DE1588470A1 - Schutzeinrichtung fuer den Erregerstromkreis einer von einem Erregergenerator ueber rotierende Gleichrichter erregten schleifringlosen Synchronmaschine - Google Patents

Description

• Schutzeinriehi;unß fÜr den Erregerstromkreie einer von einem

  ErreSergenerator ilber rotierende Gleichrichter errelSten

  schleifrimolopon Synchronmaschine

  Um dem 3#rugerstromkreie von bestenlos erregten. Synchron-

  maschinen, der aue Polradwicklung, den rotierenden

  tena und der Ankei-dicklung des Erregergenerators bes-*1-,eht , zu

  schützen, sine Diehrare Schutzeinrichtungen bekannt j:-o-#io:cden.

  Sie haben im allgemeinen die Aufgabe, bei Störungen entweder nur den defekten Teil abzutrennen oder den Gesamterregerkreis und damit auch die Synchronmaschine abzuschalten, damit die Pol,geschäden auf ein Miniraum begrenzt worden. Während innerhdit. des Erregerk.Teisee eine Abtrennung des defekten Teiles zumeist durzh mi,%4rotierende Schutzeinrichtungen (z. B. Sicherungen) erfolgt, wird der Defektschutz, der eine Stillsetzung der Maschlnen erwirkt, durch ruhenäe Schutzeinrichtungen wahrgenommen. So sind ruhende Schutzeinrichtungen bekanntgeworden, di6 nach dem Prinzip arbeiten, daß der =symmetrisch belastete Erreger-C') generator bestimmte Spannungsoberwellen in seiner Feldwielduns aufweist, die ein Kriterium des Fehlers darstvellen und die ei-ni, Abschaltung auslösen können. Es ergeben sich dabei jedoch erhob-. liche Nachteile, die zum Teil auch bei erhöhtem Aufwand nicht zu beseitIgen sind. Die bekannten Schutzeinrichtungen sprechen näml.#ch water Umständen auch auf Oberwellen an., die im normalen Betr«',.eb auf-%"treten bzw. auftreten können. DAuse betriebsmäßigen Oberwellen sind auf die Nutung der Ankerwicklungen der Maschinen, auf die Gleichrichterbelast-ung sowie die Erregerstrom-Oberwellen scwohl des Erregergenerators als auch der Synchron.-maschine zurückzuführen. Es müssen die betr".ebsmäß.4.gen Oberwe.-L,-"#."1-also selektiv *vorden# womit hohe Anforderungen -an Sele)*,biv.-L':'ilter güstallt- werdea. j#ndererseits muß iadoch beach,i.-ei»,

  i;("rü.en, ial? f#-,2nii3,and breite P,(#-Gonim5"h-urvon bei den Piltern

  bei. Frequenzverschiebungen durch Drehzahl-

  iii-hi: o'wa die Ober-,-iallan, dIe- Olirch StÖrungen

  aufüre.#L-CI.', aUSgeschieden werden. Bestimmte Freauenzen

  ,ron die infolge

  in dess("yi £-*eldi-iiel#-1-iing fließen und best:#DM1-

  d-, c durch bzw. netzseiti-

  Uber cl:e Synchronmaschine und den

  des erganerators Übertragen

  -2doc-. trotz be.stmÖglicher Filter 4n vielen Fällen

  werden-. Dzirüh.e:Thi.naus sp.rechan d-,-!.e

  c-ben ;-itir *c--,j- uil.i-,yirjaf-,trischen 17u-h-

  1 arn ail-.

  Auf,-abe 1.ji7ftn.#l-,-iiig ist es, c#ine fÜr den

  von elnem über ro-

  erregten Synchron-

  Masch.L.ne die die an,-;;eführten Ncehteile verme:#det

  und somi'v- arch L-119 symmetrischen Fehler der Gleichrichter-

  erfaft. Sie voll be5 ruhender _Anordnung ein*n w.,1-rk-

  des Erregergenerators und der rotiarenden

  ein-gchließlich der Hilfserregereinr-'-chtungen

  be' durah eire Abschaltung bewirken.

  c.-J#X. Ver31cich zwisciier, dem

  des

  t;x-:; dem z.Lic #":)trcr, Spz#z-

  nung und Leistungsfaktor der Synchronmaschinegebildeten analogen Sollwert des dafür benötigten Erregerstromes vorgesehen. Zum Vergleich zwischen Ist- und Sollwort des Erreger'stromes ist eine an s:#ch bekannte Quotientenbildung vorGesehen. Nach der Erfindung ist zur Quotientenbildung eine Komparatorschaltung angeordnet. Der Komparatorschaltung ist ein Zeitglied und eine Summierschaltung, die im Störungsfall ein Schutzrelais auslÖst, nachgeschaltet. Dabei kann das Zeitglied einstellbarsein. Bei einfachen Schaltungen (z. B. bei einem Synchronmotor) kann der Istwert-Sollwertvergleich durch eine an sich bekannte Differenzbildung, etwa durch Ansprechei! eines Differenz-Relais, erfolgen. Zur Anzeige von Erregerström und -bedarf und/oder'zur Einstellung des Quotienten oder der Differenz ist ein Kreuzzeigerinstrament angeordnet.
• Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.-Der Erregerstromkreis 4, der sich aus der umlaufenden Polradwicklung 15 der Synchronmgschine 1., der rotierenden Gleichrichteranordnung 2 und der e benfalls umldufenden Ankerwicklung 16 des Erregergenerators 3 zusammensetzt, soll dure'--, die Schutzeinrichtung nach der Erfindung geschützt werden, Diese ruhende Schutzeinrichtung arbeitet nach dem Prinzip des Stromvergleich2 Da jedoch nur der Erregerstrom des Erregergenerators 3, der durch dessen Erregerwicklung 17 fließt, leicht meßbar i ist weet), wird für den nicht ohne weiteres zugUnglichen Strom des Erregerkreises 4 ein analqger Wert aus der Spa=um89 dem-Strom und dem Leistungsfaktor der Synch:vonmaschine 1 gebildet (Sollwert). Der Vergleich zwischen dem Istwert des Rrregerstromes des Erregergenerators 3 mit dem aus Strom, Spannung und Leistungsfaktor der Synchronmasohine zu bildenden analogen Sollwert des dafür benötigten Erregerstromes erfolgt erfindungsgemäß z. B. durch quotientenbildung mittels eines Komparators 11. Die spannungsabhängige Sollwertkomponente erhält man Über den Spannungswandler 6, die vom Strom der Synchronmaschine 1 abhängigi Kom- ponente (mit dazugehörigem Leistungsfaktor entsprechend dem Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung) ergibt sich über den Stromwandler 5 aus dem Spannungsabfall am Widerstand 7. Der am Spannungswandler 6 und am Widerstand 7 gebildete, dem Erregerstrom im Betriebsfall proportionale Sollwert wird über den E-instellwiderstand 8 und die Gleichrichterbrücke 9-auf den---'-einen Eingang des Komparators 11 gegeben. Der andere Eingang des.Komparators 11 wird,mit dem von der Erregerwicklung 17 des Erregergenerators 3 abgegriffenen Erregerstrom beaufschlagt. Die Einstellung der Spannung für den Komparatoreingang im Betr:Nbäfall kann zweckmäßigerweise mit dem Krauzzeigerinstrument 10 vorgenom.men werden. Mit diesem Instrument ist gleichzeitig eine optische Kontrolle der einzelnen Werte und eine Ablesung des luotienten möglich. Da der aus Strom, Spannung und Leistungsfaktor der Synchronmaschine 1 gebildete analoge Sollwert des Erregerstromes nicht direkt mit dem Erregerstrom des Erregergenerators 3 verknüpft ist, sondern bler die Zeitkonstante des Erregerstromkreises 4 und die des Erregergenerators 3, ist der Komparatorschaltung 11 ein Zeitglied 12 nachgeschaltet. Das Zeitglied 12 kann einstellbar sein. Komparatorschaltung 11 und-Zeitglied 12 arbeiten auf ein Silmmierglied 13, das im Störungsfall eine Ausachultvorrichtung 14 auslöst. Neben den Zeitkonstanten, die durch den Erregergenerator 3 und den Erregerstromkreis 4 bedingt werden, gibt es noch weitere Störfaktoren, wie z. B. den Temperatureinfluß in den elektrischen Wicklungen. Besonders in der Polrudwickluns 13 der Synchronmaschine 1 macht sich die WiderstandserhÖhung durch steigende Temperatur bemerkbar, so daß sich der Istwert des Erregerstromes des Erregergenerators 3 um den Faktor von 1,5 bei konstantem analogen Sollvert erhöhen kann. Dieser Temperatureinfluß kann durch einen großen Toleranzbereich innerhalb der Schutzeinrichtung aufgefangen werden, denn bei gleichstromseitigen oder drehstromseitigen Kurzschlüssen und bei schweren Kurzschlüssen in der Gleichrichterschaltung, also allgemein bei Störungen, bei denen ein Stillgetzen der N"chine angebracht ist, ist der Unterschied zwischen dem Istwert des Erregerstromes des Erregergenerators 3 und dem analogen Sollwert wesentlich größer. Die Schutzeinriehtung nach der Erfindung bietet somit den Vorteil durch entsprechende Einstellung dann, und dann um so besser, anzusprechen, wenn ein grober Fehler vorliegt, da ja erst dann ein Stillsetzen der Maschine erforderlich ist. Auftretende Schieflastfehler können durch einen dreiphasigen Aufbau behoben werden. Fehler bei der Bildung der Spannuggskomponente fÜr den Sollwert, die durch SättigungserscheJniingen der Synchronmaschine 1 auftreten können, lassen sich leicht durch Verwendung von nichtlinearen Widerständen korrigieren.
• FÜr die Bildung des analogen Sollwertes aus Spannung, Strom und Leistungsfaktor der Synchronmaschine ist eine Verwendung der für die Regelung benötigten Blindstromstatik möglich.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r U c h e : Schutzeinrichtung für den Erregerstromkreis einer von einem Erregergenerator über rotierende Gleichrichter erregten schleifringlosen Synchronmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleich zwischen dem Istwert des Erregerstromes der Erregergenerators (3) und dem aus Strom, Spinnung und Leistungsfaktor der Synchronmaschine (1) gebildeten analogen Sollwert des dafür benötigten Erregerstromes vorgesehen ist.
2. 2. Schutzeinrichtunk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vergleich zwischen Ist- und Sollwert des Erreger. stromes eine Quotientenbild:ung vorgesehen ist. 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Quotientenbildung eine Komparatorschaltung (11) angeordnet ist. 40 Elchutzeiwichtung nach Ansprugh 1 dadurch Sekonau iohnet daß zum Vergleich wischen Ist- und Sollvort des 2=99"%- stromes eine Differenzbildung vo>rgeaeheü#ist. Schutzeinriehtung nach Anspruch 3, dadurch &*kennzeichnet,' daß der Komparatorschaltme (,ll) ein Zeitglied (12) und eine Su=iorsohalt=a (13) nwohgetchaltet istt die i* Sb4- rungefall ein schutsrelain auelante 6. Schutzeinrichtung ü4oh Anspmoh 59 dadgroh goko=seiobnett"- daß ein einstellbares Zeitslied (12) vorgesehen i#ste 17. SchutzeinrIchtunS nach den Anorüchen 2 bis 6, doduroh gekennzeichnet-, daß zur Anzeige von ftregerstrom und -bedarf und/oder zur Einstellung des %xottenten oder der Differen2# ein rzeuszeigerinstrument (lOy =geordnet tat*