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Auslöseeinrichtung für Mittelspannungsleistungeschalter bei Kurzschluß
und/oder Überst-römen D le Erfir4.dung bezieht sich auf eine Auslöseeinrichtung
für Mittel-J spa nn ' ungsleistungsachalter bei Kurzschluß und/oder Überströmen
mittels eines-vom abzuschaltenden Strom über die Sekundärseite von primärseitig
in die einzelnen Phasen eingeschalteten Wandlern beeinflußbaren Auslösers.
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Bei bekannten Auslöseeinrichtungen der obengenannten Art sind in den
Leitungszug eingeschaltete Stromwandler über einen Zwischenwandler
mit
einem Bimetallreaig und einem magnetisch wirkenden Überstrom-Schnellauslöser verbunden.
Hie . rbei überträgt der Zwischenwandler die für den das Schaltschloß auslösenden
Wandlerstromauslöser erforderliche Leibtung. Da die Bimetallrelais und die magnetisch
wirkenden Überstrom-Schnellauslöser sowie der Wandler-Stromauslös'er eine relativ
große Leistung benötigen, sind auch die in den Leitungszug einzubauenden Hauptstromwandler
für eine relativ große Leistung beispielsweise 30VA zu dimensionieren. Diese bekannte
Auslöseeinrichtung ist an sich schon aufwendig. Darüber hinaus müssen die Hauptstrom-Wandler
kurzschlußfest aÜsgelegt sein, was die Einrichtung verteuert und zum anderen einen
großen Raumbedarf erfordert. Es wurde bereits vorgeschlagen bei einer Auslöseeinrichtung
für Mittelspannungsleistungschalter bei Kurzschluß und/oder Überströmen zur Erfassung
des Auslösestromes Stromwandler vorzusehen, die mit ihren Primärseiten in jede Phase
eingeschaltet und mit ihren Sekundärseiten über Brückengleichrichter parallel geschaltet
sind, wobei*die Auswertung durch ein mit einem Sperrmagnetauslöser in Reihe liegendes
Meßrelais erfolgt, dessen Öffnerkontakt die Erregerwicklung des Sperrmagnetau slösers
bis zum Erreichen des gewünschten Auslösestromes kurzschließt.
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Die bekannte, wie auch die vorgeschlagene Auslöseeinrichtung
werden gemäß der Erfindung auf besonders e-infache Weise dadurch verbessert, daß
der Auslöser in Steuerabhängigkeit von elektronischen SchaLtgliedern mit Kippverhalten
steht, die den über Gleichrichter zusam-.mengeschalteten Sekundärseiten der Wandler
nachgeschaltet sind; Hierdurch ist gewührleistet, daß die Auslöseeinrichtung bei
Erreichen
| Ies sicher abschaltet, ohne daß ein Wiederein- |
| schalten bei Unterschreiten des Auslösewertes zu befürchten
ist. |
| bei der er4'4n(iuni:si#-emäßen Auslöseeinrichtung kann mit
nur einem |
| Aiisl*isere,ais fijr alle drei Phasen ausgekommen werden. Darüber |
| ninaus k#innen #-.e,#,enüber der bekannten Anordnung die Bimetalle,
die |
| eine j--ewisse HeizIelstung benötigen, in Fortfall kommen.
Weiterhin |
| ist das Justieren der erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung
wesent- |
| 'ic!. e-nfacher als bei der bekannten Etnrichtung. Mit einer
sehr |
| ,ze-.in,#--en Leistung für die in die einzelnen Phasen eingeschalteten |
| Wt-in-.I'.'er kann tiusl---,ekommen werden, wenn die elektronischen
Schalt- |
| i,',1(3,der von durch den Auslösestrom aufladebare Kondensatoren
schalt- |
| h,ar s'ind, wobei die Kondensatoren als Energiespeicher für
den Aus- |
| "r"itbenut-bar sind. Wird parallel zum Kondensatcr die Reihen- |
| Onhaltung aus Zehnerdiode und Widerstand gelegt, wobei am Verbin- |
spunkt der 'ehnerdiode und dem Widerstand der Steueranschluß ,Juni, des elektronischen
Scha.Itgliedes angeschlossen ist, so ist durch Veränderung, des Widerstandes eine
einfache Einstellung des Auslösewertes mög-'Li(2h.
Um mit ein und demselben
Auslöser unabhängig voneinander sowohl eine Auslösung für Kurzschluß als auch für
Über-,rome zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn der Auslöser in SteuerabhängigKeit
von zwei elektronischen Schaltgliedern steht, vcn denen das eine über eine an die
zusammengeschalteten Sekundärseiten der Wandler angeschlossene Kombination aus Widerstand
und Kondensator und das andere von der Spannung eines vor dem Wider-
| s'.and ank-,eschlossenen Äondensa+Vors schaltbar ist. Um das
Schalt- |
| irLied auf, k7einem Niveau steuern zu können, jedoch zum Betätigen |
| Jies Aus-';--5sers eine größere Leistung zur Verfügung zu haben,
ist es |
vorteilhaft, wenn ein die zusammengeschalte-ten Sekundärseiten
an den Auslöser fegendes Stromtor vor dem Schaltglied beaufschlagbar ist, das von
dem vor dem Widerstand angeschlossenen Kondensator schaltbar ist.
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Anhand der Zeichnung wird ein Schaltungsbeispiel gemäß der Erfi.ndung
beschrieben und die Wirkungsweise näher erläutert.
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In die Phasen 1, 2 und 3, an die der nicht näher dargestellte
Verbraucher ?Lngeschlossen ist, sind die Wandler 4, 5 und 6 mit ihren
Primärwicklungen -i eingeschaltet. Die Sekundärseiten 8 der Wandler
4, 5 und 6 sind . -mit einer Mittelanzapfung 9 versehen.
Die Mittelanzapfungen 9 der Sekundärseiten 8 der Wandler 4,
5 und 6 sind zusammengeschaltet und beispielsweise an eine Klemme
10 angeschlossen. Die äußeren Enden 11, 12 der Sekundärseiten
8 der Wandler 4, 5 und 6 sind über W-iderstände 13,
die die Bürde der Wandler darstellen sollen, miteinander verbunden. 1xleichrichter
14, 15 liegen entgegengesetzt in Reihe geschaltet parallel zu den Widerständen
13. Die Verbindungspunkte aller an die Wandler 4, 5 und
6 angeschalteten Gleichrichter 14 und 15 sind im Punkt 16,
der beispielsweise wiederum eine Kl,emme darstellen kann, zusammengeführt.
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Lie über die dünnen Linienzüge miteinander verbundenen Elemente sind
im wesentlichen für eine Überstromauslösung bestimmt. An die KI'emme 16 ist
hierzu ein Widerstand 17,«an des.sen anderem Ende ein Kondensator 18, eine
Zenerdiode 19 und eine Unipolardiode 20 ankeschlossen ist, verbunden. Das
andere Ende des Kondensators 18 ist
an die Klemme
10 angeschlossen, die weiterhin mit dem einen Anschluß des Auslöserelais
21 und einem veränderbaren Widerstand 22 verbunden ist. Zenerdiode 19 und
Widerstand 22 sind miteinander und mit dem Steueranschluß 23 der Unipolardiode
20 zusammengeschlossen. Zwischen dem dritt en Anschluß der Unipolardiode 20 und
dem noch freien Anschluß des Auslösers 21 ist eine Diode 24 zwischengeschaltet,
die jedoch nicht für die Überstromauslösung erforderlich ist. Zur Kurzschlußausibeung
sind w-eiterhin an die Klemmen 10 und 16 zwei in Reihe zueinander
geschaltete Kondensatoren 25, 26 und die Reihenschaltung von einem Widerstand
27 einer Zenerdiode 28 und einem veränderbaren kderstand 29 angeschlossen.
Di . e Verbindungspunkte 30
der beiden Kondensatoren 25 und
26 und 31 zwischen Widerstand 27
und-Zenerdiode 28 sind
gemeinsam an den Hauptanschluß 32 einer Unipolardiode 33 gelegt. Der
andere Häuptanschluß-der Unipolardiode 33
liegt andem Steueranschluß
35 eines einerseits an der Klemme 16
und-andererseits am Verbindungspunkt
36 des Gleichrichters 24 und des Auslösers 21 angeschlos senen Stromtores
37. Der Steueranschluß der lfnipolardiode 33 liegt am Verbindungspunkt
34 der Zenerdiode 28
und des veränderbaren Widerstandes 29. Im Ausführungsbeispiel
sind -als#elektronische-Schaltglieder mit Kippverhalten vorteilhafterweise Unipolardioden
20 bzw. 33-benutzt. Anstelle dieser Unipolardioden lassen sich auch Shockley-Dioden-verwenden.
Bei Einsatz der Shockley-Dioden können die Zenerdioden 19 und-28 ehtfallen.
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Die Wirkungs Weise der Auslöseeinrichtung gemäß der-Erfindung wird
wie folgt beschrieben:
Bei Auftreten eines Überstromes wird die
zwischen den Punkten 10
und 16 entstehende Gleichspannung über den
Widerstand 17 dem Kondensator 18 zugeführt. Die Spannung liegt gleichzeitig
an der .Reihenschaltung aus Zenerdiode 19 und veränderbarem Widerstand 22.
Solange die am Kondensator 18 anliegende Spannung die Zenerspannung der Zenerdiode
19 nicht überschreitet', ist die Unipolardiode 20 gesperrt, so daß kein Strom
über den Auslöser 21 fließt. Wird die Zenerspannung.überschritten, so fließt durch
die Reihenschaltung aus Zenerdiode 19 und 22 ein Strom, so daß nunmehr am
Widerstand 22 eine Spannung anlieit, die bei.Erreichen eilles bestimmten Wertes
das Durchsteuern der Unipolardiode 20 bewirkt. Hierdurch wird der Auslöser 21 mit
dem'Kondensator 18 verbunden, der sich über den Auslöser 21 entlädt. Mit
dem Auslöser 21 kann beispielsweise das Schaltschloß eines Leistungsschalters entklinkt
werden. Die Größe des Auslösestromes kann durch das Einstellen des Widerstandes
22 verändert werden.
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Tritt ein Kurzschlußstrom auf, so ist die AuslösÜng-über das aus Widerstand
17 und Kondensator 18 bestehende RC-Glied-zu lagnsam, so daß hierbei
die Auslösung des Auslösers 21 über die Unipolardiode 33 eingeleitet wird.
Überschreitet die am Widerstanci-'-#9' liegende Spannung einen vorherbestimmbaren
Wert der am Kondensator 26
liegenden Spannung so.wird die Unipolardiode
33 durchlässig, wodurch der Thyristor 37 ausgesteuert wird. Die zum
Erregen des Auslösers 21 notwendige Leistung kann in diesem Fall direkt von den
Klemmen 10§ 16, d.h. aus dem Netz bei genügend großen Kurzschluß oder aber
in Grenzfällen aus der in den Kondensatoren 25 und 26
[,espeicherten
Energie entommen werden. Die Kondensatoren 25, 26
bewirken eine Spitzwert-Gleichrichtung,
so daß die Auslösewerte bei ein-, zwei- oder dreipoligem Kurzschluß bzw. Überstrom
kaum voneinander abweichen. Hat der Auslöser 21 die Phasen 1, 2 und stromlos
gemacht, beispielsweise durch Entklinken des vorgeschalteten Leistunrsschalters,
der dann öffnet, so wird die gesamte Aus-#,.iseeinrichtung stromlos, was bewirkt,
daß die Unipolardioden 33
und 20 in den gesperrten Zustand zurückkehren. Die
Verwendung der Untpolardioden, d.h. der elektronischen Schaltglieder mit KippverhaLten,
beispielsweise gegenüber dem Einsatz von Transistoren, hat den Vorteil, daß
bei Erreichen des Auslösestromes ein schlagzirti,-es Dutehsteuern der Schaltglieder
erfolgt, wobei'der Zustand n;Icl-i4,-" durch 'Leichtes Absinken der Spannung beim
Schalten rückgängig g,emacht werden kann. Es ist also kein Flattern des Auslbsers
möglich. Die Auslöseeinrichtung gemäß der Erfindung ist ohne weiteres auch bei Schützen
anwendbar, -jedoch müssen diese wenn die Auslöseeinrichtung auch bei Kurzschluß
arbeiten soll, zum Schalten der Kurzscl--lußströme ertüchtigt sein.