DE643057C

DE643057C - Device for displaying iron shortages in the stand of electrical machines

Info

Publication number: DE643057C
Application number: DEA65587D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1932-04-07
Filing date: 1932-04-07
Publication date: 1937-03-30

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
30. MÄRZ 1937ISSUED ON
MARCH 30, 1937

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 d³ GRUPPECLASS 21 d ³ GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. April 1932 abPatented in the German Empire on April 7, 1932

Um an elektrischen Maschinen, insbesondere Dreh- und Wechselstromgeneratoren, einen Durchschlag der Ständerwicklung gegen das Ständereisen erkennen zu können, wurde bei isolierten Netzen bereits vorgeschlagen, das aktive Eisen der Maschine mit dem Ständergehäuse gegen Erde zu isolieren und über eine Anzeigevorrichtung bzw. über einen Stromwandler mit daran sekundär angeschlossener Anzeigevorrichtung zu erden. Diese Maßnahme hat zur Folge, daß bei einem Eisenschluß in der Maschine der Erdschlußstrom des Netzes über die Anzeigevorrichtung fließen und diese zum Ansprechen bringen muß. Die Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß der über die Fehlerstelle fließende Strom eine erhebliche Größe besitzen kann, unter Umständen der gleiche wie der gesamte Erdschluß strom des Netzes, wodurch schon in kurzer Zeit erhebliche Verbrennungen hervorgerufen werden können. Diese Verhältnisse gelten nur, wenn das Netz nicht geerdet ist.In order to work on electrical machines, especially three-phase and alternating current generators, to be able to recognize a breakdown of the stator winding against the stator iron, was already proposed for isolated networks, the active iron of the machine with the stator housing to isolate from earth and via a display device or via a current transformer with a secondary connected to it To ground the display device. This measure has the consequence that in the event of an iron fault in the machine, the earth fault current of the network must flow through the display device and make it respond. However, the facility has the disadvantage that the current flowing through the fault location can be of considerable magnitude, possibly the same as the total earth fault current of the network, which results in considerable burns in a short time can be evoked. These conditions only apply if the network is not earthed is.

Eine andere bekannte Einrichtung, bei der ebenfalls das mit dem aktiven Eisen verbundene Ständergehäuse gegen Erde isoliert ist, bezieht sich auf geerdete Netze. Dieses Verfahren ist an die Erdung des Netzes gebunden und somit auch von den Erdungsverhältnissen abhängig.Another known device in which also that associated with the active iron Stator housing is isolated from earth, refers to earthed networks. This method is tied to the earthing of the network and thus also to the earthing conditions addicted.

Man hat ferner Schutzeinrichtungen vorgeschlagen, bei denen das Ständergehäuse nicht von Erde isoliert ist, bei denen aber ein Punkt des Netzes oder der Wicklung über geeignete Widerstände und Anzeigegeräte mit dem aktiven Eisen bzw. dem Ständergehäuse verbunden sind. Auch diese Einrichtungen werden einerseits von den Erdungsverhältnissen des Netzes beeinflußt, während sie selbst andererseits die Wirkung von etwa im Netz vorhandenen Erdungslöschspulen stören. Insbesondere aber sind diese Einrichtungen nicht selektiv, d. h. auch Netzerdschlüsse werden von der Eisenschlußanzeige des Generators gemeldet, wenn nicht besondere Maßnahmen dagegen ergriffen werden.Protection devices have also been proposed in which the stator housing is not isolated from earth, but which has a point of the network or winding over it suitable resistors and display devices with the active iron or the stator housing are connected. These facilities are also influenced on the one hand by the earthing conditions of the network, while On the other hand, they themselves have the effect of any earth quenching coils present in the network disturb. In particular, however, these facilities are not selective, i. H. also network earth faults are reported by the short-circuit indicator of the generator, if no special measures are taken against it.

Um die Mängel der bekannten Einrichtungen zu beseitigen, wird gemäß der Erfindung bei Einrichtungen zum Anzeigen von Eisenschluß im Ständer elektrischer Maschinen, bei denen das aktive Eisen mit einem Punkt der S tänder wicklung oder des anschließenden Netzes unmittelbar oder über Widerstände verbunden ist und in die Verbindungsleitung unmittelbar oder über einen Wandler bzw. Shunt ein Anzeigegerät eingeschaltet ist, das aktive Eisen gegen das geerdete Ständergehäuse isoliert. Die bei einem Eisenschluß im Ständer der Maschine auftretenden Vorgänge spielen sich dadurch in dem Stromkreis ab, der durch die Verbindung eines Punktes der Ständerwicklung bzw. des anschließenden Netzes mit dem aktiven Eisen gebildet wird. Die Schutzeinrichtung wird also vollkommenIn order to remedy the shortcomings of the known devices, according to the invention in the case of devices for indicating short-circuits in the stator of electrical machines, in which the active iron with a point of the stand winding or the subsequent Network is connected directly or via resistors and in the connecting line a display device is switched on directly or via a converter or shunt that active iron isolated from the grounded stator housing. The one with an iron connection in the Processes occurring in the stand of the machine take place in the circuit, by connecting a point of the stator winding or the subsequent Network is formed with the active iron. So the protective device is perfect

unabhängig davon, ob das Netz geerdet ist oder nicht. Auch werden im Netz etwa vorhandene Erdschlußlöschspulen von dem Strom in der Schutzeinrichtung nicht beeinflußt. In der Zeichnung sind in Abb. ι bis 3 schematisch Ausführungsbeispiele der Errindiing dargestellt. In diesen Abbildungen bedeutet W die Ständerwicklung eines Dreiphasengenerators, E das isolierte aktive liisen, to G das durch die Fundamente oder Erdleitung mit Erde verbundene Maschinengehäuse. Irgendein Punkt der Ständerwicklung W ist über einen Stromwandler 6" und gegebenenfalls einen Widerstand R mit dem aktiven Eisen E verbunden. Tritt an einem beliebigen anderen Punkt der Ständerwicklung W ein Fehler, z. B. bei F, auf, dann ist ein Stromkreis geschlossen, der das Anzeigeinstrument A, das an dem Stromwandler 5" angeschlossen ist, zum Ansprechen bringt.regardless of whether the network is earthed or not. Any earth-fault extinguishing coils that may be present in the network are also not influenced by the current in the protective device. In the drawing, exemplary embodiments of the Errindiing are shown schematically in Fig. 1 to 3. In these figures, W means the stator winding of a three-phase generator, E the isolated active line, to G the machine housing connected to earth by the foundations or earth line. Any point of the stator winding W is connected to the active iron E via a current transformer 6 "and possibly a resistor R. If an error occurs at any other point on the stator winding W , e.g. at F , then a circuit is closed, which brings the display instrument A, which is connected to the current transformer 5 ″, to respond.

Um eine Anzeige auch dann herbeizuführen, wenn der Eisenschluß ganz in der Nähe des Anschlußpunktes der Anzeigevorrichtung auftritt, also einen vollständigen Schutz der Wicklung zu erhalten, wird in an sich bekannter Weise in den Stromkreis für das Anzeigeinstrument eine Zusatzspannung eingefügt. Diese Ztisatzspannung kann sich von der Betriebsspannung in der Ständerwicklung der !Maschine entweder durch ihre Frequenz oder ihre Größe oder ihre Phasenlage so unterscheiden, daß unter allen Umständen ein Strom zustande kommt, der das Anzeigegerät ansprechen läßt, sobald ein Eisenschluß in der Maschine auftritt. Die Zusatzspannung kann beispielsweise eine Gleichspannung sein, wobei das Anzeigegerät über einen Shunt oder direkt in die Verbindungsleitung einzuschalten ist. Die Zusatzspannung kann aber auch irgendeine andere Frequenz als die Betriebsspannung besitzen, oder sie kann die gleiche Frequenz besitzen wie die Betriebsspannung, aber eine derartige Phasenlage, daß sie sich mit keiner der Phasenspannungen oder ihrer Teile zu XuIl ergänzen kann.In order to bring about a display even if the iron connection is very close to the Connection point of the display device occurs, so complete protection of the To obtain winding is in a known manner in the circuit for the indicating instrument an additional voltage inserted. This additional voltage can differ from the operating voltage differentiate in the stator winding of the machine either by their frequency or their size or their phase position, that under all circumstances a current comes about, which allows the display device to respond as soon as an iron short in the machine occurs. The additional voltage can be, for example, a direct voltage, the display device being switched on via a shunt or directly in the connecting line is. However, the additional voltage can also be any other frequency than the operating voltage own, or they can have the same frequency as the operating voltage, but such a phase position that they cannot add to XuIl with any of the phase voltages or their parts.

Abb. 2 zeigt eine besonders zweckmäßige Ausführung dieser Art, wobei ein Spannungswandler Sp mit der Primärwicklung zwischen eine Phase und den Nullpunkt der Maschine gelegt ist; die Sekundärwicklung dieses Spannungswandlers liefert die Zusatzspannung. In die Anschlußleitung zu dem aktiven Eisen wird der Stromwandler S bzw. das Anzeigegerät A eingeschaltet. Abb. 3 zeigt die Phasenlage der Zusatzspannung Z und läßt erkennen, daß zwischen dem Endpunkt von Z, d. h. dem Potential des aktiven Eisens und irgendeinem Teil der Generatorwicklung, stets ein Spannungsunterschied vorhanden ist, der So den Anzeigestrom verursacht. Zur Eingrenzung dieses Stromes kann mit dem Stromwandler .S' ein Widerstand in Ruhe geschaltet werden, oder es kann auch ein Wandler mit besonders großer Reaktanz verwendet werden.Fig. 2 shows a particularly expedient embodiment of this type, wherein a voltage transformer Sp is placed with the primary winding between a phase and the zero point of the machine; the secondary winding of this voltage converter supplies the additional voltage. The current transformer S or the display device A is switched on in the connection line to the active iron. Fig. 3 shows the phase position of the additional voltage Z and shows that between the end point of Z, ie the potential of the active iron and any part of the generator winding, there is always a voltage difference that causes the display current. To limit this current, a resistor can be switched to idle with the current transformer .S ', or a transformer with a particularly high reactance can also be used.

Im übrigen kann auch an Stelle des Spannungswandk'rs Sp jeder künstliche, unsymmetrisch gelegene Nullpunkt zum Anschluß des aktiven Eisens E herangezogen werden.Moreover, instead of the voltage wall Sp, any artificial, asymmetrically located zero point can be used to connect the active iron E.

Die Einrichtung genial.? der Erfindung läßt auch eine Beschädigung der Isolation zwischen dem aktiven Eisen und dem Stfmdergehäuse erkennen. Sobald nämlich ein derartiger Schluß eintritt, wird die Zusatzspannung einen entsprechenden Strom durch die Fehler- 7S stelle treiben, der sich über die Erdkapazitäten des Netzes schließt. Ist diese nicht groß genug, um die an sich empfindliche Anzeigevorrichtung zum Ansprechen zu bringen, dann kann er eriindungsgemäß durch Einschaltung eines Widerstandes zwischen einen Punkt der Generatorwicklung, vorzugsweise den Nullpunkt, und Erde oder zwischen einen künstlichen Nullpunkt und Erde verstärkt werden.The facility is awesome. the invention also allows damage to the insulation between recognize the active iron and the spring housing. As soon as one of these Concluding occurs, the additional voltage is a corresponding current through the error 7S place that closes over the earth capacities of the network. Isn't this great enough to make the sensitive display device respond, then he can according to the invention by inserting a resistor between a point of the Generator winding, preferably the zero point, and earth or between an artificial one Zero point and earth are amplified.

Claims

85 claims:

1. Device for displaying short-circuits in the stator of electrical machines, in which the active iron is directly connected to a point on the stator winding or the adjoining network or is connected via resistors and into the connecting line directly or via a converter or shunt Display device is switched on, characterized in that the active iron is isolated from the grounded stator housing is.

2. Device according to claim 1, characterized in that the converter is equipped with a particularly large reactance for connecting the display device.

3. Device according to claim 1, characterized in that the active Iron with an artificial, possibly asymmetrical zero point of the subsequent Network is connected with the interposition of the display device. in the

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that between the active iron and the generator winding or the artificial zero point an auxiliary DC voltage is inserted.

5. Device according to claim 1 to 3, characterized in that between the active iron and the generator winding or the artificial zero point an auxiliary alternating voltage is inserted, which is either by the frequency or by size or phase position or by size

and phase position of the operating voltage of the individual phases of the stator winding so differentiates that in each case a sufficiently large current in the display device in the event of an iron short-circuit in the stator winding arises.

6. Device according to claim ι to 5, characterized in that the zero point the stator winding or another part of the stator winding or the subsequent Network or an artificial zero point is grounded via resistors.

1 sheet of drawings