DE1076243B - Staendererdschlussschutz - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Zur Erfassung von Erdschlüssen in elektrischen Maschinen ist es bekannt, den über die Fehlerstelle fließenden Strom auf ein Relais einwirken zu lassen, so daß dieses Relais zum Ansprechen kommt und eine Abschaltung der fehlerhaften Maschine bewirkt. Als Erdschlußrelais wird im allgemeinen ein wattmetrisches Relais benutzt, auf dessen Stromspulen in Summenschaltung die Sekundärspulen dreier Stromwandler wirken, während die Spannungsspule parallel zu einem Widerstand im Sekundärkreis eines Hilfstransformators liegt, wobei letzterer im allgemeinen als Sternpunkttransformator mit belastbarer, offener Dreieckswicklung ausgebildet ist.

Bei solchen Schaltungen kann jedoch durchaus ein Fehlansprechen eintreten, da für das wattmetrische Relais eine vektoriell richtig liegende Verlagerungsspannung erforderlich ist, die jedoch bei Dauernetzerdschluß und auch bei Schaltvorgängen nicht immer vorhanden ist, da eine frequenzmäßige Abweichung des Summenfehlerstromes infolge zusätzlichen Oberwellengehaltes von der Generatorfrequenz eintreten kann. Man hat daher schon vorgeschlagen, an Stelle der wattmetrischen Relais reine Stromrelais als Erdschlußrelais zu benutzen und hierzu einen zweiten Summenstromwandlersatz in die Sternpunktleitung des Generators zu schalten. Aber auch solche Schaltungen lassen noch Fehlauslösungen zu, vornehmlich beim Zuschalten von Netztransformatoren, da hierbei kein ausreichender Kompensationsstrom mehr zur Verfügung steht. Die in Doppelsumme zusammengeschalteten Stromwandler ergeben infolge ihres Gleichstromgliedes oft Falschströme, wodurch es zu Fehlauslösungen kommen kann. Bei diesen Anordnungen ist nur der Differenzstrom maßgebend für die Auslösung. Bei außerhalb des Schutzbereiches liegenden Fehlern ist kein Differenzstrom vorhanden, womit die Auslösung unterbleiben soll. Hierzu ist es jedoch erforderlich, daß eine genaue Abgleichung der Wandlersätze erfolgt, da bereits geringe Abweichungen im Übersetzungsverhältnis eine Differenz wirkung ergeben können. Der künstlich erzeugte Erdschlußstrom dient bei all diesen Anordnungen als Auslösekriterium für das Erdschlußrelais.

Die Erfindung soll nun zeigen, wie die geschilderten Nachteile beseitigt werden können, indem der Ständererdschlußschutz so ausgebildet wird, daß er nur die innerhalb des Schutzbereiches liegenden Fehler erfaßt und bei Fehlern außerhalb des Schutzbereiches bzw. bei Schalthandlungen im Netz eine absolute Sperrwirkung auf die Auslöseorgane ausübt.

Erfindungsgemäß ist ein Ständererdschlußschutz für unmittelbar (d. h. ohne galvanische Trennung) auf Sammelschiene arbeitende Generatoren vorgesehen, wobei die Erdschlußstromgewinnung über einen Stern-

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. m. b. H., Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Dipl.-Ing. Ewald Schrüfer, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

punkttransformator außerhalb des Schutzbereiches erfolgt, und zwar durch ein Erdschlußrelais, das aus einer Gleichrichterbrückenschaltung mit im Brückenzweig liegenden Drehspulglied besteht, derart, daß ein proportional der Sternpunkterdspannung erzeugter künstlicher Erdschluß strom eine für sich bekannte Gleichrichterbrückenschaltung mit unterschiedlichem Übersetzungsverhältnis so beaufschlagt, daß das Erdschlußrelais bei Erdschlüssen unabhängig vom Fehlerort stets ein Moment in seine nicht auslösende Richtung erhält und daß ein auslösendes Moment nur dann erzielt wird, wenn bei innerhalb des Generatorbereiches liegenden Fehlern in der Gleichrichterbrückenschaltung ein Übergewicht durch eine vom Summenstrom durchflossene Spule des einen Brückenzweiges erfolgt, wodurch der Sperrstrom aufgehoben wird.

Diese Anordnung bewirkt also, daß das Erdschlußrelais immer im sperrenden Sinn beaufschlagt ist, womit Einschaltstromstöße usw. keine Gefahr mehr für fehlerhafte Auslösungen darstellen. Besonders günstig wirkt sich dieses aber bei außerhalb des Generators liegenden Fehlern aus, da in einem solchen Fall die volle Verlagerungsspannung vorhanden ist, womit der Sperrstrom voll wirksam wird.

Die Erdschlußstromgewinnung erfolgt bekannterweise über einen Sternpunkttransformator mit belastbarer, offener Dreieckswicklung, wobei dieser Transformator zweckmäßig im Hinblick auf weitere parallel arbeitende Generatoren direkt an das Sammelschienensystem angeschlossen ist.

Im folgenden soll an Hand eines Zeichnungsbeispiels die Erfindung näher erläutert werden:

In der Zeichnung ist mit 1 der zu schützende Generator bezeichnet, 2 ist das Erdschlußrelais, das aus den beiden Gleichrichtern 3 und 4 mit dem im Brückenzweig liegenden Drehspulglied 5 gebildet wird, 6 ist der Sternpunkttransformator, der nur einmal vorhan-

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den zu sein braucht und am Sammelschienensystem liegt, 7 ist eine Stromwandlergruppe in Holmgreenschaltung, 8 der im Sternpunkt des Generators vorgesehene Spannungswandler, in dessen Sekundärkreis ein Widerstand 9 und ein Zwischenwandler 10 geschaltet sind. Der Holmgreenschaltung 7 ist ein Sättigungswandler 11 nachgeschaltet, der den Auslösestrom begrenzen soll und eine Überbürdung der Holmgreenschaltung, beispielsweise bei Doppelerdschluß, wo ein Fehler innerhalb und. ein Fehler außerhalb des Schutzbereiches liegt, verhindern soll. 12 und 13 sind zwei Mischwandler, die den Gleichrichtern 3 und 4 vorgeschaltet sind und von denen der Wandler 12 in seinem Übersetzungsverhältnis veränderbar ist. Mit — 14 ist ein Zwischenwandler bezeichnet.

Im folgenden soll nun die Wirkungsweise beschrieben werden:

Unter der Annahme, daß die Phase R an der in der Figur eingezeichneten Stelle einen Erdschluß aufweist, ergibt sich über Erde ein Stromfluß zu dem Sternpunkttransformator 6, der dadurch durch seine Sekundärwicklung einen Strom treibt, der über einen Zwischenwandler 14 den beiden Mischwandlern 12 und 13 des Erdschlußrelais 2 zugeführt wird und proportional dem künstlichen Erdschlußstrom und damit auch der Sternpunkterdspannung ist. Durch die ungleiche Be- ■ aufschlagung der beiden Mischwandler ergibt sich auf der einen Seite ein Stromübergewicht und somit ein Ausschlagen in einer Richtung des. Drehspulglied es 5, und zwar zunächst noch in seiner Sperrichtung. Gleichzeitig wird aber über die Holmgreenschaltung ebenfalls ein, dem künstlichen Erdschluß strom und somit der Sternpunkterdspannung proportionaler Fehlerstrom gewonnen, der über den Sättigungswandler 11 auf eine dritte Wicklung des Mischwandlers 12 einwirkt. Dadurch wird erreicht, daß der Mischwandler 12, der vorher in seinem Übersetzungsverhältnis so ausgewählt war, daß der über den Gleichrichter 3 fließende Strom geringer als der über Gleichrichter 4 fließende war, jetzt stärker als der Mischwandler 13 beaufschlagt wird, wodurch der durch den Brückenzweig fließende Strom sich in entgegengesetzter Richtung vergrößert und dadurch auch das Meßglied in dieser Richtung mitnimmt und die Auslösung bewirkt.

Liegt der Fehler außerhalb des Schutzbereiches, also beispielsweise am Sammelschienensystem, so ergibt sich ebenfalls über die Erdverbindung ein Rückstrom zum Sternpunkttransformator, und es erfolgt gleichfalls eine Beaufschlagung der beiden Gleichrichter 3 und 4, wobei jedoch das Drehspulglied infolge ungleicher Beaufschlagung der beiden Mischwandler 12 und 13 nur einen Ausschlag in der Sperrwirkung erzielt, da keine zusätzliche Größe über die Holmgreenschaltung gewonnen wird, da diese bei Fehlern außerhalb des Schutzbereiches, genau wie bei ordnungsgemäßem Betrieb, keinen Fehlerstrom abgibt. Ein wirksamer Schutz bei Fehlern, die vor der Synchronisierung eines Generators vorliegen, wird dadurch erreicht, daß im Sternpunkt des Generators 1 ein Spannungswandler 8 vorgesehen ist, der sekundärseitig über einen Widerstand 9 belastet wird. Ein in den Sekundärkreis miteingebauter Zwischenwandler 10 liefert bei geöffnetem Leistungsschalter über einen Hilfskontakt einen Auslösestrom auf das Meßglied im Erdschluß relais 2, so daß der Generator bei vorliegendem Erdschluß schon vor Erreichung der Spannung durch den Erdschlußschutz wieder entregt wird, und eine Zuschaltung auf das Netz nicht möglich ist.

Claims (2)

PatentAnsprüche:

1. StändererdschlußsGhütz für unmittelbar auf Sammeilschienen arbeitende Generatoren, wobei die Erdschlußstromgewinnung über einen Sternpunkttransformator außerhalb des Schutzbereiches erfolgt und ein -Erdschlußrelais vorgesehen ist, das

^: aus einer Gleichrichterbrückenschaltung mit im Brückenzweig liegendem -Drehspulglied besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein proportional der Sternpunkterdspannung erzeugter künstlicher Erdschlußstrom eine für sich bekannte Gleichrichterbrückenschaltung mit -unterschiedlichem Übersetzungsverhältnis so beaufschlagt, daß das Erdschlußrelais bei Erdschlüssen unabhängig vom Fehlerort stets ein Moment in seine nicht auslösende Richtung erhält und daß ein auslösendes Moment nur dann erzielt wird, wenn bei innerhalb des Generatorbereiches liegenden Fehlern in der Gleichrichterbrückensehaltung ein Übergewicht durch eine vom Summenstrom durchflossenen Spule des einen Brückenzweiges erfolgt, wodurch der Sperrstrom aufgehoben wird.

2. Ständererdschluß schutz, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwandlergruppe in Holmgreenschaltung ein Sättigungswandler nachgeschaltet ist, der den Auslösestrom begrenzt und eine Überbürdung der Holmgreenschaltung verhindert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Siemens-Zeitschrift 1953, S. 134 bis 141;
- Titze: Fehler- u. Fehlerschutz in el. Drehstromanlagen, Wien 1953, S. 191 bis 193;
Deutsche Patentschrift Nr. 844 192.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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