DE1286205B

DE1286205B - Anordnung zur Erfassung von Windungsschluessen in der Erregerwicklung einer Synchronmaschine

Info

Publication number: DE1286205B
Application number: DE1963L0045228
Authority: DE
Inventors: Kraemer; Dr-Ing Werner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1963-06-28
Filing date: 1963-06-28
Publication date: 1969-01-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erfassung von Windungsschlüssen in der Erregerwicklung einer Synchronmaschine, bestehend aus einer im Stator angeordneten Meßwicklung, die an eine Meß- oder Schutzeinrichtung angeschlossen ist, die auf im Fehlerfall auftretende Feldverzerrungen anspricht. Die Überwachung der Erregerwicklung von Synchronmaschinen auf innere elektrische Fehler hat stets Schwierigkeiten bereitet. Es ist bekannt, Strom und Spannung zu messen, hieraus den Quotienten zu bilden und bei Abweichung von einem vorgegebenen Wert eine Anzeige- oder Schutzeinrichtung ansprechen zu lassen.
Darüber hinaus treten bei Windungsschlüssen asymmetrische, magnetische Kräfte in der Maschine auf, die zu einer Laufunruhe führen. Diese Laufunruhe kann ebenfalls gemessen werden. Diese Einrichtungen arbeiten jedoch nicht zur vollkommenen Zufriedenheit, da auch andere Fehler sie zum Ansprechen bringen, so daß keine eindeutige Feststellung der Fehlerart getroffen werden kann. Es ist auch eine Schutzeinrichtung für elektrische Maschinen bekannt, die den Windungsschluß in der Ankerwicklung überwacht, d. h. in der Wicklung, in der elektrische Leistung aufgebracht wird. Als Kriterium dienen hierbei die ungeradzahligen Spannungswellen, und zwar werden die Subharmonischen erfaßt. Diese haben jedoch eine geringere Frequenz als die Grundwelle und sind damit nicht geeignet, Fehler in der Arbeitswicklung zu erfassen, da als Folge von Wandlerfehlern Differenzströme auftreten können, die nicht vorhandene Fehler vortäuschen. Es ist auch ein Prüfverfahren bekannt, bei dem in zwei um 1800 versetzte Wicklungen ein Differenzstrom im Störungsfall hervorgerufen wird. Durch das weiterlaufende Feld heben sich die Verzerrungen jedoch wieder auf und können nur zum Aufzeichnen herangezogen werden.
Die vorliegende Erfindung beseitigt die geschilderten Nachteile.
Erfindungsgemäß enthält bei der vorbeschriebenen Anordnung die Meßwicklung wenigstens zwei Windungen, deren Spulenweite annähernd der Polteilung einer geradzahligen Oberwelle entspricht und deren Achsabstand bei Reihenschaltung so gewählt ist, daß sich die Anteile der Grundwellenspannung gegenseitig aufheben.
Tritt in der Feldwicklung von Synchronmaschinen, besonders bei Turbogeneratoren eine Unsymmetrie in der Erregerdurchflutung durch den Ausfall von Erregerwindungen auf, so erscheinen in der Feldkurve geradzahlige Oberwellen. Die geradzahligen Oberwellen werden erfindungsgemäß dazu benutzt, in einer geeigneten Statorwicklung Spannungen oder Ströme zu erzeugen. Zur Erläuterung dienen F i g. 1 a und lb. In Fig. la ist die Erregerdurchflutung mit einer gewissen Unsymmetrie dargestellt, und F i g. 1 b zeigt die in der Feldkurve erscheinenden geradzahligen Oberwellen.
Zur Aufnahme dieser Oberwellenspannung, die man von der Grundwellenspannung und den üblichen ungeradzahligen Oberwellenspannungen wegen ihres geringen Betrages möglichst weitgehend absondern muß, eignet sich eine Meßwicklung im Stator, welche die Polzahl der geradzahligen Oberwellen hat. In Fig. 2 ist in einem Beispiel die Meßwicklung entsprechend der Polzahl der zweiten Oberwelle ausgelegt.
Eine Grundwellenspannung kann darin nicht auftreten. Bei großen Maschinen wird man an Stelle einer vollständigen Phasenwicklung zwei Meßwindungen mit der Polteilung der geradzahligen Oberwelle als Spulenweite anordnen, die räumlich derartig versetzt sind, daß bei ihrer Reihenschaltung keine Spannungsgrundschwingung induziert wird, wohl aber die Spannungen der Oberwelle sich addieren.
Beispielsweise können die beiden Meßspulen einen Achsabstand von einer Polteilung der Grundwelle erhalten und im gleichen Wickelsinn in Reihe geschaltet werden.
In einigen Fällen wird es vorteilhaft sein, nicht nur die Spannung einer geradzahligen Oberwelle und der ihr zugeordneten Harmonischen mit der Ordnungszahl n v aufzunehmen (v = geradzahlig; n = ungeradzahlig; so ist z. B. für v = 2 v n = 6, 10, 14...), sondern auch noch die vierte gerade Oberwelle (v = 4); in diesem Fall muß jedoch die Meßspule gesehnt werden. Hiermit wird zwar der Betrag der Oberwellengrundspannung vermindert, jedoch die Breite des induzierenden Oberwellenspektrums erhöht.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zur Erfassung von Windungsschlüssen in der Erregerwicklung einer Synchronmaschine, bestehend aus einer im Stator angeordneten Meßwicklung, die an eine Meß- oder Schutzeinrichtung angeschlossen ist, die auf im Fehlerfall auftretende Feldverzerrungen anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwicklung wenigstens zwei Windungen enthält, deren Spulenweite annähernd der Polteilung einer geradzahligen Oberwelle entspricht, und daß deren Achsabstand bei Reihenschaltung so gewählt ist, daß sich die Anteile der Grundwellenspannung gegenseitig aufheben.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwicklung mit der Polzahl und Polteilung einer geradzahligen Oberwelle ausgeführt ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwicklungen derart gesehnt sind, daß mehrere Oberwellen gerader Ordnungszahl Spannungen induzieren.