AT351097B

AT351097B - Drehstromgenerator-kippschutz

Info

Publication number: AT351097B
Application number: AT172078A
Authority: AT
Original assignee: Elin Union Ag
Priority date: 1978-03-09
Filing date: 1978-03-09
Publication date: 1979-07-10
Also published as: ATA172078A

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehstromgenerator-Kippschutz bei einpoliger Kurzunterbrechung.

In elektrischen Netzen werden einpolige Kurzschlüsse, beispielsweise infolge von Erdschlusswischern, durch Kurzunterbrechung fortgeschaltet. Eine Leitungsschutzeinrichtung bewirkt die Kurzunterbrechung des Leistungsschalters in der betroffenen Phase. Der Leistungsschalter ist mit einer Wiedereinschaltein- richtung ausgestattet, die die Leitung beispielsweise nach einer Sekunde wieder an die Sammelschiene legt. Die Kurzunterbrechung reicht zumeist aus, dass ein Lichtbogen zum Erlöschen kommt und die
Lichtbogenstrecke entionisiert wird.

Generatoren mit grossen Schwungmomenten überbrücken einphasige Kurzunterbrechungen gewöhnlich ohne Gefahr des Kippens. Ist allerdings das Schwungmoment gering, was beispielsweise bei Rohrturbinen- generatoren der Fall ist, dann müssen Massnahmen vorgesehen werden, um ein Kippen zu verhindern. Die üblichen Schutzeinrichtungen orientieren sich an den einzelnen Strömen im Netz. Bei einpoliger
Kurzunterbrechung sprechen jedoch diese Einrichtungen nicht an, da eine Phase stromlos ist. In
Abhängigkeit von der Grösse des Generator-Schwungmoments und der Lage des Fehlers im Leitungsnetz können verschiedene Abschaltzeiten zugelassen werden.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass bei einpoliger
Kurzunterbrechung das synchronisierende Moment des betroffenen Synchrongenerators um ein Drittel geringer ist, als im normalen Betrieb, wodurch der zulässige Grenzwert des Polradwinkels überschritten werden kann und der Generator ausser Tritt fällt. Es kann somit zu einem nicht synchronen Lauf des
Generators kommen, wodurch ein allpoliges Abschalten des Generators und neuerliches Synchronisieren erforderlich wird, um Schäden am Generator zu verhindern.

Die erfindungsgemässe Schutzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass für jede Generatorphasen- spannung eine Nulldurchgangsmessvorrichtung vorgesehen ist, dass den Nulldurchgangsmessvorrichtungen eine Vergleichsschaltung für die zeitlichen Abstände der Nulldurchgänge gegenüber einem voreinstellbaren
Grenzwert nachgeschaltet ist, wobei eine Abstandsänderung einer Veränderung des Polradwinkels entspricht und dass ein Auslöser für das Abschalten des Generators bei Überschreiten des Grenzwerts an der Vergleichsschaltung angeschlossen ist.

Die Erfindung geht davon aus, dass die Spannungszeiger des dreiphasigen Zeigerdiagramms im unbelasteten Zustand dem Polrad des Sychrongenerators unmittelbar und ohne Verzögerung folgen. Bei Belastung hingegen eilen die Spannungszeiger dem Polrad um den Polradwinkel s nach. Wird nun eine der drei Phasen plötzlich infolge einer netzseitigen Kurzunterbrechung entlastet, dann springt der ihr zugeordnete Spannungszeiger in die Lage des Polrads zurück. Bei laufender Überprüfung der Spannungsnulldurchgänge der einzelnen Phasen ist im Fall der einpoligen Kurzunterbrechung eine plötzliche Verschiebung der Nulldurchgänge gegeneinander festzustellen. Die Verschiebung der Spannung der offenen Phase gegen die der beiden noch mit dem Netz verbundenen, ist daher ein direktes Mass für den Polradwinkel.

Durch eine elektronische Überwachung der Nulldurchgänge aller drei Phasenspannungen gegeneinander ist es möglich, den Generator abzuschalten, sobald die verschiebung der Nulldurchgänge ein bestimmtes einstellbares Mass überschreitet.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung der erfindungsgemässen Drehstrom- generator-Kippschutzeinrichtung in schematischer Darstellung.

An jeder der drei Phasen eines Synchrongenerators --1-- liegt über einen Wandler --2-- eine Messvorrichtung --3-- zur Anzeige des Spannungsnulldurchgangs. Die Abstände der Nulldurchgänge tj, t2$ ta der einzelnen Phasen zueinander werden in dieser Schaltung festgestellt. Den Nulldurch- gangsmessvorrichtungen --3-- ist eine Vergleichs schaltung --4-- nachgeschaltet, in der die Abstände At mit einem voreinstellbaren Grenzwert tmax verglichen werden. Als zusätzliches Kriterium kann allenfalls noch die Änderungsgeschwindigkeit der Zeitverschiebung, grad At, eingeführt werden.

An die Vergleichsschaltung --4-- schliesst ein Auslöser --5-- an, der bei Überschreitung des Grenzwerts At > tmax die Schnellauslösung der Leistungsschalter --6-- eingeleitet. Die Abschaltung des Synchrongenerators-l-mit anschliessender Synchronisierung an das Netz kann erforderlich werden, wenn ein Fehler im Netz durch einpolige Kurzunterbrechung fortgeschaltet wird und das synchronisierende Moment im Generator nicht ausreicht, um den Generator in Tritt zu halten.

Im Prinzipschaltbild ist ein Netz im Zustand einer einpoligen Kurzunterbrechung dargestellt.

Vom Synchrongenerator --1-- wird eine Sammelschiene-L1, L2, L3-- über die Leistungsschalter - und die Transformatoren --7-- gespeist. Von der Sammelschiene gehen jeweils über Leistungs-

schalter --8, 9, 10--Leitungen--11, 12, 13-- ab. In der Leitung --11-- wurde ein Fehler angenommen, worauf der Erdschlussschutz die Kurzunterbrechung des Leistungsschalters --8-- bewirkt. Hand in Hand mit der einpoligen Abschaltung der Leitung --11-- geht die Veränderung der Phasenlage des betroffenen
EMI2.1
Schnellabschaltung des Generators-l-erfolgt, um seine Zerstörung durch die beim Kippen auftretenden hohen Ströme zu vermeiden.

Claims

PATENTANSPRUCH : Drehstromgenerator-Kippschutz bei einpoliger Kurzunterbrechung, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass für jede Generatorphasenspannung eine Nulldurchgangsmessvorrichtung (3) vorgesehen ist, dass den Nulldurchgangsmessvorrichtungen (3) eine Vergleichsschaltung (4) für die zeitlichen Abstände (ti, t , tg) der Nulldurchgänge gegenüber einem voreinstellbaren Grenzwert nachgeschaltet ist, wobei eine Abstandsänderung einer Veränderung des Polradwinkels entspricht und dass ein Auslöser (5) für das Abschalten des Generators (1) bei Überschreiten des Grenzwerts an der Vergleichsschaltung (4) angeschlossen ist.