DE517740C - Protective device for alternators with earthed, possibly artificially produced zero point, which responds in the event of a ground fault in the winding parts of the generator - Google Patents
Protective device for alternators with earthed, possibly artificially produced zero point, which responds in the event of a ground fault in the winding parts of the generatorInfo
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Description
Für den Schutz von Generatoren werden bekannte Einrichtungen verwendet, welche die Abschaltung und Entregung des Generators bezwecken, wenn eine Störungsursache im Stromerzeuger selbst auftritt. Zu den gebräuchlichsten Einrichtungen dieser Art gehört das Schutzsystem nach dem Differentialprinzip, welches sowohl bei Isolationsschäden - der Wicklungsteile untereinander als auch beiFor the protection of generators known devices are used, which the purpose of switching off and de-energizing the generator if a fault is the cause occurs in the generator itself. One of the most common facilities of this type the protection system based on the differential principle, which applies to insulation damage - the winding parts with each other as well as with
xo Körperschluß ansprechen soll. Hierbei ist der Generator, sei es unmittelbar über seinen Nullpunkt oder unter Schaffung eines künstlichen Nullpunktes, geerdet und der Wider- : stand der Erdleitung so bemessen, daß bei Eintritt eines Isolationsfehlers im Generator ein für den Empfindlichkeitsgrad des Systems hinreichender Erdschlußstrom fließt, der die Schutzeinrichtungen zum Ansprechen bringt. Nun muß aber eine sehr hohe Empfindlichkeit vermieden werden, damit das Schutzrelais nicht etwa durch Ursachen betätigt wird, welche die Abschaltung des Generators keinesfalls erfordern. Wenn daher durch Isolationsbeschädigung ein Körperschluß der Generatorwicklung eintritt, so spricht zwar das Differentialrelais sofort an und veranlaßt die. Auslösung des Hauptschalters, gleichzeitig fließt aber über die Fehlerstelle der Wicklung des Generators ein Strom beträchtlicher Stärke, der erhebliche zerstörende Wirkungen zur Folge haben kann, zumal der Lichtbogen an der Fehlerstelle erst erlischt, wenn der Generator entregt und spannungslos geworden ist. Dies erfordert aber bei größeren Maschinen eine Zeit von mehreren Sekünden. Es hat sich nun gezeigt, daß bei einer Zeitdauer des Lichtbogens von 4 Sekunden höchstens ein Erdungsstrom von 15 Amp. zulässig ist, wenn man ernstliche Verbrennungen der Bleche an der Fehlerstelle vermeiden will. Bei Herabminderung dieser Zeitspanne auf 0,4 Sekunden kann man dagegen mindestens den vierfachen Wert der genannten Stromstärke zulassen.xo should address body closure. Here is the generator, be it directly above his Zero point or creating an artificial zero point, grounded and the resistance : stood the earth line dimensioned so that if an insulation fault occurs in the generator a ground fault current that is sufficient for the degree of sensitivity of the system and which the Makes protective devices respond. But now it must have a very high sensitivity be avoided so that the protective relay is not actuated by causes, which do not require the generator to be switched off under any circumstances. If therefore by Insulation damage a short circuit of the generator winding occurs, so speaks the differential relay immediately and causes the. Triggering of the main switch, at the same time however, a more substantial current flows through the fault location in the winding of the generator Strength, which can have significant destructive effects, especially since the arc only goes out at the point of failure, when the generator is de-energized and de-energized. But this is necessary for larger ones Machines a time of several seconds. It has now been shown that in one Duration of the arc of 4 seconds at most a grounding current of 15 amps. is permissible if you avoid serious burns to the sheet metal at the point of failure want. By reducing this time to 0.4 seconds, on the other hand, at least four times the value of allow the amperage mentioned.
Nach der Erfindung sollen nun die Erdungsströme, unmittelbar nachdem sie ihre Hauptfunktion, die Auslösung der Schutzeinrichtung, erfüllt haben, unterbrochen oder auf einen praktisch zulässigen Wert vermindert werden, so daß der Lichtbogen an der Fehlerstelle bereits nach einem Bruchteil einer Sekunde zum Erlöschen gebracht wird. Es geschieht dieses in der Weise, daß bei Betätigung der Schutzeinrichtung nicht nur der Hauptschalter auslöst, sondern mit möglichster Beschleunigung auch ein Schalter inAccording to the invention, the earth currents should now be immediately after their Main function, the triggering of the protective device, have been interrupted or be reduced to a practically permissible value, so that the arc at the Fault location is extinguished after a fraction of a second. It this happens in such a way that when the protective device is actuated, not only the Main switch triggers, but also a switch in with as much acceleration as possible
*)_ Von dem Patenisucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) _ The sponsor seeker stated as the inventor:
Dr. Robert Pohl in Berlin.Dr. Robert Pohl in Berlin.
der Erdleitung zur Auslösung gebracht wird, welcher diese entweder überhaupt unterbricht oder in sie einen zusätzlichen Widerstand einschaltet.the earth line is triggered, which either interrupts it at all or switch on an additional resistor in it.
Gegenüber einer vorbekannten Schutzvorrichtung für elektrische Stromerzeuger, bei welcher beim Ansprechen der Differential-; schutzeinrichtung außer dem Hauptschalter noch ein weiterer Schalter betätigt wird, der ίο die Verkettung der einzelnen Wicklungsphasen des Generators aufhebt, hat die Erfindung den Vorteil, daß ein kleiner einpoliger Schalter verwendet werden kann, der mit größtmöglicher Geschwindigkeit arbeitet und leicht in Verbindung mit dem Erdungswiderstand unterzubringen ist.Compared to a previously known protection device for electrical power generator at which when responding to the differential; protective device except for the main switch yet another switch is operated, which ίο removes the chaining of the individual winding phases of the generator, has the invention the advantage that a small single pole switch can be used that works at the highest possible speed and can be easily accommodated in connection with the earth resistance.
Eine erhebliche Zeitverkürzung beim Ansprechen solcher Erdleitungsschalter nicht nur im Verhältnis zur Abklingzeit der Generatorspannung, sondern sogar im Verhältnis zum Zeitverlust bis zum Auslösen des Hauptschalters ist aber für ein einwandfreies Arbeiten der Schutzeinrichtung wesentlich. Demgegenüber muß bei der bekannten Einrichtung ein dreipoliger Schalter für weit höhere Stromstärken, nämlich die volle Stromstärke des Generators, verwendet werden, der nicht nur eine größere Masse und eine dementsprechende Zeitverzögerung in der Äuslöseperiode bedingt, sondern auch einen besonderen Ölschalter raum in der Schaltanlage erforderlich macht.Not only does this significantly reduce the time it takes to respond to such earth line switches in relation to the decay time of the generator voltage, but even in relation to the Loss of time until the main switch is triggered is essential for proper work the protective device is essential. In contrast, a must in the known device three-pole switch for much higher currents, namely the full current of the Generators, are used, which not only have a larger mass and a corresponding Time delay in the triggering period, but also a special oil switch requires space in the switchgear.
Man hat bereits bei der Nullpunktserdung eines Transformators für einen anderen Zweck, nämlich zum Schütze des Erdungswiderstandes gegen Überlastungen, in den Erdungsstromkreis einen selbsttätigen Schalter eingefügt, der durch den Erdungsstrom selbst gesteuert wird und daher auch bei Erd-Schlüssen im Netz anspricht, sofern der Erdschlußstrom eine bestimmte Höhe und Dauer übersteigt.One has already at the zero point grounding of one transformer for another Purpose, namely to protect the earthing resistance against overloads, in the Grounding circuit inserted an automatic switch, which through the grounding current is controlled by itself and therefore also responds to earth faults in the network, provided that the earth fault current exceeds a certain amount and duration.
Auch mit dieser Einrichtung kann man die durch den Erfindungsgedanken erstrebte Wirkung nicht erzielen, denn bei der neuen Einrichtung soll der Erdungsstrom, unabhängig von seiner Höhe und Dauer, möglichst schnell unterbrochen oder vermindert werden, aber nur dann, wenn er für die Maschine gefahrbringend wird, d. h. wenn ein Isolationsfehler im Generator selbst entstanden ist. Es ist erwünscht bei normalem Betriebszustand der Maschine einen Erdungsstrom zuzulassen, ohne daß dadurch die Erdleitung unterbrochen wird. Dieses ist aber nur möglich, wenn der in die Erdleitung eingefügte Schalter nicht abhängig vom Erdungsstrom selbst, sondern erfindungsgemäß vom Ansprechen des Schutzsystems für den Generator betätigt wird. Die Unterbrechung oder Widerstandserhöhung der Erdleitung soll auch nicht für kurze Zeit erfolgen und nach einigen Sekunden wieder, aufgehoben werden, sondern so lange dauern, bis die Störungsuysachen am Generator beseitigt sind.With this device, too, one can achieve the effect sought after by the idea of the invention not achieve, because with the new facility, the ground current should be independent of its height and duration, be interrupted or reduced as quickly as possible, however only if it becomes dangerous for the machine, d. H. if an insulation fault has occurred in the generator itself. It it is desirable to allow an earthing current with the machine in normal operating condition, without interrupting the earth line. But this is only possible if the Switches inserted in the earth line are not dependent on the earth current itself, but is actuated according to the invention by the response of the protection system for the generator. the Interruption or increase in resistance of the earth line should not be for a short time either take place and after a few seconds are canceled again, but take so long until the malfunction issues on the generator are resolved are.
Aus den erwähnten Gründen bietet natürlich auch der bekannte Einbau eines von Hand zu betätigenden Schalters in die Erdleitung, den man ebenfalls zum Schutz des Erdungswiderstandes versah, keinen Weg für die zeitgerechte Unterbrechung des Erdungsstromes in Rücksicht auf seine örtliche Wirkung auf die Fehlerstelle der Wicklung.For the reasons mentioned, of course, the well-known installation of one of Hand-operated switch in the earth line, which is also used to protect the Earth resistance provided no way for the timely interruption of the earth current in consideration of its local effect on the fault location of the winding.
In der Zeichnung ist das Wesen der Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen erläutert. In beiden Fällen ist der Generator G durch ein Differentialsystem unter Einfügung von Stromwandlern α in die Nullpunktsverbindungen des Generators und b vor dem Hauptschalter HS in bekannter Weise geschützt. Beim Auftreten von Störungen spricht das Schutzrelais DR an und veranlaßt die Auslösung des Hauptschalters HS. Bei Abb. ι ist der Nullpunkt der Generatorwicklung G geerdet, während nach Abb. 2 ein künstlicher Nullpunkt, beispielsweise unter Verwendung einer Drosselspule c, die auch als Zickzackdrossel ausgeführt sein kann, vorgesehen wurde. In beiden Fällen enthält die Erdleitung einen Widerstand d. In the drawing, the essence of the invention is explained using two exemplary embodiments. In both cases, the generator G is protected in a known manner by a differential system with the insertion of current transformers α in the zero point connections of the generator and b from the main switch HS. If faults occur, the protective relay DR responds and triggers the main switch HS. In Fig. Ι the zero point of the generator winding G is grounded, while in Fig. 2 an artificial zero point, for example using a choke coil c, which can also be designed as a zigzag choke, was provided. In both cases the earth line contains a resistance d.
Nach der Erfindung ist nun in die Erdleitung ein Schalter ES verlegt, der unmittelbar von dem Differentialrelais DR gesteuert wird, so daß er zufolge semer geringen Masse in sehr kurzer Zeit anspricht. Er unterbricht bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 die ■ Erdleitung, bei dem nach Abb. 2 die Kurzschlußverbindung für einen Widerstand f, so daß hier der Erdungsstrom, nachdem das Differentialrelais Di? angesprochen hat, nahezu sofort auf einen unschädlichen Wert herabgedrückt wird. Der Schalter kann, weil er zufolge seiner einpoligen Ausführung und wegen der relativ geringen Stromstärke kleine Massen besitzt, seinen Arbeitsgang in hochstens 0,2 Sekunden beenden, d.h. die Ab- ■-schaltzeit ist kleiner als die Äbklingzeit des Feldes. Infolgedessen wird, wenn der Differentialschutz mit Rücksicht auf eine etwa bei g eingetretene Fehlerstelle der Wicklungsisolation ausgelost hat, die Wicklung nur für eine sehr kurze Zeit dem stärkeren Strom des über die Fehlerstelle und die Erdleitung gebildeten Stromkreises ausgesetzt sein. Es besteht also kein Anlaß zu einer schwerwiegenden Beschädigung des Generators.According to the invention, a switch ES is now laid in the earth line, which is controlled directly by the differential relay DR , so that it responds in a very short time due to its low mass. In the embodiment according to Fig. 1, it interrupts the grounding line, in which, according to Fig. 2, the short-circuit connection for a resistor f, so that here the grounding current after the differential relay Di? has addressed, is almost immediately depressed to a harmless value. Because the switch has small masses due to its single-pole design and the relatively low current intensity, it can end its operation in a maximum of 0.2 seconds, ie the switch-off time is shorter than the decay time of the field. As a result, if the differential protection has tripped with regard to a fault in the winding insulation that has occurred at about g , the winding will only be exposed to the stronger current of the circuit formed via the fault and the earth line for a very short time. So there is no cause for serious damage to the generator.
Die einmal durch das Differentialreläis DR eingeleitete Betätigung des Hauptschalters HS vollendet sich unabhängig vom Auslösevörgang des Schalters ES und wird sich im all- iao gemeinen langsamer vollziehen als die des letzteren. Aus diesem Grunde ist es in vielenThe actuation of the main switch HS once initiated by the differential relay DR is completed independently of the triggering process of the switch ES and will generally take place more slowly than that of the latter. That is why it is in many
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEA48228D DE517740C (en) | 1926-07-09 | 1926-07-09 | Protective device for alternators with earthed, possibly artificially produced zero point, which responds in the event of a ground fault in the winding parts of the generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEA48228D DE517740C (en) | 1926-07-09 | 1926-07-09 | Protective device for alternators with earthed, possibly artificially produced zero point, which responds in the event of a ground fault in the winding parts of the generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE517740C true DE517740C (en) | 1931-02-09 |
Family
ID=6936224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEA48228D Expired DE517740C (en) | 1926-07-09 | 1926-07-09 | Protective device for alternators with earthed, possibly artificially produced zero point, which responds in the event of a ground fault in the winding parts of the generator |
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DE (1) | DE517740C (en) |
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1926
- 1926-07-09 DE DEA48228D patent/DE517740C/en not_active Expired
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