DE1164556B - Schnellentregungseinrichtung fuer elektrische Maschinen - Google Patents

Schnellentregungseinrichtung fuer elektrische Maschinen

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DE1164556B
DE1164556B DEA34857A DEA0034857A DE1164556B DE 1164556 B DE1164556 B DE 1164556B DE A34857 A DEA34857 A DE A34857A DE A0034857 A DEA0034857 A DE A0034857A DE 1164556 B DE1164556 B DE 1164556B
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DE
Germany
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voltage
relay
excitation
current
counter
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Pending
Application number
DEA34857A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Georges Courvoisier
Dipl-Ing Endre Tarjan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
BBC Brown Boveri France SA
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Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri France SA filed Critical BBC Brown Boveri France SA
Publication of DE1164556B publication Critical patent/DE1164556B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/10Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
    • H02P9/12Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load for demagnetising; for reducing effects of remanence; for preventing pole reversal
    • H02P9/123Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load for demagnetising; for reducing effects of remanence; for preventing pole reversal for demagnetising; for reducing effects of remanence

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Schnellentregungseinrichtung für elektrische Maschinen Die Erfindung betrifft eine Schnellentregungseinrichtung für elektrische Maschinen, welche durch Gegenerregung beim Abschalten der Maschine im Falle innerer oder äußerer Fehler die vorhandene Erregung ausgleicht, wobei die Gegenerregung im günstigsten Augenblick abgeschaltet werden soll.
  • Bei Fehlern in oder in der Nähe von Generatoren genügt es nicht, die zugehörigen Schalter für den Haupt- und Erregerstromkreis abzuschalten. Die Spannung wird trotzdem noch aufrechterhalten und bei Fehlern innerhalb des Generators können auch weiterhin Ströme fließen. Die Erregung klingt beim Abschalten nicht sofort ab und induziert daher weiter Spannungen. Man hat deshalb das Magnetfeld in solchen Fällen über einen Widerstand kurzgeschlossen oder eine Gegenerregung eingeschaltet, welche dem normalen Erregerstrom entgegengesetzt gepolt ist und daher versucht, das Feld so schnell wie möglich abzubauen. Nach dem Abbau des Feldes darf aber die Gegenerregung nicht bestehen bleiben, damit kein Gegenfeld entsteht. Man muß also darauf achten, daß die Gegenerregung in dem Augenblick abgeschaltet wird, wenn die Feldstärke durch Null geht.
  • Um diesen Zeitpunkt richtig zu erfassen, hat man bei bekannten Einrichtungen ein Spannungsrelais vorgesehen, welches an den Spannungswandler des Generators angeschlossen ist, also die Spannung an der Generatorklemme überwacht. Wird diese Null, so ist auch die Erregung im gleichen Augenblick Null. Dies stimmt aber nur angenähert und nicht in allen Fällen. Bei Generatoren entstehen nicht nur Längsfelder, welche durch den Magnetisierungsstrom erzeugt werden, sondern es sind bekanntlich auch Querfelder vorhanden. Daher geht die induzierte Spannung am Generator nicht in jedem Fall auf Null herunter, auch wenn die Gegenerregung die Längskomponente kompensiert hat. Das erwähnte Spannungsrelais muß dann mindestens so hoch eingestellt sein, daß es oberhalb der vom Querfeld erzeugten Spannung anspricht bzw. abfällt. Wählt man die Abfallspannung zu tief, so fällt das Relais nicht ab und schaltet die Gegenerregung nicht aus. Da das Spannungsrelais nicht feststellen kann, ob die Spannung vom Längs- oder Querfeld herrührt, ist eine Abschaltung im richtigen Zeitpunkt nicht gewährleistet. Man hat daher versucht, den Abbau der Felder rechnerisch und experimentell zu ermitteln, um festzustellen, wann das Feld die Ansprechspannung des Relais erreicht und welche Zeit zwischen dem Erreichen dieser Spannung und dem Nulldurchgang des Längsfeldes verstreicht. Diese Zeit wurde dann dem Relais als Verzögerungszeit gegeben. Die Bestimmung dieser Verzögerungszeit ist nun aber bei jedem Generator verschieden und hängt außerdem auch von der Fehlerart und der dem Fehler vorangegangenen Belastung ab. Abgesehen von der Rechenarbeit ist also auch das Ergebnis nicht eindeutig.
  • Bei einem genauen Studium der Feldverhältnisse im Störungsfalle hat sich nun ergeben, daß in dem Falle, wo die Gegenerregung wieder ausgeschaltet werden soll, die durch das Querfeld entstehende Spannungsänderung an der Klemme des Generators ebenfalls Null ist. Außer dem Spannungs-Null-Durchgang ist also auch der Nulldurchgang der Spannungsänderung ein Kennzeichen für den richtigen Zeitpunkt der Abschaltung der Gegenerregung.
  • Man hat nun auch Fälle festgestellt, in denen an der Klemme des Generators die Spannung und die Spannungsänderung schon eine bestimmte Zeit vor dem Nulldurchgang des Längsfeldes auf Null zurückgegangen ist, nämlich bei einem dreipoligen Kurzschluß der Maschine. In diesem Falle ist aber das Feld noch nicht abgeklungen und verursacht das Fließen von Strömen in den Wicklungen. Diese Ströme gehen erst durch Null durch, wenn das Feld verschwunden ist. Als weiteres Kennzeichen für den richtigen Abschaltaugenblick der Gegenerregung kann man also auch das Vorhandensein von Strömen und Stromänderungen ausnutzen. Es ist bei Schnellentregungseinrichtungen an sich bekannt, statt die elektrischen Meßgrößen unmittelbar auf den Erregerkreis wirken zu lassen, die Änderung der Meßgröße auszunutzen.
  • Es ist ferner bereits bekanntgeworden, das gleichzeitige Verschwinden des Stromes und der Spannung im Ständer der Maschine als Kriterium des Nulldurchganges des Ständerwechselfeldes für die Abschaltung der Gegenerregung auszunutzen. In diesem Falle wird erreicht, daß mit Sicherheit kein Ständerfeld mehr vorhanden ist. Hiermit ist wohl eine eindeutige Feststellung des Abschaltmomentes gegeben. Dies gilt aber nicht für alle Fehlerfälle. Es wurde schon gesagt, daß beim Verschwinden des Längsfeldes noch ein Querfeld vorhanden sein kann, das eine Spannung erzeugt. Dann ist im günstigsten Moment nicht zugleich Spannung und Strom Null. Bei der erwähnten bekannten Einrichtung kann es also vorkommen, daß keine Abschaltung der Gegenerregung erfolgt, obwohl ein günstiger Moment vorliegt, bis tatsächlich die Gesamtspannung auf Null, also auch das Querfeld auf Null abgesunken ist. Mit der Anordnung sind wohl; der dreipolige Kurzschluß und die Fälle zu erfassen, bei denen die Belastungsströme vor dem Fehler sehr gering waren. Wenn aber ein ein- oder zweipoliger Fehler vorliegt, dann bleibt das durch die Gegenerregung unbeeinflußte Querfeld und damit eine Spannung bestehen, so daß die Anordnung dann nicht arbeiten kann.
  • Um nun in allen Fällen den richtigen Zeitpunkt für die Abschaltung der Gegenerregung zu erfassen, ohne dabei für jeden Generator besondere Rechenarbeit leisten zu müssen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zugleich Unterspannungsrelais und Spannungsänderungsrelais, angeschlossen an die Klemmenspannung, sowie Unterstromrelais und Stromänderungsrelais, angeschlossen an der Sternpunktseite der Maschinen, für die Wiederabschaltung der Gegenerregung vorgesehen werden, die im Bereich des Nulldurchganges der den Relais zugeführten Größen abfallen, wobei ein vom Strom und/oder von der Stromänderung beaufschlagtes und ein von der Spannung und/oder der Spannungsänderung beaufschlagtes Relais abgefallen sein muß.
  • Hierdurch erreicht man, daß für alle betrachteten Fälle eine Abschaltung der Gegenerregung im richtigen Augenblick möglich ist.
  • Eine weitere Ausgestaltung dieses Gedankens ist es, vor dem Spannungs- und Stromkreis je ein Filter vorzusehen, welches nur das Mitsystem durchläßt. Dies ist vorteilhaft, wenn bei unsymmetrischen Fehlern, also bei ein- oder zweipoligen Kurzschlüssen, sowie Windungsschlüssen eine starke Gegenkomponente auftritt. Da das durch die Erregung erzeugte Rotorfeld immer nur eine Mitkomponente hat, kann nur die Mitkomponente der Klemmenspannung und der Ströme ein Maß für den Zustand der Erregung sein.
  • Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Mit 1 ist der zu schützende Generator bezeichnet. In seiner Sternpunktverbindung sind die Stromwandler 2 vorgesehen, an seiner Klemme die Spannungswandler 3. Beide Wandler können zugleich auch für andere Schutzsysteme und für die Messung in bekannter Weise verwendet werden. 4 und 5 sind die Filter für das Mitsystem, welche das Gegen- und Nullsystem von der angeschlossenen Anlage abhalten. Die Innenschaltung ist nicht weiter dargestellt, sie besteht in bekannter Weise aus einer geeigneten Kombination von Impedanzen und Widerständen. An das Filter 4 sind die Spannungsrelais 6 und 7 angeschlossen, von denen das Relais 6 auf Spannungsänderungen, das Relais 7 auf die Spannung selbst anspricht. Im abgefallenen Zustand sind die Kontakte 8 und 9 dieser Relais geschlossen.
  • An das Filter 5 sind die Stromrelais 10 und 11 angeschlossen, von denen das Relais 10 auf den Strom im Sternpunkt des Generators, also auch im Generator selbst, das Relais 11 auf die Stromänderung anspricht. Im abgefallenen Zustand sind die Kontakte 12 und 13 geschlossen.
  • An die Kontakte ist ein Hilfsrelais 14 angeschlossen, das die Unterbrechung der Gegenerregung veranla.ßt. Dies ist, da sie selbst nicht zur Erfindung gehört, nicht dargestellt.
  • Die Schaltung ist nun so getroffen, daß immer mindestens ein vom Strom und/oder von der Stromänderung beaufschlagtes und ein von der Spannung und/oder der Spannungsänderung beaufschlagtes Relais abgefallen sein müssen, damit das Hilfsrelais 14 betätigt wird. Dies wird dadurch erreicht, da.ß die Kontakte 12 und 8 sowie 13 und 9 parallel liegen und beide Paare gemeinsam hintereinandergeschaltet sind.
  • Die Wirkungsweise ist nun folgende: Bei einem Fehler am oder im Generator 1 wird der nicht gezeichnete zugehörige Leistungsschalter ausgeschaltet und gleichzeitig damit die Gegenerregung eingeschaltet. Sobald nun entweder die Spannung auf Null absinkt und gleichzeitig der Strom im Generator, fallen in an sich bekannter Weise die Relais 7 und 10 ab, und das Hilfsrelais 14 zieht an und bewirkt dadurch die Abschaltung der Gegenerregung. Dieser Fall tritt beispielsweise bei einem dreipoligen Fehler an der Generatorklemme auf, wenn keine Querfelderregung vorhanden ist. Auch bei ein- oder zweipoligen Fehlern, bei denen durch die Belastung keine Querfelderregung bedingt ist, das heißt also bei kleiner Belastung, genügt es, die Gegenerregung abzuschalten, wenn die Spannung auf Null und der Strom zugleich auf Null sinkt. Bei unsymmetrischen Fehlern aber, bei denen vorher eine stärkere Belastung vorhanden war, tritt ein Querfeld auf. In diesem Falle geht die Spannung nicht auf Null herunter. Wohl aber tritt keine Spannungsänderung ein, wenn der Strom gerade Null ist und das Längsfeld verschwunden ist. Um auch diesen Fall zu erfassen, sind die Spannungsänderungsrelais 6 und das Stromänderungsrelais 11 vorgesehen, welche dann abfallen und die Gegenerregung wegschalten. Es hat sich gezeigt, daß in diesem Falle gerade der richtige Augenblick für die Abschaltung gegeben ist. Bei Klemmenkurzschlüssen sind die Spannungs- und Spannungsänderungsrelais 6 und 7 dauernd abgefallen, während die Strom- und Stromänderungsrelais 10 und 11 im richtigen Zeitpunkt abfallen. In dem Fall, daß der Fehler auf der Netzseite des Leistungsschalters liegt, verschwindet der Strom sofort, die Spannung bleibt aber noch erhalten. Dann sind die Spannungs- und Spannungsänderungsrelais maßgebend für den richtigen Zeitpunkt.
  • Der Vorteil der Anordnung ist, daß eine richtige Abschaltung der Gegenerregung bei allen möglichen Fehlerfällen gewährleistet ist ohne großen Aufwand an Schutzeinrichtungen und ohne besondere Rechenarbeit leisten zu müssen.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Schnellentregungseinrichtung an elektrischen Maschinen für die Entregung nach dem Abschalten vom Netz bei Störungen, durch die eine Gegenerregung zuerst ein- und anschließend im Augenblick des Nulldurchganges des Ständerwechselfeldes wieder ausgeschaltet wird, wobei zur Erfassung des Nulldurchganges des Feldes eine in Abhängigkeit von der Klemmspannung und vom an der Sternpunktseite der Maschine abgegriffenen Strom beaufschlagte Unterspannungs- und Unterstromrelaisanordnung vorgesehen ist, welche die Gegenerregung abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß zugleich Unterspannungsrelais und Spannungsänderungsrelais, angeschlossen an die Klemmspannung, sowie Unterstromrelais und Stromänderungsrelais, angeschlossen an der Sternpunktseite der Maschinen, für die Wiederabschaltung der Gegenerregung vorgesehen werden, die im Bereich des Nulldurchganges der den Relais zugeführten Größen abfallen, wobei ein vom Strom und/oder von der Stromänderung beaufschlagtes und ein von der Spannung und/oder der Spannungsänderung beaufschlagtes Relais abgefallen sein muß.
  2. 2. Schnellentregungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Spannungs- und Stromkreisen je ein Filter vorgesehen ist, welches nur das Mitsystem durchläßt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 385 756; deutsche Patentanmeldungen S 3227 VIII b / 21 d 1 (bekanntgemacht am 17. 9. 1953), und S 13940 VIII b / 21 d2 (bekanntgemacht am 6. B. 1953).
DEA34857A 1960-05-27 1960-06-10 Schnellentregungseinrichtung fuer elektrische Maschinen Pending DE1164556B (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH608360A CH380230A (de) 1960-05-27 1960-05-27 Schnellentregungseinrichtung einer elektrischen Maschine
CH1164556X 1960-05-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1164556B true DE1164556B (de) 1964-03-05

Family

ID=59495054

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DEA34857A Pending DE1164556B (de) 1960-05-27 1960-06-10 Schnellentregungseinrichtung fuer elektrische Maschinen

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DE (1) DE1164556B (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE385756C (de) * 1922-05-25 1923-12-15 Aeg Einrichtung zur Verringerung des Kurzschlussstromes bei Wechselstromgeneratoren

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE385756C (de) * 1922-05-25 1923-12-15 Aeg Einrichtung zur Verringerung des Kurzschlussstromes bei Wechselstromgeneratoren

Also Published As

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CH380230A (de) 1964-07-31

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