DE546362C

DE546362C - Kompensationsschaltung zur Aufhebung der durch einen Wandler fliessenden Stroeme

Info

Publication number: DE546362C
Application number: DEE38717D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Buetow
Original assignee: ELEK ZITAETS ACT GES VORM W LA
Current assignee: ELEK ZITAETS ACT GES VORM W LA
Priority date: 1929-02-05
Filing date: 1929-02-05
Publication date: 1932-03-15

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
15. MÄRZ 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCH PvI FT

JV* 546362 KLASSE 21 c GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Februar 1929 ab

Bei einer ganzen Reihe von Schaltungen, die zum Schütze von Generatoren, Motoren, Transformatoren usw. verwendet werden, stört die Kapazität des zu schützenden Apparates gegen Erde. In Abb. 1 sei beispielsweise ein Drehstromgenerator G dargestellt. Die Wicklung weist gegen das Gehäuse eine Kapazität auf, die in dem Ersatzschema in der Mitte der Wicklung angenommen und mit C bezeichnet ist. Im normalen Betriebe, wenn kein Erdschluß vorhanden ist und wenn die Belastung vollkommen symmetrisch ist, fließen durch die Kapazitäten C Ströme, die gleich groß sind und deren Summe sich aufhebt. Infolgedessen entsteht an der Niederspannungswicklung s des Summenwandlers SI keine Spannung. Diese Betrachtungen gelten für die Grundwelle, für die 5. und für die 7. Harmonische. Anders ist es bei den dreizahligen Harmonischen. Da die Spannung dreifacher Frequenz in den drei Phasen gleichzeitig ihr Maximum erreicht, addieren sich die drei durch die Kapazitäten C fließenden Ströme zu einem Strom, der dreimal so hoch ist wie der, der durch eine einzelne Kapazität fließt. Die Summe der Ströme fließt durch das Netz und den Summenwandler S zurück. Es entsteht also an der Sekundärwicklung des Wandlers s eine Spannung. Diese läßt sich gegebenenfalls durch Resonanzkreise beseitigen.

Bei einem Erdschluß wird der Nullpunkt des Generators um die Phasenspannung gehoben. Die Summe der durch die Kapazitäten C fließenden Ströme ist jetzt verschieden von Null, also entsteht an der Sekundärseite des Summenwandlers S eine Spannung.

Die Erfindung soll diesen Übelstand beseitigen. Deshalb erhält der Summenwandler S, wie Abb. 2 zeigt, außer den primären Hochspannungswicklungen und der Sekundärwicklung weitere Wicklungen, die einerseits über eine Kapazität an das Netz, andererseits an Erde gelegt werden. Abb. 2 zeigt die Schaltung. Mit G ist wiederum der Generator bezeichnet, mit s die Sekundärseite des Summenstromwandlers S. Es sind drei Kapazitäten K vor die Tertiärwicklung t des Summenwandlers gelegt. Es sei zunächst angenommen, daß der Kondensator K. ebenso groß sei wie die Kapazität C. Ferner sei die Windungszahl der Tertiärwicklung genau so groß wie die der Primärwicklung. Es ist einleuchtend, daß die Wirkung der Fehlerströme, die über die Kapazitäten C fließen, durch die durch die Kapazitäten K fließenden Ströme aufgehoben wird. Die Kapazitäten C stellen frequenzabhängige Widerstände dar, auch die Kapazitäten K sind in gleicher Weise frequenzabhängig. Infolgedessen gilt die einmal durch die zusätzliche Anordnung der

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Walter Bütoiv in Frankfurt a. M.

Kondensatoren K. durchgeführte Kompensation nicht nur für die Grundwelle, sondern auch für alle Oberwellen. In diesem Falle werden beispielsweise auch Ströme dreifacher Frequenz keine Spannung auf der Sekundärseite des Summenwandlers S hervorrufen können, solange in dem zu schützenden Teil kein Fehler auftritt. Ein Siebkreis für die 3. Harmonische wird deshalb entbehrlich. Der Vorteil dieser Einrichtung besteht darin, daß alle Vorgänge im Netz, soweit sie jenseits des Summenwandlers 5 vor sich gehen, keinen Einfluß auf der Sekundärseite s ausüben können, während die geringste Veränderung an dem Generator selbst, beispielsweise die Vergrößerung einer der Kapazitäten C oder ihre Überbrückung durch einen Widerstand, eine Spannung an der Sekundärwicklung zur Folge hat. Diese Einrichtung ist also besonders zweckmäßig in Verbindung mit einem hochempfindlichen Erdschlußschutz zu verwenden. Es wird erreicht, daß man noch empfindlichere Einrichtungen als bisher verwenden kann, ohne daß man Fehlschaltungen befürchten muß. In gleicher Weise kann die vorstehend beschriebene Einrichtung auch in allen anderen Fällen verwendet werden, z. B. bei Windungsschlußeinrichtungen usw., bei denen der Einfluß der Kapazität des zu schützenden Apparates gegen Erde beseitigt werden soll.

Es war bisher angenommen worden, daß der Kondensator/C eine Kapazität besitzt, die gleich der von C ist. Da die letztere unter Umständen recht beträchtlich ist, würde die Kompensation sehr kostspielig werden, zumal es sich in den meisten Fällen um Hochspannungsapparate handelt. Man kann aber mit sehr Ideinen Kapazitäten K. auskommen, wenn man mehrere Windungen als Tertiärwicklungen auf dem Summenwandler S aufbringt.

Man kann die Tertiärwicklung t des Wandlers «9 auch an die Sekundärwicklung eines Wandlers legen, dessen Primärseite an Stelle der Wicklung if in den Kreis der Kondensatoren /C geschaltet ist. Dies ist beispielsweise dann zweckmäßig, wenn die Hochspannungsleitungen nicht aus der Zelle, in der sich die Kondensatoren K, befinden, herausgeführt werden sollen.

An Stelle der Kondensatoren, die man zweckmäßig so' wählt, daß ihr Verlustwinkel mit dem der Kapazitäten C übereinstimmt, können auch Drosselspulen verwendet werden. Da der Verlustwinkel der letzteren meist wesentlich größer ist als der der Kondensatoren, kann eine der bekannten Vorrichtungen zur Schwenkung der Phasenlage benutzt werden (z. B. die bekannte Schaltung von Hummel). Die Größe des Stromes kann durch parallel zum Wandler gelegte Impedanzen oder durch solche, die in Serie mit der Tertiärwicklung gelegt werden, genau eingestellt werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Kompensationsschaltung zur Aufhebung der durch einen Wandler fließenden Ströme, die von der Kapazität' des hinter dem Wandler liegenden Apparates gegen Erde herrühren, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Stromwandler Kondensatoren oder Drosselspulen über je eine Tertiärwicklung des Stromwandlers zwischen Phase und Erde angeordnet sind, und ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren bzw. Drosselspulen sowie die Tertiärwicklungen so bemessen sind, daß die störenden Ströme ihrer Größe und Richtung nach aufgehoben werden.
2. Abänderungsform der Kompensationsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des durch die Kondensatoren oder Drosselspulen fließenden Stromes statt über Tertiärwicklungen über einen weiteren Wandler erfolgt.
3. Kompensationsschaltung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Tertiärwicklung erforderliche Strom einem Spannungswandler oder einem anderen Apparat entnommen wird, dessen Spannung proportional derjenigen zwischen Phase und Erde ist, die an tier zu schützenden Maschine herrscht, und daß der Strom durch eine der bekannten Anordnungen nach Größe und Richtung so eingestellt ist, daß die gewünschte Aufhebung der störenden Ströme im Wandler erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen