DE456202C - Unsymmetriestromwandler - Google Patents

Description

• Unsymmetriestromwandler. In der Regel treten Fehler in Wechselstromnetzen; in Generatoren, Transformatoren, Motoren usw. dadurch ein, daß eine Phase des Netzes oder Apparates gegen Erde durchschlägt. Man kann diesen Erd- oder Gestellschluß mit Hilfe der bekannten Unsymmetrieschaltung von Stromwandlern erfassen, um zu erreichen, daß der Erdschluß möglichst rasch abgeschaltet wird. Hierdurch wird vermieden, daß er zu einem Kurzschluß ausartet und dadurch größere Zerstörungen im Netz oder an dem betreffenden Apparat hervorruft.
• Bei dieser Unsymmetrieschaltung, wie sie z. B. Abb. i für den Netzschutz darstellt, ist es zweckmäßig, statt der - Verwendung von mehreren Wandlern W., W2 und W3 alle in Betracht kommenden Leiter in bekannter Weise durch einen einzigen Eisenkern hindurchzuführen (Abb.2). In der Sekundärwicklung dieses Wandlers wird ebenso wie bei der Schaltung nach Abb. i im Falle eines Erdschlusses der Unsymmetriestrom fließen -und das hochempfindliche Relais (Tc) zur Auslösung bringen.
• Liegen jedoch bei dieser an sich bekannten Anordnung die Leitungen im Durchführungswandler nicht symmetrisch, so kann bei hohen Leiterströmen, trotzdem die Summe dieser Ströme gleich Null ist, infolge der ungleichmäßigen Kraftlinienverteilung im Eisen, die Abb.2a zeigt, in der Sekundärwicklung ein Strom auftreten und das hochempfindliche Relais fälschlicherweise zum Ansprechen bringen. Dieser Störungsstrom, der durch die ungleichmäßige Verteilung des magnetischen Flusses entsteht und der sich in den alten Anordnungen noch nicht bemerkbar machte, weil einerseits die Relais zii unempfindlich, anderseits die Leiterströme verhältnismäßig klein waren, muß beseitigt werden, da die hohe Empfindlichkeit der neuen Relais und die starken Ströme in modernen Elektrizitätsanlagen eine Maßnahme zur Unterdrückung der unangenehmen Wirkungen dieses Störungsstromes verlangen. Dies geschieht erfindungsgemäß durch die An-,vendung der bei Hochspannungsprüftransformatoren bereits bekannten »Schubwicklung« bei den Stromwandlern. Abb.2b soll die Wirkung der- angemeldeten Erfindung erläutern. Mit A ist die Primärwicklung bezeichnet, die nach Abb. 2a aus Zwei- oder Mehrleitern besteht. Man kann sie aufteilen und durch eine Reihe von in Serie geschalteten Primärwicklungen darstellen. Mit B sind die aufgebrachten Schubwicklungen bezeichnet. Es soll nun nach Abb. 2a beispielsweise in der Wicklung Bi eine größere elektromotorische Kraft als in den übrigen Schubwicklungen dadurch auftreten, daß das Feld im Eisenring an dieser Stelle aus den in Abb. 2a ersichtlichen Gründen stärker ist. Dann muß ein Strom von der Wicklung Bi als Primärwicklung zu den untereinander parallel geschalteten übrigen Schubwicklungen B als Sekundärwicklung fließen. Dadurch werden die letzteren ebenfalls .eine höhere Spannung annehmen müssen, als sie ohne die Wirkung von Bi hätten. Sie werden ferner von einem Strom durchflossen, der eine zusätzliche Eisenmagnetisierung bewirkt, so daß sämtliche Stellen des Eisenquerschnittes von dem gleichen Fluß durchströmt werden müssen. Durch die Schubwicklung wird also eine gleichmäßige Verteilung des Flusses im Eisen dadurch bewirkt, daß die höher induzierte Schubwicklungsspule Magnetisierungsströme durch die übrigen sendet, so daß der überschüssige Fluß der höher belasteten Spule gleichsam zu den übrigen Spulen »hingeschoben« wird.
• Abb. 3 und q. zeigen verschiedene Ausführungsformen der auf den Eisenkern E des Wandlers aufgebrachten Schubwicklung. Nach Abb. 3 sind mehrere Spulen S gleicher Windungszahl auf dem Umfang des Wandlers gleichmäßig verteilt aufgebracht. Die Spulen sind alle parallel geschaltet, d. h. jeder Spulenanfang ist mit dem Anfang der folgenden Spule verbunden und ebenso jedes Ende mit dem der nächstfolgenden Spule. Alle diese Spulen müssen zwangläufig die gleiche elektromotorische Kraft haben. Denn eine Abweichung von dieser elektromotorischen Kraft in einer der Spulen hätte, wie oben erläutert, einen Ausgleichstrom in den anderen Spulen zur Folge, an den wiederum ein Gegenfluß, der ausgleichend auf die Flußverteilung wirkt, gebunden ist. Mithin ist die Entwicklung eines Störungsstromes in der Sekundärwicklung unmöglich. Eine weitere Wicklung über dem Eisenkern liefert den Unsymmetriestrom für das Relais. Die Schubwicklung kann aber auch von vornherein so ausgeführt werden, daß sie die zur Relaisauslösung erforderliche Spannung selbst hergibt, so daß sich das Aufbringen einer besonderen Wicklung für den Unsymmetriestrom erübrigt. Dann wäre das Relais nach Abb. 3 zwischen die Verbindung der Enden und die Verbindung der Anfänge der Schubwicklungsspulen zu legen. Je größer die Anzahl der parallel geschalteten Spulen der Schubwicklung ist, um so vollkommener wird die den Störungsstrom beseitigende Wirkung der Wicklung. Man kann daher nach Abb. q. über den Stromwandlerkern E eine geschlitzte Büchse aus leitendem Metall (z. B. Kupferblech) schieben und erreicht damit die Wirkung einer unendlich großen Anzahl parallel geschalteter Spulen.
• Durch diese und ähnliche Anordnungen der Schubwicklung ist es unmöglich, daß fehlerhafterweise in der Sekundärwicklung ein Strom auftritt, solange die Summe der Leiterströme gleich Null ist, selbst wenn der Stromwandler, z. B. bei Kurzschluß, stark überlastet wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i.
2. Unsymmetriestromwandler, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Eisenkern, durch den die Leiter geführt sind, eine Schubwicklung aufgebracht ist. a: Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubwicklung gleichzeitig als Arbeitswicklung dient.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubwicklung die Form einer den Eisenkern umschließenden metallischen Büchse besitzt.