatz enthält, macht es auch möglich, diesen Gleichstrom durch den KontaktKF eines Frequenzrelais für die zusätzliche WicklungII des gepolten RelaisRp unwirksam züi machen. Man kann sogar so weit gehen, daß man den Schaltungszusatz nur wirksam werden läßt, wenn er benötigt wird, insbesondere beim Zuschalten des zu schützenden TransformatorsT, und nach Kurzschlüssen im Netz bei Wiederkehr der Spannung. Die Wirksamkeit wird einige Sekunden aufrechterhalten. Nach Abklingen des erhöhten Magnetisierungsstromes wird der genannte Kontakt ge- schlossen. Dazu müßte der Kontakt von Spannungsrelais der Netzspannung oder von Stromrelais des Magnetisierungsstromes des Transformators T, über ein Zeitrelais gesteuert werden.In contrast to the known circuits, the circuit arrangement according to the invention works perfectly even with considerable deviations of the network frequency from its nominal value, if a high-pass filter with a cut-off frequency of 1.5 times the nominal network frequency is used as the filter device FE. However, if the grid frequency deviation exceeds a certain size (± 2011 / o), correct operation is no longer guaranteed. Increases z. B. the network frequency to 1.5 times its nominal value, the high-pass filter for such a high frequency is permeable. In the event of a fault in the transformer T, triggering of the transformer Ti is prevented because a strong direct current is generated at the output of the rectifier arrangement Glo, by means of which the polarized relay Rp is held in the rest position via its additional winding II. The fact that for the purpose of preventing false alarms in deviation from the known arrangements, a separate from the fed through the rectifier arrangements frequency-independent circuit circuit is provided which includes the whole circuit addition, it also makes possible this direct current through the KontaktKF a frequency relay make Rp ineffective for the additional winding II of the polarized relay. One can even go so far that the additional circuit only becomes effective when it is needed, especially when the transformer T to be protected is switched on, and after a short circuit in the network when the voltage returns. The effectiveness is maintained for a few seconds. After the increased magnetizing current has decayed , said contact is closed. For this, the contact of voltage relays of the mains voltage or of current relays of the magnetizing current of the transformer T would have to be controlled via a timing relay.

Eine weitere: Maßnahme, um für große Kurzschlußströme, fals diese einen großen Oberwellenanteil enthalten oder falls die Netzfrequenz stark von ihrem Sollwert abweicht, bei einem Transformatorfehlerimmer eine Auslösung zu erhalten, besteht darin, daß man ein frequenzunabhängiges, etwas zeitverzögertes, gepoltes Relais RV vorsieht. Dieses Relais ist auf einen solchen Ansprechwert einzustellen, daß es auch bei den größten bei Einschaltung des Transformators T:, auftretenden Stromspitzen nicht anspricht. Die Kontakte des gepolten Relais Rp und des verzögerten Relais RV sind parallel zu schalten. Das frequenzunabhängige. Relais RV stellt damit einen Reserveschutz dar.Another: Measure to for large short-circuit currents, if this contain a large amount of harmonics or if the line frequency is very different from yours The setpoint deviates, a trip is always received in the event of a transformer fault, consists in having a frequency-independent, somewhat time-delayed, polarized Relay RV provides. This relay is to be set to such a response value, that it occurs even with the largest when the transformer T: is switched on Current peaks does not respond. The contacts of the polarized relay Rp and the delayed Relays RV are to be connected in parallel. The frequency-independent. Relay RV thus sets a reserve protection.

Claims

PATENT CLAIMS-. 1. A circuit arrangement with one to Differentialschlutz serving for transformers overall polten relay, which in one of two rectifier arrangements fed-en frequency-independent circuit is located, of which the sum current (sum current) and the input of the differential current (differential current) supplied to the input of one of the other is, and with - devices which can be influenced by harmonics occurring when switching on the transformer or after eliminating a short circuit to prevent false tripping of the transformer, characterized in that the harmonic content contained in the differential current is filtered out by means of a network in a circuit that is controlled by the frequency-independent circuit fed by the rectifier arrangements - is decoupled - expediently by galvanic separation - whereupon the harmonic component is rectified and fed to the polarized relay in such a way that incorrect tripping of the transformer is prevented i st.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the rectified harmonic component feeds an additional winding of the polarized relay. 3. Circuit arrangement according to claim 1 for three-phase transformers, characterized in that the rectified harmonic component is fed to the decoupled circuit via a matching transformer which has primary windings looped in as a summing converter in two or three phases of the differential branches. 4. Circuit arrangement according to claim 1 or 3, characterized in that a bridge circuit tuned to the network frequency is used as the network. 5. Circuit arrangement according to claim 1 or 3, characterized in that a high-pass filter which allows the harmonics of the differential current is used as the network. 6. Circuit arrangement according to claim 1 or 3, characterized in that the third harmonic is suppressed by the filter assigned to the network. 7. Circuit arrangement according to claim 1 or 6, characterized in that a suction circuit tuned to the line frequency * and / or an ohmic resistor is connected in parallel to the input of the network. 8. Circuit arrangement according to claim 1 or 3, characterized in that to limit the rectified harmonic 'nanteiles a voltage-dependent resistor (z. B. rectifier) in parallel with the polarized relay, preferably for the additional winding of the polarized relay is connected. 9. Circuit arrangement according to claim 8, characterized in that a variable resistor (-R1) is connected upstream of the polarized relay to control the limitation. 10. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the secondary winding of the matching transformer is provided with taps for regulating the rectified harmonic component. 11. S circuit arrangement according to claim 1 or 3, characterized in that the rectified harmonic component is made ineffective by a contact which is actuated by a frequency relay at frequencies which differ by about 20% from the mains frequency. 12. Circuit arrangement according to Claiml oder 3, characterized in that the rectified harmonic component is made effective by a contact which is actuated by a relay which is influenced when the transformer is switched on. Considered publications: German patent application A 10274 VIII b / 21 c (published on July 18, 1953); German regulations No. 1 048 328, 1 046 162-