DE549510C

DE549510C - Device for the automatic shutdown of electrical power generators or converters

Info

Publication number: DE549510C
Application number: DEA45929D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Piloty
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1925-09-19
Filing date: 1925-09-19
Publication date: 1932-04-28

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN ADt 28. APRIL 1932ISSUE ADt APRIL 28, 1932

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

M549510 KLASSE 21 c GRUPPE M 549510 CLASS 21c GROUP

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)General Electricity Society in Berlin *)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. September 1925 abPatented in the German Empire on September 19, 1925

Zur selbsttätigen Abschaltung elektrischer Maschinen und Transformatoren beim Auftreten eines Erdschlusses sind bereits eine Reihe von Vorrichtungen bekannt, bei denen der Schalter durch ein Stromrelais oder ein wattmetrisches Relais ausgelöst wird, dessen Stromspule von der geometrischen Summe derjenigen Ströme erregt wird, welche in den Anschlußleitungen der zu schützenden Maschinen usw. fließen, während die Spannungsspule des wattmetrischen Relais von der Spannung des Systemnullpunktes gegen Erde erregt wird. Der die Stromspule des Relais erregende Strom wird dabei gewöhnlieh durch die sogenannte Summenschaltung von Stromwandlern gewonnen, während für die Gewinnung der Nullpunktsspannung verschiedene Möglichkeiten bestehen, bei Drehstrom z. B. die Verwendung von Spannüngswandlern mit offener, polygongeschalteter Sekundärwicklung oder mit viertem Schenkel.For automatic shutdown of electrical machines and transformers when they occur a ground fault are already a number of devices known in which the switch by a current relay or a wattmetrical relay is triggered, whose current coil depends on the geometric sum the currents that are excited in the connection lines of the machines to be protected etc. flow, while the voltage coil of the wattmetric relay counteracts the voltage of the system zero point Earth is excited. The current exciting the current coil of the relay becomes habitual obtained by the so-called summation circuit of current transformers, while different ones are used to obtain the zero point voltage There are possibilities for three-phase z. B. the use of voltage converters with an open, polygon-switched secondary winding or with a fourth leg.

Eine solche Vorrichtung setzt voraus, daßSuch a device requires that

an irgendeiner Stelle des Systems, sei es innerhalb, sei es außerhalb der zu schützenden Apparate, eine betriebsmäßige Verbindung mit Erde besteht, weil ja nur dann der Erdschluß von einem beträchtlichen, zur Erregung der Stromspule ausreichenden Strom durchflossen wird. Nach der Erfindung besteht diese betriebsmäßige Erdung darin, daß außerhalb der zu schützenden Apparate ein künstlicher Nullpunkt geschaffen wird, welcher, was auch im System vor sich gehen mag, zwangsläufig das Potential des Systemnullpunktes annimmt, d. h. desjenigen Punktes, für den die geometrische Summe der gegen ihn gemessenen Phasenspannungen Null ist. Dieser künstliche Nullpunkt wird dann über Widerstände, Induktivitäten, Kapazitäten oder Kombinationen aus solchen an Erde gelegt. Die Bemessung dieser Nullpunktsapparate hängt davon ab, welche Empfindlichkeit der Anordnung gewünscht wird, d. h. wie groß der Erdschlußstrom einerseits mit Rücksicht auf das sichere Ansprechen, andererseits mit Rücksicht auf Beschädigung der zu schützenden Apparate durch Ausbrennen der Erdschlußstelle im Falle eines Erdschlusses gewählt wird.at any point in the system, be it within or outside of the one to be protected Apparatus, there is an operational connection with earth, because only then is the earth fault a considerable current flowing through it, sufficient to excite the current coil will. According to the invention, this operational grounding consists in that outside of the apparatus to be protected artificial zero point is created, which, whatever may be going on in the system, inevitably assumes the potential of the system zero point, d. H. that point for which the geometric sum of the phase voltages measured against it is zero. This artificial zero point is then about resistances, inductances, capacities or combinations of these laid on earth. The dimensioning of these zero point devices depends on the sensitivity the arrangement is desired, d. H. how big the earth fault current on the one hand with consideration on the safe response, on the other hand with consideration of damage to the equipment to be protected by burning out the Earth fault point is selected in the event of an earth fault.

Der künstliche Nullpunkt kann auf verschiedene Weise geschaffen werden, und die Zeichnung zeigt in Abb. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele für ein dreiphasiges Drehstromsystem. Nach Abb. 1 ist der künstliche Nullpunkt der Sternpunkt der Primärwickhingen"«!, a„, a_s eines Drehstromtransformators t oder dreier Einphasentransformatoren, deren Sekundärwicklungen b_lt b₂, b_s im geschlossenen Polygon, also hier im Dreieck geschaltet sind. Der Nullpunkt ist über die Nullpunktsimpedanz ζ geerdet. Nach Abb. 2 wird dieselbe Wirkung hervorgebracht durchThe artificial zero point can be created in different ways, and the drawing shows in Fig. 1 and 2 two embodiments for a three-phase three-phase system. According to Fig. 1, the artificial zero point is the star point of the primary windings "" !, a ", a _{s of} a three-phase transformer t or three single-phase transformers whose secondary windings b _lt b ₂ , b _{s are connected} in a closed polygon, i.e. in a triangle here is earthed via the zero point impedance ζ . According to Fig. 2, the same effect is produced by

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dr. Hans Piloty in Berlin-Wilmersdorf.Dr. Hans Piloty in Berlin-Wilmersdorf.

- Zickzackschaltung einer an das Netz angeschlossenen Wicklung C₁ bis c₆, die auf einem dreischenkligen Kern oder drei einphasigen Kernen angeordnet ist. Zapft man die Se-S kundärwicklung der Vorrichtung nach Abb. ι an den Eckpunkten des Polygons an oder versieht man die Vorrichtung nach Abb. 2 mit einer beliebig 'geschalteten Sekundärwicklung d_1; d„, d_s, so kann man an den Klemmen u, v, w dem Schutztransformator Leistung entnehmen. Umgekehrt kann ein vorhandener Stationstransformator als Schutztransformator gemäß der Erfindung ausgebildet werden. Dies bedeutet einen großen Vorteil der die Erfindung bildenden Anordnung gegenüber der eingangs erwähnten.- Zigzag connection of a winding C ₁ to C ₆ connected to the network, which is arranged on a three-legged core or three single-phase cores. If the secondary winding of the device according to Fig. 1 is tapped at the corner points of the polygon or if the device according to Fig. 2 is provided with an arbitrarily connected secondary winding d _1; d ", d _s , you can take power from the terminals u, v, w of the protection transformer. Conversely, an existing station transformer can be designed as a protection transformer according to the invention. This means a great advantage of the arrangement forming the invention over that mentioned at the beginning.

Das Zusammenwirken der ganzen Anordnung gemäß der Erfindung wird durch Abb. 3 veranschaulicht. In dieser bedeutet e die ao Wicklung eines der zu schützenden,, an die. Sammelschienen 7?, 5", T über den Schalter / angeschlossenen Apparates. Die Sekundärwicklungen der drei Stromwandler g sind parallel geschaltet und wirken auf die Stromes spule des Auslöserelais r. Die Spannungsspule des Relais wird auf eine der bekannten Arten von der Nullpunktsspannung gespeist, etwa durch Spannungswandler mit offener Polygonschaltung der Sekundärwicklungen oder durch einen Spannungswandler mit viertem bzw. fünftem Schenkel oder durch direkte Anzapfung an der Nullpunktsimpedanz s des Schutztransformators t. Dieser ist in Abb. 3 gemäß Abb. 1 ausgebildet. Er muß für eine Leistung bemessen sein, welche genügt, um einen Fehlerstrom zu erzeugen, welcher gegenüber den Betriebsströmen des größten angeschlossenen geschützten Apparates von merkbarer Größe sein muß. Außerdem kann dieser Transformator dazu benutzt werden, um Hilfseinrichtungen (Eigenbedarf des Kraftwerkes) mit Strom zu versorgen. Durch eine Anordnung gemäß der Erfindung wird erreicht, daß immer der und nur der Apparat abgeschaltet wird, in welchem ein Erdschluß stattgefunden hat. Genauer gesagt, reagiert jedes Relais auf einen Erdschluß zwischen den summengeschalteten Stromwandlern und dem Nullpunkt der elektromotorischen Kräfte, welche ihren Sitz in dem zu den Stromwandlern gehörigen Apparat haben.The interaction of the entire arrangement according to the invention is illustrated by FIG. In this, e means the ao winding of one of the to be protected, to the. Busbars 7 ?, 5 ", T via the switch / connected apparatus. The secondary windings of the three current transformers g are connected in parallel and act on the current coil of the trip relay r. The voltage coil of the relay is fed in one of the known ways from the zero point voltage, for example by means of a voltage transformer with an open polygon circuit of the secondary windings or a voltage transformer with a fourth or fifth leg or by direct tapping at the zero point impedance s of the protective transformer t. This is designed in Fig. 3 according to Fig. 1. It must be rated for a power which is sufficient to generate a fault current which must be of noticeable magnitude compared to the operating currents of the largest connected protected apparatus achieves that always and only that Apparatus is switched off in which an earth fault has occurred. More precisely, each relay reacts to an earth fault between the summed current transformers and the zero point of the electromotive forces, which are located in the apparatus belonging to the current transformers.

Claims

Patent claims:

I. Device for the automatic shutdown of electrical power generators or converters whose zero point is not grounded when a Earth fault by means of a relay, which

^r - sen current coil from the total current of the apparatus to be protected, whose voltage

. voltage coil is influenced by the zero point voltage, characterized in that that outside the apparatus to be protected there is a known apparatus with a loadable zero point, its zero point via such dimensioned resistances, inductances, capacitances or their combinations connected to earth that in the event of an earth fault A current of such a magnitude flows over it that the current coil of the relay of the earth-faulted apparatus is also of a there is sufficient total current flowing through it to trigger.

2. Device according to claim 1, characterized in that the artificial Zero point by means of a magnetically linked or unlinked phase in the phases Protective transformer is made with the secondary winding or windings connected in the closed polygon.

3. Device according to claim 1, characterized in that the artificial Zero point by zigzag connection of a winding with or without magnetic linkage the associated iron roads is established.

4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the to derive the "zero point required secondary winding or a special one Secondary winding power is withdrawn for purposes other than protection.

1 sheet of drawings