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Einrichtung zur Erdselussiiberwaehung des Erregerstromkreises elektrischer Maschinen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Überwachung des Gleichstromerregerstrom- kreises elektrischer Maschinen, bei welcher der im Fehlerfall zur Erde fliessende Strom überwacht wird.
Erfindungsgemäss wird zur dauernden Erdschlussüberwachung unter Zuhilfenahme einer an die Pole des zu überwachenden Gleichstromkreises angeschlossenen Widerstandsanordnung der Nullpunkt dieser Widerstandsanordnung oder ein in seiner Nähe liegender Punkt über eine Wechselstromquelle geerdet, deren Spannungshohe mit wachsender Stärke eines im Fehlerfall entstehenden Gleichstromes abnimmt und welche vorzugsweise in der Wicklung eines von einer Wechselstromquelle erregten Wandlers besteht.
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getretenen Erdschlusses oder als Relais zur Abschaltung dieses Erdsehlusses ausgebildet sein.
Als Hilfsspannungsquelle wird eine Wechselstromquelle verwendet, die beispielsweise aus einem primärseitig an eine beliebige Wechselstromquelle angeschlossenen Wandler besteht, dessen Sekundärwicklung in die Erdungsleitung eingeschaltet ist.
Einrichtungen, bei denen an die Pole eines Gleichstromsystems eine Widerstandsanordnung gelegt ist, deren Nullpunkt über ein Anzeigegerät geerdet ist, sind bereits bekannt. Für einen voll- kommenen Schutz gegen den Erdschluss des überwachten Stromkreises reichen diese jedoch nicht aus.
Durch sie kann beispielsweise ein Erdschluss nicht mit erfasst werden, der in einem Punkt oder in der
Nähe eines Punktes auftritt, welcher betriebsmässig dasselbe Potential besitzt wie der über das Anzeige- gerät geerdete Punkt der Widerstandsanordnung.
Ferner ist eine Einrichtung zur Überwachung des Isolationszustandes von Gleiehstromsystemen bekannt, bei der ein Pol des Gleichstromnetzes über eine Gleichstromsperre und eine Anzeigevorrichtung an die Spannung eines geerdeten Wechselstromsystems gelegt wird. Die Erfindung löst die gestellte Auf- gabe bei Verwendung von Wechselstrom als Hilfsspannungsquelle ohne besondere Gleiehstromsperren und hat ferner gegenüber dieser bekannten Einrichtung den Vorteil, dass keine wesentlichen Spannungs- erhöhungen an den Polen des überwachten Gleichstromkreises auftreten können. Bei Verwendung der bekannten Anordnung hingegen ist die prozentuale Spannungserhöhung wesentlich grösser.
An dem
Pol des Gleichstromsystems, der nicht mit der Hilfsspannungsquelle verbunden ist, tritt eine Spannung gegen Erde auf, die maximal etwa gleich der vollen Betriebsspannung des Gleichstromkreises plus, der
Spannung des Verspannungswandlers ist. Diese Spannungserhöhung muss durch stärkere Bemessung der Isolation berücksichtigt werden. Bei der Einrichtung nach der Erfindung ist die maximale Spannungs- erhöhung eines Poles gleich der Spannung des Verspannungswandlers ; da man diese Hilfsspannung im allgemeinen klein im Verhältnis zur Betriebsspannung wählen kann, fällt die Vergrösserung der Bean-
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spannung in solchem Sinne geändert wird, dass die wirksame Wechselspannung um so kleiner wird, je höher der Gleichstromfehlerstrom ist.
Die Figur zeigt gleichzeitig mehrere verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. 1 ist ein Drehstromgenerator mit einer Erregerwicklung 2, die von einer Erregermaschine 3 gespeist wird. 8 ist
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anordnung 4, deren Mittelpunkt-M über die Sekundärwicklung eines Wandlers 5 und ein Erdsehluss- überwachungsgerät 6 geerdet ist. Tritt im Erregerstromkreis der Maschine, z.
B. bei Punkt 7, ein Erdschluss auf, so fliesst der Strom von dem oberen Anschlusspunkt der Sekundärwicklung des Wandlers 5 über die parallelliegenden Teile der Widerstandsanordnung 4 und der Erregerwicklung 2, die Erdschluss- stelle 7 durch das Überwachungsinstrument 6 zum unteren Anschlusspunkt der Sekundärwicklung des Wandlers, so dass der Erdschluss am Instrument 6 angezeigt wird.
Wenn die Erregerstromkreise mehrerer Maschinen, z. B. der Generatoren einer Zentrale, überwacht werden sollen, kann man einen gemeinsamen Wandler mit mehreren Sekundärwicklungen zur Erzeugung der benötigten Hilfsspannung verwenden. Jeder einzelnen zu überwachenden Maschine wird dann eine Sekundärwicklung des gemeinsamen Wandlers zugeordnet.
Im allgemeinen dürfte die Frequenz der in den einzelnen Ankerstäben erzeugten Spannung, errechnet aus Polpaarzahl und Drehzahl der Maschine abweichend sein von der Frequenz der Wechselspannung, die als Verspannungsquelle in der Zentrale zur Verfügung steht. Bei langsamen oder mittelschnell laufenden Maschinen, z. B. Wasserkraftmaschinen, könnten diese beiden Frequenzen überein-
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wird die Höhe der Hilfsspannung so wählen, dass eine tote Zone vermieden wird.
Mit Vorteil kann man ferner an Stelle des aus besonderen Widerständen bestehenden Spannungs- teifers die FeH'wicHung S der Erregermaschine selbst in der Mitte 13 anzapfen und über die Verspannungquelle und das Anzeigegerät 6 erden. Eine solche Anordnung hat vor allem den Vorteil, dass zusätzliche Verluste durch die Spanmmgsteilerschaltung nicht auftreten. Da der Widerstand der Erregerwicklung verhältnismässig klein ist, braucht man in diesem Falle nur eine kleine Hilfsspannung, um im Fehlerfalle einen grossen Strom hervorzurufen.
Wenn man dagegen bei Verwendung eines aus besonderen Widerständen zusammengesetzten Spannungsteilers ebenfalls mit kleinen Hilfsspannungen arbeiten wollte, so dürfte man den Spannungsteilerwiderstand nicht zu gross wählen, was aber anderseits grosse Dauerverluste geben würde.
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steigern und die Spannung der Verspannungsquelle klein halten. Man kann zu diesem Zweck beispielsweise die Feldwicklung der Erregermasehine mit einer Kurzschlusswicklung versehen, die induktiv mit ihr gekoppelt ist, so dass durch sie ebenfalls der Wechselstromwiderstand der Feldwicklung verkleiner wird.
Um die Einrichtung jederzeit auf ihre Betriebsfähigkeit naehprüfen zu können, kann man eine Prüfeinrichtung einbauen, mit deren Hilfe man von Hand beispielsweise durch einen Druckknopf einen der Pole des Gleichstromkreises über einen Widerstand erdet. Eine solche Prüfeinrichtung ist in der Figur eingezeichnet. Die Pole der Erregerstromquelle können mit Hilfe eines doppelpoligen Umschalters 14 über einen Widerstand 13 verbunden werden. Auf diesen Widerstand 15 kann ein verschiebbarer Kontakt 16 von Hand so verstellt werden, dass ein Punkt jedes beliebigen Potentials des zu überwachenden Stromkreises hiedurch willkürlich mit Erde verbunden werden kann.
Bei Einrichtungen zur Erdschlussüberwaehung des Erregerstromkreises elektrischer Maschinen
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falle fliessende Strom das Erdschlussrelais betätigt, muss man vermeiden, dass der im Erdschlussfalle fliessende Strom durch Ausbrennen der Fehlerstelle erhebliche Zerstörungen verursacht. Deshalb empfiehlt es sich, den Relaisstromkreis nach Ansprechen des Erdschlussrelais zu unterbrechen. Hiezu kann ein besonderer in der Erdleitung angeordneter Schalter 17 dienen, der nach dem Ansprechen des Erdschlussrelais den Relaisstromkreis öffnet oder einen hohen Widerstand einschaltet, durch den der Fehlerstrom auf ein erträgliches Mass herabgesetzt wird.
Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, dass ein mit einer Stromspule ausgebildeter Schalter in der Erdleitung vorgesehen ist, der sich bei einer bestimmten Stromstärke öffnet und dabei einen Signalstromkreis schliesst. In diesem Falle kann das Erdschlussrelais selbst wegfallen.
Schutzvorrichtungen dieser zuletzt beschriebenen Art sind besonders dann am Platze, wenn man nur Wert darauf legt, im Fehlerfalle ein Signal zu betätigen, im übrigen aber den Betrieb mit der Erdschluss behafteten Maschine noch weiter aufrechterhalten will.
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