DE2415448B2 - Schutzeinrichtung fuer einen turbosatz gegen ueberlastung beim abschalten von netzkurzschluessen - Google Patents
Schutzeinrichtung fuer einen turbosatz gegen ueberlastung beim abschalten von netzkurzschluessenInfo
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- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/06—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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- H02H1/0038—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the connection of the detecting means, e.g. for reducing their number
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für einen aus einem Generator und einer Turbine bestehenden
Turbosatz gegen Überlastung beim Abschalten von Netzkurzschlüssen mit einem zwischen Netz und
Generator angeordneten Leistungsschalter.
Zur Versorgung großer Netze mit elektrischem Strom sind an ein Netz eine Vielzahl von aus Generator
und Turbine bestehenden Turbosätzen angeschlossen. Eine Vielzahl von Schutzeinrichtungen sind sowohl
für die Turbosätze als auch für einzelne Neizabschnitte vorgesehen. Tritt irgendwo im Netz ein Kurzschluß
oder ein anderer schwerwiegender Fehler auf, so wer den durch die installierten Netzschutzeinrichtungen die
der Fehlerstelle benachbarten Schalter geöffnet und die Fehlerstelle so aus dem Netzverbund herausgeschaltet.
Um längere Unterbrechungen der Stromversorgung bei kurzzeitigen Fehlern zu vermeiden, wird
insbesondere bei Freileitungen schon nach relativ kurzer Zeit der fehlerhafte Abschnitt wieder zugeschaltet,
um zu prüfen, ob der Fehler noch existiert (Kurzschlußfortschaltung).
Wenn ein derartiger Fehler im Netz in der Nähe eines Turbosatzes auftritt und damit eine erhebliche
Spannungsabsenkung am Ausgang des Turbosatzes 6S
vorhanden ist, kanu sowohl das Abschalten als auch das Wiederzuschalten eines Netzabschnitts zu sehr hohen
Beanspruchungen in der Welle des Turbosatzes und in
den Wickelköpfen des Generators führen. Der Grund hierfür liegt vor allem darin, daß die synchronisierenden
Kräfte des Netzes bei Kurzschlüssenjn unmittelbarer Nähe eines Turbosatzes für diesen lurbosatz sehr
gering sind, so daß durch den unveränderten Antrieb des Generators und die durch den Kurzschluß bedingte
erhebliche Verminderung der vom Generator abgegebenen Leistung große Winkeldifferenzen zwischen dem
Spannungsvektor der Generatorspannung und demjenigen des Verbundnetzes möglich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es. bei Netzfehlcrn in der
Nähe des Turbosatzes diesen vor dadurch bedingten Überbeanspruchungen zu schützen.
Die Lösung besieht erfindungsgemäß darin, daß der Leistungsschalter geöffnet wird erstens bei einem
Rückgang der Spannung des Mitsystems, der einem Nahkurzschluß entspricht, und zweitens bei einem geringeren
Rückgang der Spannung des Mitsystems, wenn die Winkeldifferenz zwischen dem Spannungsvektor des Generators und dem Spannungsvektor, der
bei fehlerfreiem Netz vorhanden wäre, einen vorgegebenen Betrag überschreitet.
Um nach Heraustrennen der fehlerhaften Stelle im Netz den Turbosatz schneller mit dem Netz wieder
synchronisieren zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn gleichzeitig mit dem Abschalten des Generators
ein Widerstand an die Klemmen des Generators geschaltet wird. Hierdurch läßt sich erreichen, daß der
Frequenzunterschied zwischen Generator und Verbundnetz klein gehalten wird.
Als Ausführungsbeispiel ist in F i g. I schematisch ein Turbosatz mit angeschlossenem Netz, dargestellt, während
F i g. 2 ein Beispiel für die zum Ausschalten des Blockschalters zwischen Netz und Turbosat/ vorzusehende
Schutzeinrichtung enthält.
Von einem Dampferzeuger 1 werden die Turbinenstufen 2 und 5 mit zwischengeschaltetem Zwischenüberhitzer
4 und Wasserabscheider 3 angetrieben. Die Teilturbinen 2 und 5 sind mit dem Generator 6 über
eine Welle 7 verbunden. Die Klemmen des Generators 6 sind an einen Widerstand 8 angeschlossen, der über
einen Widerstandsschalter 9 eingeschaltet werden kann. Sie sind außerdem mit einem Netztransformator
10 verbunden, an dessen Hochspannungswicklung Spannungsmeßgeber 11 angeschlossen sind und die
über einen Leistungsschalter 12, der die Verbindung zwischen Turbosatz und Netz herstellt, mit dem Netz
13 verbunden ist. Dabei wird angenommen, daß in das Netz 13 noch eine Vielzahl anderer Generatoren Leistung
einspeist. Weitere Schalter in dem Net/ sind mit 15 bis 18 bezeichnet. Zwischen den Schaltern 15 und 17
ist eine Fehlerstelle 19 angenommen.
In F i g. 2 ist die Schaltung zur Betätigung des Blockschalters
12 abhängig von den vom Spannungsmeßgeber 11 bemessenen Werten dargestellt. An Stelle des
auf der Hochspannungsseite vorgesehenen Blockschalters 12 ließe sich der Turbosatz auch durch einen zwischen
Generator 6 und Transformator 10 angeordneten Schalter abschalten.
Dem Ausgang des Spannungsmeßwertgebers 11 sind in F \ g. 2 zwei Grenzwertmelder 20 und 21 nachgeschaltet.
Der Grenzwertmelder 20 ist so eingestellt, daß er ein Ausgangssignal abgibt, wenn vom Spannungsmeßwertgeber 11 eine Unterspannung registriert wird,
die auf einen Netzkurzschluß zurückführbar ist. Der Ausgang des Grenzwertmelders 20 wirkt auf einen
Schalter 22. Der Schalter 22 ist einem Speicher 23 vorgeschaltet, in dem fortlaufend eine der Netzfrequenz
proportionale Spannung gespeichert ist. Außerdem wirkt der Ausgang des Grenzwertmelders 20 auf einen
Schalter 24. der zwischen einen Funktionsgeber 25 und einen Integrator 26 geschaltet ist. Der integrator 26 isi
einer Vergleiehseinrichtung 27 vorgeschaltet, die ihrerseits
die im Speicher 23 gespeicherte Spannung und die der Generatorfrequenz proportionale Spannung über
die Leitung 28 zugeführt erhält und aus diesen Spannungen tiie Differenz bildet. Der Ausgang des Integrators
26 ist über eine weitere Vergleiehseinrichtung 29 geführt, die den Ausgangswert des Integrators 26 mit
dem Wert eines Sollwertgebers 30 vergleicht. Im Sollwertgeber 30 wird die zulässige Abweichung des Spannungsvektors
des Generators vom Spannungsvcktor des als unverändert angenommenen Netzes eingestellt.
Der Vergleiehseinrichtung 29 ist ein Grenzwertmelder 31 und ein Oderglied 32 nachgescha!:et. dessen Ausgang
auf die Ausschaltspufe des Leistungsschalter 12 wirkt. Einem weiteren Eingang des Odcrgliedes 32 ist
ein Unciglicd 33 vorgeschaltet, das einerseits über einen bei Verbundbetrieb eingeschalteten Schalter 34 mit
einer Signalschiene 35 und andererseits mit dem Ausgang des Grenzwertmelder 21 verbunden ist. Der
Grenzwertmelder 21 ist so eingestellt, daß er dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn eine erhebliche Spannungsabsenkung
vom Spannungsmeßwertgeber 11 registriert wird, so daß — wenn kein durch andere
Schutzeinrichtungen zu erfassender Fehler im Generator vorliegt — auf einen Netzkurzschluß in unmiuelbarer
Nähe des Generators geschlossen werden ixw-W
Wie in den Figuren im einzelnen nicht dargestellt ist. ist dem Spannungsmeßwertgeber 11 eine Auswahlschaltung
zur Ermittlung des Mitsystems der Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators vorgeschaltet,
da nur die Mitkomponente der Spannung in Jie Messung eingehen soll. Einflüsse unsymmetrischer
Fehler oder Belastungen werden dadurch vermieden.
Bei ungestörtem Betrieb des Netzes ist im Speicher 23 ein der jeweiligen Netzfrequenz proportionaler
Wert gespeichert. Ergibt sich infolge eines Net/kurz-Schlusses ein Spannungsrückgang, so gibt der Grenzwertmelder
20 ein Ausgangssignal ab. Hierdurch wird der Schalter 22 geöffnet und der Schalter 24 geschlossen.
Zu diesem Zeitpunkt erhält damit tier Integrator 26 vom Funklionsgebcr 25 einen Ausgangswert und im
Speicher 23 bleibt der zuletzt gespeicherte Wert erhalten.
Ergibt sich nun infolge des Fehlers eine Änderung des Vektors des Spannungsmitsystems am Generator
gegenüber der Winkellage des als mit gleicher Frequenz sich weiterdrehenden Vektors der Netzspannung,
so entsteht eine Ausgangsspannung an der Vergleiehseinrichtung 27, die den Integrator 26 zum Arbeiten
bringt, irn Integrator 26 ist damit ein Wert gespeichert,
der dem Winkelunterschied des Spannungsvektors des Mitsystems des Generators gegenüber dem
Spannungsvektor entspricht, der sich unter der Voraussetzung
gleichbleibender Frequenz bei fehlerfreiem Netz ergeben würde. Dieser Winkelunterschied wird in
der Vergleichseinrichtung 29 mit einem als zulässig angesehenen Wert verglichen. Dieser als zulassig angeschene
Wert wird im Sollwertgeber 30 eingestellt. Wird dieser als zulässig angesehene Wert überschritten,
spricht der Grenzwertmelder 31 an und veranlaßt über das Oderg'ied 32 das Ausschalten des Leistungsschaliers
12.
Ergibt sich ein sehr starker Rückgang des Mitsy-
siems der Spannung (z. B. auf 20% der Nennspannung),
so gibt auch der Grenzwertmelder 21 ein Ausgangssignal ab. Die Undbedingung des Undgliedes 33 ist dann
erfüllt, wenn der Turbosatz im Verbundbetrieb arbeitet, da dann der Schalter 34 geschlossen ist. Das Ausgangssignal
des Undgliedes 33 w irkt dann über das Oderglied 32 unmittelbar auf den Leistungsschalter 12, so daß der
Generator noch vor dem Abschalten des Netzkurzschlusses vom Netz getrennt wird.
Zum Wiederschließen des Leistungsschalters 12 wird eine Synchronisationseinrichtung benutzt, so daß unzulässige
Drehmomentstöße an der Welle 7 mit Sicherheit vermieden sind. Um die Zeit bis zur Resynchronisation
des Tiirbosatzes zu verkürzen, kann gleichzeitig mit dem Offnen des L.eislungsschaltcrs 12 der Widcrstandsscha.lter
9 geschlossen λ erden. Hierdurch wird
— schneller als dies durch Schließen des Turbinenventils möglich wäre — verhindert, daß die Frequenz des
Generators zu stark erhöht wird. Die Synchronisationseinrichtung kann dann nach Abschaltung des Netzkurzschlusscs
den Turbosatz relativ schnell wieder mit dem Netz verbinden.
Um den Widerstand 8 schnell zuschalten und auch
wieder abschalten zu können, ist es vorteilhaft, an Stelle eines einzigen Widerstandsschalters 9 zwei zueinander
in Reihe liegende Schalter vorzusehen, von denen einer eine besonders kurze Einschaltzeit und der andere
eine besonders kurze Ausschaltzeit besitzt. Diese Schalter sind dann so zu steuern, daß bei ausgeschaltetem
Widerstandsschalter der Schalter mit besonders kurzer Einschaltzeit geöffnet und der andere geschlossen
ist. Die Stellung der Schalter bei geschlossenem Widerstandsschalter ist dann umgekehrt zu wählen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Schutzeinrichtung für einen aus einem Generator und einer Turbine bestehenden Turbosatz gegen
Überlastung beim Abschalten von Netzkurzschlüssen, mit einem zwischen Netz und Generator angeordneten
Leistungsschalter, dadurch gekennzeichnet,
daß der Leistungsschalter (12) geöffnet wird erstens bei einem Rückgang der Spannung des Mitsystems, der einem Netzkurzschluß
in Generatornähe entspricht, und zweitens bei einem geringeren Rückgang der Spannung des
Mitsystems, wenn die Winkelaifferenz zwischen dem Spannungsvektor des Generators und dem
Spannungsvektor, der bei fehlerfreiem Netz vorhanden wäre, einen vorgegebenen Betrag überschreitet.
2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch einen Widerstandsschalter (9). der
gleichzeitig mit der öffnung des Leistungsschalters (12) geschlossen wird und der einen Widerstand (8)
mit den Klemmen des Generators (6) verbindet.
3. Schutzeinrichtung nach Anspruch !, gekennzeichnet durch eine Vergleichseinrichtung (27), die
einen der Frequenz Jes Generators proportionalen Wert mit einem vor Eintreten des Netzfehlers in
einem Speicher (23) gespeicherten, der Netzfrequenz proportionalen Wert vergleicht und daß dieser
Vergleichseinrichtung ein Integrator (26) nachgeschaltet ist.
4. Schutzeinrichtung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsschalter (9)
aus zwei zueinander in Reihe geschalteten Schaltern besteht, von denen einer für eine schnelle Einschaltung
und der andere für eine schnelle Ausschaltung ausgebildet ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742415448 DE2415448C3 (de) | 1974-03-29 | Schutzeinrichtung für einen Turbosatz gegen Überlastung beim Abschalten von Netzkurzschlüssen | |
FR7503402A FR2266343B1 (de) | 1974-03-29 | 1975-02-04 | |
US05/557,606 US3976917A (en) | 1974-03-29 | 1975-03-12 | Protection device for a power plant to prevent overloading in the event of short circuits |
GB10865/75A GB1500370A (en) | 1974-03-29 | 1975-03-14 | Arrangement for protecting a turbo-set from overloading due to a fault in an associated electrical system |
CH361275A CH582964A5 (de) | 1974-03-29 | 1975-03-20 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742415448 DE2415448C3 (de) | 1974-03-29 | Schutzeinrichtung für einen Turbosatz gegen Überlastung beim Abschalten von Netzkurzschlüssen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2415448A1 DE2415448A1 (de) | 1975-10-02 |
DE2415448B2 true DE2415448B2 (de) | 1976-01-29 |
DE2415448C3 DE2415448C3 (de) | 1976-09-09 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2914322A1 (de) * | 1979-04-09 | 1980-10-30 | Seg Verwaltungsgesellschaft Mb | Verfahren zur ueberwachung und sicherung von synchronmaschinen |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2914322A1 (de) * | 1979-04-09 | 1980-10-30 | Seg Verwaltungsgesellschaft Mb | Verfahren zur ueberwachung und sicherung von synchronmaschinen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH582964A5 (de) | 1976-12-15 |
GB1500370A (en) | 1978-02-08 |
DE2415448A1 (de) | 1975-10-02 |
FR2266343B1 (de) | 1978-12-29 |
FR2266343A1 (de) | 1975-10-24 |
US3976917A (en) | 1976-08-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EF | Willingness to grant licences | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |