<Desc/Clms Page number 1>
Schutzeinrichtung für elektrische Maschinen, insbesondere
Windungsschlussschutz
Bei zahlreichen Schutzeinrichtungen für elektrische Maschinen dienen Filterschaltungen zur Siebung bestimmter Frequenzen, vorzugsweise Oberwellen, die aus reinen LC-Ketten bestehen, aus denen gegebenenfalls umfangreiche Kettenschaltungen gebildet werden.
Für niedrige Speisefrequenzen besitzen solche Filter für elektrische Schutzeinrichtungen nachteilig grosse Filterelemente.
Bei diesen bekannten Filterschaltungen werden von einem am Eingang ankommenden Frequenzgemisch gewisse Frequenzbänder möglichst ungeschwächt zum Ausgang durchgelassen, während die übrigen Frequenzen möglichst stark geschwächt werden.
Es ist ferner bekannt, dass die Filterschaltungen aus Halbgliedern bestehen, deren Schaltelemente zueinander widerstandsreziprok sind, um den Dämpfungspol im Sperrbereich in die Nähe der Grenzfrequenz des Durchlassbereiches zu rücken.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schutzeinrichtung für elektrische Maschinen, insbesondere Windungsschlussschutz, mit einem Filter, in dem ein Parallelresonanzkreis zur Unterdrückung unerwünschter Frequenzen vorhanden ist und das die angeführten Nachteile der bekannten Filterschaltungen vermeidet.
Die erfindungsgemässe Schutzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Filter der auf die zu sperrende Frequenz, insbesondere die erste Oberwelle, abgestimmte Parallelresonanzkreis mit einem nachgeschalteten Blindwiderstand, insbesondere Kapazität oder Induktivität, versehen ist, wobei dem Blindwiderstand em justierbarer Dämpfungswiderstand in Serie geschaltet ist und beide Widerstände gemeinsam den Messspannungsausgang bilden und dass der Blindwiderstand mit dem Parallelresonanzkreis einen Serienresonanzkreis für die Frequenz der Messspannung bildet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Fig. l zeigt die grundsätzliche Gesamtanordnung einer Einrichtung zum Windungsschlussschutz eines Stromerzeugers 1. Eine sogenannte Stützdrossel 2 summiert in der sekundären Dreieckswicklung die Phasenspannungen, deren Summe im ungestörten Betrieb null ist. Bei Windungsschluss tritt an der Sekundärseite der Stützdrossel 2 eine Verlagerungsspannung auf, deren Grösse von der Anzahl der kurzgeschlossenen Windungen abhängig ist und die mittels eines Hilfstransformators 3 und Brückengleichrichters 4 einen Gleichstrom hervorruft, der ein Drehspulrelais 5 anregt, das über Zwischenrelais, die nicht dargestellt sind, einen Schalter 6 auslöst.
Zur Erzielung einer hohen Ansprechempfindlichkeit besitzt der Windungsschlussschutz eine nichtlineare Stabilisierung 7, die bei äusseren Netzkurzschlüssen über einen Stromwandler 8 einen Hilfstransformator 9 und Brückengleichrichter 10 einen entgegengesetzt gerichteten Gleichstrom durch das Drehspulsystem schickt, d. h. also sperrt.
Während die dritte Oberwelle der Messspannung bei 50 Hz Drehstrom-Generatoren auf bekannte Weise durch eine LC-Kette ausgesiebt wird, erfordert ein Einphasen-Stromerzeuger, beispielsweise 16 2/3 Hz Bahngenerator auch eine Filterung der zweiten Oberwelle der Messspannung. Erfindungsgemäss erfolgt der Anschluss eines Windungsschlussrelais 5 durch ein Filter 11 derart, dass neben der Eigenschaft der Sperrwirkung für die zweite Oberwelle die Grundwelle der Messspannung nur auf einen vorgegebenen Wert gedämpft wird. Das Filter 11 ist zwischen der Sekundärwicklung der Stützdrossel 2 und dem Hilfstransformator 3 eingeschaltet.
<Desc/Clms Page number 2>
Die Fig. 2 zeigt eine Ausführung des Filters 11.
Die zu unterdrückende Frequenz der Messspannung ;, beispielsweise die zweite Oberwelle, wird durch einen auf diese Frequenz abgestimmten Par-
EMI2.1
L, undeinenKondensator C. weitgehendgesperrt.lassende Frequenz fl abgestimmt ist.
Durch diese Serienresonanzkreisfunktion für die durchzulassende Frequenz wird der Spannungsabfall am Parallelresonanzkreis für die zu sperrende Frequenz weitgehendst kompensiert.
EMI2.2
stant belastetem Ausgang der Schaltanordnung bei der durchzulassenden Frequenz die dort gewünschte Spannung auftritt.
Die Schaltung besitzt darüber hinaus in Serie zum Kondensator C, einen Justierwiderstand R, mit dem die Dämpfung der Schaltanordnung eingestellt werden kann, der also die Eigenschaft besitzt, die Grundwelle der Messspannung an das Windungsschlussrelais anzupassen und ausserdem das Auftreten einer erhöhten Ausgangsspannung im unbelasteten Zustand des Filters verhindert.
Ist die bevorzugte durchzulassende Frequenz fl der Messspannung grösser als die zu sperrende Frequenz so ist der Kondensator C durch eine Induktivität 1, wie in Fig. 3 dargestellt, zu ersetzen.
Da der verwendete Dämpfungswiderstand des Filters und somit die Dämpfung bei der bevorzugt durchzulassenden Frequenz in geringen Grenzen eingestellt werden kann, erweist sich die Anwendung des Filters in Schutzeinrichtungen für elektrische Maschinen, insbesondere für einen Windungsschlussschutz, sehr vorteilhaft.
<Desc / Clms Page number 1>
Protective device for electrical machines, in particular
Interturn protection
In numerous protective devices for electrical machines, filter circuits are used to filter certain frequencies, preferably harmonics, which consist of pure LC chains, from which extensive chain circuits are formed if necessary.
For low supply frequencies, such filters for electrical protective devices have disadvantageously large filter elements.
In these known filter circuits, certain frequency bands of a frequency mixture arriving at the input are passed as unattenuated as possible to the output, while the other frequencies are attenuated as much as possible.
It is also known that the filter circuits consist of half-links, the switching elements of which are reciprocal of resistance to one another, in order to move the attenuation pole in the stop band close to the cutoff frequency of the pass band.
The subject of the invention is a protective device for electrical machines, in particular interturn fault protection, with a filter in which a parallel resonance circuit is present for suppressing undesired frequencies and which avoids the stated disadvantages of the known filter circuits.
The protective device according to the invention is characterized in that in the filter the parallel resonance circuit, which is tuned to the frequency to be blocked, in particular the first harmonic, is provided with a downstream reactance, in particular capacitance or inductance, the reactance being connected in series with an adjustable damping resistor and both Resistors together form the measurement voltage output and that the reactance with the parallel resonance circuit forms a series resonance circuit for the frequency of the measurement voltage.
An embodiment of the invention is shown in the drawing. 1 shows the basic overall arrangement of a device for interturn fault protection of a power generator 1. A so-called backup choke 2 adds up the phase voltages in the secondary delta winding, the sum of which is zero in undisturbed operation. In the event of a short-circuit between the windings, a displacement voltage occurs on the secondary side of the backup choke 2, the size of which depends on the number of short-circuited windings and which, by means of an auxiliary transformer 3 and bridge rectifier 4, creates a direct current that excites a moving coil relay 5, which is via intermediate relays, which are not shown , a switch 6 triggers.
In order to achieve a high sensitivity, the interturn protection has a non-linear stabilization 7, which sends an oppositely directed direct current through the moving coil system via a current transformer 8, an auxiliary transformer 9 and a bridge rectifier 10 in the event of external mains short circuits. H. so locks.
While the third harmonic of the measuring voltage in 50 Hz three-phase generators is filtered out in a known manner by an LC chain, a single-phase power generator, for example a 16 2/3 Hz railway generator, also requires filtering of the second harmonic of the measuring voltage. According to the invention, a short-circuit relay 5 is connected through a filter 11 in such a way that, in addition to the property of the blocking effect for the second harmonic, the fundamental wave of the measurement voltage is only attenuated to a predetermined value. The filter 11 is connected between the secondary winding of the support reactor 2 and the auxiliary transformer 3.
<Desc / Clms Page number 2>
2 shows an embodiment of the filter 11.
The frequency of the measuring voltage to be suppressed, for example the second harmonic, is determined by a par-
EMI2.1
L, and a capacitor C. largely blocked. Leaving frequency fl is tuned.
This series resonance circuit function for the frequency to be allowed through largely compensates for the voltage drop across the parallel resonance circuit for the frequency to be blocked.
EMI2.2
constantly loaded output of the switching arrangement at the frequency to be allowed to pass the desired voltage occurs there.
The circuit also has an adjusting resistor R in series with the capacitor C, with which the damping of the switching arrangement can be adjusted, which therefore has the property of adapting the fundamental wave of the measurement voltage to the short-circuit relay and also the occurrence of an increased output voltage in the unloaded state of the Filters prevented.
If the preferred frequency fl of the measuring voltage to be allowed to pass is greater than the frequency to be blocked, then the capacitor C is to be replaced by an inductance 1, as shown in FIG. 3.
Since the attenuation resistance of the filter used and thus the attenuation can be set within small limits at the frequency that is preferably to be allowed to pass, the use of the filter in protective devices for electrical machines, in particular for interturn fault protection, has proven to be very advantageous.