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Einrichtung zum selbsttätigen Abschalten von Generatoren.
Es sind Einrichtungen zum selbsttätigen Abschalten von Generatoren beim Auftreten eines Phasenerdschlusses bekannt. Zu diesem Zwecke wird beispielsweise der Sternpunkt des Generators über einen Widerstand geerdet und ein Relais von der Spannung des Sternpunktes des Generators gegen Erde erregt, welches beim Ansprechen den Generator abschaltet. Ausser von den Konstanten des Relais hängt die Bemessung des Widerstandes auch davon ab, wie weit man einen Fehler innerhalb der Generatorwicklung erfassen will. Will man auch Fehler in der Nähe des Sternpunktes erfassen, so zeigt sich der Übelstand, dass im Falle eines Fehlers in der Nähe der Klemmen der Erdschlussstrom so gross wird, dass das Generatoreisen verbrennt.
Erfindungsgemäss wird einerseits eine Steigerung der Empfindlichkeit der Schutzeinrichtung und'anderseits ein Schutz vor den Gefahren eines in der Nähe einer Maschinenklemme entstehenden Erdschlusses durch Anwendung eines von einer Relaiseinrichtung gesteuerten ver- änderliehen Strombegrenzungswiderstandes erzielt. Dabei kann z. B. ein Relais vorgesehen sein, welches, wenn der Erdschlussstrom einen Grenzwert überschreitet, selbsttätig einen Widerstand zu dessen Begrenzung einschaltet. Dieser Widerstand kann beispielsweise in Reihe mit dem Erdungswiderstand des Generators liegen und im normalen Betrieb durch einen Schalter kurzgeschlossen sein.
Ganz besonders günstig ist die Erfindung bei mehreren parallel arbeitenden Generatoren.
In solchen Fällen erdet man gewöhnlich den Sternpunkt nicht, sondern man schliesst an die gemeinsame Saminelschiene Induktivitäten an, deren Sternpunkt unmittelbar oder über einen Widerstand geerdet ist. Zur Abschaltung der Generatoren dienen Relais, die zwischen Generator und Sammelschiene geschaltet sind und auf den Summenstrom ansprechen. Zur Verbesserung der Wirkung ist auch schon torgeschlagen worden, diesen Induktivitäten Sekundärwicklungen zu geben, welche in Vieleck geschaltet und über einen Widerstand geschlossen sind, wenn der Sternpunkt unmittelbar geerdet ist, oder die in Vieleck geschaltet und in sich geschlossen sind, wenn der Sternpunkt über einen Widerstand geerdet ist.
Der zur Begrenzung des Erdschlussstromes durch das Relais eingeschaltete Widerstand kann sowohl in der Erdverbindung des Sternpunktes als auch in den Sekundärkreis der Induktivitäten eingeschaltet werden. Der Widerstand wird so bemessen, dass nur ein so geringer Strom fliesst, dass die Relais zum Abschalten der Generatoren mit Sicherheit betätigt werden.
In Fig. 1 ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. 1, 2, 3 sind die Sammelschienen, an welche der Generator 4 über den Schalter 6 und der Generator 5 über den Schalter 7 angeschlossen ist. In der Verbindungsleitung des Generators 4 zur Sammelschiene liegen die Primärwicklungen der Stromwandler 8. 9 und 10, deren Sekundärwicklungen in Summenschaltung auf die Stromspule des Relais 11 einwirken. Beim Ansprechen des Relais wird über die Batterie 12 ein Stromkreis für den Elektromagneten 13 geschlossen, der die Schaltklinke 14 des Schalters 6 freigibt, so dass der Schalter durch die Feder 15 geöffnet wird.
Die Schutzeinrichtungen für den Generator 5 sind die gleichen wie für den Generator 4.
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punkt unmittelbar geerdet ist. Die Induktivitäten können aus drei Einphasentransformatoren bestellen, oder es kann ein Dreiphasentransformator mit einem vierten Schenkel verwendet werden.
Die im offenen Vieleck geschalteten Sekundärwicklungen der Induktivitäten sind über die beiden Widerstände 20 und 21 geschlossen. Der Widerstand 21 ist im normalen Betrieb durch den Schalter 23 kurzgeschlossen. An dem Widerstand 20 liegt die Erregerwicklung des Relais 22, das beim Überschreiten einer bestimmten Spannung die Sperrklinke. 84 des
Schalters freigibt, so dass dieser auslost, wodurch der Widerstand 21 in den Sekundärkreis in Reihe mit dem Widerstand. 80 eingeschaltet wird. An der Sekundärspanmmg der Induktivitäten liegt ferner die Spannungsspule des Relais 11 und die Spannungsspule des zum Generator 5 gehörigen Relais 31.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende :
Bei einem Erdschluss in der Nähe der Klemmen eines Generators fliesst ein ziemlich grosser Erdsehlussstrom. Da die Spannung der im Dreieck geschalteten Sekundärwicklung proportional der Erdschlussspannung ist, so wird das Relais 22 stark erregt und spricht an.
Dadurch wird der Schalter 23 geöffnet, der Widerstand 21 in den Sekundärkreis der Induktivitäten eingeschaltet und somit der Erdschlussstrom herabgesetzt. Durch diese Einrichtung wird verhindert, dass der Erdschlussstrom eine gewisse Grenze dauernd überschreiten kann.
An Stelle der in der Abbildung dargestellten Anordnung der Induktivitäten kann man auch drei in Stern geschaltete Induktivitäten verwenden, deren Sternpunkt über einen Wider- stand geerdet ist und deren Sekundärwicklung im offenen Vieleck in sich geschlossen ist, oder man kann auch Induktivitäten verwenden, deren Wicklung in Zickzack geschaltet und deren Nullpunkt über einen Widerstand geerdet ist. Die Einrichtung wird dann zweck- mässig so getroffen, dass das Relais von der Spannung an diesem Widerstand erregt wird und beim Überschreiten eines bestimmten Wertes der Spannung einen zusätzlichen Widerstand in die Erdverbindung einschaltet.
Die Einrichtung kann auch so getroffen werden, dass das Relais nach Behebung des Erdschlusses den zusätzlichen Widerstand wieder ausschaltet. Das Relais wird dann bei der Anordnung nach Fig. 1 von der Gesamtspannung der Sekundärwicklungen erregt, oder bei Verwendung von Induktivitäten, deren Nullpunkt über einen Widerstand geerdet ist, von der Spannung des Nullpunktes gegen Erde. In Fig. 2 ist eine solche Einrichtung dargestellt.
An den Sammelschienen 1, 2 und 3 sind, wie in Fig. 1, die Generatoren 4 und 5 mit ihren Schutzeinrichtungen angeschlossen. Die Bezeichnungen der gleichen Teile in Fig. 2 stimmen mit denen der Fig. l überein.
Die an der Sammelschiene liegenden Induktivitäten 16, 17 und 18 sind in Stern geschaltet und über Widerstände 30 und 31 geerdet. Die Sekundärwicklungen sind in Dreieck geschaltet und in sich geschlossen. Der Widerstand M wird im normalen Betrieb von einem Schalter 33 überbrückt. An der Spannung des Sternpunktes gegen Erde liegt die Erregerwicklung der Relais 32, das bei einer bestimmten Spannung ein Kontaktpaar 34 schliesst.
Dadurch wird ein Stromkreis für die Auslösespule 36 des Schalters 33 über die Batterie 35
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leitung des Sternpunktes mit Erde eingeschaltet. Wird der Erdschluss behoben, so bricht die Spannung an den Widerständen zusammen. Das Relais 32 öffnet die Kontakte 34, und die Feder 37 schliesst wieder den Schalter, so dass die ursprüngliche Schaltung hergestellt ist.
Nach der weiteren Erfindung wird bereits das Auftreten einer unzulässig hohen Stromstärke von vornherein unmöglich gemacht, u. zw. dadurch, dass der Strombegrenzungswiderstand im Gegensatz zu der zuvor erläuterten Anordnung nicht von einem anfänglich kleinen Wert auf einen grossen Wert gebracht wird, sondern umgekehrt von einem anfänglich hohen Wert, soweit erforderlich, auf einen kleineren Wert gebracht wird. Es kann dann von vornherein der Fehlerstrom höchstens so gross sein, wie es zulässig ist. Durch Relais, welche durch diesen Strom oder durch die Spannung der mit dem Widerstand belasteten offenen Dreieckwieklung der Gestelldrossel beeinflusst werden, kann dieser Widerstand in seiner Grösse nachtäglich : n dem Sinne geändert werden, dass die Stromstärke bis zu dem zulässigen Betrag gesteigert wird.
Für den Spannungskreis des Gestellschlussrelais bedeutet dies, dass im Relais eine bestimmte Spannung eingestellt wird, dass es also angängig ist, die Empfindlichkeit des Relais für eine ganz bestimmte Spannung und Stromstärke günstigst zu wählen.
Zur Erläuterung dienen die Fig. 3 und 4.
In Fig. 3 soll bei Gestellschluss der Wicklung eines Generators 41 ein Schalter 42 geöffnet werden, der den Generator mit der Signalschienenanlage 43 verbindet. An die Sammelschienenanlage ist eine Gestelldrossel 44 mit einem Belastungswiderstand 45 im Sekundärkreis angeschlossen. Das Gestellsehlussrelais 46 wird in seinem Strompfad von einer
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Summenstromschaltung 47, in seinem Spannungspfad von einem Spannungswandler 48, der an der belasteten Dreieckwicklung (Sekundärwicklung) der Gestelldrossel 44 liegt, gespeist.
Wenn in der Wicklung des Generators 41, beispielsweise an der Stelle 49 ein Gestell- schluss auftritt, so entsteht eine Spannung in der Sekundärwicklung der Gestelldrossel, die einen Strom über den Belastungswiderstand 45 zur Folge hat. Diesem Strom entspricht ein Strom auf der Primärseite der Gestelldrossel, der über die Maschine und die Fehlerstelle fliesst. Die Stärke des Stromes hängt von der Grösse des Belastungswiderstandes 45 und von der Entfernung der Gestellschlussstelle 49. vom Sternpnnkt 50 des Generators ab. Die Sekundärspannung der Gestelldrossel 44 speist zwei Spannullgsrelais 51 und 52, welche auf verschiedene
Grenzwerte der Spannung eingestellt sind und bei Überschreitung dieser Spannungsgrenzwerte ihre Anker anheben. Die Anker tragen Überbrückungsschalter 53 bzw. 54.
Im unerregten Zustande schliesst der Anker 53 des Spannungsrelais 51 einen Teil 91 des Belastungswiderstandes 45 kurz. In gleicher Weise wird durch die Überbrückungssellalter 54 im spannungslosen Zustande des Relais 52 ein Teil 92 des Belastungswiderstandes 45 kurzgeschlossen.
Beim Auftreten des Gestellschlusses entsteht ein Strom über dem Belastungswiderstand 45 und eine Spannung am Spannungswandler 48. Je nach der Höhe der auftretenden Sekundärspannung der Gestelldrossel 44 kommen die Relais 51 und 52 nicht zum Ansprechen oder nur das Relais 51 oder die Relais 51 und 52 zugleich. Keines der Relais spricht an, wenn die auftretende Spannung sehr klein ist. Es ist dies ein Zeichen dafür, dass der Gestellschluss in nicht allzu grosser Entfernung vom Sternpunkt eines Generators entstanden ist. Der Belastungwiderstand 45 ist dann durch Kurzschluss der Teile 91 und 92 3 aufs äusserste verkleinert. Reicht die auftretende Sekundärspannung der Gestelldrossel 44 aus, um das Relais 51 zum Ansprechen zu bringen, so wird dadurch der Kurzschluss des Widerstandsteiles 91 aufgehoben.
Der Gesamtbelastungswiderstand ist dann grösser als in dem vorangehend behandelten Fall.
Wenn die Ansprechgrenze des Relais 52 überschritten wird, wird auch der Widerstandsteil 92 eingeschaltet. Auf diese Weise passt sich die Grösse des Belastungswiderstandes 45 selbsttätig der Grösse der auftretenden Sekundärspannung der Gestelldrossel, d. h. selbsttätig der Entfernung der Gestellschlussstelle vom Generatorsternpunkt 50 an, jedoch nicht in der Weise, dass der enstehende Fehlerstrom anfänglich grösser als erwünscht ist, sondern dass er von kleineren Werten aufwärts geregelt wird.
Die Kurzschlussstromkreise für die Widerstandsteile 91 und 92 3 sind über die Kontakte eines von der Nullpunktspannung erregten verzögerten Relais 55 geführt, weil die Über- brückungsschalter 53 und 54 geschlossen sind, solange kein Gestellschluss vorliegt, anderseits aber der Widerstand 45 zunächst in voller Grösse eingeschaltet sein soll. Das Relais 55 macht die Überbrückungsschalter 53 und 54 erst in dem Augenblick arbeitsfähig, in welchem ein Erdschluss auftritt.
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und 57 verbunden. Diese Hilfskontakt überbrücken im Spannungspfad des Relais 46 liegende Vorschaltwiderstände 58 und 59, wenn die Relais 51 und 52 spannungslos sind.
Beim Gestellschluss in der Nähe des Sternpunktes des Generators 4. ! wird dadurch die Empfindlichkeit der Schutzeinrichtung gesteigert.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 wiedergegeben.
Bei dieser Anordnung wird ein Strombegrenzungswiderstand 70 im Sekundärkreis einer Gestelldrossel 44 derart von anfangs grossem Wert zu kleinerem Wert geändert, dass eine ganz bestimmte Stromstärke über die Fehlerstelle eingestellt wird. Die Änderung des Widerstandes 70 folgt aber im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 3 stetig und nicht stufenweise. Zu dem Zweck ist ein Regelmotr 7 vorgesehen, der in Gang kommt, sobald an der Sekundärwicklung der Gestelldrossel 44 eine gewisse Mindestspannung auftritt. Durch diese Spannung wird ein Relais 74 erregt. das zur Sicherheit gegen Beeinflussung durch dritte und höhere harmonische Oberwellen mit einer Siebkette ausgestattet sein kann.
Das Relais 74 schliesst den Stromkreis für den Regelmotor 71, der den Belastungswiderstand 70 allmählich verkleinert. Die Stärke des Sekundärstroms der Gestelldrossel wird von einem Relais 75 überwacht, welches anspricht, sobald der Strom bis auf die gewünschte Stärke angestiegen ist. Das Relais 75 schaltet dann zwei Hilfsrelais 76 und 77 ein. Das Relais 77 bringt den Motor 71 durch Unterbrechung eines Stromkreises augenblicklich zum Stillstand. Das Relais 76
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relais 46.
Wenn der Fehler in der Maschine liegt, so wird diese dann durch das ErdschluI3- relais 46 abgeschaltet und entregt ; wenn der Fehler ausserhalb, also etwa im Leitungsnetz entstanden ist, bleibt die Maschine in Betrieb. Der Sekundärkreis der Gestelldrossel 44 wird einige Sekunden nach dem Ansprechen des Relais 74 durch das Relais 73 geöffnet, das Relais 73 wird erregt, sobald das Relais 74 seinen Kontakt schliesst. Es schliesst dann sofort
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für sich einen Haltestromkreis über einen Momentankontakt. Nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit schliesst es einen zweiten Kontakt. durch den eine Spule 79 an Spannung gelegt wird. Die Spule 79 öffnet dann einen Schalter 80, wodurch der Sekundärkreis der Gestelldrossel 44 geöffnet wird.
Da das Relais 73 zugleich mit dem Motor'71 eingeschaltet wird. wird der Schalter 80 auf jeden Fall ausgelöst. gleichgültig, ob der Fehler in der Maschine oder ausserhalb entstanden ist.
Mit dem Schalter 80 sind zwei Hilfskontakt 81 und 82 gekuppelt. Über diese Hilfskontakte verläuft der Stromkreis für den : Motor 71. Solange die Hilfskontakte in der gezeichneten Stellung stehen, und die Relais 74 und 77 ihre Kontakte geschlossen halten, bekommt der Motor über die Hilfskontakte 81 und 82 Strom von solcher Polarität, dass er den Belastungswiderstand 70 fortschreitend verkleinert. Wenn der Schalter 80 geöffnet ist, ist die Stromrichtung im Motorstromkreis umgekehrt, so dass er dann rückwärtslaufend den Widerstand 70
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damit die Gestellschlusseinrichtung wieder betriebsbereit ist.
Beim Auftreten eines Gestellschlusses spricht zunächst das Relais 74 an und schaltet den Motor'11 ein, der den Widerstand 70 so lange verkleinert, bis das Relais 75 zum Ansprechen kommt. Relais 75 schaltet gleichzeitig die Relais 76 und 77 ein, Relais 77 öffnet seinen Kontakt und bringt dadurch den Motor zum Stehen ; Relais 76 betätigt nach Ablauf einer eingestellten Verzögerungszeit den Hilfsmagneten 78 des Richtungsrelais 46. Wenn dpr Fehler in der Maschine entstanden ist, wird die Maschine nach etwa einer halben Sekunde abgeschaltet ; bei aussen liegendem Fehler wird der Sekundärkreis der Gestelldrossel 44 nach Ablauf der Verzögerungszeit mit Hilfe des Schalters 80 geöffnet. Die Öffnung des Schalters 80 erfolgt auch dann, wenn der Fehler in der Maschine liegt.
Da mit der Öffnung des Schalters 80 zugleich der Stromkreis für den Rücklauf des Motors 71 geschlossen wird, wird also automatisch nach jedem Ansprechen der Einrichtung die volle Grösse des Widerstandes 70 wieder eingeschaltet. Die Unterbrechung des Sekundärkreises der Gestelldrossel 4-1 hat zur Folge, dass das Relais 75 stromlos wird und ebenfalls das Relais 74.
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Verschwinden der Spannung an der widerstandsbelasteten Dreieckwicklung der Gestelldrossel 44 der Schalter 80 automatisch wieder geschlossen wird, nachdem der Widerstand 70 wieder auf seinen vollen Wert zurückgestellt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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erdschluss. gekennzeichnet durch einen von einer Relaiseinrichtung gesteuerten veränderlichen Strombegrenzungswiderstand. durch welchen der Fehlerstrom innerhalb vorgeschriebener Grenzen gehalten wird.
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Device for the automatic shutdown of generators.
Devices for automatically switching off generators when a phase earth fault occurs are known. For this purpose, for example, the star point of the generator is grounded via a resistor and a relay is excited by the voltage of the star point of the generator to ground, which switches off the generator when responding. Besides the constants of the relay, the dimensioning of the resistance also depends on how far you want to detect a fault within the generator winding. If you want to detect errors in the vicinity of the star point, the disadvantage is that in the event of an error in the vicinity of the terminals, the earth fault current becomes so large that the generator iron burns.
According to the invention, on the one hand, an increase in the sensitivity of the protective device and, on the other hand, protection against the dangers of a ground fault occurring in the vicinity of a machine terminal is achieved by using a variable current limiting resistor controlled by a relay device. It can, for. B. a relay can be provided which, when the earth fault current exceeds a limit value, automatically switches on a resistor to limit it. This resistance can, for example, be in series with the earth resistance of the generator and can be short-circuited by a switch during normal operation.
The invention is particularly favorable when there are several generators operating in parallel.
In such cases, the star point is usually not grounded, but inductors are connected to the common Saminel rail, the star point of which is grounded directly or via a resistor. To switch off the generators, relays are used that are connected between the generator and the busbar and respond to the total current. To improve the effect it has already been struck to give these inductances secondary windings which are connected in polygon and closed via a resistor if the star point is directly earthed, or which are connected in polygon and closed in themselves if the star point is connected to a Resistor is grounded.
The resistor switched on to limit the earth fault current through the relay can be switched on both in the earth connection of the star point and in the secondary circuit of the inductances. The resistance is dimensioned in such a way that only such a small current flows that the relays for switching off the generators are safely actuated.
In Fig. 1 a corresponding embodiment of the invention is shown. 1, 2, 3 are the busbars to which the generator 4 is connected via the switch 6 and the generator 5 via the switch 7. The primary windings of the current transformers 8, 9 and 10, whose secondary windings act on the current coil of the relay 11 in a summation circuit, are located in the connecting line of the generator 4 to the busbar. When the relay responds, a circuit for the electromagnet 13 is closed via the battery 12, which releases the pawl 14 of the switch 6 so that the switch is opened by the spring 15.
The protective devices for generator 5 are the same as for generator 4.
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point is directly grounded. The inductors can be ordered from three single-phase transformers, or a three-phase transformer with a fourth leg can be used.
The secondary windings of the inductances connected in the open polygon are closed via the two resistors 20 and 21. The resistor 21 is short-circuited by the switch 23 during normal operation. The exciter winding of the relay 22 is connected to the resistor 20, and when a certain voltage is exceeded, the pawl is activated. 84 des
The switch releases, so that it trips, whereby the resistor 21 in the secondary circuit in series with the resistor. 80 is switched on. The voltage coil of the relay 11 and the voltage coil of the relay 31 belonging to the generator 5 are also connected to the secondary voltage of the inductances.
The device works as follows:
In the event of an earth fault near the terminals of a generator, a fairly large earth fault current flows. Since the voltage of the secondary winding connected in a delta is proportional to the earth fault voltage, the relay 22 is strongly excited and responds.
As a result, the switch 23 is opened, the resistor 21 is switched into the secondary circuit of the inductances and the earth fault current is thus reduced. This facility prevents the earth fault current from continuously exceeding a certain limit.
Instead of the arrangement of the inductances shown in the figure, you can also use three star-connected inductors whose star point is grounded via a resistor and whose secondary winding is closed in itself in an open polygon, or you can also use inductors whose winding in Switched zigzag and the zero point is grounded via a resistor. The device is then expediently made in such a way that the relay is excited by the voltage at this resistor and, when the voltage exceeds a certain value, switches on an additional resistor in the earth connection.
The device can also be set up in such a way that the relay switches off the additional resistor again after the earth fault has been rectified. In the arrangement according to FIG. 1, the relay is then excited by the total voltage of the secondary windings, or when using inductors whose zero point is grounded via a resistor, from the voltage of the zero point to earth. Such a device is shown in FIG.
As in FIG. 1, the generators 4 and 5 with their protective devices are connected to the busbars 1, 2 and 3. The designations of the same parts in FIG. 2 correspond to those in FIG.
The inductances 16, 17 and 18 on the busbar are star-connected and grounded via resistors 30 and 31. The secondary windings are connected in a delta and are self-contained. The resistor M is bridged by a switch 33 during normal operation. The excitation winding of the relay 32, which closes a pair of contacts 34 at a certain voltage, is connected to the voltage of the star point to earth.
This creates a circuit for the trip coil 36 of the switch 33 via the battery 35
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line of the star point with earth switched on. If the earth fault is eliminated, the voltage on the resistors collapses. The relay 32 opens the contacts 34, and the spring 37 closes the switch again, so that the original circuit is established.
According to the further invention, the occurrence of an impermissibly high current intensity is made impossible from the outset, u. in that, in contrast to the arrangement explained above, the current limiting resistor is not brought from an initially small value to a large value, but, conversely, is brought from an initially high value, if necessary, to a smaller value. From the outset, the fault current can then be at most as large as is permissible. By means of relays, which are influenced by this current or by the voltage of the open triangular wave of the frame choke loaded with the resistor, this resistance can be changed in size afterwards: in the sense that the current strength is increased up to the permissible amount.
For the voltage circuit of the frame closing relay, this means that a certain voltage is set in the relay, so that it is reasonable to choose the sensitivity of the relay for a very specific voltage and current strength.
FIGS. 3 and 4 serve for explanation.
In FIG. 3, when the frame of the winding of a generator 41 is closed, a switch 42 is to be opened which connects the generator to the signal rail system 43. A frame choke 44 with a load resistor 45 in the secondary circuit is connected to the busbar system. The frame failure relay 46 is in its current path of a
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Summation current circuit 47, in its voltage path from a voltage converter 48, which is connected to the loaded triangular winding (secondary winding) of the frame choke 44, is fed.
If a frame short occurs in the winding of the generator 41, for example at point 49, a voltage arises in the secondary winding of the frame choke, which results in a current through the load resistor 45. This current corresponds to a current on the primary side of the frame choke, which flows through the machine and the fault location. The strength of the current depends on the size of the load resistor 45 and on the distance between the frame connection point 49 and the star point 50 of the generator. The secondary voltage of the frame choke 44 feeds two voltage relays 51 and 52, which on different
Limit values of the voltage are set and raise their armature when these voltage limit values are exceeded. The armatures carry bypass switches 53 and 54, respectively.
In the unexcited state, the armature 53 of the voltage relay 51 short-circuits part 91 of the load resistor 45. In the same way, a part 92 of the load resistor 45 is short-circuited by the bridging switch 54 when the relay 52 is de-energized.
When the frame closes, a current arises across the load resistor 45 and a voltage at the voltage converter 48. Depending on the level of the secondary voltage of the frame choke 44, the relays 51 and 52 do not respond or only the relay 51 or the relays 51 and 52 at the same time. None of the relays responds if the voltage that occurs is very low. This is a sign that the frame closure was created not too far from the star point of a generator. The load resistance 45 is then extremely reduced by short-circuiting the parts 91 and 92 3. If the secondary voltage of the frame choke 44 is sufficient to cause the relay 51 to respond, the short circuit of the resistor part 91 is thereby canceled.
The total load resistance is then greater than in the previous case.
If the response limit of the relay 52 is exceeded, the resistance part 92 is also switched on. In this way, the size of the load resistor 45 automatically adapts to the size of the secondary voltage of the frame choke that occurs, i.e. H. automatically the distance of the frame connection point from the generator star point 50, but not in such a way that the resulting fault current is initially larger than desired, but that it is regulated upwards from smaller values.
The short-circuit circuits for the resistor parts 91 and 92 3 are routed via the contacts of a delayed relay 55 excited by the zero point voltage, because the bridging switches 53 and 54 are closed as long as there is no frame circuit, but on the other hand the resistor 45 is initially switched on in full should. The relay 55 makes the bypass switches 53 and 54 operational only at the moment in which a ground fault occurs.
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and 57 connected. These auxiliary contacts bridge the series resistors 58 and 59 in the voltage path of the relay 46 when the relays 51 and 52 are de-energized.
When the frame is closed near the star point of the generator 4.! this increases the sensitivity of the protective device.
Another embodiment is shown in FIG.
In this arrangement, a current limiting resistor 70 in the secondary circuit of a frame choke 44 is changed from an initially large value to a lower value in such a way that a very specific current intensity is set via the fault location. In contrast to the embodiment according to FIG. 3, however, the change in resistance 70 follows steadily and not in steps. For this purpose, a regulating motor 7 is provided, which starts up as soon as a certain minimum voltage occurs on the secondary winding of the frame choke 44. A relay 74 is energized by this voltage. which can be equipped with a sieve chain to protect against interference from third and higher harmonic waves.
The relay 74 closes the circuit for the control motor 71, which gradually reduces the load resistance 70. The strength of the secondary current of the frame choke is monitored by a relay 75, which responds as soon as the current has risen to the desired strength. The relay 75 then switches on two auxiliary relays 76 and 77. The relay 77 brings the motor 71 to an instant standstill by interrupting a circuit. The relay 76
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relay 46.
If the fault lies in the machine, it is then switched off by the earth fault relay 46 and de-energized; if the fault occurred outside, for example in the network, the machine remains in operation. The secondary circuit of the frame throttle 44 is opened a few seconds after the relay 74 has responded by the relay 73, the relay 73 is energized as soon as the relay 74 closes its contact. It then closes immediately
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for itself a holding circuit via a momentary contact. After the set delay time has elapsed, a second contact closes. through which a coil 79 is applied. The coil 79 then opens a switch 80, whereby the secondary circuit of the frame choke 44 is opened.
Since the relay 73 is switched on at the same time as the Motor'71. the switch 80 is triggered in any case. It does not matter whether the fault originated in the machine or outside.
Two auxiliary contacts 81 and 82 are coupled to switch 80. The circuit for the: Motor 71 runs via these auxiliary contacts.As long as the auxiliary contacts are in the position shown and the relays 74 and 77 keep their contacts closed, the motor receives a current of such polarity via the auxiliary contacts 81 and 82 that it is the load resistance 70 progressively reduced in size. When the switch 80 is open, the direction of current in the motor circuit is reversed, so that it then reverses the resistor 70
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so that the frame locking device is ready for operation again.
When a frame closure occurs, the relay 74 responds first and switches on the motor 11, which reduces the resistance 70 until the relay 75 responds. Relay 75 switches on relays 76 and 77 at the same time, relay 77 opens its contact and thereby brings the motor to a standstill; Relay 76 actuates the auxiliary magnet 78 of the direction relay 46 after a set delay time has elapsed. If a fault has occurred in the machine, the machine is switched off after about half a second; In the event of an external fault, the secondary circuit of the frame throttle 44 is opened with the aid of the switch 80 after the delay time has elapsed. The switch 80 is also opened if the fault is in the machine.
Since the circuit for the return of the motor 71 is closed at the same time as the switch 80 is opened, the full size of the resistor 70 is automatically switched on again after each response of the device. The interruption of the secondary circuit of the frame choke 4-1 has the consequence that the relay 75 is de-energized and also the relay 74.
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When the voltage on the resistance-loaded triangular winding of the frame choke 44 disappears, the switch 80 is automatically closed again after the resistor 70 has been reset to its full value.
PATENT CLAIMS:
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earth fault. characterized by a variable current limiting resistor controlled by a relay device. through which the fault current is kept within prescribed limits.