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Einrichtung zur Erdschlussanzeige und zum Erdschlussschutz für Apparate und Maschinen, die über
Transformatoren an ein Netz höherer Spannung angeschlossen sind.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erdschlussanzeige und zum Erdsehlussschutz für Apparate und Maschinen, die über Transformatoren an ein Netz höherer Spannung angeschlossen sind und bei denen der Nullpunkt des zu schützenden Apparates oder ein entsprechender künstlicher Nullpunkt über einen Spannungswsndler cn Erde gelegt ist.
Ist eine elektrische Maschine oder ein elektrischer Apparat, z. B. ein Generator, über einen Transformator an ein Netz höherer Spannung angeschlossen, so kann dieser gegen Erdschluss auf die im folgenden an Hand der schematischen Zeichnung beschriebene Art und Weise geschützt werden. Tritt 1 : n der Maschine G ein Erdschluss auf, so steigt die Spannung des Nullpunktes o gegen Erde E, u. zw. je nach der Lage des Erdschlusspunktes um einen mehr oder weniger hohen Betrag. Diese Spannung kann man dazu benutzen, um ein Relais R zur Auslösung zu bringen. Man schaltet dann zwischen Nullpunkt o
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Das Relais müsste so bemessen sein, dass es die volle auf die Sekundärseite übertragene Nullpunktspannung aufnehmen kann. Dadurch würde die Empfindlichkeit in dem unteren Bereich, d. h. wenn der Erdschluss nahe am Nullpunkt o der Machine liegt, herabgesetzt werden. Will man empfindliche Relais verwenden, so müssen diese bei hoher Nullpunktspannung vor Überlastungen geschützt werden. Man erreicht dies in bekannter Weise dadurch, dass ruf der Sekundtirseite des Spannungswandlers W in Serie mit dem Relais R spannungsabhängige Widerstände F., insbesondere Eisenwasserstoffwiderstände, angeordnet werden. Diese Widerst-nde halten den Strom in einem verhältnismässig grossen Spannungsbereich konstant.
Werden die Widerstände F, so gewählt ; dass die Konstanthaltung des Stromes in den oberen Teil der sekunderen Nullpunktspannung fallt, so ki nnen in Serie zu diesen Widerständen erheblich empflindlichere Relais gelegt werden als ohne die Widerstände. Die Eisenw ; ; sser- stoffwiderstände schützen die Relais vor Überlastung. Es wird mithin der Schutzwert der Anlagewesentlich erhöht.
Diese empindlichen Relais können fälschlicherweise ansprechen, wenn auf der Obervoltseite I' des Transformators T, an dem der zu schützende Apparat, z. B. der Generator ss. rngeschlossen ist. ein Erdschluss auftritt. In diesem Falle wird über die Kapazität zwischen Hoch-und Niedervoltwieklung des Transformators ein Teil der Spannung des obervoltseitigen Nullpunktes auf den Nullpunkt der Untervoltseite übertragen. Der Nullpunkt o des Generators erhält also eine Spannung gegen Erde, die sich nach dem Verhältnis des Impedanzwertes der Kapazität zwischen den Transformatorenwicklungen und dem Widerstand zwischen Generatornullpunkt und Erde einstellt.
Insbesondere bei hohen Spannungen auf der Obervoltseite P des Transformators kann die auf die rntervoltseite S induzierte Spannung beträchtliche Werte annehmen, so dass eine Fehlóuslïsung des Relds leicht eintreten kann.
Man kann sich, wie dies bekannt ist, gegen die Einwirkung der Induzierung dadurch schützen, dass man den Nullpunkt des Generators über einen entsprechend niedrig bemessenen Widerstand erdet. Der Widerstand muss so bemessen sein, dass er bei einem oberspanhungsseitigen Erdschluss wie ein Kurzschluss wirkt, während die Nullpunktspannung bei einem unterspannungsseitigen Erdschluss nahezu unverändert bleibt. Die Verwendung eines normalen Widerstandes hat den Nachteil, dass einmal die
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Empfindlichkeit der Anordnung sinkt und dass weiter der Erdschlussstrom, insbesondere bei Erdschlüssen nahe den Ausführungsklemmen der Maschine, unerwünscht hoch wird.
Nach der Erfindung kann man die Einflüsse der Induzierung beseitigen, ohne dass der Erdschlussstrom diese hohe Stromstärke annimmt, indem man auf die Sekundärseite des Spannungswandlers W parallel zu der Serienschaltung von Relais R und Eisenwasserstoffwiderständen Fs weitere Eisenw ? sserstoffwiderstände. Fp anordnet. Letztere müssen so bemessen werden, dass ihr Widerstand auf die Primärseite des Wandlers W bezogen bei oberspannungsseitigem Erdschluss wie ein Kurzschluss wirkt. Tritt ein Erdschluss auf der Unterspannungsseite ein, so wird, wenn der Erdschluss nahe dem Nullpunkt liegt, sich ein Erdschlussstrom entsprechend dem Widerstand der Eisenwasserstoffwiderstände einstellen.
Liegt der Erdschluss nahe an den Klemmen der Maschine G, so begrenzen die Eisenwasserstoffwiderstandslampen durch die Eigenart ihrer Strombegrenzung bei wachsender Spannung den Erdschlussstrom auf eine konstante Stromstärke. Es ist also nicht zu befürchten, dass der Erdschlussstrom unzulässig hoch wird und Verbrennungen grösseren Umfanges eintreten. Mit der angegebenen Einrichtung ist es möglich, im Erdschluss längere Zeit den Betrieb aufrechtzuerhalten.
Die Begrenzung des Erdschlussstromes durch Eisenwasserstoffwiderstände, die an die Sekundärseite eines Spannungswandlers gelegt werden, lässt sich auch durchführen, wenn an Stelle der Serienschaltung von Relais und Eisenwasserstoffwiderständen lediglich ein Relais an der Sekundärseite des Wandlers liegt.
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Equipment for earth fault indication and earth fault protection for apparatus and machines that have
Transformers are connected to a higher voltage network.
The invention relates to a device for earth fault indication and earth fault protection for apparatus and machines which are connected to a higher voltage network via transformers and in which the zero point of the apparatus to be protected or a corresponding artificial zero point is placed via a voltage converter cn earth.
Is an electrical machine or apparatus, e.g. B. a generator connected via a transformer to a network of higher voltage, this can be protected against earth faults in the manner described below with reference to the schematic drawing. If a ground fault occurs 1: n in the machine G, the voltage between the zero point o and ground E increases, u. between a more or less high amount depending on the location of the earth fault point. This voltage can be used to trigger a relay R. You then switch between zero point or the like
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The relay would have to be dimensioned in such a way that it can absorb the full zero point voltage transferred to the secondary side. This would reduce the sensitivity in the lower range, i.e. H. if the earth fault is close to the zero point o of the machine, be reduced. If you want to use sensitive relays, they must be protected against overloads when the zero point voltage is high. This is achieved in a known manner in that voltage-dependent resistors F., in particular ferrous hydrogen resistors, are arranged on the secondary side of the voltage converter W in series with the relay R. These resistors keep the current constant in a relatively large voltage range.
If the resistors F, are chosen so; that keeping the current constant falls in the upper part of the secondary zero point voltage, considerably more sensitive relays can be placed in series with these resistors than without the resistors. The iron; ; Solid resistances protect the relays from overload. The protective value of the system is therefore significantly increased.
These sensitive relays can respond incorrectly if on the upper voltage side I 'of the transformer T, on which the apparatus to be protected, e.g. B. the generator ss. is included. an earth fault occurs. In this case, a part of the voltage of the higher voltage side is transferred to the zero point of the lower voltage side via the capacitance between the high and low voltage of the transformer. The zero point o of the generator thus receives a voltage to earth that is established according to the ratio of the impedance value of the capacitance between the transformer windings and the resistance between the generator zero point and earth.
Particularly in the case of high voltages on the upper-voltage side P of the transformer, the voltage induced on the lower-voltage side S can assume considerable values, so that a faulty resolution of the field can easily occur.
As is well known, you can protect yourself against the effects of the induction by grounding the zero point of the generator via a correspondingly low resistance. The resistance must be dimensioned in such a way that it acts like a short circuit in the event of a high-voltage side earth fault, while the neutral point voltage remains almost unchanged in the case of a low-voltage side earth fault. Using a normal resistor has the disadvantage that once the
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The sensitivity of the arrangement decreases and the earth fault current continues to be undesirably high, especially in the event of earth faults near the machine's execution terminals.
According to the invention, the effects of induction can be eliminated without the earth fault current assuming this high current intensity by adding more iron to the secondary side of the voltage transformer W in parallel to the series connection of relay R and ferrous hydrogen resistors Fs. hydrogen resistances. Fp arranges. The latter must be dimensioned so that their resistance on the primary side of the converter W acts like a short circuit in the event of an overvoltage-side earth fault. If an earth fault occurs on the low voltage side, if the earth fault is close to the zero point, an earth fault current will set in accordance with the resistance of the ferrous hydrogen resistances.
If the earth fault is close to the terminals of machine G, the nature of their current limitation means that the hydrogen resistance lamps limit the earth fault current to a constant current as the voltage increases. So there is no need to fear that the earth fault current will become unacceptably high and cause large-scale burns. With the specified facility, it is possible to maintain operation for a longer period in the event of an earth fault.
The limitation of the earth fault current by means of ferrous hydrogen resistors, which are placed on the secondary side of a voltage transformer, can also be carried out if, instead of the series connection of relays and ferrous hydrogen resistors, only one relay is located on the secondary side of the transformer.