DE604469C

DE604469C - Protective device for electrical machines and apparatus

Info

Publication number: DE604469C
Application number: DES95576D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Koehler; Dipl-Ing Fritz Liebscher
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1929-12-14
Filing date: 1929-12-14
Publication date: 1934-10-22

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 22. OKTOBER 1934ISSUED ON OCTOBER 22, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21c GRUPPE 68 soCLASS 21c GROUP 68 so

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Dezember 1929 abPatented in the German Empire on December 14, 1929

Es ist bekannt, daß in den Wicklungen elektrischer Maschinen und Apparate mit Rücksicht auf die Induktivität einer Wicklung und deren Kapazität in bezug aufeinander sowie gegen Gehäuse (Erde) Schwingungskreise vorliegen, in denen sich bei einem Anstoß durch einen Überschlag, Kurzschluß u. dgl. elektrische Schwingungen von entsprechender Frequenz ausbilden. Es ist auch bekannt (vgl. PatentIt is known that in the windings electrical machines and apparatus with consideration on the inductance of a winding and its capacitance in relation to each other as well to the housing (earth) there are oscillation circuits in which in the event of an impact a flashover, short circuit and similar electrical oscillations of a corresponding frequency form. It is also known (see patent

xo 411147), diese elektrischen Schwingungen durch eine Antenne aufzunehmen und zur Auslösung von Schutzeinrichtungen heranzuziehen. Nach der vorliegenden Erfindung läßt sich dieser Grundgedanke für eine selektive Abschaltung von einzelnen von miteinander verbundenen Einrichtungen verwenden, indem die Schutzeinrichtungen durch Aussiebung der Schwingungen mit Hilfe von Siebketten entweder in bezug auf die Frequenz oder aber in bezug auf die Größenwerte der Amplituden der Schwingungen selektiv ausgebildet werden.xo 411147), these electrical vibrations through take up an antenna and use it to trigger protective devices. To The present invention allows this basic idea for a selective shutdown of individual of interconnected devices use by the protective devices by screening out the vibrations with the help of sieve chains either with respect to frequency or with respect to be selectively formed on the magnitude values of the amplitudes of the vibrations.

Die Induktivität der einzelnen Spulen, Windungen usw. einer elektrischen Maschine oder eines elektrischen Apparates bildet nämlichThe inductance of the individual coils, turns, etc. of an electrical machine or of an electrical apparatus namely forms

ag zusammen mit der Kapazität zwischen den einzelnen Spulen sowie zwischen Spulen und Gehäuse ein Kettenleitersystem mit verhältnismäßig ausgeprägten Eigenfrequenzen, die auch durch einen Kurzschluß in einem dieser Systeme nicht wesentlich verändert wird. Soweit dieses System jedoch mit anderen elektrischen Einrichtungen im Zusammenhang steht, werden durch die Scheinwiderstände dieser weiteren Einrichtungen bestimmte Frequenzen des gesamten Schwingungskreises verändert. Aus diesem Grunde wird also ein Kurzschluß, der etwa außerhalb der eigentlichen Maschine liegt, Schwingungen mit einer anderen Frequenz zur Folge haben als ein Kurzschluß innerhalb der Maschine selbst, so daß bei selektiver Ausbildung der Empfangseinrichtungen hinsichtlich der Frequenz eine Trennung der Auslöseimpulse hinsichtlich der Lage des Kurzschlußfehlers möglich ist, wie diese für einen selektiven Schutz erforderlich 4-5 ist.ag together with the capacity between the individual coils as well as a chain conductor system between the coils and the housing with relative pronounced natural frequencies that are not significantly changed even by a short circuit in one of these systems. So much for this system in connection with other electrical equipment are determined by the apparent resistances of these other devices Frequencies of the entire oscillation circuit changed. So for this reason a short circuit that lies outside of the actual machine, with vibrations result in a different frequency than a short circuit within the machine itself, so that with selective training of the receiving devices in terms of frequency a Separation of the trigger pulses with regard to the location of the short-circuit fault is possible, as this is necessary for selective protection 4-5.

In vielen Fällen wird jedoch die Aussiebung der Frequenz und der hierzu erforderlichen Genauigkeit verhältnismäßig teuere Einrichtungen erfordern, es kann also in diesen Fällen go vorteilhafter sein, die Aussiebung hauptsächlich hinsichtlich der Größe der Amplituden der Schwingungen vorzunehmen. Wenn man nämlich die Verbindung einer elektrischen Maschine mit anderen Einrichtungen über eine Siebkette führt, die für Schwingungen, etwa von einer der Eigenfrequenzen der Maschine, einen sehr großen Widerstand darstellt, so wird sich beiIn many cases, however, the screening of the frequency and the frequency required for this purpose Accuracy require relatively expensive facilities, so it can go in these cases be more advantageous, the screening mainly in terms of the size of the amplitudes of the Make vibrations. Namely when you connect an electrical machine with other facilities via a sieve chain that is responsible for vibrations, for example from a of the natural frequencies of the machine, represents a very large resistance, so it will be at

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors:

Dipl.-Ing. Frits Liebscher in Berlin-Siemens Stadt und Dipl.-Ing. Gerhard Köhler^ in Berlin-Wilmersdorf.Dipl.-Ing. Frits Liebscher in Berlin-Siemens City and Dipl.-Ing. Gerhard Koehler ^ in Berlin-Wilmersdorf.

jedem Überschlag oder derartigen Impuls eine Schwingung etwa von der Eigenfrequenz der Maschine ausbilden, deren Intensität aber gan wesentlich verschieden ist, je nachdem, ob der Fehler innerhalb des Maschinensystems liegt oder außerhalb.each flashover or such impulse an oscillation approximately of the natural frequency of the Train machine, the intensity of which is significantly different, depending on whether the Error lies within the machine system or outside.

Ein derartiges Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Mit ι ist eine elektrische Maschine bezeichnet, die ίο über ein Siebkettensystem 3 mit dem Netz 2 verbunden ist. Dieses Siebkettensystem besteht aus einzelnen Induktivitäten 4, die durch Kapazitäten 5 zu Schwingungskreisen ergänzt sind, derart, daß sie für Frequenzen von einer bestimmten Größe aufwärts einen sehr großen Widerstand darstellen. In manchen Fällen kann es von Vorteil sein, um dem Siebkettensystem die erforderliche Charakteristik zu geben, den Ohmschen Widerstand, etwa auch durch Einschaltung von zusätzlichen Widerständen, zu erhöhen. Als Schutzeinrichtung ist ein durch Elektronenröhren 6 und 7 gesteuertes Relais 8 vorgesehen, das über eine weitere Siebkette 9 mit einer geeigneten Empfangseinrichtung für hochfrequente Schwingungen in der Maschine verbunden ist. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist als eine der einfachsten Möglichkeiten die Siebkette unmittelbar an den Nullpunkt angeschlossen. Die Siebkette 9 ist hierbei so dimensioniert, daß sie für sämtliche Frequenzen unterhalb eines annähernd einer geeigneten Eigenfrequenz entsprechenden Bereiches einen sehr großen Widerstand darstellt. Wenn also in der Maschine ein Überschlag eintritt, so entsteht eine stark gedämpfte Schwingung von der Eigenfrequenz des Kettenleitersystems, das in der Maschine vorliegt, die durch die Siebkette 9 zu der Elektronenröhre 6 geführt wird und deren Gitter auflädt. Auf diese Weise wird von der in verhältnismäßig kurzer Zeit abklingenden Schwingung eine wesentlich länger andauernde Stromverstärkung in dem Anodenkreis in der Elektronenröhre 6 hervorgerufen, die durch die Elektronenröhre 7 weiter verstärkt wird und im Falle, daß der so erzeugte Stromwert einen bestimmten einstellbaren Grenzwert überschreitet, das Relais 8 zum Ansprechen bringt. Hierdurch werden dann die Schutz- oder Anzeigeeinrichtung, die für den Fall eines Überschlages einer Maschine vorgesehen sind, ausgelöst. Wenn jedoch ein Überschlag beispielsweise in der Freileitung (in dem Netz 2) stattfindet, so wird sich zwar in der Maschine gleichfalls eine Schwingung innerhalb des fraglichen Frequenzbereiches entwickeln, jedoch werden die Amplituden der Schwingungen infolge der Wirkung des großen Widerstandes der Siebkette 3 verhältnismäßig klein bleiben, so daß der Anodenstrom der Elektronenröhre 7 nicht den Ansprechwert des Relais 8 erreicht.Such an embodiment of the invention is shown in the drawing. With ι is an electrical machine referred to, which ίο via a sieve chain system 3 with the network 2 connected is. This sieve chain system consists of individual inductors 4, which through Capacities 5 are supplemented to oscillation circles, so that they are for frequencies of one represent a very large resistance upwards of a certain size. In some cases it can be advantageous to give the sieve chain system the required characteristics give the ohmic resistance, for example by adding additional resistors, to increase. The protective device is controlled by electron tubes 6 and 7 Relay 8 is provided, via a further sieve chain 9 with a suitable receiving device for high-frequency vibrations in the machine. In the illustrated embodiment is as a the simplest way, the sieve chain is connected directly to the zero point. The sieve chain 9 is dimensioned so that it is below for all frequencies a very large range corresponding approximately to a suitable natural frequency Represents resistance. So if there is a flashover in the machine, it is strong damped oscillation from the natural frequency of the chain ladder system in the machine is present, which is guided through the sieve chain 9 to the electron tube 6 and its grid charges. In this way, the vibration decays in a relatively short time a much longer lasting current amplification in the anode circuit in the electron tube 6 caused, which is further amplified by the electron tube 7 and in the event that the current value thus generated a Exceeds a certain adjustable limit value, the relay 8 will respond. As a result, the protective or display device that is in place in the event of a rollover a machine are provided, triggered. However, if there is a rollover, for example takes place in the overhead line (in the network 2), it will indeed be in the machine also develop an oscillation within the frequency range in question, however There are amplitudes of fluctuations as a result of action of the big resistance the sieve chain 3 remain relatively small, so that the anode current of the electron tube 7 the response value of relay 8 has not been reached.

Um auch Störungen, die in dem Nullpunkt des Systems auftreten, erfassen zu können, kann man an den einzelnen Phasen Anzapfungen anordnen, an die die Empfangseinrichtungen entweder unmittelbar oder über einen über Scheinwiderstände erzeugten Nullpunkt angeschlossen werden. Besonders wenn hierbei die Anzapfungen an den einzelnen Phasen gegeneinander unsymmetrisch angeordnet sind, umfaßt man hierdurch den ganzen erforderlichen Bereich. Unter Umständen kann es hierbei vorteilhaft erscheinen, an den einzelnen Phasenanzapfungen je eine besondere Empfangseinrichtung, etwa der besprochenen Art, anzuschließen. In order to be able to record disturbances that occur in the zero point of the system, you can arrange taps on the individual phases to which the receiving devices connected either directly or via a zero point generated by means of apparent resistances will. Especially if the taps on the individual phases are arranged asymmetrically with respect to one another, this covers the entire required area. Under certain circumstances it can appear to be beneficial to the individual Phase taps each have to be connected to a special receiving device, for example of the type discussed.

Es ist also auf diese Weise eine sehr selektive Abschaltung von einzelnen miteinander verbundenen Einheiten ermöglicht.So it is in this way a very selective shutdown of individual interconnected Units enabled.

Unter Umständen kann man auch je nach der Stärke der Amplituden (bzw. auch je nach der Frequenz) der Schwingungen verschiedene von mehreren Einrichtungen ansprechen lassen, so daß also je nach Art und Lage des Fehlers eine für diesen konkreten Fall bestimmte Einrichtung ausgewählt wird.Under certain circumstances one can also depending on the strength of the amplitudes (or also depending on the frequency) of the vibrations let different of several devices respond, so that, depending on the type and location of the fault, a specific facility for this specific case is selected.

Claims

Patent claims:

1. Protective device for electrical machines and apparatus that are operated by a Fault triggered electrical vibrations is actuated, characterized in that a selective monitoring of several interconnected machines and devices by filtering out the vibrations with HiMe of sieve chains.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the screening of the vibrations through a tuned to the machine's natural frequency Sieve chain takes place in the phase conductors with regard to their frequency.

3. Protection device according to claim 1, characterized in that the screening of the vibrations due to sieve chains in the Phase conductors with respect to the magnitudes of the amplitudes of the vibrations takes place.

4. Protection device according to claim 1, characterized in that one is selective machine to be monitored (1) with other machines or equipment (2) an electrical sieve chain (3) that is approximately the same for all machines is that for vibrations whose frequency is approximately equal to or greater than a certain Is natural frequency, represents a very large resistance.

5. Protection device according to claim 1,

3 and 4, characterized in that the machine to be monitored (1) with the Receiving device (6, 7) for the vibration

conditions is connected via a further electrical sieve chain (9), which is for all Frequencies below the frequency range in question have a very large resistance represents.

6. Protection device according to claim 1, 3 to 5, characterized in that the Receiving device (6, 7) controls a relay (8) which is set to an adjustable limit current value appeals to.

7. Protection device according to claim 1 to 6, characterized in that the Vibrations for switching off the defective part or for actuating the protective devices assigned to this part can be used.

1 sheet of drawings