DE569160C - Einrichtung zur Sicherung der Wicklung mehrphasiger, mit Nullpunkterdung versehener Wechselstrommaschinen gegen Erdschluss - Google Patents

Einrichtung zur Sicherung der Wicklung mehrphasiger, mit Nullpunkterdung versehener Wechselstrommaschinen gegen Erdschluss

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DE569160C
DE569160C DEA61952D DEA0061952D DE569160C DE 569160 C DE569160 C DE 569160C DE A61952 D DEA61952 D DE A61952D DE A0061952 D DEA0061952 D DE A0061952D DE 569160 C DE569160 C DE 569160C
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DE
Germany
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earth
zero point
voltage
winding
inductance
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Expired
Application number
DEA61952D
Other languages
English (en)
Inventor
Walter Diesendorf
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AEG AG
Original Assignee
AEG AG
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H02H3/17Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass by means of an auxiliary voltage injected into the installation to be protected

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
SL JANUAR 1933
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 21c GRUPPE 68 so
Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)
Zusatz zum Patent 456
Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Mai 1931 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 25. September 1926.
Das Patent 456 761 betrifft eine Einrichtung zur künstlichen betriebsmäßigen Spannungsverlagerung des Systemnullpunktes gegen Erde, mit deren Hilfe jedem Punkt der Maschinenwicklung ein gewisses Potential gegen Erde aufgedrückt wird, um bei Erdschluß an beliebiger Stelle der Wicklung einen zur Relaisbetätigung ausreichenden Erdschlußstrom hervorzurufen. Durch Einfügung der die Spannungs-Verlagerung erzeugenden Hilfsspannung wird aber, namentlich wenn die Wicklung und die zunächst angeschlossenen Leiterteile eine entsprechend hohe Kapazität gegen Erde besitzen, auch im normalen Betrieb ein kapazitiver Erdschlußstrom zum Entstehen gebracht. Durch diesen Strom wird dann das Relais, namentlich wenn es ein reines Stromrelais ist, in derselben Weise beeinflußt wie von dem bei einem Isolationsdurchbruch zustande kommenden Erdschlußstrom und daher fälschlich ansprechen. Man könnte nun den schädlichen Kapazitätsstrom durch eine der bekannten Löscheinrichtungen kompensieren, indem man z. B. den Nullpunkt der zu überwachenden Maschine über eine Erdschlußspule mit Erde verbindet. Die Erdschlußspule wäre aber dann für die volle Phasenspannung und für den bei sattem Erdschluß an den Generatorklemmen auftretenden maximalen Erdschlußstrom zu bemessen und würde somit verhältnismäßig kostspielig werden.
Die Löscheinrichtung wird viel kleiner ausfallen, wenn sie nach der Erfindung so in den Stromkreis der Nullpunktsverbindung eingeschaltet wird, daß sie nur den durch die Hilfsspannung infolge der Kapazität der angeschlossenen Leitungsteile hervorgerufenen Strom kompensiert. Dazu wird die Drosselspule an zwei Punkten der Erdschlußverbindung angeschlossen, zwischen welchen sowohl im erdschlußfreien als auch im erdschlußbehafteten Betrieb keine höhere Spannung als die Zusatzspannung herrscht. Dies ist z. B. bei den Anschlußpunkten der Hilfsspannungsquelle der Fall.
In Abb. ι ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit 1 ist ein Generator bezeichnet, der über ein Kabel 3 mit der Unterspannungswicklung 2 eines Transformators ver-
*) Von dem Patetitsucher ist als der Erfinder angegeben worden:
Walter Diesendorf in Wien.
bunden ist. Der Nullpunkt des Generators ι ist über einen Widerstand^ dieNiederspannungswicklung eines zur Erzeugung der Zusatzspannung dienenden Transformators und einen zur Speisung eines Erdschlußrelais 7 dienenden Stromwandler 8 geerdet. Die Primärwicklung 6 des Zusatztransformators ist dabei an die Klemmen der Maschine 1 gelegt. Nach der Erfindung wird nun zwischen die Niederspannungswicklung 5 und den Stromwandler 8 eine Drosselspule 10 gelegt, die so bemessen ist, daß sie den unter dem Einfluß der Kapazität des Generators sowie der mit ihm galvanisch verbundenen Wicklungsteile entstehenden Strom kompensiert. Aus dem Ersatzschema der Abb.2, in der die Kapazität C, der Widerstand 4 und die Drosselspule 10 in Reihe geschaltet sind, ist zu entnehmen, daß bei gleicher Größe des von der Drosselspule 10 aufgenommenen Stromes Il der durch die Kapazität C fließende Strom /C in seiner Wirkung auf das Erdschlußrelais aufgehoben wird. Das Erdschlußrelais wird nur von dem Ohmschen Reststrom, welcher nur wenige Prozent des Kapazitätsstromes ausmacht und das Relais nicht zum Ansprechen bringen kann, durchflossen.
Die Drosselspule 10 wirkt also im erdschlußfreien Betrieb ebenso wie eine zwischen den Generatornullpunkt und Erde geschaltete Löschspule. Im Erdschlußfalle allerdings kompensiert die Drosselspule die Erdkapazität nicht, da sie ja nur an der Zusatzspannung P liegt und nicht wie die Kapazität unter dem Einfluß der Nullpunktspannung N steht. Diese Tatsache ist aber nur als Vorteil zu werten, denn dadurch, daß im Erdschlußfalle der Erdschlußstrom nicht kompensiert ist, wird der Relaisstrom erhöht, so daß das Relais bei Erdschluß um so sicherer ansprechen wird. Weiterhin liegt an der Drosselspule sowohl bei Erdschluß als auch im Normalbetrieb keine höhere Spannung als die Zusatzspannung. Ihre Eigenleistung verhält sich daher zur eigenen Leistung einer an den Generatornullpunkt angeschlossenen Löschspule wie das Quadrat der Zusatzspannung zum Quadrat der Phasenspannung. Die Leistung der Drossel 10 wird also wesentlich geringer sein als die einer Löschspule am Systemnullpunkt. Da für die Zusatzspannung nur ungefähr io°/0 der Phasenspannung angenommen zu werden braucht, besitzt die Drossel-. spule 10 nur etwa 1 °/0 der Leistung, welche eine Löschspule haben müßte.
Im allgemeinen wird die Verwendung reiner Stromrelais ausreichend sein, doch ist es auch möglich, wattmetrische Relais vorzusehen.
Unter Umständen kann es erforderlich sein, auch den Wattreststrom, der durch die Wirkwiderstände der Drossel 10 und des Erdungswider-Standes 4 sowie durch den Ableitungswiderstand der unterspannungsseitigen Anlageteile bedingt ist, in seiner Wirkung auf das Erdschlußrelais zu kompensieren, um die Empfindlichkeit des Erdschlußrelais noch weiter zu erhöhen.
Dies wird durch Anwendung einer der bekannten 90 "-Schaltungen ermöglicht. In Abb. 3 ist ein Ausführungsbeispiel hierfür gezeigt, wobei die bekannte 90 "-Schaltung von Hummel verwendet ist. Die Drosselspule 10 ist in zwei Drosselspulen 10' und 10" unterteilt und mit einem Widerstand 12 so an die Wicklung 5 des Zusatztransformators und den Stromwandler 8 gelegt, daß zwischen Zusatzspannung und Kompensationsstrom bei richtiger Abgleichung eine Phasenverschiebung erzeugt wird, wobei der dem Wattreststrom entsprechende Winkelbetrag größer als 90° ist.
Zweckmäßig ist es, in der beschriebenen Schaltungfür den Widerstand 4 einen spannungsabhängigen Widerstand zu wählen, dessen Ohmwert mit steigender Spannung wächst. Dadurch wird der Maximalerdschlußstrom und damit die Beanspruchung des Relais auf einen möglichst geringen Wert gehalten. Das Relais kann infolgedessen sehr empfindlich eingestellt werden. Der Erfindungsgedanke kann natürlich nicht nur dort angewendet werden, wo die Zusatzspannung wie bei dem gewählten Beispiel durch die Sekundärwicklung eines Einphasentransformators aufgedrückt wird, welcher in die Erdverbindung des Generatornullpunktes eingeschaltet ist, sondern auch überall dort, wo zwei Punkte zugänglich sind, die sowohl im Erdschlußfalle als auch bei erdschlußfreiem Betrieb eine Potentialdifferenz von der Größe der Zusatzspannung aufweisen. In Abb. 4 ist die Schaltung bei Verwendung einer Nullpunktsdrossel 11 zum Anschluß des Erdungswiderstandes gezeigt, wobei die Zusatzspannung durch Verlängerung der Wicklung einer Phase erzeugt wird.
Um die Einstellung einer Drosselspule bequem vornehmen zu können, ist es zweckmäßig, diese regelbar auszubilden, z. B. als Drehregler oder als Stufenregler mit Anzapfungen oder als Drosselspule mit einstellbarem Luftspalt. Auch die verwendeten Ohmschen Widerstände werden zweckmäßig zur besseren Einstellung regulierbar ausgebildet. ·

Claims (5)

  1. Patentansprüche:
    i. Einrichtung zur Sicherung der Wicklung mehrphasiger, mit Nullpunktserdung versehener Wechselstrommaschinen gegen Erdschluß nach Patent 456 761, gekennzeichnet durch eine in dem Stromkreis der Nullpunktsverbindung liegende, derart bemessene und angeschlossene Induktivität (10), daß sie sowohl im erdschlußfreien als auch im erdschlußbehafteten Betrieb nur den durch die Hilfsspannung (5,6) hervorge-
    rufenen, durch die Kapazität der angeschlossenen Leitungsteile zur Erde fließenden Strom kompensiert.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität (io) parallel zu den Anschlußpunkten der Hilfsspannungsquelle (5, 6) geschaltet ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität als regulierbare Drosselspule ausgebildet ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Induktivität (10', 10") gegebenenfalls regulierbare Ohmsche Widerstände (12) vorgesehen sind, welche den Ohmschen Reststrom in seiner Wirkung auf das Erdschlußrelais kompensieren.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Erdverbindung spannungsabhängige Widerstände (4) angeordnet sind.
    Hierzu I Blatt Zeichnungen
DEA61952D 1931-05-16 1931-05-16 Einrichtung zur Sicherung der Wicklung mehrphasiger, mit Nullpunkterdung versehener Wechselstrommaschinen gegen Erdschluss Expired DE569160C (de)

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