CH706968A2 - Erfassung von Fehlern innerhalb eines Kreises in Generatorstatoren. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Computersystem und ein Verfahren zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator (12). In einem Ausführungsbeispiel gehören zu einem Computersystem (20): ein Abtaster zum Abtasten von Phasenspannungen und Phasenströmen eines Generatorstators (12); mehrere vordefinierte Blöcke (29), um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen (40) und Phasenströme (42) ein Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm (30) zu aktivieren; ein Pegelerfassungsblock, um in Reaktion auf das aktivierte Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm (30) mehrere Differenzen zwischen den abgetasteten Phasenspannungen (40) zu ermitteln; und ein Vergleichslogikbauelement, um in Reaktion auf das aktivierte Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm (30) jede der Differenzen der abgetasteten Phasenspannungen (40) zu vergleichen, und auf der Grundlage der Differenzen einen Zwischenkreisfehler innerhalb wenigstens einer Phase des Generatorstators zu ermitteln. Das System kann ausserdem einen Gegensystemspannungsblock für das Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator (12) enthalten.

Description

Hintergrund zu der Erfindung

[0001] Die hier beschriebene Erfindung betrifft allgemein einen mehrere Schaltkreise aufweisenden Generatorstator und speziell ein System zum Erfassen von Generatorstator-Zwischenkreisfehlern.

[0002] Die gegenwärtige Konkurrenz auf dem Markt mit Blick auf Generatoren höherer Leistung hat Originalausstattungshersteller herausgefordert, Generatoren mit immer höherer Leistungsdichte zu entwickeln. Dies wird erreicht, indem die Kühlverfahren der Generatoren verbessert wurden, und indem ausserdem in jeder Phase parallele Stromkreise eingeführt wurden. Um einen zuverlässigen Betrieb und bessere Verfügbarkeit dieser Einheiten zu gewährleisten, sind die Hersteller verpflichtet durch anzuwendende internationale Codes und Standards vor Ort Schutzsysteme bereitzustellen, die eine Isolierung der Einheit im Falle eines internen Fehlers sicherstellen.

[0003] Beispielsweise stellen gegenwärtige Schutzsysteme Statormassefehlerschutz durch 100 % Statormassefehlererkennung (64TN), dritte Harmonische Statormassefehlererkennung (27TN), Nullleiter-Überspannungserfassung (59N) und Hilfs-Überspannungserfassung (59X) bereit.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0004] Aspekte der Erfindung schaffen ein System und ein Verfahren zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator. In einem Ausführungsbeispiel gehören zu einem Computersystem: ein Abtaster zum Abtasten von Phasenspannungen und Phasenströmen eines Generators; mehrere vordefinierte Blöcke, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und Phasenströme ein Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm zu aktivieren; ein Pegelerfassungsblock, um in Reaktion auf das aktivierte Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm mehrere Differenzen zwischen den abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln; und ein Vergleichslogikbauelement, um in Reaktion auf das aktivierte Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm jede der Differenzen der abgetasteten Phasenspannungen zu vergleichen, und um auf der Grundlage der Differenzen einen Zwischenkreisfehler innerhalb wenigstens einer Phase des Generatorstators zu ermitteln. Das System kann ausserdem ein Gegensystemspannungsblock für das Erfassen des Generatorphasenspannungsungleichgewichts enthalten.

[0005] Ein erster Aspekt der Beschreibung schafft ein Computersystem, zu dem gehören: ein Abtaster zum Abtasten von Phasenspannungen und Phasenströmen eines Generatorstators; mehrere vordefinierte Blöcke, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und Phasenströme ein Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm zu aktivieren; ein Pegelerfassungsblock, um in Reaktion auf das aktivierte Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm mehrere Differenzen zwischen den abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln; und ein Vergleichslogikbauelement, um in Reaktion auf das aktivierte Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm jede der Differenzen der abgetasteten Phasenspannungen zu vergleichen, und um auf der Grundlage der Differenzen einen Zwischenkreisfehler innerhalb wenigstens einer Phase des Generatorstators zu ermitteln.

[0006] Das System kann zudem einen Gegensystemüberspannungsblock enthalten, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen eine Gegensystemspannung zu ermitteln, und um zu ermitteln, ob die Gegensystemspannung einen Schwellwert überschreitet.

[0007] Der Pegelerfassungsblock jedes der oben erwähnten Systeme kann ausserdem beinhalten: Vergleichen der abgetasteten Phasenspannungen und Ermitteln, ob ein Ungleichgewicht zwischen den abgetasteten Phasenspannungen innerhalb einer vordefinierten Grenze liegt.

[0008] Die mehreren vordefinierten Blöcke jedes der oben erwähnten Systeme kann ein Richtungsglied enthalten, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und Phasenströme zu ermitteln, ob ein Fehler in dem Generatorstator vorhanden ist.

[0009] Die mehreren vordefinierten Blöcke jedes der oben erwähnten Systeme können einen Massefehler-Desensibilisator enthalten, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln, ob ein Fehler ein Massefehler ist.

[0010] ] Die mehreren vordefinierten Blöcke jedes der oben erwähnten Systeme können einen Phasenfehler-Desensibilisator enthalten, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln, ob ein Fehler ein Phasenfehler ist.

[0011] ] Ein zweiter Aspekt schafft ein Computerprogramm, das Programmcode aufweist, der in wenigstens einem von einem Rechner auslesbaren Medium gespeichert ist und bei Ausführung ein Computersystem veranlasst, ein Verfahren zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator durchzuführen, wobei zu dem Verfahren die Schritte gehören: Abtasten von Phasenspannungen des Generatorstators; Abtasten von Phasenströmen des Generatorstators; Aktivieren eines Zwischenkreisfehlererfassungsprogramms auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und Phasenströme; Ermitteln mehrerer Differenzen zwischen den abgetasteten Phasenspannungen in Reaktion auf die Aktivierung; und Vergleichen jeder der Differenzen der abgetasteten Phasenspannungen in Reaktion auf die Aktivierung, und Ermitteln eines Zwischenkreisfehlers innerhalb wenigstens einer Phase des Generatorstators auf der Grundlage der Differenzen.

[0012] Das Computerprogramm kann zudem die Schritte beinhalten: Ermitteln einer Gegensystemspannung auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen, und Ermitteln, ob die Gegensystemspannung einen Schwellwert überschreitet.

[0013] Jedes der oben erwähnten Computerprogramme kann ausserdem die Schritte beinhalten: Vergleichen der abgetasteten Phasenspannungen, und Ermitteln, ob ein Ungleichgewicht zwischen den abgetasteten Phasenspannungen innerhalb einer vordefinierten Grenze liegt.

[0014] In dem zuvor erwähnten Computerprogramm kann das Vergleichen jeder der Differenzen der abgetasteten Phasenspannungen ferner in Reaktion darauf erreicht werden, dass ermittelt ist, dass das Gleichgewicht zwischen den abgetasteten Phasenspannungen innerhalb der vordefinierten Grenze liegt.

[0015] Jedes der oben erwähnten Computerprogramme kann ferner ein Filtern mittels eines Zeitgeberblocks beinhalten, um die Isolierung eines Generators unter einem anhaltenden Zwischenkreisfehler zu gewährleisten.

[0016] In jedem der oben erwähnten Computerprogramme kann die Aktivierung des Zwischenkreisfehlererfassungsprogramms zudem den Schritt beinhalten, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und des Stroms zu ermitteln, ob ein Fehler in dem Generatorstator vorhanden ist.

[0017] ] In jedem der oben erwähnten Computerprogramme kann die Aktivierung des Zwischenkreisfehlererfassungsprogramms zudem den Schritt beinhalten, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln, ob ein Fehler ein Massefehler ist.

[0018] In jedem der oben erwähnten Computerprogramme kann die Aktivierung des Zwischenkreisfehlererfassungsprogramms zudem den Schritt beinhalten, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln, ob ein Fehler ein Phasenfehler ist.

[0019] Ein zweiter Aspekt schafft ein computergestütztes Verfahren zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator, wobei zu dem Verfahren die Schritte gehören: Abtasten von Phasenspannungen des Generatorstators; Abtasten von Phasenströmen des Generatorstators; Aktivieren eines Zwischenkreisfehlererfassungsprogramms auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und Phasenströme; Ermitteln mehrerer Differenzen zwischen den abgetasteten Phasenspannungen (vorzugsweise Phaseneffektivspannungen) in Reaktion auf die Aktivierung; und Vergleichen jeder der Differenzen der abgetasteten Phasenspannungen in Reaktion auf die Aktivierung, und Ermitteln eines Zwischenkreisfehlers innerhalb wenigstens einer Phase des Generatorstators auf der Grundlage der Differenzen.

[0020] Das computergestützte Verfahren kann die Schritte beinhalten: Ermitteln einer Gegensystemspannung auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen, und Ermitteln, ob die Gegensystemspannung einen Schwellwert überschreitet.

[0021] Jedes der oben erwähnten computergestützten Verfahren kann ausserdem die Schritte beinhalten: Vergleichen der abgetasteten Phasenspannungen, und Ermitteln, ob ein Ungleichgewicht zwischen den abgetasteten Phasenspannungen innerhalb einer vordefinierten Grenze liegt.

[0022] In jedem der oben erwähnten computergestützten Verfahren kann die Aktivierung des Zwischenkreisfehlererfassungsprogramms zudem den Schritt beinhalten, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und des Stroms zu ermitteln, ob ein Fehler in dem Generatorstator vorhanden ist.

[0023] In jedem der oben erwähnten computergestützten Verfahren kann die Aktivierung des Zwischenkreisfehlererfassungsprogramms zudem den Schritt beinhalten, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln, ob ein Fehler ein Massefehler ist.

[0024] In jedem der oben erwähnten computergestützten Verfahren kann die Aktivierung des Zwischenkreisfehlererfassungsprogramms zudem den Schritt beinhalten, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln, ob ein Fehler ein Phasenfehler ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0025] Diese und weitere Ausstattungsmerkmale dieser Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren verständlicher, die vielfältige Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulichen:

[0026] Fig. 1 zeigt ein Schaltschema der Phasen der Wicklungen für einen Mehrkreis-Generatorstator gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

[0027] Fig. 2 zeigt zur Veranschaulichung eine Umgebung zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

[0028] Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Systems zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator gemäss Ausführungsbeispielen der Erfindung.

[0029] Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator gemäss Ausführungsbeispielen der Erfindung.

[0030] Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator gemäss Ausführungsbeispielen der Erfindung.

[0031] Zu beachten ist, dass die Zeichnungen der Beschreibung nicht unbedingt massstabsgetreu sind. Die Zeichnungen sollen lediglich typische Aspekte der Erfindung veranschaulichen und sollten daher nicht als den Schutzumfang der Beschreibung beschränkend erachtet werden. In den Zeichnungen bezeichnen gleichartige Bezugszeichen gleichartige Elemente.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0032] Wie oben erwähnt, betrifft die hier beschriebene Erfindung allgemein einen Mehrkreis-Generatorstator und speziell ein System zum Erfassen von Generatorstator-Zwischenkreisfehlern.

[0033] Die gegenwärtige Konkurrenz auf dem Markt mit Blick auf Generatoren höherer Leistung hat Originalausstattungshersteller bewogen, Generatoren mit höherer Leistungsdichte zu entwickeln. Dies wird erreicht, indem die Kühlverfahren der Generatoren verbessert wurden, und indem ausserdem in jeder Phase parallele Stromkreise eingeführt wurden. Um einen zuverlässigen Betrieb und bessere Verfügbarkeit dieser Einheiten zu gewährleisten, sind die Hersteller verpflichtet durch anzuwendende internationale Standards und Netzkodes vor Ort Schutzsysteme bereitzustellen, die die Isolierung einer Einheit im Falle eines internen Fehlers sicherstellen.

[0034] Beispielsweise stellen gegenwärtige Schutzsysteme Statormassefehlerschutz durch 100 % Statormassefehlererkennung (64TN), dritte harmonische/Oberwelle Statormassefehlererkennung (27TN), Nullleiter-Überspannungserfassung (59N) und Hilfs-Überspannungserfassung (59X) bereit. Allerdings stellt keines der gegenwärtigen Schutzsysteme die Fähigkeit des Erfassens eines Zwischenkreisfehlers in einem Mehrkreis-Generatorstator bereit.

[0035] Mit Bezug auf Fig. 1 ist ein Schaltschema der Phasen 2, 4, 6 der Wicklung 1 für einen Generatorstator 12 (Fig. 2 ) gemäss Ausführungsbeispielen der Erfindung veranschaulicht. Wie gezeigt, bilden Anschlussleitungen T1 und T4 die erste Phase 2, Anschlussleitungen T2 und T5 bilden die zweite Phase 4, und Anschlussleitungen T3 und T6 bilden die dritte Phase 6. Zwischen jedem Paar Anschlussleitungen für jede Phase befinden sich mehrere Schaltkreise. Ein Zwischenkreisfehler ist ein Fehler, der zwischen den Schaltkreisen einer Phase auftritt. Beispielsweise befinden sich zwischen den Anschlussleitungen T3 und T6 für die dritte Phase Schaltkreise 7A, 7B und IC, und ein Zwischenkreisfehler würde ein Fehler sein, der zwischen den Schaltkreise 7A und 7B auftritt. In einer Abwandlung kann ein Zwischenkreisfehler zwischen den Schaltkreisen 7B und 7C oder zwischen den Schaltkreisen 7A und 7C vorkommen. Zwischenkreisfehler dieser Art, die nicht erfasst und/oder nicht isoliert werden, können folgenschwere Schäden an Generatorstatoren verursachen.

[0036] Aspekte der Erfindung schaffen ein System und ein Verfahren zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator. In einem Ausführungsbeispiel gehören zu einem Computersystem: ein Abtaster zum Abtasten von Phasenspannungen und Phasenströmen eines Generators; mehrere vordefinierte Blöcke, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und Phasenströme ein Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm zu aktivieren; ein Pegelerfassungsblock, um in Reaktion auf das aktivierte Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm mehrere Differenzen zwischen den abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln; und ein Vergleichslogikbauelement, um in Reaktion auf das aktivierte Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm, jede der Differenzen der abgetasteten Phasenspannungen zu vergleichen, und um auf der Grundlage der Differenzen einen Zwischenkreisfehler innerhalb wenigstens einer Phase des Generatorstators zu ermitteln. Das System kann ausserdem einen Gegensystemspannungsblock enthalten, um ein Phasenspannungsungleichgewicht in einem Generatorstator zu erfassen. Der technische Effekt eines derartigen Systems basiert auf der Fähigkeit, Zwischenkreisfehler in einem Generatorstator zu erfassen. Das Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm, das durch die vorliegende Erfindung geschaffen ist, kann in bestehenden und beliebigen zukünftigen Generatorschutzrelais genutzt werden.

[0037] Mit Bezug auf Fig. 2 wird im Folgenden eine Umgebung 10 zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern an einem Generatorstator 12 gemäss Ausführungsbeispielen der Erfindung veranschaulicht. Insoweit enthält die Umgebung 10 ein Computersystem 20, das in der Lage ist, ein hier beschriebenes Verfahren durchzuführen, um in einem Generatorstator 12 Zwischenkreisfehler zu detektieren. Speziell ist das Computersystem 20 mit einem Zwischenkreisfehlererfassungs-(IC-FD)-Programm 30 veranschaulicht, das es dem Computersystem 20 ermöglicht, in einem Generatorstator 12 Zwischenkreisfehler zu erfassen, indem ein hier beschriebenes Verfahren durchgeführt wird. Ausserdem sind in dem Computersystem 20 vordefinierte Blöcke 29 gezeigt, die das IC-FD-Programm 30 aktivieren, wie es weiter unten beschrieben ist.

[0038] Das Computersystem 20 enthält, wie gezeigt: eine Verarbeitungskomponente 22 (z.B. einen oder mehrere Prozessoren), eine Speicherkomponente 24 (z.B. eine Speicherhierarchie), eine Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Komponente 26 (beispielsweise eine oder mehrere I/O-Schnittstellen und/oder Bauelemente), und einen Datenkommunikationspfad 28. Allgemein führt die Verarbeitungskomponente 22 Programmkode aus, z.B. die vordefinierten Blöcke 29 und/oder das IC-FD-Programm 30, die zumindest teilweise in der Speicherkomponente 24 permanent gespeichert sind. Während der Ausführung des Programmkodes ist die Verarbeitungskomponente 22 in der Lage, Daten zu verarbeiten, was zu einem Auslesen und/oder Schreiben transformierter Daten von der bzw. auf die Speicherkomponente 24 und/oder I/O-Komponente 26 führen kann, um weiter verarbeitet zu werden. Der Pfad 28 stellt zwischen jeder der Komponenten in dem Computersystem 20 ein Datenaustauschverbindungselement bereit. Die I/O-Komponente 26 kann eine oder mehrere Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen, die es einem Benutzer ermöglichen, das Computersystem 20 interaktiv zu steuern, und/oder eine oder mehrere Datenkommunikationsvorrichtungen aufweisen, um einem Systembenutzer zu ermöglichen, mittels eines beliebigen Datenaustauschverbindungselements mit dem Computersystem 20 Daten auszutauschen. Darüber hinaus können die vordefinierten Blöcke 29 und/oder das IC-FD-Programm 30 die Daten, z.B. abgetastete Phasenspannungen 40 und/oder abgetastete Aussenleiterströme 42, unter Verwendung einer beliebigen Lösung verwalten (z.B. speichern, abrufen, erzeugen, bearbeiten, organisieren, wiedergeben, und dergleichen).

[0039] Auf jeden Fall kann das Computersystem 20 eine oder mehrere Universal- Computerindustrieartikel (z.B. Computervorrichtungen) enthalten, die in der Lage sind, einen darauf installierten Programmcode, z.B. die vordefinierten Blöcke 29 und/oder das IC-FD-Programm 30, auszuführen. In dem hier verwendeten Sinne versteht sich, dass der Begriff «Programmcode» eine beliebige Zusammenstellung von Befehlen bedeutet, die auf einer beliebigen Sprache, auf einem beliebigen Kode oder auf einer beliebigen Notation basieren, und die eine Computervorrichtung, die in der Lage ist, Daten zu verarbeiten, dazu veranlassen, einen speziellen Vorgang entweder unmittelbar oder nach einer beliebigen Kombination der folgenden Schritte durchzuführen: (a) Konvertierung in eine andere Sprache, in einen anderen Kode oder in eine andere Notation; (b) Reproduktion in Form eines anderen Materials; und/oder (c) Dekomprimierung. Insoweit können die vordefinierten Blöcke 29 und/oder das IC-FD-Programm 30 als eine beliebige Kombination von Systemsoftware und/oder Anwendungssoftware und/oder von Firmwareanwendungsprogrammkodes ausgeführt sein.

[0040] Darüber hinaus können die vordefinierten Blöcke 29 und/oder das IC-FD-Programm 30 mittels eines Satzes von Modulen 32 verwirklicht werden. In diesem Fall kann ein Modul 32 das Computersystem 20 dazu veranlassen, einen Satz von Aufgaben durchzuführen, die durch die vordefinierten Blöcke 29 und/oder das IC-FD-Programm 30 genutzt werden, und es kann unabhängig von anderen Abschnitten der vordefinierten Blöcke 29 und /oder des IC-FD-Programms 30 getrennt entwickelt und/oder durchgeführt sein. In dem hier verwendeten Sinne bedeutet der Begriff «Komponente» eine beliebige Konfiguration von Hardware, mit oder ohne Software, die die Funktionalität, die in Zusammenhang mit dieser beschrieben ist, unter Verwendung einer beliebigen Lösung durchführt, während der Begriff «Modul» ein Programmcode bedeutet, der ein Computersystem 20 veranlasst, die Schritte, die in Zusammenhang mit diesem beschrieben sind, unter Verwendung einer beliebigen Lösung auszuführen. Wenn ein Modul in einer Speicherkomponente 24 eines Computersystems 20, das eine Verarbeitungskomponente 22 aufweist, permanent gespeichert ist, ist es ein wesentlicher Bestandteil einer Komponente, die die Schritte ausführt. Davon unabhängig versteht sich, dass zwei oder mehr Komponenten, Module und/oder Systeme ihre entsprechende Hardware und/oder Software und/oder Firmware teilweise/insgesamt gemeinsam verwenden können. Weiter versteht sich, dass ein Teil der hier erörterten Funktionalität möglicherweise nicht durchgeführt ist, oder dass in dem Computersystem 20 zusätzliche Funktionalität integriert sein kann.

[0041] Wenn das Computersystem 20 mehrere Computervorrichtungen enthält, ist auf jeder Computervorrichtung möglicherweise lediglich ein Teil der vordefinierten Blöcke 29 und/oder des IC-FD-Programms 30 (beispielsweise ein oder mehrere Module 32) permanent gespeichert. Allerdings versteht sich, dass das Computersystem 20, die vordefinierten Blöcke 29 und/oder das IC-FD-Programm 30 lediglich unterschiedliche mögliche äquivalente Rechnersysteme repräsentieren, die in der Lage sind, ein hier beschriebenes Verfahren durchzuführen. Insoweit kann die Funktionalität, die durch das Computersystem 20, die vordefinierten Blöcke 29 und/oder das IC-FD-Programm 30 bereit gestellt ist, in anderen Ausführungsbeispielen zumindest teilweise durch eine oder mehrere Computervorrichtungen durchgeführt sein, die eine beliebige Kombination von Hardware enthalten, die allgemeinen und/oder speziellen Zwecken dient und Programmcode aufweist oder auch nicht. In jedem Ausführungsbeispiel kann die Hardware, Firmware und, falls vorhanden, der Programmcode mittels Standardmassiger Verfahren bzw. Programmiertechniken erzeugt werden.

[0042] Davon unabhängig können die Computervorrichtungen, wenn das Computersystem 20 mehrere Computervorrichtungen enthält, Daten über eine beliebige Art eines Datenaustauschverbindungselements austauschen. Weiter kann das Computersystem 20 während der Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens mittels eines beliebigen Datenaustauschverbindungselements mit einem oder mehreren sonstigen Rechnersystemen Daten austauschen. Auf jeden Fall kann das Datenaustauschverbindungselement beliebige Kombinationen vielfältiger Arten optischer Fasern, verdrahteter und/oder drahtloser Verbindungselemente beinhalten; beliebige Kombinationen einer oder mehrerer Arten von Netzwerken beinhalten; und/oder beliebige Kombinationen vielfältiger Arten von Übertragungstechniken und Protokollen nutzen.

[0043] Wie hier erörtert, ermöglichen die vordefinierten Blöcke 29 und das IC-FD-Programm 30 es dem Computersystem 20, Zwischenkreisfehler in einem Generatorstator 12 zu erfassen. Falls ein Zwischenkreisfehler festgestellt ist, wird das Computersystem 20, wie in Fig. 2 gezeigt, ein IC-FD-Auslösesignal 50 erzeugen. Ein solches Auslösesignal lässt sich nutzen, um den Generatorstator 12 zu isolieren und abzuschalten.

[0044] Mit Bezug auf Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines Systems zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator 12 (Fig. 2 ) gemäss Ausführungsbeispielen der Erfindung gezeigt. Fig. 4 und 5 veranschaulichen ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern mittels des in Fig. 3 gezeigten Systems.

[0045] In Schritt S1 tastet ein Abtaster Phasenspannungen 40 (Va, Vb, Vc) für jede Phase des Generatorstators 12 (Fig. 2 ) ab. In Schritt S2 tastet der Abtaster Phasenströme 42 (Ia, Ib, Ic) für jede Phase des Generatorstators 12 (Fig. 2 ) ab. Darüber hinaus versteht sich, dass die Phasenspannungen 40 und die Phasenströme 42 des Generatorstators 12 mittels jeder gegenwärtig bekannten oder in der Zukunft entwickelten Abtasttechnik abgetastet werden können.

[0046] Mehrere vordefinierte Blöcke 29 sind bereitgestellt, um auf der Grundlage dieser abgetasteten Phasenspannungen 40 und Phasenströme 42 ein Zwischenkreisfehlererfassungs-(IC-FD)-Programm 30 (d.h. eine Vorgehensweise) zu aktivieren. Wie in Fig. 3 gezeigt, beinhaltet das IC-FD-Programm 30 einen Pegelerfassungsblock 34, eine Vergleichslogik 70 und einen Gegensystemblock 35. Ausserdem beinhaltet das IC-FD-Programm 30 ein «ODER»-Gatter 80. Die Ausstattungsmerkmale des IC-FD-Programms 30 werden hier weiter unten erläutert.

[0047] Die mehreren vordefinierten Blöcke 29 aktivieren das IC-FD-Programm 30 auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen 40 und Phasenströme 42 lediglich in speziellen Situationen. Beispielsweise wird in Entscheidungsblock Dl mittels des Richtungsglieds 52 die Richtung des Fehlers erfasst. D.h. das Richtungsglied 52 ermittelt, ob sich der Fehler innerhalb oder ausserhalb des Generators befindet. Falls sich der Fehler nicht innerhalb des Generators befindet («N»), fährt das Richtungsglied 52 damit fort, in Entscheidungsblock Dl zu ermitteln, ob innerhalb des Generators ein Fehler vorhanden ist. Sobald das Richtungsglied 52 in Entscheidungsblock D2 ermittelt, dass ein Fehler innerhalb des Generators vorhanden ist («Y»), ermittelt ein Massefehler-Desensibilisator 54 auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen 40, ob der Fehler ein Massefehler ist. Der Parameterschwellwert zur Ermittlung, ob ein Fehler ein Massefehler ist, kann durch einen Anwender eingestellt werden. Falls eine abgetastete Phasenspannung 40 beispielsweise mit kleiner gleich etwa zwanzig % (20 %) bewertet ist, kann der Fehler durch die vordefinierten Blöcke 29 als ein Massefehler erachtet werden («Y»). In diesem Fall wird der Massefehler-Desensibilisator 54 damit fortfahren, in Entscheidungsblock D2 zu ermitteln, ob ein Massefehler vorliegt.

[0048] Wenn der Massefehler-Desensibilisator 54 ermittelt, dass ein Massefehler nicht vorliegt («N»), ermittelt ein Phasenfehler-Desensibilisator 56 in Entscheidungsblock D3 auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen 40, ob der Fehler ein Phasenfehler ist. Der Parameterschwellwert zum Ermitteln, ob ein Fehler ein Phasenfehler ist, kann durch einen Anwender eingestellt werden. Falls beispielsweise bewertet wird, dass zwei beliebige der abgetasteten Phasenspannungen 40 kleiner als etwa sechzig % (60 %) sind, kann der Fehler als ein Phasenfehler erachtet werden. Das IC-FD-Programm 30 wird lediglich dann aktiviert (S3), wenn der Fehler kein Phasenfehler ist («N»). Die vordefinierten Blöcke (Richtungsglied 52, Massefehler-Desensibilisator 54 und Phasenfehler-Desensibilisator 56) verhindern somit, dass das IC-FD-Programm 30 aktiviert wird, es sei denn der Fehler befindet sich innerhalb des Generatorstators 12 (Fig. 2 ), der Fehler ist kein Massefehler und der Fehler ist kein Phasenfehler. Der vordefinierte Block 29 kann auch mit einem Anwenderblock 58 versehen sein, um zu verhindern, dass das IC-FD-Programm 30 aktiviert wird. Der Anwenderblock 58 ist ein von dem Benutzer konfigurierbarer Block, der, wenn er ausgewählt ist, verhindert, dass das IC-FD-Programm 30 aktiviert wird. Der Anwenderblock 58 verhindert gemeinsam mit den vordefinierten Blöcken, dem Richtungsglied 52, dem Massefehler-Desensibilisator 54 und dem Phasenfehler-Desensibilisator 56 eine Aktivierung des IC-FD-Programms 30.

[0049] Wenn das IC-FD-Programm 30 aktiviert ist, ermittelt die Pegelerfassung 36 des Pegelerfassungsblocks 34 in Entscheidungsblock S4 die Differenzen zwischen jeder der abgetasteten quadratisch gemittelten (QMW) Phasenspannungen 40. Wie aus Fig. 3 zu entnehmen, durchlaufen die abgetasteten Spannungen 40 den QMW-Block 33 vor dem Pegelerfassungsblock 34. Hinsichtlich der Pegelerfassung 36 ist X beispielsweise die Differenz zwischen der abgetasteten Phaseneffektivspannung Va und der abgetasteten Phaseneffektivspannung Vb. Y ist die Differenz zwischen der abgetasteten Phaseneffektivspannung Vb und der abgetasteten Phaseneffektivspannung Vc. Z ist die Differenz zwischen der abgetasteten Phaseneffektivspannung Vc und der abgetasteten Phaseneffektivspannung Va. Der Pegelerfassungsblock 34 beinhaltet ausserdem einen Ungleichgewichtsdesensibilisator 38, der es der Vergleichslogik 70 nicht gestattet abzulaufen, wenn sich die Ungleichgewichte der abgetasteten Phasenspannungen Va, Vb, Vc innerhalb von Grenzen befinden, die sich von dem Anwender einstellen lassen. Beispielsweise wird die Vergleichslogik 70 (S5) nur gestartet, wenn sich das Ungleichgewicht in Entscheidungsblock D4 nicht innerhalb einer vordefinierten, von dem Anwender eingestellten, Grenze befindet («N»). Gewöhnlich kann eine Ungleichgewichtsgrenze von +10 % eingestellt werden, um Phasenbelastungsungleichgewicht zu gestatten. Der Ungleichgewichtsdesensibilisator 38 kann mehrere Relais enthalten.

[0050] In Schritt S5 werden diese Differenzen (X, Y, Z) der abgetasteten Phaseneffektivspannungen 40 durch die Vergleichslogik 70 verglichen. Auf der Grundlage der Differenzen (X, Y, Z) ermittelt die Vergleichslogik 70 mittels des ODER-Gatters 80, ob ein Zwischenkreisfehler sich innerhalb wenigstens einer Phase des Generatorstators 12 (Fig. 2 ) befindet. D.h. die A-Phase 72 würde logisch H «1» sein, falls ein Zwischenkreisfehler innerhalb der T1-T4 Phase 2 (d.h. der abgetasteten Phaseneffektivspannung Va) liegt. Wenn der logische H-Zustand der A-Phase 72 erreicht ist, wird ein A-Phasenaufnehmer 73 (d.h. ein Speicherflag zur Registrierung eines A-Phasenzwischenkreisfehlerereignisses) auf H gesetzt. Die Logik des A-Phasenaufnehmers 73 kann als ein Tendenzparameter programmiert sein, der während der Diagnose eines Zwischenkreisfehlerereignisses hinsichtlich eines Aufnahmeereignisses überprüft werden könnte. Die B-Phase 74 würde logisch H «1» sein, falls ein Zwischenkreisfehler innerhalb der T2-T5 Phase 4 (d.h. der abgetasteten Phaseneffektivspannung Vb) liegt. Wenn der logische H-Zustand der B-Phase 74 erreicht ist, wird ein B-Phasenaufnehmer 75 (d.h. ein Speicherflag zur Registrierung eines B-Phasenzwischenkreisfehlerereignisses) auf H gesetzt. Die Logik des B-Phasenaufnehmers 75 kann als ein Tendenzparameter programmiert sein, der während der Diagnose eines Zwischenkreisfehlerereignisses hinsichtlich eines Aufnahmeereignisses überprüft werden könnte. Die C-Phase 76 würde logisch H «1» sein, falls ein Zwischenkreisfehler innerhalb der T3-T6 Phase 6 (d.h. der abgetasteten Phaseneffektivspannung Vc) liegt. Wenn der logische H-Zustand der C-Phase 76 erreicht ist, wird ein C-Phasenaufnehmer 77 (d.h. ein Speicherflag zur Registrierung eines C-Phasenzwischenkreisfehlerereignisses) auf H gesetzt. Die Logik des C-Phasenaufnehmers 77 kann als ein Tendenzparameter programmiert sein, der während der Diagnose eines Zwischenkreisfehlerereignisses hinsichtlich eines Aufnahmeereignisses überprüft werden könnte. Die Vergleichslogik 70 kann ausserdem für jede Phase 72, 74, 76 eine Verzögerung 78 (d.h. Zeitgeberblöcke) enthalten, um unter einem anhaltenden Zwischenkreisfehler eine Isolierung des Generators zu gewährleisten.

[0051] Zusätzlich zu dem Pegelerfassungsblock 34 und der Vergleichslogik 70 ist ein paralleler Gegensystemüberspannungs-(59_2)-Block 35 geschaffen. Der Gegensystemblock 35 nimmt die abgetasteten Spannungen 40 auf. Der Gegensystemblock 35 nimmt abgetastete Phasenspannungen 40 über Stern- oder Dreieckschaltungsspannungswandleranschlüsse auf. Die abgetasteten Phasenspannungen 40 werden in dem Gegensystemblock 35 verarbeitet, um eine Gegensystemspannung (V_2) zu gewinnen. Die Gegensystemspannung (V_2) wird mit einem von dem Anwender einstellbaren Schwellwert verglichen, um eine Überspannungsbedingung (59_2) zu erfassen. Die Gegensystemüberspannungserfassung durch den Gegensystemblock 35 wird verwendet, um einen Verlust von einer oder zwei Phasen, oder eine asymmetrische Spannungsbedingung zu erfassen, die einer Zwischenkreisfehlerbedingung entspricht. In Schritt S6 werden die Gegensystemspannungen ermittelt. Falls die Gegensystemspannung einen durch den Benutzer einstellbaren Schwellwert (d.h. einen Aufnahmewert) für eine vorgewählte Verzögerung 78 überschreitet, wird in Schritt S7 ein IC-FD-Signal erzeugt. Falls in einer beliebigen der Phasen durch eine Kombination der Pegelerfassung 34 und der Vergleichslogik 70, oder des Gegensystemblocks 35 ein Zwischenkreisfehler festgestellt wird, wird in Schritt S8 ein IC-FD-Auslösesignal 50 erzeugt, das genutzt werden kann, um die Generatoreinheit zu isolieren und vom Netz zu nehmen.

[0052] Während Aspekte der Erfindung hier anhand eines Verfahrens und Systems zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator 12 (Fig. 2 ) gezeigt und beschrieben sind, versteht sich, dass sie zusätzlich vielfältige abgewandelte Ausführungsbeispiele ermöglichen. Beispielsweise schafft die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel ein Computerprogramm, das auf mindestens einem von einem Rechner auslesbaren Medium gespeichert ist, und das es bei Ausführung einem Computersystem ermöglicht, in einem Generatorstator 12 (Fig. 2 ) Zwischenkreisfehler zu erfassen. Dementsprechend beinhaltet das von einem Rechner auslesbare Medium Programmkode, z.B. die vordefinierten Blöcke 29 und/oder das IC-FD-Programm 30 (Fig. 2 ), das ein hier beschriebenes Verfahren teilweise oder vollständig durchführt. Es versteht sich, dass der Begriff «von einem Rechner auslesbares Medium» ein oder mehrere Arten materieller Ausdrucksmittel beinhaltet, die gegenwärtig bekannt sind oder in der Zukunft entwickelt werden, anhand derer mittels einer Computervorrichtung eine Kopie des Programmkodes gewonnen, reproduziert oder in sonstiger Weise übertragen werden kann. Beispielsweise kann das von einem Rechner auslesbare Medium beinhalten: einen oder mehrere tragbare industriell hergestellte Speicherungsartikel; eine oder mehrere Arbeitsspeicher/Speicherkomponenten einer Computervorrichtung; Papier; und/oder dergleichen.

[0053] Die hier verwendete Terminologie dient lediglich zur Vereinfachung der Erläuterung spezieller Ausführungsformen und soll die Beschreibung nicht beschränken. In dem hier verwendeten Sinne sollen die Singularformen unbestimmter oder bestimmter Artikel auch die Mehrzahlformen einschliessen, sofern aus dem Zusammenhang nicht ausdrücklich Entgegenstehendes hervorgeht. Weiter ist klar, dass die in dieser Beschreibung verwendeten Begriffe «basieren auf», «beinhalten», «aufweisen» und/oder «enthalten» das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsschritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch das Vorhandensein oder die Hinzufügung sonstiger Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Arbeitsschritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschliessen.

[0054] Die vorliegende Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschliesslich des besten Modus zu beschreiben, und um ausserdem jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung in der Praxis einzusetzen, beispielsweise beliebige Einrichtungen und Systeme herzustellen und zu nutzen, und beliebige damit verbundene Verfahren durchzuführen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden gegenüber dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche enthalten.

[0055] Aspekte der Erfindung schaffen ein System und ein Verfahren zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator. In einem Ausführungsbeispiel gehören zu einem Computersystem: ein Abtaster zum Abtasten von Phasenspannungen und Phasenströmen eines Generatorstators; mehrere vordefinierte Blöcke, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und Phasenströme ein Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm zu aktivieren; ein Pegelerfassungsblock, um in Reaktion auf das aktivierte Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm mehrere Differenzen zwischen den abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln; und ein Vergleichslogikbauelement, um in Reaktion auf das aktivierte Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm jede der Differenzen der abgetasteten Phasenspannungen zu vergleichen, und um auf der Grundlage der Differenzen einen Zwischenkreisfehler innerhalb wenigstens einer Phase des Generatorstators zu ermitteln. Das System kann ausserdem einen Gegensystemspannungsblock für das Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator enthalten.

Bezugszeichenliste

[0056] <tb>1<SEP>Wicklung <tb>2, 4, 6<SEP>Phasen <tb>7A, 7B, 7C<SEP>Schaltkreise <tb>10<SEP>Umgebung <tb>12<SEP>Generatorstator <tb>20<SEP>Computersystem <tb>22<SEP>Verarbeitungskomponente <tb>24<SEP>Speicherkomponente <tb>26<SEP>I/O-Komponente <tb>28<SEP>Datenkommunikationspfad <tb>29<SEP>Vordefinierte Blöcke <tb>30<SEP>Zwischenkreisfehlererkennungsprogramm <tb>32<SEP>Module <tb>34<SEP>Pegelerfassungsblock <tb>35<SEP>Gegensystemblock <tb>36<SEP>Pegelerfassung <tb>40<SEP>Abgetastete Phasenspannungen <tb>42<SEP>Abgetastete Aussenleiterströme <tb>50<SEP>IC-FD-Auslösesignal <tb>52<SEP>Gerichtetes Glied <tb>54<SEP>Massefehler-Desensibilisator <tb>56<SEP>Phasenfehler-Desensibilisator <tb>58<SEP>Anwenderblock <tb>70<SEP>Vergleichslogik; <tb>72<SEP>A-Phase <tb>73<SEP>A-Phasenaufnehmer <tb>74<SEP>B-Phase <tb>75<SEP>B-Phasenaufnehmer <tb>76<SEP>C-Phase <tb>77<SEP>C-Phasenaufnehmer <tb>78<SEP>Voreingestellte Verzögerung <tb>80<SEP>ODER-Gatter

Claims (10)

1. Computersystem, zu dem gehören: ein Abtaster zum Abtasten von Phasenspannungen und Phasenströmen eines Generatorstators; mehrere vordefinierte Blöcke, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und Phasenströme ein Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm zu aktivieren; ein Pegelerfassungsblock, um in Reaktion auf das aktivierte Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm mehrere Differenzen zwischen den abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln; und ein Vergleichslogikbauelement, um in Reaktion auf das aktivierte Zwischenkreisfehlererfassungsprogramm jede der Differenzen der abgetasteten Phasenspannungen zu vergleichen, und um auf der Grundlage der Differenzen einen Zwischenkreisfehler innerhalb wenigstens einer Phase des Generatorstators zu ermitteln.

2. System nach Anspruch 1, ferner mit einem Gegensystemüberspannungsblock, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen eine Gegensystemspannung zu ermitteln, und um zu ermitteln, ob die Gegensystemspannung einen Schwellwert überschreitet.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Pegelerfassungsblock ausserdem beinhaltet: Vergleichen der abgetasteten Phasenspannungen und Ermitteln, ob ein Ungleichgewicht zwischen den abgetasteten Phasenspannungen innerhalb einer vordefinierten Grenze liegt.

4. System nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die mehreren vordefinierten Blöcke beinhalten: ein gerichtetes Glied, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und Phasenströme zu ermitteln, ob in dem Generatorstator ein Fehler vorhanden ist, und/oder einen Massefehler-Desensibilisator, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln, ob ein Fehler ein Massefehler ist, und/oder einen Phasenfehler-Desensibilisator, um auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen zu ermitteln, ob ein Fehler ein Phasenfehler ist.

5. Computergestütztes Verfahren oder Computerprogramm, das Programmkode aufweist, der in wenigstens einem von einem Rechner auslesbaren Medium gespeichert ist und der wenn er ausgeführt wird, ein Computersystem veranlasst, ein Verfahren zum Erfassen von Zwischenkreisfehlern in einem Generatorstator durchzuführen, wobei zu dem Verfahren die Schritte gehören: Abtasten von Phasenspannungen des Generatorstators; Abtasten von Phasenströmen des Generatorstators; Aktivieren eines Zwischenkreisfehlererfassungsprogramms auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und Phasenströme; Ermitteln mehrerer Differenzen zwischen den abgetasteten Phasenspannungen in Reaktion auf die Aktivierung; und Vergleichen jeder der Differenzen der abgetasteten Phasenspannungen in Reaktion auf die Aktivierung, und Ermitteln eines Zwischenkreisfehlers innerhalb wenigstens einer Phase des Generatorstators auf der Grundlage der Differenzen.

6. Verfahren oder Computerprogramm nach Anspruch 7, zu dem ferner wenigstens einer der folgenden Schritte gehört: Ermitteln einer Gegensystemspannung auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und Ermitteln, ob die Gegensystemspannung einen Schwellwert überschreitet; Vergleichen der abgetasteten Phasenspannungen und Ermitteln, ob ein Ungleichgewicht zwischen den abgetasteten Phasenspannungen innerhalb einer vordefinierten Grenze liegt; Filtern mittels eines Zeitgeberblocks, um die Isolierung eines Generators unter einem anhaltenden Zwischenkreisfehler zu gewährleisten.

7. Verfahren oder Computerprogramm nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Vergleichen jeder der Differenzen der abgetasteten Phasenspannungen zudem in Reaktion darauf erfolgt, dass ermittelt ist, dass das Gleichgewicht zwischen den abgetasteten Phasenspannungen innerhalb der vordefinierten Grenze liegt.

8. Verfahren oder Computerprogramm nach einem der Ansprüche 6 und 7, wobei die Aktivierung des Zwischenkreisfehlererfassungsprogramms zudem wenigstens einen der folgenden Schritte aufweist: Ermitteln, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und des Stroms, ob ein Fehler in dem Generatorstator vorhanden ist; Ermitteln, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen, ob ein Fehler ein Massefehler ist. Ermitteln, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen, ob ein Fehler ein Phasenfehler ist.

9. Verfahren oder Computerprogramm nach einem der Ansprüche 6 bis 8, zu dem ferner wenigstens einer der folgenden Schritte gehört: Ermitteln einer Gegensystemspannung, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen, und Ermitteln, ob die Gegensystemspannung einen Schwellwert überschreitet; Vergleichen der abgetasteten Phasenspannungen, und Ermitteln, ob ein Ungleichgewicht zwischen den abgetasteten Phasenspannungen innerhalb einer vordefinierten Grenze liegt.

10. Verfahren oder Computerprogramm nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Aktivierung des Zwischenkreisfehlererfassungsprogramms zudem wenigstens einen der folgenden Schritte beinhaltet: Ermitteln, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen und des Stroms, ob ein Fehler in dem Generatorstator vorhanden ist; Ermitteln, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen, ob ein Fehler ein Massefehler ist Ermitteln, auf der Grundlage der abgetasteten Phasenspannungen, ob ein Fehler ein Phasenfehler ist.