Anordnung zur Erfassung des Gestellschlusses von elektrischen Wicklungen. Es ist bekannt, zur Erfassung des Ge- stellschluGses von elektrischen Maschinen und Apparaten eine Gleichstromverspannung an zuwenden.
Zu diesem Zweck hat man in die Verbindung des Sternpunktes einer Gene- ratorwicklung mit Erde eine Batterie in Reihe mit einer Drosselspule und ein Gleich strominGtrument ;geschaltet.
Gemäss der Erfindung wird als Gleich stromquelle ein Gleichrichter, zu dem par allel ein Kondensator ,geschaltet ist, verwen det, welche Parallelschaltung einerseits über eine Impedanz an -den iSternpunkt und anderseits an Erde gelegt ist. A.n sich könnte man auch. einen Gleichrichter ohne Konden sator verwenden.
Das hätte aber den Nach teil, da.ss bei einem Gestellschluss in der Nähe der Klemme der Gleichrichter einer sehr hohen Sperrspannung ausgesetzt wird. Man müsstedaher einen entsprechend bemessenen Gleichriehter verwenden. Vorteilhafter ist es,
wenn erfindungsgemäss ein gonclenssator dem Gleichrichter parallelgeschaltet ist. Da man diesem einen verhältnismässig kleinen Wecheelstromwidenstand geben, kann, so wird die Beanspmuchung des Gleichrichters in .der)Sperrichtung weitgehend .herabgesetzt,
so dass der Gleichrichter nicht für eine sehr grosse ,Sperrspannung bemessen zu werden braucht. In die @Sternpunktsverbindung kann man zur Begrenzung des Erdschlussstromes bei Klenimenerdschluss wie in der bekannten Anordnung eine D@ross,elspule als Impedanz schalten. Vorteilhaft ist es, einen Transfor- mator zu verwenden,
der sekundärseitig mit einem Ohmschien Widerstand belastet .ist; was den Vorteil bringt, dass man einen hohen Wirkwiderstand für Wechselstrom bekommt, der aber für Gleichstrom nur einen geringen Widerstand bietet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung .dargestellt, und zwar für einen Generator 1 in Blockschaltung, das heisst also in einer Schaltung, bei welcher der Generator auf einen eigenen Transfor mator 2 arbeitet und somit von dem übrigen Netz isoliert ist. Generator 1 und Trans- formator 2 bilden eine Einheit.
In der Ver bindungsleitung des Sternpunktes mit Erde liegt .die Primärwicklung eines Transforma tors 3 und ein Kondensator 4, der von einer Gleichriehteranordnung 5, die z. B. aus Trockengleichrichtern besteht, aufgeladen wird. Diese wird von einem Transformator 6 ;gespeist, deren Primärwicklung in Reihe mit einem Widerstand 7 an der Wechsel spannung liegt.
Parallel zum Kondensator liegt noch ein 1Tberspannungsableiter 10 in Reihe mit einem Widerstand 12. Die Se- kundärseite des Transformators 3 ist mit einem Ohms chen Widerstand 11 belastet.
Im Primärkreis des Transformators 6 liegt ein Stromrelais <B>8,</B> dessen Kontakt ein Zeit- relais 9 steuert. Wie bereits erwähnt, wird der Widerstand des Kondensators 4 für die Netzfrequenz so gewählt, dass er verhältnis mässig klein ist, während der wirksame Wi- derstanddes Transformators 3 gegenüber der Netzfrequenz möglichst hoch isst. Dadurch tritt bei einem Gestellschluss in der Nähe der Klemme eine solche Spannungsteilung ein, die bewirkt,
dass eine Sperrspannung an der Gleichriehteranordnung 5 nur gering ist. Dass man -an Stelle einer Drosselspule in der Sternpunktsverbindung einen Transfor mator mit sekundärem Widerstand verwen det, hat seinen Grund darin, dass man da durch einen hohen Wirkwiderstand für die Netzfrequenz bekommt, was günstiger ist als ein hoher induktiver Widerstand, weil dadurch im Augenblick des Erdschlusses infolge der Reihenschaltung mit dem Kon densator 4 Überspannungen auftreten kön nen.
Ist jedoch ein Wirkwiderstand vorhan den, so wirkt dieser starkdämpfend. Er darf nicht zu klein :gehalten werden, um bei einem Klemmenerdsehluss keinen zu hohen Erd- schlussstrom entstehen zu lassen.
Der Überspannungsableiter 10, z. B. eine Durchsehlabmsieherung mit einem Reihen- widersta:nd 12, dient dazu, bei einem Gestell schluss in der Nähe der Klemme eine even- tuell auftretende Spannungsspitze abzuleiten. Vorteilhaft kann man auch in die Verbin dungsleitung .des Gleichrichters mit dem Kondensator, wie gestrichelt angedeutet, eine Drosselspule 15 schalten. Parallel zum Gleichrichter liegt noch ein hoher Wider stand 13.
Dieser Widerstand. stellt eine ge ringe Vorbelastung für die 'Trockengleich- richter dar, wodurch deren Lebensdauer er höht wird.
Bei einem Gestellschluss am Generator tritt ein Gleichstrom zur Erde über, dadurch erhöht sich die Stromaufnahme des Trans- formators 6 und das Gleichstromrelais 8 spricht an und betätigt das Zeitrelais 9.
Man kann ausser diesem Relais, welches nur auf das Fliessen eines Gleichstrom-Erdschluss- stromes anspricht und das infolge seiner Schaltung von der Hochspannung ferngehal ten ist, ein weiteres Relais verwenden, wel ches auf die bei einem Erdschluss zwischen Sternpunkt und Erde auftretende -Wechsel- spannung oder den von dieser hervorgerufe nen Wechselstrom-Erdschlussstrom anspricht,
indem man beispielsweise zwischen Stern punkt des Generators und Erde ein Wechsel spannungs- bezw. Stromrelais einschaltet. Nur wenn dieses und dao Relais 8 gleich zeitig ansprechen, kann man den Generator abschalten, während bei alleinigem AnGpre- chen des Relais 8 nur eine Signalisierung er folgt, das heisst man wird zweckmässig nur abgehalten,
wenn ein Erdschluss in einer ge wissen Entfernung vom Sternpunkt aufge treten ist. Man kann die in die Erdverbin- dung geschaltete Induktivität (Transforma tor oder Drosselspule) und Kapazität zweck mässig auch so aufeinander abstimmen, dass bei jedem Erdschluss eine Spannung an dem Kondensator entsteht, die die Durchschlags sicherung zum Ansprechen bringt.
Der dabei von der Sicherung geführte Strom wird durch den Widerstand 12 begrenzt. Die damit bewirkte Belastung des Gleichrichters wird so eingeregelt, dass in jedem Fall -das Relais 8 anspricht.
Um die Anordnung noch zusätzlich ,gegen aus dem Hochspannungsnetz herrührende Wanderwellen unempfindlich zu machen, kann, zwischen Sternpunkt und Erde noch ein Kathodenfallableiter 16 angeordnet wer den.
Die angegebene Schaltung mit dem Kon densator und dem vorgeschalteten Transfor mator mit Parallelwiderstand kann man auch anwenden zur Gleichstromverspannung mehrerer parallel arbeitender Generatoren. Man wird dann diese Anordnung zwischen einem künstlichen Sternpunkt und Erde legen, mussdann aber :die Relaisschaltung so wählen, dass eine selektive Auswahl des kranken Generators geschieht.
Arrangement for detecting the frame closure of electrical windings. It is known to use direct current voltage to detect the frame closure of electrical machines and apparatus.
For this purpose, a battery has been connected in series with a choke coil and a direct current instrument in the connection of the star point of a generator winding with earth.
According to the invention, a rectifier, to which a capacitor is connected in parallel, is used as the direct current source, which parallel connection is connected on the one hand via an impedance to the star point and on the other hand to earth. You could too. use a rectifier without a capacitor.
However, this would have the disadvantage that if the frame closes in the vicinity of the terminal, the rectifier is exposed to a very high reverse voltage. You would therefore have to use an appropriately sized aligner. It is more advantageous
if, according to the invention, a signal capacitor is connected in parallel to the rectifier. Since this can be given a relatively small alternating current resistance, the stress on the rectifier in the reverse direction is largely reduced,
so that the rectifier does not have to be dimensioned for a very high reverse voltage. To limit the earth fault current in the event of a climatic earth fault, a D @ ross coil can be connected as impedance in the star point connection as in the known arrangement. It is advantageous to use a transformer
which is loaded on the secondary side with an ohmic resistance; which has the advantage that you get a high effective resistance for alternating current, but which offers only a low resistance for direct current.
In the drawing, an embodiment of the invention is shown, for a generator 1 in a block circuit, that is, in a circuit in which the generator operates on its own transformer 2 and is thus isolated from the rest of the network. Generator 1 and transformer 2 form a unit.
In the connection line between the star point and earth is located .die primary winding of a transformer 3 and a capacitor 4, which is of a rectifier arrangement 5, the z. B. consists of dry rectifiers, is charged. This is fed by a transformer 6, whose primary winding is in series with a resistor 7 on the AC voltage.
In parallel with the capacitor, there is also a surge arrester 10 in series with a resistor 12. The secondary side of the transformer 3 is loaded with an ohmic resistor 11.
In the primary circuit of the transformer 6 there is a current relay <B> 8 </B> whose contact a timing relay 9 controls. As already mentioned, the resistance of the capacitor 4 for the mains frequency is chosen so that it is relatively small, while the effective resistance of the transformer 3 compared to the mains frequency is as high as possible. As a result, when the frame closes in the vicinity of the terminal, such a voltage division occurs that causes
that a reverse voltage on the rectifier arrangement 5 is only low. The reason for using a transformer with secondary resistance instead of a choke coil in the neutral point connection is that you get a high effective resistance for the mains frequency, which is cheaper than a high inductive resistance because it means that at the moment of the Earth fault as a result of the series connection with the capacitor 4, overvoltages can occur.
However, if there is an effective resistance, it has a strong damping effect. It must not be too small: it must be kept in order to avoid an excessively high earth-fault current in the event of a terminal earth fault.
The surge arrester 10, e.g. For example, a sieve with a series resistance of 12 is used to divert any voltage spikes that may occur in the event of a frame connection near the terminal. Advantageously, a choke coil 15 can also be connected into the connection line of the rectifier with the capacitor, as indicated by dashed lines. There is also a high resistance 13 parallel to the rectifier.
This resistance. represents a low preload for the dry rectifier, which increases their service life.
If the frame closes on the generator, a direct current is transferred to earth, which increases the current consumption of the transformer 6 and the direct current relay 8 responds and actuates the timing relay 9.
In addition to this relay, which only responds to the flow of a direct-current earth fault current and which is kept away from the high voltage due to its switching, another relay can be used which responds to the -a-alternating- which occurs in the event of an earth fault between star point and earth. voltage or the AC ground fault current caused by it,
by, for example, an alternating voltage or between the star point of the generator and earth. Power relay switches on. Only if this and the relay 8 respond at the same time can the generator be switched off, while if relay 8 is only addressed, only one signaling occurs, that is to say, it is only advisable to prevent
when an earth fault has occurred at a certain distance from the star point. The inductance connected to the earth connection (transformer or choke coil) and capacitance can also be adjusted to one another in such a way that with every earth fault a voltage is created on the capacitor that causes the breakdown fuse to respond.
The current carried by the fuse is limited by the resistor 12. The load on the rectifier caused by this is regulated in such a way that the relay 8 responds in any case.
In order to additionally make the arrangement insensitive to traveling waves originating from the high voltage network, a cathode arrester 16 can be arranged between the star point and earth.
The specified circuit with the Kon capacitor and the upstream transformer with parallel resistor can also be used for direct current voltage to several generators working in parallel. You will then place this arrangement between an artificial star point and earth, but then you have to: Choose the relay circuit so that a selective selection of the sick generator occurs.