DE2434656A1 - Einschaltsperre fuer generatorschalter - Google Patents
Einschaltsperre fuer generatorschalterInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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- H02H7/22—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 distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
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Description
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Me./dh.
BBC Aktiengesellschaft brown, Boveri & Cie„, Baden (Schweiz)
Die Erfindung betrifft eine Einschaltsperre für Generatorschalter zum Schutz des Schalters bei teilweiser oder vollständiger
Phasenopposition zwischen Netzspannung und Generatorspannung
sowie bei Kurzschluss auf einer der beiden Schalterseiten.
Durch die steigende Leistung der Kraftwerke und die Einheitsleistung der Generatoren vergrössern sich auch die Probleme
der Beherrschung der durch die Hochspannungsapparate (Generator, Schalter, Transformator) fliessenden Kurzschlussströme. Beim
Kurzschlussstrom von 400 KA„W und höher sind durch die auftretenden
elektrodynamischen Kräfte insbesondere die Generatorwicklungsköpfe gefährdet.
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Der Generatorschalter hat in den letzten Jahren mit zunehmender Generatorleistung immer mehr an Bedeutung gewonnen. Zwischen
Generator und Transformator wird ein Schalter aufgestellt, um damit den Eigenbedarf des Kraftwerks auch dann sicherzustellen,
wenn der Generator keine Leistung abgibt. Der Schalter ist
dann ausgeschaltet, und die Eigenbedarfsanlage wird aus dem
Netz versorgte
Der Schalter hat die Aufgabe, beim Anfahren eines Kraftwerks
den mit dem Netz synchronisierten Generator an das Netz zu schalten, Lastabschaltungen durchzuführen und eventuell Kurzschluss.ströme
auszuschalten.
Unbeschadet der Ausführung des Schalters in seiner Leistungsfähigkeit (Leistungsschalter oder Lastschalter), ist eine
Betrachtung der Fehlerfälle, Einschalten auf Kurzschluss und
Phasenoppos.ition, erforderlich. Nun sind diese Fehlerfälle zwar
äusserst unwahrscheinlich, trotzdem aber in Betracht zu ziehen,
weil die Sicherstellung der elektrischen Energie vor allem den Vorrang hat.
Aufgabe der eingebauten Leistungsschalter ist es, in allen
Fehlerfällen sofort abzuschalten. Die zum Schutz für die Feststellung eines Fehlers benötigte Zeit sowie die mechanische Eigenzeit des Schalters bedingen nun, dass ein Fehler
frühestens nach etwa 50 ms abgeschaltet werden kann. Die
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grösste elektrodynamische Beanspruchung des Generators tritt
aber bereits in der ersten Stromhalbwelle auf und kein Schalter ist in der Lage, den Generator vor dieser Beanspruchung zu
schützen. Bei Grössgeneratoren besteht jedoch die Gefahr, dass sie bei vollem Kurzschlussstrom durch diese Kraftwirkungen
beschädigt werden. Ein längerer Betriebsausfall wäre die unvermeidliche £Folge. Kurzschlüsse und insbesondere die vor allem
gefährliche Beanspruchung bei Phasenopposition sind daher, soweit irgend möglich,' überhaupt zu vermeiden. Da nun diese
Fehlerfälle an sich zwar sehr selten, aber doch am wahrscheinlichsten gerade im Moment des Zuschaltens des Generators auf
das Netz sind, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, beim Einschalten des Generatorschalters eine zusätzliche Schutzmassnahme
vorzusehen, durch die bei Vorliegen eines Kurzschlusses oder bei Phasenopposition ein Einschalten des
Schalters, verhindert wird und damit der Fehler gar nicht auftritt.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Spannungs-Schwellwertglied,
welches beim Empfang des Einschaltbefehls für den Generatorschalter die Spannungsdifferenz auf beiden Seiten
des Schalters abtastet und die Durchgabe des Einschaltbefehls nur dann veranlasst, wenn diese Spannungsdifferenz einen bestimmten
Wert nicht überschreitet.
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Das Schwellwertglied kann z.B. ein Spannungsrelais mit Ansprechwert
sein.
Wie schon bemerkt, wird die Sicherstellung der elektrischen Energie durch die Sperrung des Schalters bei Einschalten auf
Kurzschluss sowie bei Phasenopposition zwischen Netzspannung und Generatorspannung in keiner Weise beeinträchtigt. Im Gegenteil,
diese Sicherheit wird damit erheblich gesteigert. Das Einlegen des Schalters würde nämlich gerade den Kurzschlusstrom
einleiten, den der Schalter ohnehin wieder ausschalten muss.
Es sei noch erwähnt, dass aus der deutschen Offenlegungsschrxft 1 913 954· ein Verfahren zum Kurzschluss-Schutz eines elektrischen
Arbeitskreises (z.B. einer elektrisch betriebenen Werkstückbearbeitungsmaschine)
bekannt ist, wo beim Einschalten des Arbeitskreises dieser zunächst auf das Vorhandensein eines Kurzschlusses
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geprüft wird, bevor an den Arbeltskreis die Arbeitsspannung
angelegt wird, und der Arbeitskreis nur bei Fehlen eines Kurzschlusses eingeschaltet wird. Abgesehen von der unterschiedlichen
Aufgabenstellung (es geht hier nicht um eine Einschaltsperre für Generatorschalter) liegt ein prinzipieller Unterschied
darin, dass bei der erfindungsgemässen Einrichtung der EinschaltbefehT
auf jeden Fall eingegeben, jedoch nur dann durchgeschaltet wird, wenn die Spannungsdifferenz auf beiden Seiten
des Schalters einen bestimmten Wert nicht überschreitet, während bei der bekannten Anordnung zum Schutz eines Arbeitskreises vor
Kurzschlüssen vor Eingabe des Einschaltbefehls erst geprüft wird, ob eine bestimmte Situation (Kurzschluss) vorliegt, so
dass eine Verzögerung des Einschaltens auch bei Fehlen eines Kurzschlusses eintritt.
Aus Gründen der Zuverlässigkeit ist eine einfache Ausführung der erfindungsgemässen Einschaltsperre unerlässlich, was gemäss
der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Figur erreicht wird.
In der Figur bedeutet G den Generator, U die Generatorspannung, TR den Netztransformator, U1-, die Spannung an dessen Sekundärwicklung.
Die Spannungen U und U_, zu beiden Seiten des Generatorschalters
S, der hier vereinfacht durch steuerbare Kontakte 3,4· dargestellt ist, werden mit Hilfe von Spannungswandlern
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SW auf Werte U und U heruntertransformiert, die zwischen
100 und 4-00 V liegen und für den Betrieb des Spannungsrelais ES geeignet sind. Statt der induktiven Spannungswandler können
natürlich auch kapazitive Spannungsteiler verwendet werden.
Die heruntertransformierten bzw.- geteilten Spannungen- oder
Spannungszeiger - U, und U2 werden den beiden Eingängen des
Spannungsrelais ES zugeführt. ES ist ein Relais mit Ansprechwert (Schwellwert), es spricht also an, wenn die momentane
(vektorielle) Differenz der Spannungszeiger U und U„ einen
bestimmten (vorzugebenden) Schwellwert überschreitet. Somit erfasst ES nicht nur Amplituden-,sondern auch Phasenunterschiede
von U und U-.
Der Spannungs unterschied zwischen U.. und U- wird natürlich
besonders gross bei Phasenopposition zwischen U und U_ (U1= -^)
sowie ^
bei.Kurzschluss auf einer der beiden Seiten des Schalters S,
wenn also entweder U (und somit Un) oder U_ (und somit U0)
g 1 Γ L
Null wird. Für diese Schaltfälle wird der Ansprechwert des Spannungsrelais ES überschritten, und'die Relaiskontakte 1,2
werden unterbrochen. Ein Einschaltbefehl ESB gelangt daher nicht zum Steuerblock St, und der Generatorschalter stellt
keine Verbindung zwischen Generator G und Netztransformator T her. Liegt dagegen ein Kurzschluss oder eine Phasenopposition
nicht vor, so erreicht die Spannungsdifferenz am Relais ES nicht
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den Ansprechwert, so dass die Kontakte 1,2 geschlossen sind; wird jetzt ein Einschaltbefehl ESB abgegeben, so gelangt er
auf die Einschaltspule ESp des Steuerblocks St, und der Steuerblock veranlasst die Schliessung der Kontakte 3,^ des hier nur
vereinfacht gezeigten Generatorschalters S, womit die Verbindung zwischen Generator G und Transformator Tr hergestellt ist.
Somit verhindert die oben beschriebene Einrichtung das Einschalten
des Generatorschalters bei Phasenopposition und Kurzschluss, erlaubt jedoch bei Nichtvorliegen dieser Schaltfälle
eine sofortige Weiterleitung des Einschaltbefehls ohne vorherige Prüfung des Schaltzustandes.
Falls zwischen Netz- und Generatorspannung nennenswerte Frequenzunterschiede
auftreten können, empfiehlt es sich, den Einschaltbefehl mittels eines Verzögerungsgliedes erst nach
einer vorgegebenen Wartezeit abzugeben, und zwar dann, wenn nach Ablauf dieser Zeit die besagte Spannungsdifferenz zu
beiden Seiten des Schwellwertgliedes den bestimmten Wert nicht überschreitet.
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Claims (5)
1. Einschaltsperre für Generatorschalter zum Schutz des Schalters bei Phasenopposition zwischen Netzspannung und Generatorspannung
sowie bei Kurzschluss auf einer der beiden Schalterzeiten, gekennzeichnet durch ein Spannungs-Schwellwertglied
(ES), welches beim Empfang des Einschaltbefehls (ESB) die Spannungsdifferenz auf beiden Seiten des Schalters
(S) abtastet und die Durchgabe des Einschaltbefehls (ESB) nur dann veranlasst, wenn diese Spannungsdifferenz
einen bestimmten Wert nicht überschreitet.
2. Einschaltsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Spannungs-Schwellwertglied ein Spannungsrelais (ES) mit Ansprechwert ist.
3. Einschaltsperre nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Netzspannung (tu) und die Generatorspannung (U ) vor Zuführung an das Schwellwertglied(ES)
in verkleinertem Masstab analog abgebildet werden.
4. Einschaltsperre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
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dass die Verkleinerung aurch Spannungsheruntersetzung mittels induktiver Wandler (SW) erfolgt.
5. Einschaltsperre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verkleinerung mit Hilfe kapazitiver Spannungsteiler erzielt wird.
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.
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Le
erseite
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8131 | Rejection |