CH219287A - Arrangement for the detection of frame closures. - Google Patents

Arrangement for the detection of frame closures.

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CH219287A
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Hermes Patentverwertun Haftung
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Hermes Patentverwertungs Gmbh
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H02H3/17Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass by means of an auxiliary voltage injected into the installation to be protected

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

  

  Anordnung zur Erfassung von     Gestellschlüssen.       Um auch einen     Gestellschluss    im     @Stern-          punkt    oder in !der Nähe des Sternpunktes  einer     elektrischen    Wicklung, z. B. einer       Generatorwicklung,    zu erfassen, ist es be  kannt, eine Gleichstromverspannung anzu  wenden. Zu diesem Zwecke hat man z. B.  zwischen     .Sternpunkt    der zu schützenden  Wicklung und Erde eine Gleichstrombatterie       eingeschaltet    und .in diese Erdverbindung  ein Gleichstromrelais und eine Drosselspule  gelegt. Ganz     .gleichgültig,    .an welchen.

   Punk  ten, der Wicklung ein     Erdschluss    auftritt,  fliesst     immer    ein Gleichstrom über das Re  lais,     das        .dadurch    zum Ansprechen kommt.  



       Gegenstand    der Erfindung ist eine     Ge-          stellschlussschutzeinrichtung    für     elektrische     Wicklungen, insbesondere für Generatoren in  Blockschaltung, bei der ebenfalls eine       Geichstromverspannung    angewendet wird,  bei der aber der bei     einem    Fehler fliessende  Gleichstrom ausserordentlich     ;gering    gehalten  werden kann.

           Gemäss    der     Erfindung    wird die Wicklung  über     mindestens    einen ständig mit     GleIch-          strom    aufgeladenen     Kondenoator    :geerdet und  .der     Entladestromstoss    des     Kondensators    zur  Anzeige des     Erdschlusses    benutzt.

   Da der  Kondensator ständig aufgeladen     wird,    kann  man die Verspannung     verhältnismässig    hoch  wählen, so dass ein genügend     ,grosser        Ent-          la@destromstoss        entsteht,    um     das        Relais    zum  Ansprechen zu     bringen.    Dieser     Entlade-          stromstoss    wirkt aber nur ausserordentlich  kurze Zeit, dann klingt er sofort ab, und der  bei einem Fehler fliessende Dauerstrom ist  ausserordentlich gering.

   Durch     die        Gleich-          stromspannung        tritt    also im Fehlerfalle nur       ein:        ausserordentlich    kleiner     Dauerstrom    auf,  ohne dass aber !die Empfindlichkeit der An  ordnung     darunter    leidet.  



  Zur     Anzeige    des     Gleichstromstosses    kann  man ein     Gleichstromrelais    (polarisiertes Re  lais) verwenden, welches an den     iSekundäT-          kreis    .des vom Gleichstromstoss primär durch-           Flosseren        Stromwandlers        angeschlossen     Man könnte aber auch z.

   B. eine Röhre ver  wenden, deren     Gitterspannung    der     Spari-          nung        eines    vom     Gleichstrom        durchflossenen          Wid.er,standes        entnommen    wird.  



  In der     Zeichirung    sind     verschiedene    Aus  führungsbeispiele der     Erfindung        dargestellt.     In     Fib.    1 ist mit 1 der zu     #schützeiide    Gene  rator, der an das     Netz    über den Transfor  mator 2     angeschlossen    ist, bezeichnet.

   Der       Sternpunkt    des     Generators    ist     über        einen          Kondensator    3 und einen     Olimschen    Wi  derstand 4     beerdet.    Der Kondensator 3  wird aus einer     Wechselspannung,    zum Bei  spiel im Netz über einen Transformator i ,  einen Gleichrichter 5 und einen hohen Wi  derstand 6 mit     einem    sehr     beringen        Strom,     z.

   B. einigen     1VIilliampere,        aufgeladen.    Da  die Ladung     ständig    erfolgt, kann der Kon  densator auf eine für die     Verspannung        aus-          reichende        Spannung,    z.

   B. 500 Volt bei     einem     10     KV-Generator,        aufgeladen        werden.    Im       Stromkreis    der     Erdverbindung        des    Stern  punktes liegt ein     Stromwandler    8,

   in     dessen     Sekundärkreis ein polarisiertes Relais     a        reit          Parallelkondensator    11 und ausserdem in  Reihe dazu ein     @\Techselstromrelais        1(1        ein-          beschaltet        ist.    Tritt nun z. B. im     Sternpunks:     ein     Erdsehluss    auf, so entlädt .sich der Kon  densator über den zur     Begrenzung    des     Ent-          ladestromstosses    dienenden     Widerstand    1.

    Im     .Sekundärkreis    des     Stroinwandl.ers    tritt  eine     Gleichspannung    auf, durch welche das  Relais 9 zum Ansprechen     gebracht    wird. Das  Relais 9 ist so ausgebildet, dass es durch die  sen Stoss zum Ansprechen gebracht wird.

    Der parallel     liegende        Kondensator    erhöht die  Sicherheit des     Ansprechens,    da er den     Gleich-          strom    speichert     und    nach     Verschwinden    des       Gleichstromstosses    seine Energie an das In  strument     abgibt.    Bei einem     Gestellschluss,     z.

   B. an den Klemmen, tritt eine;     Begren-          zung    des     Erdschlussstromessowohl    durch den  Kondensator 3 als auch durch den Wider  stand 4 auf, wobei man den     Kondensator     zweckmässig so wählt, dass der     Erdschluss-          strom    keinen Schaden     anrichten    kann.

   Das  Instrument 9 wird     zweckmässig    so ausgebil-         det,    dass es auf die     Wechselstromkomporiente     nicht anspricht     (genübende    Trägheit     bez\v.        i          balli-.stiselie        Wirkring).    Es spricht     aber    auf       den        Erdschlussstroinstoss    an. Ausserdem spricht,  wenn der Fehler     weiter    vom     Sternpunkt    weg       liebt,        noeli    das     Wechselstromrelais    10 an.

    Man     kann    nun die Einrichtung so treffen,  dass,     weun    nur das     Gleichstromrelais    an  spricht. nur eine     Si-Inalisierung        Hervorgeht,          dagegen        eine        Abschaltung,    wenn sowohl     das          Gleidzstromrelais    als     aueli    das     Wechsel-          stroiurelais    ansprechen.  



  Wie     bereits    erwähnt,     könnte    man auch  als Gerät,     welches    von der     Aufladung    des       Kondensators    3 zum Ansprechen gebracht  wird,     eine    Rühre verwenden, deren     Gitter-          span=nung    von der     Spannung    am     Widerstand,     1     abhänbi,b    ist.

   Normalerweise ist dann die       Gitterspannung    Null und erhöht     sieh        vor-          übergehend    bei einem     E-rd        -schluss,    wodurch  die Rühre     zurr    Zünden gebracht wird.  



       Fig.    3     zeigt    ein     anderes        Ausfiihrunj--          beispiel    der     Erfindung.    Die der     Fig.    1     ent-          spreehendcn    Teile sind mit     gleichen    Bezugs  zeichen versehen. Bei     Fig.    2 ist ein künst  licher     Sternpunkt    aus drei Kapazitäten 3, 3'  und 3" gebildet, denen     Entladewiderstände     4, 4' und 4"     vorgeschaltet    sind.

   Der künst  liche Sternpunkt     liegt        über    den     Wandler    8  an Erde. 6 ist     wieder    der     Aufladewiderstand     mit der     Gleicbrichterrühre    5 und dem Trans  formator i, die in Reitre     geschaltet    zwischen  dem Sternpunkt der     Maschine    und Erde     lie-          geil.    Die     Wirkungsweise    ist die     gleiche    wie  die der     Anordnung    nach     Fig.    1.  



  In     Fib.    3 ist ein künstlicher     Sternpunkt     mit Hilfe eines Transformators 12 gebildet,  der über den     Entladewiderstand    4 und den  Kondensator 3 an Erde     angeschlossen    ist.       Der        Kondensator    wird     tierrau    so     wie    bei der  Anordnung nach     Fig.    1 mit einem     sehr    klei  nen Strom aus dem     Transformator    i über  den.

   Gleichrichter 5 und den     Aufladewider-          stand    6     aufgeladen.    Das Wechselstrom- und  das Gleichstromrelais sind an die in Dreieck       geschaltete        Sekundärwicklung    des     Transfor-          inators    10 angeschlossen.  



  Die Anordnung nach der     Erfindung    kann      auch     angewendet    werden, wenn mehrere  Generatoren parallel arbeiten. Es wird dann  zweckmässig ein     künstlicher        Sternpunkt        wie          in        Fig.    2 oder 3 gebildet. Die     Relais    müssen  aber     dann    so angeschlossen     werden,,dass    eine       Selektivität        entsteht,    indem z.

   B. in die     Ver-          bindungs-leitungen        eines        Generators    mit der  Sammelschiene ein     Summenstromwandler    ge  legt wird, dessen     Sekundärseite    das Gleich  und     Wechselstromrelais    speist. Als     Wechsel-          atromrelais    kann man auch ein wattmetri  sches     Relais    verwenden, dessen Spannungs  spule von der bei     einem        Erdschlü        ,i    auf  tretenden     Wechselstromnullspannung    ,gegen  Erde erregt wird.



  Arrangement for the detection of frame closures. In order to also close a frame at the @ star point or in! B. a generator winding to detect, it is known to apply a DC voltage. For this purpose you have z. B. between .Star point of the winding to be protected and earth a DC battery switched on and .In this earth connection, a DC relay and a choke coil are placed. It doesn't matter what.

   If there is an earth fault in the winding, a direct current always flows through the relay, which causes it to respond.



       The subject of the invention is a frame fault protection device for electrical windings, in particular for generators in block circuit, in which a direct current voltage is also used, but in which the direct current flowing in the event of a fault can be kept extremely low.

           According to the invention, the winding is grounded via at least one capacitor continuously charged with DC current, and the discharge current surge of the capacitor is used to indicate the earth fault.

   Since the capacitor is constantly charged, the voltage can be selected to be relatively high, so that a sufficiently large discharge current is created to make the relay respond. This discharge current surge is only effective for an extremely short time, then it dies away immediately, and the continuous current flowing in the event of a fault is extremely low.

   Due to the direct current voltage, only one thing occurs in the event of a fault: an extremely small continuous current, but without the sensitivity of the arrangement suffering.



  To display the direct current surge, a direct current relay (polarized relay) can be used, which is connected to the iSekundäT- circuit .des of the direct current surge primarily through the current transformer.

   For example, use a tube whose grid voltage is taken from the voltage of a resistor through which the direct current flows.



  In the drawing, various exemplary embodiments of the invention are shown. In Fib. 1 is denoted by 1 of the generator to be protected, which is connected to the network via the transformer 2.

   The star point of the generator is grounded via a capacitor 3 and an Olim resistance 4. The capacitor 3 is from an alternating voltage, for example in the network via a transformer i, a rectifier 5 and a high Wi resistance 6 with a very ringed current, for.

   B. a few 1VIilliampere charged. Since the charging takes place continuously, the capacitor can be adjusted to a voltage sufficient for the tension, e.g.

   B. 500 volts with a 10 KV generator can be charged. In the circuit of the earth connection of the star point there is a current transformer 8,

   in the secondary circuit of which there is a polarized relay a running parallel capacitor 11 and, in addition, an alternating current relay 1 (1 is connected in series. If, for example, a ground fault occurs at the star point: the capacitor is discharged via the to Limitation of the discharge current surge resistor 1.

    A DC voltage occurs in the secondary circuit of the current converter, causing the relay 9 to respond. The relay 9 is designed so that it is made to respond by the sen shock.

    The parallel capacitor increases the reliability of the response, since it stores the direct current and transfers its energy to the instrument after the direct current surge has disappeared. With a frame closure, z.

   B. at the terminals, occurs a; The earth fault current is limited by both the capacitor 3 and the resistor 4, whereby the capacitor is expediently chosen so that the earth fault current cannot cause any damage.

   The instrument 9 is expediently designed in such a way that it does not respond to the alternating current comp-orient (sufficient inertia with respect to the ballistic-stiselie active ring). However, it responds to the earth fault impulse. In addition, if the fault is farther away from the star point, noeli will respond to the AC relay 10.

    You can now make the device so that if only the DC relay responds. only a Si-Inalisierung takes place, on the other hand a shutdown, if both the Gleidzstromrelais and also the AC-stroiurelais respond.



  As already mentioned, a device could also be used as a device which is made to respond by the charging of the capacitor 3, the grid voltage of which is dependent on the voltage across the resistor, 1, b.

   Normally the grid voltage is then zero and increases temporarily in the event of an E-rd closure, causing the stirrer to ignite.



       Fig. 3 shows another embodiment of the invention. The parts corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference symbols. In Fig. 2 an artificial star point is formed from three capacitors 3, 3 'and 3 ", which discharge resistors 4, 4' and 4" are connected upstream.

   The artificial star point is connected to earth via converter 8. 6 is again the charging resistor with the Gleicbrichterrühre 5 and the transformer i, which are connected in Reitre between the star point of the machine and earth. The mode of operation is the same as that of the arrangement according to FIG. 1.



  In Fib. 3, an artificial star point is formed with the aid of a transformer 12 which is connected to earth via the discharge resistor 4 and the capacitor 3. The capacitor is tierrau as in the arrangement of FIG. 1 with a very little current from the transformer i via the.

   Rectifier 5 and the charging resistor 6 are charged. The alternating current and direct current relays are connected to the delta-connected secondary winding of the transformer 10.



  The arrangement according to the invention can also be used when several generators are working in parallel. An artificial star point as in FIG. 2 or 3 is then expediently formed. The relays must then be connected in such a way that a selectivity is created by z.

   B. A summation current transformer is placed in the connection lines of a generator with the busbar, the secondary side of which feeds the DC and AC relay. A watt-metric relay can also be used as an AC atrom relay, the voltage coil of which is excited to earth by the alternating current zero voltage that occurs in the event of an earth fault.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Erfassung von Gestell schlüssen elektrischer Wicklungen, beispiels weise der Wicklungen eines G.eneratom in Blockschaltung, mit Hilfe einer Gleichstrom verspannung, ,dadurch .gekennzeichnet, PATENT CLAIM: Arrangement for the detection of frame connections of electrical windings, for example the windings of a G.eneratom in a block circuit, with the help of a direct current voltage, characterized by. dass die zu schützende Wicklung über minde stens einen ständig mit Gleichstrom aufge ladenen Kondensator .geerdet ist und dass der Entladestromstoss des Kondensators zur An zeige des Erdschlusses dient. UNTERANSPRÜCHE: 1. Anordnung nach Patentanspruch, da- dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Kon densator ein Entladungswiderstand in Reihe geschaltet ist. 2. that the winding to be protected is grounded via at least one capacitor continuously charged with direct current and that the discharge current of the capacitor serves to indicate the earth fault. SUBClaims: 1. Arrangement according to claim, characterized in that a discharge resistor is connected in series with the capacitor. 2. Anordnung nach Patentanspruch, @da- durch gekennzeiehnet, dass an die Sekundär wicklung eines vom Erds.chlussstrom durch- flossenen [Stromwandlers ein Gleichstrom relais angeschlossen ist. 3. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, @dass auch der bei einem Erdschluss auftretende Wechselstrom zur Erregung eines Relais benutzt wird. 4. Arrangement according to patent claim, marked by the fact that a direct current relay is connected to the secondary winding of a current transformer through which the earth leakage current flows. 3. Arrangement according to claim, characterized in that the alternating current occurring in the event of a ground fault is used to excite a relay. 4th Anordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch ä, dadurch gekennzeichnet, dass nur bei gleiehzeitigem Ansprechen des auf den Entladestromstoss ansprechenden und des auf den Wechselerdschlussstrom anspre chenden Relais eine Abschaltung erfolgt, während bei Ansprechen des Gleichstrom- relais allein nur eine Anzeige erfolgt. 5. Arrangement according to claim and dependent claim ä, characterized in that only when the relay responding to the discharge current surge and the relay responding to the alternating earth leakage current respond at the same time, a switch-off takes place, while when the DC relay responds only a display occurs. 5. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der über einen hohen Aufladewiderstand ständig aufge ladene Kondensator zwischen dem Stern- punkt der zu schützenden Wicklung und Erde liegt. 6. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der über einen hohen Aufla;dewiderstand ständig aufge ladene Kondensator zwischen einem künst lichen Sternpunkt und Erde :liegt. 7. Arrangement according to patent claim, characterized in that the capacitor, which is constantly charged via a high charging resistance, lies between the star point of the winding to be protected and earth. 6. Arrangement according to patent claim, characterized in that the capacitor, which is constantly charged via a high charging resistance, lies between an artificial star point and earth. 7th Anordnung nach Patentanspruch, da- durch gekennzeichnet, dass mehrere einen künstlichen Sternpunkt bildende Konden satoren, die mit Gleichstrom aufgeladen sind, vorgesehen sind und :der so gebildete Stern punkt geerdet ist. Arrangement according to patent claim, characterized in that several capacitors, which form an artificial star point and are charged with direct current, are provided and: the star point thus formed is grounded.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9214817B2 (en) 2011-10-07 2015-12-15 Sma Solar Technology Ag Circuitry arrangement for a solar power plant comprising a DC voltage source for an offset voltage

Cited By (2)

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US9214817B2 (en) 2011-10-07 2015-12-15 Sma Solar Technology Ag Circuitry arrangement for a solar power plant comprising a DC voltage source for an offset voltage
DE102012109012B4 (en) * 2011-10-07 2016-09-15 Sma Solar Technology Ag Circuit arrangement for a solar power plant with a DC voltage source for an offset voltage

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