DE542082C - Vorrichtung zum Anzeigen eines Erdschlusses der Rotorwicklung von Synchronmaschinen - Google Patents

Description

Für die Überwachung der induzierenden Wicklung (Rotorwicklung) einer Synchronmaschine auf Eisen- bzw. Erdschluß wurde bereits vorgeschlagen, die Ungleichheit der Ströme in den beiden Wicklungsteilen der Rotorwicklung bei dem zuerst auftretenden einfachen Erdschluß zum Betrieb einer Anzeigevorrichtung zu benutzen. Zu diesem Zweck hat man den einen Pol der Erregermaschine bzw. der Rotorwicklung über einen Widerstand mit Erde verbunden. Diese Anordnung erfordert besondere Einrichtungen für den Anschluß des Anzeigeinstrumentes und wird versagen, wenn der Erdschluß etwa durch mechanische Beschädigung der Isolation an der geerdeten Klemme oder in deren unmittelbarer Nähe auftritt. Es ist jedoch wichtig, einen Erdschluß im Erregerkreis festzustellen, an welcher Stelle er auch auftreten mag, da durch das Hinzutreten eines zweiten Erdschlusses in diesem Kreis ein Teil der Rotorwicklung kurzgeschlossen werden kann, was infolge der auftretenden magnetischen Unsymmetrie sehr schwere Erschütte-

_ag rungen, sogar Zerstörungen der Maschine nach sich ziehen kann.

Der Gegenstand der Erfindung besteht nun darin, die Entdeckung des ersten einfachen Erdschlusses durch ein Anzeigeinstrument zu sichern. Dies geschieht erfindungsgemäß in der Weise, daß der eine Pol des Anzeigeinstrumentes geerdet, der andere jedoch an einen Punkt des Erregerstromkreises angeschlossen ist, bei dem das Verhältnis seiner Spannungen gegenüber den beiden Klemmen der Rotorwicklung durch Betriebsmaßnahmen häufig geändert wird.

In Abb. ι ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, α ist die Rotorwicklung der Synchronmaschine, c ist die Erregermaschine mit der Feldwicklung d. Die mit dem Schnellregiere verbundene Klemme ^₁ der Feldwicklung d ist über das Anzeigeinstrument, z. B. ein Drehspulvoltmeter g, an Erde gelegt. Bei gesundem Zustand der Isolation des ganzen Erregerkreises erhält das Drehspuh'oltmeter keinen Strom, da sein Stromkreis nicht geschlossen ist. Es liegt daher in der Ruhestellung. Tritt dagegen an der Stelle a_t ein Defekt der Isolation des Erregerkreises auf, dann wird der Stromkreis des Voltmeters über Erde geschlossen und die zweite Klemme des Voltmeters über Erde mit dem Punkt a_x verbunden. Das Voltmeter mißt daher die zwischen den Punkten α_χ und ^₁ liegende Spannungsdifferenz und läßt dadurch erkennen, daß ein Isolationsfehler vorliegt.

Diese Spannungsdifferenz ist bestimmt durch die Größe des Widerstandes in der Feldwicklung d, im Schnellregler e und in dem Regulierwiderstand f. Diese drei Widerstände sind nämlich zwischen den Klemmen der Erregermaschine in Reihe geschaltet und wirken als Spannungsteiler. Da der Schnellregler die Aufgabe hat, die Klemmspannung der Synchronmaschine durch Regulieren der Erregung konstant zu halten, wird er im Ver-

lauf des Betriebes seinen Widerstand mehrfach ändern. In Abb. 2 ist z. B. die im Leerlaufzustand bestehende Spannungsverteilung wiedergegeben. Zwischen den Klemmen der Erregermaschine herrscht die Spannung JE, die sich auf die Widerstände d, e und / entsprechend deren Größe verteilt. Zwischen dem Punkt If₁ und der oben besprochenen Stelle des Erdschlusses a_x besteht die Spannungsdifferenz A, welche das Voltmeter anzeigt.

Wäre der Erdschluß statt an der Stelle a_x an der Stelle a₂ aufgetreten, dann könnte das Voltmeter keine Spannung erhalten und diesen Erdschluß nicht anzeigen. Die Anzeige muß jedoch entsprechend dem Erfindungsgegenstand erfolgen, sobald der Betriebszustand der Maschine wechselt. In Abb. 3 ist z. B. der Zustand des Erregerkreises bei voller Belastung der Synchronmaschine dargestellt. Zwischen den Klemmen der Erregermaschine herrscht die Spannung E', welche sich auf die Widerstände d und / verteilt. Der Widerstand e des Schnell regler s wird zwecks Steigerung der Erregung auf den größtmögliehen Wert vollkommen kurzgeschlossen. Hierdurch ist der Punkt ^₁ verschoben worden, während der Punkt a₂ nach wie vor an seiner Stelle geblieben ist, so daß nunmehr zwischen a„ und g_± die Spannung B herrscht, welche das Voltmeter wiederum anzeigen kann.

Aus den vorstehenden Darlegungen folgt, daß ein Erdschluß im Erregerkreis stets entdeckt werden kann, wenn das Anzeigeinstrument an eine Stelle angelegt wird, deren Spannung sich gegenüber den Klemmen der Erregerwicklung betriebsmäßig häufig verschiebt, für die sich also das Verhältnis der Spannungen zwischen ihr und den beiden Klemmen der Erregerwicklung betriebsmäßig ändert. Es würde nicht genügen, etwa einen Punkt eines festen Spannungsteilers hierfür zu benutzen, wie dies in Abb. 1 bei Punkt g„ angedeutet ist, oder das Anzeigeinstrument an einen Punkt der Erregerwicklung selbst anzuschließen.

Um auf eine Anzeige des Instrumentes g aufmerksam zu machen, kann dieses ferner mit Signalkontakten versehen werden, welche sich schließen, sobald das Instrument ausschlägt. Ebenso kann an Stelle des mit Kontakten ausgerüsteten Anzeigeinstrumentes ein an sich bekanntes Relais treten, welches akustische und optische Signale veranlaßt.

Claims (2)

1. 55 Patentansprüche:

   I. Vorrichtung zum Anzeigen eines Erdschlusses der Rotorwicklung von Synchronmaschinen, die mit Schnell- oder Magnetreglern arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Pol des Anzeigeinstrumentes geerdet, der andere an die mit dem Schnellregler oder dem Magnetregler verbundene Klemme der Feldwicklung der Erregermaschine angeschlossen wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Anzeigeinstrumentes ein Relais oder Kontaktinstrument vorgesehen ist, welches die Signaleinrichtung betätigt.

   Hierzu ϊ Blatt Zeichnungen