DE2446111C3

DE2446111C3 - Device for protecting electrical three-phase machines against overload by inverse currents

Info

Publication number: DE2446111C3
Application number: DE19742446111
Authority: DE
Inventors: Robert Ing.(Grad.) Brehler; Hans-Joerg Ing.(Grad.) Nuesslin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-09-26
Filing date: 1974-09-26
Publication date: 1978-04-20
Also published as: DE2446111B2; JPS5523395B2; JPS5163664A; DE2446111A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz von an ein unsymmetrisch belastetes Netz angeschlossenen elektrischen Drehfeldmaschinen gegen Überlastung durch Inversströme unter Anwendung des Prinzips der Messung von Inversströmen mittels einer von einem Drehstrommotor angetriebenen Drehstromschleifringläufermaschine mit einem diesem läuferseitig nachgeschalteten auf doppelte Netzfrequenz abgestimmten Filter.The invention relates to a device for protecting those connected to an asymmetrically loaded network electrical induction machines against overload by inverse currents using the principle of Measurement of inverse currents by means of a three-phase slip ring machine driven by a three-phase motor with a downstream rotor side tuned to double the mains frequency Filter.

Die Ströme und Spannungen in unsymmetrisch belasteten Netzen lassen sich in symmetrische Komponenten zerlegen, nämlich in ein Mitsystem, ein Gegensystem und ein Nullsystem. Die Ströme des Gegensystems werden als Inversströme bezeichnet.The currents and voltages in asymmetrically loaded networks can be broken down into symmetrical components break it down, namely into a positive system, a negative system and a zero system. The currents of the Negative system are known as inverse currents.

Es ist bekannt, mit Hilfe einer Drehstrom-Schleifringläufermaschine als Meßmaschine, die ständerseitig mit dem zu untersuchenden unsymmetrisch belasteten Netz und läuferseitig mechanisch mit einem Drehstromsynchronmotor gekuppelt ist, die bei einer Schieflast durch das Gegendrehfeld erzeugte Gegenspannung zu erfassen. Da die Frenquenz der Gegenspannung gleich der gekoppelten Netzfrequenz ist, wird der Meßmaschine ein auf die doppelte Netzfrequenz abgestimmtes Filter nachgeschaltet (ATM-Blatt V 337-1, August 1965, Seite 173).It is known to use a three-phase slip ring machine as a measuring machine, the stator side with the asymmetrically loaded network to be examined and is mechanically coupled to a three-phase synchronous motor on the rotor side, which cuts through in the event of an unbalanced load to detect the counter voltage generated by the counter rotating field. Since the frequency of the counter voltage is equal to the coupled mains frequency, the measuring machine is fitted with a filter that is matched to twice the mains frequency downstream (ATM sheet V 337-1, August 1965, page 173).

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, eine Überlastung einer an ein unsymmetrisch belastetes Netz angeschlossenen Drehfeldmaschine durch Inversströme auszuschließen.The invention is based on the task of creating a device that enables a Overloading of an induction machine connected to an asymmetrically loaded network due to inverse currents to exclude.

According to the invention this object is achieved

gelöst, daß der Drehstrommotor die Drehstromschleifringläufermaschine antreibt, der ständerseitig an in den drei Phasen des die Drehfeldmaschine speisenden Netzabschnittes angeordneten Stromwandlern angeschlossen ist, und daß der Ausgang des Filters über einen Multiplikator mit diner die thermische Zeitkonstante der Wicklung der Drehfeldmaschine nachbildenden Schaltungsanordnung verbunden ist, an deren Ausgang je ein Grenzwertmelder zur Auslösung eines Warnsignals oder einer Abschaltung der Drehfeldmaschine angeschlossen istsolved that the three-phase motor, the three-phase slip ring machine that drives the stator side in the three phases of the one that feeds the induction machine Network section arranged current transformers is connected, and that the output of the filter via a Multiplier with diner simulating the thermal time constant of the winding of the induction machine Circuit arrangement is connected, at the output of which a limit indicator for triggering a warning signal or a shutdown of the induction machine is connected

An Hand eines; in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutertOn the basis of one; In the embodiment shown in the drawing, the invention is described below explained in more detail

An ein auf Schiellast zu überwachendes Drehstromnetz ist die StändcTwicklung einer Drehstrom^chleifringläufermaschine t als Meßmaschine angeschlossen. Der Läufer der Meßmaschine wird von einem Drehstrommotor 2, der aus einem Hilfsnetz gespeist wird, derart angetrieben, daß in der Läuferwicklung der Meßmaschine bei einem reinen Rechtsdrehfeld die Spannung Null induziert wird. Tritt in dem zu messenden Netz eine Schieflast auf, dann bildet sich neben dem Rechtsdrehfeld auch ein Linksdrehfeld aus. Dieses Linksdrehfeld Widuziert in der Schleifringwicklung der Meßmaschine eine dem Inversstrom proportionale Spannung mit der doppelten Netzfrequenz. Die Höhe dieser Spannung ist eine der Schieflast proportionale Größe. Die Ausgangsspannung der Meßmaschine wird über eine Anpaßschaltung 3 einem Filter 4 zugeführt das auf die doppelte Netzfrequenz abgestimmt ist. Dadurch werden die Oberschwingungen ausgefiltert Ein hinter dem Filter unter Zwischenschaltung eines Kondensators 5 angeschlossenes Voltmeter 6 zeigt den Mittelwert der Schieflast an. Der Kondensator 5 verhindert das Fließen eines Gleichstromes.The steady winding of a three-phase slip-ring machine is attached to a three-phase network that is to be monitored for shear load t connected as a measuring machine. The rotor of the measuring machine is fed by a three-phase motor 2, which is fed from an auxiliary network is driven in such a way that in the rotor winding of the measuring machine with a pure clockwise rotating field the Voltage zero is induced. If an unbalanced load occurs in the network to be measured, then it is formed In addition to the clockwise rotating field, there is also a counterclockwise rotating field. This counterclockwise rotating field is reduced in the slip ring winding the measuring machine a voltage proportional to the inverse current with twice the mains frequency. the The level of this voltage is a quantity proportional to the unbalanced load. The output voltage of the measuring machine is fed via an adapter circuit 3 to a filter 4 which is tuned to twice the line frequency is. This filters out the harmonics A voltmeter 6 connected to a capacitor 5 shows the mean value of the unbalanced load. The condenser 5 prevents the flow of a direct current.

Wird als Antriebsmotor ein Asynchronmotor eingesetzt so ist wegen dies Schlupfes des Antriebsmotors eine Korrektur erforderlich, damit die Spannung der Meßmaschine bei reinem Rechtsdrehfeld Null wird. Aus demselben Grund muß auch die Abstimmung des Filters 4 korrigiert werden.An asynchronous motor is used as the drive motor so a correction is necessary because of this slip of the drive motor so that the tension of the Measuring machine becomes zero with a pure clockwise rotating field. For the same reason, the tuning of the filter 4 must be corrected.

Zum Schutz von elektrischen Maschinen gegen Überlastung durch Inversströme wird die Meßmaschine an drei in den den Drehstrommotor 2 mit dem Netz verbindenden Zuleitungen angeordnete Stromwandler angeschlossen und dem Filter 4 ein Multiplikator 7 nachgeschaltet, dessen Ausgangssignal dem Quadrat des Inversstromes proportional ist. Dieses Signal wird über eine Schaltungsanordnung 8, die die Erwärmungsund AbkühlungsveThältnisse der Drehfeldmaschine nachbildet, an zwei Grenzwertmelder 9, 10 geleitet, deren Ansprechwerle so gewählt sind, daß der eine ein Warnsignal und der andere eine Abschaltung der Drehfeldmaschine auslöst.To protect electrical machines against overloading through inverse currents, the measuring machine to three current transformers arranged in the supply lines connecting the three-phase motor 2 to the network connected and the filter 4 is followed by a multiplier 7, the output signal of which is the square is proportional to the inverse current. This signal is via a circuit arrangement 8, which the heating and Mimicking the cooling conditions of the induction machine, sent to two limit indicators 9, 10, whose response values are chosen so that one a warning signal and the other a shutdown of the Induction machine triggers.

An Stelle der Grenzwertmelder 9, 10 oder zusätzlich zu diesen kann ein Anpaßglied 11 an die Schaltungsanordnung 8 angeschlossen werden, deren Ausgangssignal zur Begrenzung einer für die elektrische Drehfeldmaschine vorgesehenen Regeleinrichtung verwendet wird. Auf diese Weise wird die elektrische Drehfeldmaschine in Abhängigkeit von den Inversströmen thermisch entlastet.Instead of the limit indicators 9, 10 or in addition to these, an adapter 11 can be attached to the circuit arrangement 8 can be connected, the output signal of which is used to limit one for the electric induction machine intended control device is used. In this way the electric induction machine thermally relieved depending on the inverse currents.

1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for protecting electrical three-phase machines connected to an asymmetrically loaded network against overloading by inverse currents using the principle of measuring inverse currents by means of a three-phase slip-ring machine driven by a three-phase motor with a "downstream filter, tuned to double the network frequency, on the rotor side, characterized in that that the three-phase motor (2) drives the three-phase slip-ring machine (1), which is connected on the stator side to the _{current transformer arranged in the three phases of the three-phase machine, 5} feeding network branch, and that the output of the filter via a multiplier (7) with a thermal zest constant of the Winding of the induction machine simulating circuit arrangement (8) is connected, at the output of which a limit value indicator (9, 10) is connected to trigger a warning signal or to switch off the induction machine.

2. The device for protection "ach claim 1, _2J characterized in that an adapter unit (U) is connected to the output of the circuit arrangement (8) which influences an intended for control of the rotary electric machine device in Siiine a thermal _{relief} 0}