DE411969C

DE411969C - Device for connecting zero point chokes to three-phase networks

Info

Publication number: DE411969C
Application number: DEA38907D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1922-11-26
Filing date: 1922-11-26
Publication date: 1925-04-08

Description

Um Nullpunktsdrosselspulen an Dreiphasennetze anzuschließen, welche keinen anzapfbaren Nullpunkt besitzen, kann man einen solchen Nullpunkt künstlich dadurch schaffen, g daß man an das Dreiphasennetz eine in Stern geschaltete Hilfsdrosselspule mit herausgeführtem Nullpunkt legt. Die zum Erdschluß dienende Nullpunktsdrosselspule wird dann an den Nullpunkt der Hilfsdrosselspule angeschlossen. Diese Hilfseinrichtung hat aber den Nachteil, im Erdschlußfalle Störungen anderer Art hervorzurufen, indem unter AVirkung des die Einrichtung durchfließenden Stromes der Nullpunktsdrosselspule in ihr einTo connect zero point chokes to three-phase networks that cannot be tapped Own zero point, one can artificially create such a zero point by g that you connect a star-connected auxiliary choke coil to the three-phase network with a Sets the zero point. The zero point choke coil used for the earth fault is then connected to the zero point of the auxiliary choke coil. This auxiliary device, however, has the disadvantage of causing other types of interference in the event of an earth fault, in that under Aeffect of the current flowing through the device from the zero point choke coil

_t- starker Streufluß erzeugt wird, welcher von Joch zu Joch verläuft. Jede der drei Wicklungen der Hilfsdrosselspule führt nämlich im Erdschlußfalle ein Drittel desjenigen Stromes, welcher die Nullpunktsdrosselspule durchfließt. Die Stromrichtung in den Phasenwicklungen der Hilfsdrosselspule ist nun aber eine solche, daß alle drei Kerne von den Jochen aus gesehen in gleichem Sinne magnetisiert werden, so daß in jedem eisengeschlossenen Magnetkreis der Drosselspule die Summe der magnetomotorischen Kräfte gleich Null ist. Die beiden Joche werden demnach durch die richtungs- und phasengleichen Amperewindungen der drei Kerne j polarisiert, und es tritt ein von Joch zu Joch gehender Streufluß auf, dessen Stärke davon abhängt, ob sich in der Nähe der Hilfsdrosselspule eisenhaltige Körper befinden oder nicht. Es ist bekannt, derartige an die Netzleiter _t - strong leakage flux is generated, which runs from yoke to yoke. Each of the three windings of the auxiliary choke coil carries a third of the current that flows through the zero point choke coil in the event of a ground fault. The current direction in the phase windings of the auxiliary choke coil is such that all three cores are magnetized in the same sense as seen from the yokes, so that in every iron-closed magnetic circuit of the choke coil the sum of the magnetomotive forces is zero. The two yokes are accordingly polarized by the ampere turns of the three cores j in the same direction and phase, and a leakage flux occurs from yoke to yoke, the strength of which depends on whether or not there are ferrous bodies in the vicinity of the auxiliary choke coil. It is known such to the power line

.-!5 angeschlossene, in wStern geschaltete Drosselspulen unmittelbar, also ohne Anschluß von Nullpunktsdrosselspulen als Erdschlußschutz zu verwenden, indem man ihren Nullpunkt direkt erdet. Auch dann wird jeder Schenkel von einem Drittel des Erdschlußstromes in der Weise durchflossen, daß sich die drei Schenkel magnetisch in Parallelschaltung befinden und das Feld sich außerhalb der Schenkel von Joch zu Joch schließt. In diesem Falle müssen Einrichtungen getroffen werden, welche die Ausbildung dieses Feldes unterstützen, da es ja die zur Unterdrückung des Erdschlußstromes erforderliche E. M. K. liefert. Eine derartige Einrichtung ist z. B. die Anbringung eines vierten Magnetschenkels, welcher meist unbewickelt ist und lediglich zum Rückschluß des durch den Erdschlußstrom erzeugten Kraftlinienfeldes dient. Im Erdschlußfalle steigt dann die Spannung pro j Wicklungsphase und das Feld pro Schenkel um den y^fachen Betrag gegenüber dem ; Wert bei Normalbetrieb des Netzes.
j Anders ist es, wenn die Drosselspule," wie ! oben erwähnt, nur dazu verwendet wird, den ^; künstlichen Nullpunkt zum Anschluß einer 6q Nullpunktsdrosselpule zu gewinnen. Der vierte Kern ist dann entbehrlich, und die Spannung pro Wicklungsphase bleibt bei Erdschluß die gleiche wie im Normalbetrieb des Netzes. Hier soll sich das durch den Erdschlußstrom in der Hilfsdrosselspule erzeugte Feld nicht ausbilden können, und die Möglichkeit, daß sich dieses Streufeld über magnetische Leiter schließt, soll ausgeschlossen sein..-! 5 connected reactors switched in wstar can be used directly, i.e. without connection of zero point reactors, as earth fault protection by earthing their zero point directly. Even then, each leg is traversed by a third of the earth fault current in such a way that the three legs are magnetically connected in parallel and the field closes from yoke to yoke outside the legs. In this case, devices must be made that support the formation of this field, since it supplies the EMF required to suppress the earth fault current. Such a device is z. B. the attachment of a fourth magnet leg, which is mostly unwound and only serves to infer the line of force field generated by the earth fault current. In the event of an earth fault, the voltage per winding phase and the field per leg then increase by a factor of y ^ times the amount; Value during normal operation of the network.
j It is different, when the choke coil, "as mentioned above, only used ^to;!. winning artificial neutral point for connection of a 6q Nullpunktsdrosselpule The fourth core is then dispensed, and the voltage per winding phase remains the same as earth leakage During normal operation of the network, the field generated by the earth fault current in the auxiliary choke coil should not be able to develop here, and the possibility of this stray field closing via magnetic conductors should be excluded.

Als Leiter des Streuflusses kommen somit auch Konstruktionsteile der Spule selbst,As a conductor of the leakage flux, structural parts of the coil itself are also used,

wie eiserne Schrauben und Bolzen, und auch der eiserne ölkasten in Betracht, wenn die Drosselspule nach Art eines Oltransformators ausgeführt ist. Alle diese vom Streufluß durchsetzten Teile werden aber infolge der in ihnen auftretenden Hysteresis- und Wirbelstromverluste stark erwärmt. Da ferner dieser Streufluß auf das Gefüge des Magnetkernes starke magnetische Kräfte ausübt, wird ίο die Spule dauernd starken Erschütterungen ausgesetzt sein. Die Folge ist ein allmähliches Lockerwerden der Bleche und damit verbunden ein lautes brummendes Geräusch der Drosselspule. Dieser Nachteil der An- ! Ordnung läßt sich durch eine Kompensation I der durch den Strom der Nullpunktsdrossel- j spule im Erdschlußfalle in der Hilfsdrosselspule erzeugten Amperewindungen vermei- j den. Diese Kompensation ist an sich bekannt, j ao indem man entweder die Phasenwicklungen der Hilfsdrosselspule auf jedem Schenkel in j zwei gleiche Teile zerlegt und diese Teile in Zickzackschaltung verbindet oder indem man jeden Schenkel mit einer besonderen Komas pensationswicklung ausrüstet und die Kompensationswicklungen der drei Kerne unter sich in Dreieck schaltet. Wenn dann im Erdschlußfalle die drei Phasenwicklungen der Hilfsdrosselspule von größen- und phasen- : gleichen Strömen parallel durchflossen werden, dann heben sich in der Zickzackschaltung ! die Amperewindungen der Teilwicklungen 1 auf, und bei Verwendung von in Dreieck geschalteten Kompensationswicklungen werden in diesen durch die Ströme der Phasenwicklungen Kompensationsströme induziert, welche das Zustandekommen des erwähnten Streuflusses verhindern. In diesem letztge- ' nannten Falle ist aber die Kompensation keine ^: vollkommene, weil die Kompensationsströme durch Induktion erzeugt werden und deshalb in Phase und Größe mit den induzierenden ■ Strömen nicht genau übereinstimmen können. Eine genauere Art der Kompensation läßt sich erreichen, wenn den zusätzlichen Wick- : hingen die Kompensationsströme durch Lei- ' tung zugeführt werden. ^: like iron screws and bolts, and also the iron oil box into consideration if the choke coil is designed in the manner of an oil transformer. However, all these parts through which the leakage flux passes are strongly heated as a result of the hysteresis and eddy current losses that occur in them. Furthermore, since this leakage flux exerts strong magnetic forces on the structure of the magnetic core, the coil will be constantly exposed to strong vibrations. The result is a gradual loosening of the metal sheets and, associated with this, a loud humming noise from the choke coil. This disadvantage of the! Order can be avoided by compensating I for the ampere turns generated in the auxiliary choke coil by the current of the zero point choke coil in the event of a ground fault. This compensation is known per se, either by dividing the phase windings of the auxiliary choke coil on each leg into two equal parts and connecting these parts in a zigzag connection or by equipping each leg with a special Komas compensation winding and the compensation windings of the three cores under each other switches in triangle. If, in the event of an earth fault, currents of the same magnitude and phase flow through the three phase windings of the auxiliary choke coil in parallel, then the zigzag circuit will lift each other! the ampere turns of the partial windings 1, and when using delta-connected compensation windings, compensation currents are induced in these by the currents of the phase windings, which prevent the occurrence of the mentioned leakage flux. But called in this last-'case, the compensation does ^not: perfect because the compensation currents are generated by induction and therefore may not match exactly in phase and size to the inducing ■ streams. A more precise type of compensation can be achieved if the compensation currents are fed to the additional windings by means of a line. ^:

Es ist demgemäß Gegenstand der Erfin- | dung eine Einrichtung zum Anschluß von ί Nullpunktsdrosselspulen an Dreiphasennetze, { bei denen ein künstlicher Nullpunkt durch j Verwendung einer an das Netz angeschlossenen, in Stern geschalteten Hilfsdrosselspule geschaffen wird, welche mit besonderen Korn- 1 pensationswicklungen versehen ist, wobei erfindungsgemäß zur Kompensation der Streufelder, die im Erdschlußfalle durch den die Phasenwicklungen der Hilfsdrosselspule par- ^! It is accordingly the subject of the invention dung a device for connecting ί zero point choke coils to three-phase networks, {in which an artificial zero point is created by using an auxiliary choke coil connected to the network, connected in star, which is provided with special compensation windings, whereby according to the invention to compensate for the stray fields, which in the event of a ground fault through which the phase windings of the auxiliary inductor coil par- ^!

allel durchfließenden Strom der Nullpunktsdrosselspule entstehen, die Kompensationswicklungen der drei Kerne unter sich und mit der an den Nullpunkt der Hilfsdrosselspule angeschlossenen Nullpunktsdrosselspule in Reihe geschaltet sind. Da nun der zu kompensierende Strom jeder Phasenwicklung ein 6s Drittel des die zugehörige Kompensationswicklung durchfließenden Stromes ist, ist :-.ur vollkommenen Kompensation das Windungsverhältnis der beiden Wicklungen gleich 3 : ι zu wählen. 7»allele current flowing through the zero point choke coil arise, the compensation windings of the three cores below and with the to the zero point of the auxiliary inductor connected zero point choke coils are connected in series. Since now the one to be compensated Current of each phase winding is a 6s third of the associated compensation winding current flowing through is: -. For perfect compensation the turns ratio of the two windings equal to 3: ι to choose. 7 »

Die Erfindung sei an Hand des Ausführungsbeispiels der Abbildung näher erläutert.The invention will be explained in more detail using the exemplary embodiment in the figure.

In der Abbildung bedeutet: η ein Dreiphasennetz, a, b, c in Stern geschaltete Phasenwicklungen der Hilfsdrosselspule t, 0 den Nullpunkt, d, e, f die Kompensationswicklungen, g die Nullpunktsdrosselspuk.In the figure: η means a three-phase network, a, b, c star-connected phase windings of the auxiliary choke coil t, 0 the zero point, d, e, f the compensation windings, g the zero point choke voltage.

Wie aus der Abbildung ersichtlich, sind die Kompensationswicklungen d, e, f unter sich und mit der Nullpunktsdrosselspule g in g₀ Reihe geschaltet. Die ganze Reihe ist an den Nullpunkt 0 der Hilfsdrosselspule t angeschlossen. Da der diese Reihe im Erdschlußfalle durchfließende Strom die drei Wicklungen a, h, c zu gleichen Teilen durchfließt, wird die Windungszahl von d, e und f jeweils gleich einem Drittel der Windungszahl von α bzw. b oder c zn wählen sein, damit die Kompensation der Amperewindungen auf jedem Kern eine vollkommene ist.As can be seen from the figure, the compensation windings d, e, f are connected in series with each other and with the zero point choke coil g in g _0. The whole row is connected to the zero point 0 of the auxiliary choke coil t . Since the current flowing through this series in the event of an earth fault flows through the three windings a, h, c in equal parts, the number of turns of d, e and f will each be equal to one third of the number of turns of α or b or c zn , so that the compensation of the ampere turns on each core is a perfect one.

Claims

P ATENT DISCLAIMERS:

ι. Device for the connection of zero point choke coils to three-phase networks in which an artificial zero point is created by using a in star-connected auxiliary choke coil is created, which is provided with special compensation windings is, characterized in that the phase windings to compensate for the stray fields from the earth fault the auxiliary choke coil, the current flowing through the zero point choke coil is generated in parallel, the compensation windings of the three cores below and with the zero point choke coil connected to the zero point of the auxiliary choke coil are connected in series.

2. Device according to claim 1, characterized in that the number of turns each phase winding to the number of turns of the associated compensation winding behaves like 3: 1.

1 sheet of drawings.