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Überwachungseinrichtung für ruhende oder bewegte Maschinen
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deshalb in nicht aktives und daher auch nicht lamelliertes Eisen übergehen (z. B. in den ölkessel bzw. in die Lagerschilde, der bzw. die dadurch überhitzt und deformiert werden können), sondern es bilden auch der stark vergrösserte Magnetisierungsstrom mit seinen ebenfalls stark vergrösserten Oberwellen und die unter Umständen zu kritischen Resonanzerscheinungen führenden Oberwellenspannungen eine Gefahr oder zumindest eine sehr unerwünschte zusätzliche Belastung bzw. Beanspruchung der Maschine oder der ganzen Anlage.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb eine Überwachungseinrichtung für ruhende oder rotierende, ein-oder mehrphasige Wechselstrommaschinen, mit dem Kennzeichen, dass eine oder mehrere bei Übermagnetisierung stärker hervortretende, insbesondere ungeradzahlige Harmonische, vorzugsweise die dritte Harmonische, einer Wechselgrösse der Maschine bzw. der eine oder mehrere Maschinen enthaltenden Anlage ständig bei Überschreiten eines noch zulässigen Wertes als Kriterium für eine Gefahrsignalisierung bzw. Schutzabschaltung oder selbsttätige Durchführung einer sonstigen Schutzmassnahme bei Übermagnetisierung benutzt sind.
Bei Drehstromsystemen können zur Erfassung der dritten Harmonischen an sich, nämlich für die Erfassung von Erdschlüssen bekannte bzw. in der Anlage für diesen Zweck eventuell schon vorhandene Wandlerschaltungen benutzt werden, bei denen die Ströme (Holmgreenschaltung) oder die Spannungen (offene Dreieckschaltung) aller drei Phasen summiert werden. Die Summe ist nämlich (wenn kein
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Summe jeweils das Dreifache der Einzelwerte ergibt. Ein von dieser Stromsumme durchflossenes oder an dieser Spannungssumme liegendes Überwachungsgerät, das im übrigen in an sich bekannter Weise arbeiten kann, u. zw. nach dem Ruhestrom-oder Arbeitsstromprinzip, lässt sich also so einstellen, dass es bei einem bestimmten Wert der dritten Harmonischen eine Schutzmassnahme auslöst.
Will man vermeiden, dass die gleiche Schutzmassnahme auch bei Erdschluss ausgelöst wird, in welchem Fall sich ebenfalls ein von Null verschiedener Summenwert, diesmal jedoch nicht von dreifacher, sondern von einfacher Netzfrequenz, ergibt, so kann man die letztere Frequenz mittels eines Filters, z. B. eines Resonanzfilters, vom Überwachungsgerät praktisch fernhalten.
In Drehstromsystemen ohne Nulleiter kann die dritte (sechste, neunte usw. ) Harmonische des Stromes mangels eines Rückschlusses, (der höchstens über Erdkapazitäten erfolgen könnte) praktisch nicht fliessen. In diesem Falle bildet (bilden) sich aber die entsprechenden Oberwelle (n) der Spannung aus, die mittels einer offenen Dreieckschaltung erfassbar ist (sind), deren drei Wicklungen z. B.
(vorhandene) Hilfswicklungen eines Spannungswandlers oder etwa der übermagnetisierten Maschine selbst oder von andern, an das gleiche Drehstromnetz angeschlossenen Maschinen oder Geräten sein können. Es werden dabei im allgemeinen die Spannungen gegen Erde zu erfassen sein und die Erdkapazitäten eine Rolle spielen, da ja die verketteten Spannungen Oberwellen einer durch drei teilbaren Ordnungszahl nicht enthalten. Zur Verwirklichung der Erfindung könnte also in dem in der Zeichnung dargestellten Falle der Spannungswandler--SPW--primär in Stern geschaltet und der
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Primärwicklungen gekoppelten Wicklungen, wobei die beiden Enden dieser Reihenschaltung an das Überwachungsgerät angeschlossen sind und diesem bei"Drosselbetrieb"des Anlasstransformators --AT-- eine beträchtliche Summenspannung von 150 Hz zuführen.
Für das Funktionieren der Schaltung ist dabei von Bedeutung, dass die 10 kV-Schiene über einen Transformator-T-mit dem speisenden Netz von 110 ka verbunden ist, also keine sehr grosse Erdkapazität aufweist, die die Spannung von 150 Hz praktisch kurzschliessen könnte. Je höher anderseits die Erdkapazitäten sind, d. h., je besser der das Fliessen von Strömen dreifacher Netzfrequenz ermöglichende kapazitive Rückschluss ist, umso eher kann statt der Erfassung der Spannungen dreifacher Frequenz (z. B. mittels einer offenen t Dreieckschaltung), eine Erfassung der Ströme dreifacher Frequenz (z. B., wie bereits dargelegt, mittels der Holmgreenschaltung) zur Verwirklichung der Erfindung vorgenommen werden.
Die zur Verwirklichung der Erfindung erforderliche Erfassung einer Harmonischen kann auch ohne Summierungsschaltung, also z. B. unter Heranziehung nur einer der drei Phasen, mit Hilfe eines oder mehrerer Filter bzw. auf diese Harmonische oder bzw. und auf die Grundfrequenz abgestimmter Resonanzkreise erfolgen. Dabei kann man auch Harmonische einer nicht durch drei teilbaren Ordnungszahl heranziehen, z. B. die fünfte, die in einer Summierungsschaltung die Summe Null ergeben würden.
Statt nur eine einzelne Harmonische oder auch deren mehrere zu erfassen, kann man dem Überwachungsgerät auch jenen mit zunehmender Magnetisierung steigenden Anteil einer Wechselgrösse
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der Maschine bzw. Anlage zuführen, der nach Aussiebung der Grundwelle verbleibt.
Selbstverständlich hindert es die Erfindung nicht, gleichzeitig schon bekannte Massnahmen zu treffen, welche eine (länger andauernde) Übermagnetisierung gar nicht zustandekommen lassen sollen, also z. B. bei der Korndörfer-Schaltung ein längeres Verweilen auf der als"Drosselschaltung"zu bezeichnenden Anlassstufe normalerweise ausschliessen (Verriegelungsschaltungen). Der Erfindungsgedanke betrifft vielmehr eine von der Steuerung unabhängige, daher ganz im Sinne und nach den Gepflogenheiten der Schutztechnik arbeitende Erfassungseinrichtung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Überwachungseinrichtung für ruhende oder rotierende, ein-oder mehrphasige
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dassÜbermagnetisierung hervortretende, insbesondere ungeradzahlig Harmonische, vorzugsweise die dritte Harmonische einer Wechselgrösse der Maschine bzw. der eine oder mehrere Maschinen enthaltenen Anlage ständig bei Überschreiten eines noch zulässigen Wertes als Kriterium für eine Gefahrensignalisierung bzw. Schutzabschaltung oder selbsttätige Durchführung einer sonstigen Schutzmassnahme bei Übermagnetisierung benutzt sind.
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