CH431680A - Schutzeinrichtung für schleifringlose Synchronmaschinen - Google Patents

Description

      Schutzeinrichtung        für        schleifringlose        Synchronmaschinen       Die Erfindung     betrifft        eine    Schutzeinrichtung für       schleifringlose    Synchronmaschinen, deren Erregerwick  lung über mitlaufende     Wechselstromerregermaschinen     und mitlaufende Umrichter gespeist wird und bei     denen     im Erregerkreis des     Wechselstromerregers    ein Strom  wandler vorgesehen ist, welcher die bei Störungen ent  stehenden     Oberwellen    einem Relaiskreis überträgt.  



  Bei solchen     Synchronmaschinen,    mit denen sich die       Wechselstromwicklung    der Erregermaschine und die  ringförmig angeordneten Dioden     mitdrehen,    ist es erfor  derlich, bei einer Störung in einer Diode, vor allem bei  mangelhafter oder gänzlich verlorener Sperrfähigkeit, so  fort die Maschine abzuschalten, und zu     entregen.    Die  Erfassung solcher Fehler ist deshalb besonders schwie  rig, weil infolge der Drehung der Erregerkreise die Mes  sung nicht unmittelbar möglich ist. Es sind besondere  Massnahmen erforderlich, um solche Fehler erfassen zu  können.  



  Es sind hierfür Anordnungen bekannt geworden, die  zum Erkennen einer Störung einer Diode die Wechsel  stromkomponenten im     Gleichstromerregerkreis    heran  ziehen. Die Oberwellen im Erregerkreis ändern sich bei  einem Fehler sprunghaft. Insbesondere wird bei den be  kannten Anordnungen bei der     meistverwendeten    Dreh  strombrückenschaltung zur Speisung der Erregerwick  lung des Generators auf die Erfassung der sechsten  Oberwelle     hingewiesen.    Man kann diese     Oberwelle        in     einer gegenüber den rotierenden Gleichrichtern festste  henden Wicklung messen.

       In    den Gleichrichtern selbst  tritt dabei die fünfte und siebente auf, welche sich in der  feststehenden Wicklung als sechste zeigt, da die Um  drehungsfrequenz sich zu diesen Oberwellen addiert oder  subtrahiert. Als feststehende Wicklung kann hierbei auch  die     Dämpferwidklung    der Erregermaschine selbst ge  wählt werden, welche die dann entstehende Wechsel  spannung misst (siehe DAS 1 169 577).  



  Ferner ist bekannt geworden, die     Wechselstromkom-          ponenten    über     einen    Wandler im Erregerkreis der Er  regermaschine zu gewinnen und damit einen Schalter in  diesem Kreis zu öffnen     (DAS    1 181 805).  



  Allgemein ist bereits bekannt,     Wechselstromkompo-          nenten    im Erregerfeld als Kennzeichen einer Störung    auszunutzen. Hierbei können     zusätzliche    Wicklungen,  beispielsweise an den Polschuhen, angebracht werden       (DRP    236 957).  



  Die angedeuteten Massnahmen     berücksichtigen    nun  nicht ausreichend, dass auch im normalen Betriebe schon  Oberwellen vorhanden sind     und        dass        Oberwellen    auch  bei Störungen entstehen können, welche durch andere  Schutzsysteme erfasst werden sollen, wie beispielsweise  Kurzschlüsse des Generators oder Störungen am Span  nungsregler.  



  Untersuchungen haben nun ergeben, dass bei einem       Diodenkurzschluss        eine        Wechselstromkomponente        im     Feldstrom der     Wechselstromerregermaschine    entsteht,  dessen Grundwelle die gleiche Frequenz hat wie die  Spannung des     Wechselstromerregers    selbst.

   Da diese       Frequenz    bei anderen Störungen höchstens kurzzeitig  entsteht, wird nun erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass  an den Stromwandler (im Erregerkreis der Wechsel  stromerregermaschine) ein Resonanzkreis für die Grund  frequenz des die Umrichter speisenden     Wechselstromes     angeschlossen und dem Kondensator des Resonanz  kreises eine     Auslöseeinrichtung    parallel     geschaltet    ist.  



  Die Figuren 1 und 2 erläutern Ausführungsbeispiele  der Erfindung.  



  In der     Fig.    1 ist mit 1 ein Drehstromgenerator be  zeichnet. Seine Erregerwicklung 2 wird durch die Gleich  richterbrückenschaltung 3 gespeist, welche aus den sich       mitdrehenden    Ringdioden 4 besteht. Die Gleichrichter  anordnung 3 wird durch einen     Wechselstromerreger    5  dreiphasig gespeist.

   Die Erregerwicklung 6 dieses     Wech-          selstromerregers    wird in bekannter Weise über einen  Spannungsregler 7 mit Strom versorgt.     In    diesem Er  regerkreis des     Wechselstromerregers    ist ein Stromwand  ler 8 vorgesehen, der zusammen mit dem Kondensator  9 einen Resonanzkreis bildet, der auf die Grundfrequenz  des durch die Erregermaschine erzeugten Wechselstromes  abgestimmt ist. An diesen Kondensator ist über eine       Gleichrichteranordnung    10 die     Entregungseinrichtung    an  geschlossen. Es wird das Relais 11 erregt, wenn     eine     Spannung der     Resonanzfrequenz    am Kondensator 9 auf  tritt.

   Hierdurch wird der Stromkreis für die     Entregungs-          einrichtung,    beispielsweise für den Schalter 12, geschlos-           sea.    Der Schalter 12 wird geöffnet. Es können auch an  dere bekannte     Entregungseinrichtungen    vorgesehen wer  den. Das Relais 11 kann eine geringe Zeitverzögerung  besitzen, die gerade so gross ist,     gegebenenfalls    auftre  tende     transiente    Vorgänge, bei denen auch kurzzeitig die       Resonanzfrequenz        vorhanden    ist, sich abgleichen zu     -las-          sen.    Die Zeitverzögerung ist durch das Symbol 13 ange  deutet.

   Der Stromwandler 8 kann mit einem Luftspalt  versehen sein, damit seine     Reaktanz    möglichst stromun  abhängig bleibt. Zur     Abgleichung    der     Resonanzfrequenz     kann ferner noch die Drosselspule 14 in den Resonanz  kreis zugeschaltet werden, wobei dann als     Reaktanz    des  Resonanzkreises die Summe der     Reaktanzen    des     Wand-          lers    und dieser     Drosselspule        massgebend    ist.  



  Eine weitere Vereinfachung zeigt die     Fig.    2. Dort ist  nur noch der     Wechselstromerreger    5 dargestellt. Statt  nun einen gesonderten Stromwandler in den Erreger  kreis zu legen,     kann,    man die Erregerwicklung selbst mit  einer Sekundärwicklung 15 versehen und damit als  Stromwandler benutzen. Im übrigen     ist    die Anordnung  die gleiche wie die der     Fig.    1.  



  Die Wirkungsweise ist nun so,     dass    bei einer Störung  an     einer    Diode 4 ein Strom einer Frequenz entsteht, wel  che der     Frequenz    der erzeugten Spannung des Wechsel  stromerregers entspricht. Diese Frequenz wird über den  Wandler 8 an den     Resonanzkreis    übertragen, welcher aus  der Sekundärwicklung des     Wandlers    und der Kapazität  9, sowie als Ergänzung der Drosselspule 14 besteht.

   Am       Kondensator    9 entsteht     dann    eine höhere     Spannung,    wel  che über den Gleichrichter 10 dem Relais 11     zugeführt     wird.     Dieses    löst die     Entregungseinrichtung    aus. Die Er  regung wird     darin    abgeschaltet, so     dass    die Anordnung  spannungslos wird.  



  Der Vorteil dieser Anordnung ist,     dass    bei anderen  Störungen, welche nicht an der Diode auftreten, und im  Normalbetrieb     die        Oberwellen    wirkungslos bleiben, da    diese nicht der     Grundfrequenz    des     Wechselstromerregers     entsprechen. Damit     ist    eindeutig ein Fehler in einer  Diode zu erkennen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Schutzeinrichtung für schleifringlose Synchronmaschi nen, deren Erregerwicklung über mitlaufende Wechsel stromerregermaschinen und mitlaufende Umrichter ge speist wird und bei denen im Erregerkreis des Wechsel- stromerregers ein Stromwandler vorgesehen ist, welcher die bei Störungen entstehenden Oberwellen einem Relais kreis überträgt, dadurch gekennzeichnet,

   dass an den Stromwandler ein Resonanzkreis für die Grundfrequenz des die Umrichter speisenden Wechselstromes ange schlossen und dem Kondensator des Resonanzkreises eine Auslöseeinrichtung parallel geschaltet ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Schutzeinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkreis aus der Wick lung des Stromwandlers und einer Kapazität besteht, und der Magnetkern des Stromwandlers einen Luftspalt be sitzt. 2.

   Schutzeinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkreis aus der Wick lung des Stromwandlers und einer mit dieser in Reihe liegenden Drosselspule und einem Kondensator besteht. 3. Schutzeinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung eine Zeit verzögerung von einer Zeit gleich der transienten Erre- gerzeitkonstante besitzt. 4.

   Schutzeinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromwandler aus der Erreger- wicklung selbst und einer mit dieser gekoppelten Hilfs- wicklung besteht.