DE102008021350A1

DE102008021350A1 - Schutzvorrichtung für eine elektrische Maschine gegen Stromüberlastung und entsprechendes Verfahren

Info

Publication number: DE102008021350A1
Application number: DE200810021350
Authority: DE
Inventors: Klaus Behringer; Uwe Weiss
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2009-11-12

Abstract

Erfindungsgemäß wird eine Schutzvorrichtung für eine elektrische Maschine gegen Stromüberlastung und ein entsprechendes Verfahren angegeben. Diese umfasst eine Stromauswerteeinheit (2) zur Ermittlung von Phasenunsymmetrien auf Grundlage von gemessenen Phasenstromwerten der elektrischen Maschine, einen Vergleicher (3) zum Vergleich der ermittelten Phasenunsymmetrien mit einem Grenzwert und eine Verwertungseinrichtung (4) zur Erzeugung eines Steuersignals nach Verwertung des Vergleichs in einer Maschinenmodell-Berechnung unter Berücksichtigung der ermittelten Phasenunsymmetrien.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für eine elektrische Maschine gegen Stromüberlastung und ein entsprechendes Verfahren.
In der Praxis sind Schutzvorrichtungen bekannt, die elektrische Maschinen, insbesondere Motoren vor Überlast schützen. Eine derartige Überlast kann durch Ansteigen der Last oder durch Unsymmetrien beziehungsweise Phasenauswahl entstehen. Motoren werden beispielsweise durch Motorschutzgeräte geschützt, die mit einer Auslösekennlinie arbeiten. Diese gibt als Funktion vom Vielfachen des Motoreinstellstromes die Auslösezeit wieder. Es gibt Auslösekennlinien für dreipolige symmetrische Belastung und Auslösekennlinien für den Phasenausfall.
Weiterhin ist bekannt, Phasenunsymmetrien zu ermitteln und in einer Motormodell-Berechnung zu berücksichtigen. Hierbei wird die Motorschutzkennlinie stufenlos durch die berechnete Unsymmetrie zu kürzeren Auslösezeiten hin verschoben. Der Nachteil dieser Lösung ist, dass sowohl das Stromnetz als auch die Last geringe Unsymmetrien besitzen können, und diese dann vom System gemessen werden. Dies kann zu unerwünschten Frühauslösungen führen, die zwar nicht sofort, aber nach einiger Zeit zur Abschaltung des Systems führen.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Schutzvorrichtung der oben genannten Art dahingehend zu verbessern, dass unnötige frühzeitige Abschaltungen von elektrischen Maschinen vermieden werden.
Weiterhin besteht die Aufgabe, ein Verfahren der oben genannten Art anzugeben, bei dem unnötige frühzeitige Abschaltungen von elektrischen Maschinen vermieden werden.
Die erste Aufgabe wird durch eine Schutzeinrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 4 zu entnehmen.
Die weitere Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen 6 bis 8 zu entnehmen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
In der Figur ist eine Schutzvorrichtung 1 für eine elektrische Maschine M gegen Stromüberlastung dargestellt. Eine solche Schutzvorrichtung 1 kann in einem Motorschutzgerät zum Schutz von Motoren gegen Stromüberlastungen integriert sein. Die Schutzvorrichtung 1 weist eine Stromauswerteeinheit 2 auf, die die Phasenunsymmetrie aufgrund von gemessenen Phasenstromwerten der elektrischen Maschine M ermittelt. In einem der Stromauswerteeinheit nachgeschalteten Vergleicher 3 wird die ermittelte Phasenunsymmetrie mit einem einstellbaren Grenzwert verglichen. Die Phasenunsymmetrie kann beispielsweise als Verhältnis vom minimalem zum maximalen Phasenstromwert der in den drei Phasen gemessenen Phasenströme bestimmt werden. Ist die Phasenunsymmetrie kleiner der Grenzwert wird sie ausgeblendet, das heißt die Schutzvorrichtung arbeitet als wäre die Phasenunsymmetrie gleich null. Diese Information über die Phasenunsymmetrie wird an eine Verwertungseinrichtung 4 weitergeleitet, die in einer Maschinenmodell-Berechnung die jeweilige Phasenunsymmetrie berücksichtigt und ein entsprechendes Steuersignal 5 erzeugt. Das Steuersignal 5 kann ein Abschaltsignal an ein Schaltgerät 6 oder ein Warnsignal sein. Es kann aber auch zur direkten Steuerung der Maschine M, zum Beispiel zur Drehzahländerung dienen.
Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren zum Schutz einer elektrischen Maschine M gegenüber Strombelastung, die im Wesentlichen durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

– Auswerten von gemessenen Phasenstromwerten der elektrischen Maschine zur Ermittlung von Phasenunsymmetrien,
– Vergleichen der ermittelten Phasenunsymmetrien mit einem Grenzwert,
– Verwerten des Vergleichs in einer Maschinenmodell-Berechnung unter Berücksichtigung der ermittelten Phasenunsymmetrien zur Erzeugung eines Steuersignals.

Mit der erfindungsgemäßen Ausblendung können geringe Phasenunsymmetrien unterhalb eines definierten Grenzwerts unerwünschte Früheauslösungen vermieden werden. Vielfach ist die gemessene Phasenunsymmetrie auf geringe Unsymmetrien des Stromnetzes wie auch der Last zurückzuführen, die jedoch keine frühe Auslösung nach sich ziehen soll.

Claims

Schutzvorrichtung (1) für eine elektrische Maschine gegen Stromüberlastung, gekennzeichnet durch – eine Stromauswerteeinheit (2) zur Ermittlung von Phasenunsymmetrien auf Grundlage von gemessenen Phasenstromwerten der elektrischen Maschine, – einen Vergleicher (3) zum Vergleich der ermittelten Phasenunsymmetrien mit einem Grenzwert und – eine Verwertungseinrichtung (4) zur Erzeugung eines Steuersignals nach Verwertung des Vergleichs in einer Maschinenmodell-Berechnung unter Berücksichtigung der ermittelten Phasenunsymmetrien.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenunsymmetrien als Verhältnis von jeweils minimalem zu maximalem Phasenstromwert einer Phasenstrommessung definiert sind.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Phasenunsymmetrien unterhalb des Grenzwerts in der Maschinenmodell-Berechnung ausgeblendet werden.
Schutzvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verwertungseinrichtung (4) als Steuersignal ein Abschaltsignal oder Warnsignal erzeugt wird.
Verfahren zum Schutz einer elektrischen Maschine gegen Stromüberlastung, gekennzeichnet durch – Auswerten von gemessenen Phasenstromwerten der elektrischen Maschine zur Ermittlung von Phasenunsymmetrien, – Vergleichen der ermittelten Phasenunsymmetrien mit einem Grenzwert, – Verwerten des Vergleichs in einer Maschinenmodell-Berechnung unter Berücksichtigung der ermittelten Phasenunsymmetrien zur Erzeugung eines Steuersignals.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Phasenunsymmetrien das Verhältnis von jeweils minimalem zu maximalem Phasenstromwert einer Phasenstrommessung dient.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Phasenunsymmetrien unterhalb des Grenzwerts in der Maschinenmodell-Berechnung ausgeblendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verwertungseinrichtung (4) als Steuersignal ein Abschaltsignal oder Warnsignal erzeugt wird.