DE2712975A1 - PROCESS FOR ACHIEVING 100% STATOR EARTH PROTECTION FOR GENERATORS IN BLOCK CONNECTION - Google Patents
PROCESS FOR ACHIEVING 100% STATOR EARTH PROTECTION FOR GENERATORS IN BLOCK CONNECTIONInfo
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Description
W 2975W 2975
Me/CaMe / Ca
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Switzerland)
Verfahren zur Erzielung eines lOO^-Statorerdschlusschutzes für Generatoren in Blockschaltung. Process for achieving 100 ^ stator earth fault protection for generators in block connection .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzielung eines 100%-Statorerdschlusschutzes für Generatoren in Blockschaltung, wobei durch eine Spannungsmessung zwischen dem Sternpunkt des Generators und der Erde 95 % der Wicklungslänge, von der Klemme zum Sternpunkt hin gemessen, geschützt werden und zwecks schutztechnischer Erfassung auch noch der restlichen 5 % der Sternpunkt im Betrieb mit einer Verlagerungsspannung gegen Erde verlagert wird, bei welchem Verfahren ferner die Verlagerungsspannung eine betriebsfrequente Spannung ist.The invention relates to a method for achieving 100% stator earth fault protection for generators in a block circuit, with 95 % of the winding length measured from the terminal to the neutral point being measured by a voltage measurement between the neutral point of the generator and the earth, and also for the purpose of protection-related detection the remaining 5 % of the star point is shifted to earth during operation with a displacement voltage, in which method the displacement voltage is also an operating-frequency voltage.
Derartige Verfahren gehören zum Stand der Technik. Dabei bestimmt die Wahl der Verlagerungsspannung Uv das Messprinzip und damit auch die Zuverlässigkeit der Schutzeinrichtung. Bis heute werden hauptsächlich zwei verschiedene Verlagerungsverfahren verwendet:Such methods belong to the state of the art. The choice of the zero sequence voltage Uv determines the measuring principle and thus also the reliability of the protective device. To date, there are mainly two different ones Relocation method used:
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a) Uv ist eine betriebsfrequente Spannung (50 oder 60 FIz). Wegen der vorhandenen betriebsfrequenten Störungen über den Erdungswiderstand wird Uv zu 15 % der Phasenspannung gewählt. Der Vorteil des Verfahrens liegt in der billigen Erzeugung der Verlagerungsspannung Uv mittels Ableitung vom Wechselstromnetz. Es hat aber auch Nachteile, insbesondere eine grosse Verlagerungsamplitude, und somit schwere und teure Verlagerungswandler.a) Uv is an operating-frequency voltage (50 or 60 FIz). Because of the existing operating-frequency interference via the earth resistance, Uv is selected to be 15 % of the phase voltage. The advantage of the method lies in the cheap generation of the zero sequence voltage Uv by deriving it from the alternating current network. However, it also has disadvantages, in particular a large displacement amplitude, and thus heavy and expensive displacement transducers.
b) Uv ist eine Spannung mit einer von der Betriebsfrequenz abweichenden Frequenz. Um den Einfluss der Generator-Erde-Kapazität niedrig zu halten, wird dabei die Frequenz zwischen 10 und 20 Hz gewählt. Die Methode hat den Vorteil, dass die Messung in hohem Grade von Störgrössen unabhängig ist, so dass die Amplitude von Uv sehr niedrig gewählt werden kann. Als Nachteil fällt jedoch ins Gewicht, dass die Erzeugung der Verlagerungsspannung Uv einen teueren Verstärker erfordert. Tritt wider Erwarten einmal die gewählte Frequenz im Generator-Nullpfad auf, so würde das Relais falsch ansprechen.b) Uv is a voltage with one of the operating frequency different frequency. In order to keep the influence of the generator-earth capacity low, the frequency chosen between 10 and 20 Hz. The method has the advantage that the measurement of disturbance variables is high is independent, so that the amplitude of Uv can be chosen to be very low. As a disadvantage falls However, it is important that the generation of the zero sequence voltage Uv requires an expensive amplifier. Kick contrary to expectations, once the selected frequency in the generator neutral path occurs, the relay would respond incorrectly.
Um dies zu vermeiden, wird die niederfrequente Uv noch zusätzlich über die Zeit codiert (z.B. einige Perioden lang durchgelassen, einige Perioden lang gesperrt). Durch die Codierung wird zwar eine Fehlauslöcung vermieden, es entsteht aber wiederum der Nachteil, dass das Relais beim Auftreten einer Störspannung mit derTo avoid this, the low-frequency Uv is also coded over time (e.g. a few periods allowed through for a long time, blocked for a few periods). The coding avoids false triggering, but there is again the disadvantage that the relay with the occurrence of an interference voltage with the
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Uv-Freque-jnz blockiert wird, d.h. im Falle eines Fehlers funktionsunfähig wird.Uv-Freque-jnz is blocked, i.e. in the event of an error becomes inoperable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Lösungen zu vermeiden und ihre Vorteile zu kombinieren. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Phase der betriebsfrequenten Verlagerungsspannung im Sinne einer Phasenschwingung dauernd zwischen zwei Lagen hin- und hergeschaltet wird. In der Regel sind diese Lagen zueinander gegenphasig.The invention is based on the object of avoiding the disadvantages of the known solutions and combining their advantages. According to the invention, this is achieved in that the phase of the operating-frequency displacement voltage in the sense of a phase oscillation between two layers is switched back and forth. As a rule, these layers are out of phase with one another.
Die Erfindung sei jetzt anhand der Figuren näher erläutert. Fig. 1 zeigt das bekannte Prinzip einer einfachen Spannungsmessung zwischen dem Sternpunkt des Generators und Erde, wobei(ohne Anwendung einer Verlagerungsspannung) 95 % der Wicklungslänge, von der Klemme zum Sternpunkt hin gemessen, geschützt werden. Mittels der Verlagerungspannung Uv, zugeführt über den Wandler W, wird der Sternpunkt gegen Erde verlagert, und somit werden die restlichen 5 % ebenfalls noch schutztechnisch erfasst. E ist der Erdungswiderstand, U -z- bedeutet die maximale Spannungsmessung.The invention will now be explained in more detail with reference to the figures. 1 shows the known principle of a simple voltage measurement between the neutral point of the generator and earth, with 95 % of the winding length measured from the terminal to the neutral point being protected (without using a displacement voltage). By means of the displacement voltage Uv, supplied via the converter W, the star point is shifted to earth, and thus the remaining 5 % are also recorded in terms of protection. E is the earth resistance, U -z- means the maximum voltage measurement.
In Fig. 2 ist das Funktionsprinzip des erfindungsgemäss für die Erzeugung der Verlagerungsspannung vorgeschlagenen Phasenschwingelementes dargestellt. Das Schutzobjekt (hier ein Netz 1) wird über einen Begrenzungswiderstand 2 mitIn Fig. 2, the functional principle of the invention is shown for the generation of the displacement voltage proposed phase oscillating element. The protected object (here a network 1) is connected via a limiting resistor 2
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Hilfe des Wandlers 3 gegen Erde verlagert. Die Verlagerungsspannung Uv wird einer betriebsfrequenten Quelle 4 entnommen. Der Verlagerungswandler 3 besitzt zwei Primärwicklungen 5 und 6, die sich entsprechend über die zwei Triacs 7 und 8 an die Quelle 4 anschliessen lassen. Ein Oszillator 9 öffnet abwechselnd die Triacs 7 und 8 mit einer Frequenz l/t.. , so dass die Verlagerungsspannung Uv ihre Phasenlage mit der gleichen Frequenz immer wieder umdreht. Inv ist ein Inverter zur Erzielung der richtigen Steuersignalphasen. In Fig. 3 sind die zvjei Phasenlagen von Uv mit Uv und Uv bezeichnet. Bei einem Isolationsfehler im Schutzobjekt 1 fliesst ein von Uv herrührender Strom Iv (Iv,, Iv in Fig. 3) durch den Begrenzungswiderstand 2 und erzeugt dort einen Spannungsabfall. Dieser Spannungsabfall wird über den Isolierwandler 12 (Fig. 2) dem Multiplikator 11 am Eingang χ zugeführt. Am Multiplikatoreingang y steht als Referenzsignal die Spannung Uv selbst. Um Rückwirkungen von Störströmen über die Impedanzen des Verlagerungswandlers zu vermeiden, kann das Referenzsignal auch separat synchron erzeugt werden. Dies ist in Fig. 2 der Fall, wo der Referenzsignalgenerator mit dem Oszillator in einem einzigen Block 9 dargestellt ist. Der Messtrom durch den Widerstand 2 besteht aus einem Nutzsignal Iv und aus einem undefinierbaren Störsignal Is. Is kann beliebige Frequenz, Phasenlage und in gewissen Grenzen auch Amplituden besitzen. Das Produkt am Ausgang des Multiplikators 11 lautet B ~ Uv χ (Iv + Is) = uv . Iv + uv - is 609836/0490 Relocated to earth using the converter 3. The displacement voltage Uv is taken from a source 4 with an operating frequency. The displacement converter 3 has two primary windings 5 and 6, which can be connected to the source 4 via the two triacs 7 and 8. An oscillator 9 alternately opens the triacs 7 and 8 with a frequency l / t .. , so that the displacement voltage Uv reverses its phase position again and again with the same frequency. Inv is an inverter for achieving the correct control signal phases. In FIG. 3, the two phase positions of Uv are denoted by Uv and Uv. In the event of an insulation fault in the protected object 1, a current Iv (Iv 1, Iv in FIG. 3) originating from Uv flows through the limiting resistor 2 and generates a voltage drop there. This voltage drop is fed to the multiplier 11 at the input χ via the isolating converter 12 (FIG. 2). The voltage Uv itself is the reference signal at the multiplier input y. In order to avoid repercussions of interference currents via the impedances of the displacement converter, the reference signal can also be generated separately and synchronously. This is the case in FIG. 2, where the reference signal generator with the oscillator is shown in a single block 9. The measurement current through the resistor 2 consists of a useful signal Iv and an indefinable interference signal Is. Is can have any frequency, phase position and, within certain limits, also amplitudes. The product at the output of the multiplier 11 is B ~ Uv χ (Iv + Is) = uv. Iv + uv - is 609836/0490
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Der Anteil U'vls ist bei Integration über eine beliebig lange Zeit tg gleich Null. Damit gibt es am Widerstand 2 eine Unterscheidungsmöglichkeit zwischen dem Nutzstrom Iv, der nur bei einem Fehler fliessen kann, und allen möglichen Störströmen Is. Die Integration erfolgt am Filter 13.The proportion of U'vls is for any length of time with integration Time tg is zero. This means that there is a possibility of differentiation at resistor 2 between the useful current Iv, which can only flow in the event of a fault, and all possible interference currents Is. The integration takes place at the filter 13.
Bei einem Ifersuchsprototyp wurden folgende Werte als günstig befunden:In a test prototype, the following values were used as found favorable:
Uv = 2 % der NetzphasenspannungUv = 2 % of the line phase voltage
t, = 60 ms, wobei die Triacs nur ^5 ms lang gezündet
werden, die übrigen 15 ms dienen als Sicherheitszeit, um gleichzeitiges Zünden beider Triacs durch
Störströme zu vermeiden
13 = Filter 12. Ordnung ('v50 dB)t, = 60 ms, whereby the triacs are only fired for ^ 5 ms, the remaining 15 ms serve as a safety time to avoid simultaneous firing of both triacs due to interference currents
13 = 12th order filter ('v50 dB)
Fig. k zeigt den Anschluss des Phasenschwingelementes an die Blockschaltung 1 Generator-Transformator. Die Verlagerung geschieht über das offene Dreieck Spannungswandler lH mit ungefähr 2 % der Phasenspannung. Bei einem Erdfehler, z.B. an der Stelle 15> sinkt die Impedanz der Sekundärseite des Spannungswandlers so tief, dass der Nutzstrom Iv über den Widerstand 2 fliessen und dort gemessen werden kann. Sämtliche Störströme durch den Widerstand 2 einschliesslich derjenigen, die durch den Erdschluss selbst hervorgerufen werden, sind durch die Art der Messmethode ausgesiebt.FIG. K shows the connection of the phase oscillating element to the block circuit 1 generator-transformer. The shift takes place via the open triangle voltage transformer 1H with approximately 2 % of the phase voltage. In the event of an earth fault, for example at point 15>, the impedance of the secondary side of the voltage transformer drops so low that the useful current Iv flows through resistor 2 and can be measured there. All interference currents through resistor 2, including those caused by the earth fault itself, are filtered out by the type of measurement method.
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Um den SchaPtungsaufwand des Multiplikators und des darauf folgenden Filters in Grenzen zu halten, kann ab If = 0,5 · Ifmax auf eine einfache betriebsfrequente Messung nach Art des normalen 95#~Statorerdschlusschut2es umgeschaltet werden, wobei If (Fig. ^l) der Fehlerstrom nach Erde ist.About the cost of creating the multiplier and the one on it To keep the following filter within limits, from If = 0.5Ifmax, a simple operating-frequency measurement according to Art of the normal 95 # stator earth fault protection, where If (Fig. ^ l) is the fault current to earth.
Die bei der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Lösung verwendete, in der Phase variierende Verlagerungsspannung Uv kombiniert die Vorteile beider oben erwähnten, konventionellen Methoden a und b. Die Verlagerungsspannung Uv ist betriebsfrequent und kann leicht erzeugt werden, was auch bei der Methode a der Fall ist. Andererseits kann die Amplitude von Uv in Uebereinstimmung mit Methode b relativ klein gemacht werden.The solution used in the solution proposed according to the invention displacement voltage Uv varying in phase combines the advantages of both conventional ones mentioned above Methods a and b. The displacement voltage Uv is operating frequency and can easily be generated, which is also the case with the Method a is the case. On the other hand, the amplitude of Uv can be made relatively small in accordance with method b will.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT401442B (en) * | 1993-06-18 | 1996-09-25 | Elin Energieversorgung | DEVICE FOR PROTECTING THE STAND STANDING FROM A SYNCHRONOUS MACHINE |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1463574B1 (en) * | 1964-01-18 | 1970-06-04 | Siemens Ag | Earth fault protection device for alternating or three-phase systems that are galvanically separated from the mains |
-
1977
- 1977-03-01 CH CH254777A patent/CH615536A5/en not_active IP Right Cessation
- 1977-03-24 DE DE19772712975 patent/DE2712975A1/en active Granted
-
1978
- 1978-02-13 GB GB5678/78A patent/GB1601235A/en not_active Expired
- 1978-02-20 SE SE7801944A patent/SE424031B/en not_active IP Right Cessation
- 1978-02-20 FI FI780550A patent/FI67977C/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1463574B1 (en) * | 1964-01-18 | 1970-06-04 | Siemens Ag | Earth fault protection device for alternating or three-phase systems that are galvanically separated from the mains |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DE-B.: Kl.Götte u.a. Taschenbuch Betriebs- meßtechnik, 1.Aufl., 1974, VEB-Verlag Technik Berlin * |
DE-B.: Kl.G�tte u.a. Taschenbuch Betriebs- me�technik, 1.Aufl., 1974, VEB-Verlag Technik Berlin * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT401442B (en) * | 1993-06-18 | 1996-09-25 | Elin Energieversorgung | DEVICE FOR PROTECTING THE STAND STANDING FROM A SYNCHRONOUS MACHINE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1601235A (en) | 1981-10-28 |
FI67977C (en) | 1985-06-10 |
CH615536A5 (en) | 1980-01-31 |
FI67977B (en) | 1985-02-28 |
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FI780550A (en) | 1978-09-02 |
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SE7801944L (en) | 1978-09-02 |
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