DE644964C

DE644964C - Protection device for an electrical power transmission system

Info

Publication number: DE644964C
Application number: DES105804D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Mueller
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1932-08-10
Filing date: 1932-08-10
Publication date: 1937-05-19

Description

Bei elektrischen Krafterzeugungs- oder Übertragungsanlagen ist es allgemein üblich, zur Verhinderung von Überlastungen Schutzeinrichtungen vorzusehen, die derart arbeiten, daß beim Auftreten eines Uberstromes oder eines Kurzschlusses die in Frage kommenden Kraftverbraucher oder Krafterzeuger abgeschaltet werden. So ist es z. B. bekannt, einen Elektromotor durch eine vom Motorstrom und von der am Motor liegenden Spannung abhängige Einrichtung zu schützen, die bei bestimmten, den Betrieb gefährdenden Bedingungen den Motor vom Netz abschaltet. Für elektrische Schiffspropellerantriebe sind solche Schutzeinrichtungen nicht zweckentsprechend, denn bei diesen würde man das Fahrzeug manövrierunfähig machen, wenn die Überlastung gerade in einem kritischen Augenblick auftritt undWith electrical power generation or Transmission systems, it is common practice to provide protection devices to prevent overloads work that when an overcurrent or a short circuit occurs, the power consumers in question or Power generators are switched off. So it is z. B. known, an electric motor by a from the motor current and from the voltage applied to the motor dependent device, which with certain, the operation disconnects the motor from the mains under dangerous conditions. For electric ship propeller drives such protective devices are not appropriate, because they would make the vehicle impossible to maneuver do when the overload occurs at a critical moment and

ao nun der Propellermotor von dem zugehörigen Stromerzeuger getrennt wird.ao now the propeller motor from the associated one Power generator is disconnected.

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Kraftübertragungsanlagen, bei denen die übertragene Leistung sich gleichmäßig mit der Drehzahl der Krafterzeuger ändert und bei denen mehrere elektrische Stromerzeuger und Motoren wahlweise zusammenarbeiten. Um den Betrieb bei Überlastungen einwandfrei zu sichern, ohne daß die erwähnten Nachteile des Abschaltens auftreten, beschränken erfindungsgemäß auf Überlastung (z. B. Überstrom) der Stromerzeuger oder der Motoren oder beider zusammen ansprechende Relais mittelbar die Drehzahl der zugeordneten Stromerzeugerantriebsmaschinen auf den der jeweiligen Höchstlast entsprechenden Wert. Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung sind Schiffs- oder andere Fahrzeugantriebe.The invention relates to electrical power transmission systems in which the transmitted power changes evenly with the speed of the power generator and in which several electric power generators and motors work together optionally. In order to ensure proper operation in the event of overloads without the aforementioned disadvantages of switching off occurring according to the invention to overload (z. B. overcurrent) of the power generator or the motors or both responding together Relay indirectly to the speed of the assigned power generator drive machines the value corresponding to the respective maximum load. The preferred area of application of the invention are ship or other vehicle drives.

Es ist zwar bei einem Zweipropellerschiffsantrieb schon bekannt, die Überlastung des speisenden Stromerzeugers bei Kurvenfahrt dadurch zu vermeiden, daß eine Regeleinrichtung auf den Unterschied der den beiden Antriebsmotoren zufließenden Ströme anspricht und je nach der Größe dieses Unterschiedes eine Entlastung der Stromerzeugerantriebsmaschine vornimmt. Hier sind im Gegensatz zur Erfindung keine auf Überlastung ansprechenden Relais vorhanden, und die bekannte Einrichtung ist nicht in der Lage, eine Überlastung des Stromerzeugers zu verhüten, wenn diese Überlastung durch gleichmäßige Überlastung der beiden Motoren hervorgerufen wird. Die Anordnung Sf gemäß der Erfindung arbeitet im Gegensatz dazu einwandfrei, gleichgültig, ob es sich um eine Überlastung handelt, die durch äußereWith a two-propeller ship drive it is already known that the overload of the to avoid feeding power generator when cornering by having a control device responds to the difference in the currents flowing into the two drive motors and, depending on the size of this difference, a relief of the power generator drive machine undertakes. In contrast to the invention, there are no overload-sensitive relays, and the known device is not able to overload the power generator to prevent this overload by equally overloading the two motors is caused. The arrangement Sf according to the invention, on the contrary, works properly, regardless of whether it is an overload caused by external

") Von dem Patent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:") The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Frits Müller in Rüstringen, Oldb.Dipl.-Ing. Frits Müller in Rüstringen, Oldb.

Einflüsse, ζ. Β. größere Widerstände im Wasser, herbeigeführt ist, oder ob die Überlastung durch den jeweiligen Betriebszustand, z. B. Anzahl der im Betrieb
liehen Maschinen oder Kurvenfahrt,Influences, ζ. Β. greater resistance in the water is brought about, or whether the overload is caused by the respective operating condition, e.g. B. Number of in operation
borrowed machines or cornering,

gerufen ist. ^ffc_v is called. ^ ffc _v

In der Zeichnung ist ein Ausführungsber-* '·' spiel der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. ι zeigt das Schaltbild eines mit zwei ίο Drehstromerzeugern und zwei Drehstrommotoren ausgerüsteten Zwei Schraubenschiffes mit den Schaltungen, die im Falle aller Verbindungen der Stromerzeuger und Motoren notwendig sind, um die leistungsabhängigen Vorrichtungen der Motoren stets auf die Begrenzungsvorrichtungen derjenigen Stromerzeuger wirken zu lassen, von denen die betreffenden Motoren gerade gespeist werden. Mit den Dampfturbinen 1 und 2 sind die Drehstromerzeuger 3 und 4 gekuppelt Stromerzeuger 3 arbeitet normal auf den Propellermotor 5, Stromerzeuger 4 auf den Propellermotor 6. Jedem der Stromerzeuger ist ein Überlastungsrelais 7 oder 8 und jedem der Motoren ist ein Überlastungsrelais 9 oder 10 zugeordnet. Jede der beiden Dampfturbinen ist mit einer elektromagnetischen Drehzahlbegrenzungsvorrichtung ausgerüstet. Die Magnetspulen 14 und 14' dieser Vorrichtungen liegen in einem Gleichstromkreise, der über die Unterbrechungsstellen der Überlastungsrelais 7, 8, 9, 10 geführt ist. Dieser Gleichstromkreis ist daher nur geschlossen, wenn eines oder mehrere der Relais angezogen haben. Die Magnetspulen der Relais 7 und 9 oder 8 und 10 werden vom Ankerstrom der Maschinen 3 und 5 oder 4 und 6 durchflossen. In jedem der Ankerstromkreise ist ein Stromerzeugerschalter 21 und 22 und ein Motorschalter 23 und 25 vorgesehen. Diese Schalter können von Hand oder mittels Fernsteuerung bedient werden. Für den Fall, daß zwecks Speisung der beiden Motoren durch nur einen Stromerzeuger die beiden Ankerstromkreise miteinander verbunden werden sollen, ist zwischen dem Stromerzeuger und dem Motorschalter ein Kupplungsschalter 24 angeordnet. Mit den Stromerzeugerschaltern 21 und 22 ist je ein Hilfsschalter 12 und 13 zwangsläufig so verbunden, daß, wenn der Schalter 21 oder 22 sich schließt, der Schalter 12 oder 13 sich öffnet und umgekehrt. Die Hilfsschalter 12 und 13 sind in dem die Magnetspulen 14 und 14' der Drehzahlbegrenzungsvorrichtungen speisenden Gleichstromkreise in Hintereinanderschaltung mit den beiden Schalthebeln eines Doppelhebelumschalters 11 angeordnet, der mit dem Kupplungsschalter 24 derartig zwangsläufig verbunden ist, daß die beiden Schalthebel des Schalters 11 beim öffnen des Kupplungsschalters 24 in die eine und beim Schließen dieses Schalters in die andere Um-.j.schaltstellung übergehen. Der eine der bei- * ligij Schalthebel des Umschalters 11 liegt inIn the drawing there is an execution code * '·' game of the invention shown schematically. Fig. Ι shows the circuit diagram of one with two ίο three-phase generators and two three-phase motors equipped two screw with the circuits in case of all connections the power generator and engines are necessary to keep the power-dependent devices of the engines on the limiting devices of those power generators from which the engines in question are currently being fed. The three-phase generators 3 and 4 are coupled to the steam turbines 1 and 2 Power generator 3 works normally on the propeller motor 5, power generator 4 on the Propeller motor 6. Each of the power generators is an overload relay 7 or 8 and each an overload relay 9 or 10 is assigned to the motors. Each of the two steam turbines is equipped with an electromagnetic speed limiter. The solenoids 14 and 14 'of these devices lie in a direct current circuit, which is connected to the interruption points of the overload relay 7, 8, 9, 10 is performed. This DC circuit is therefore only closed if one or more of the relays have picked up. The solenoid coils of the relays 7 and 9 or 8 and 10 are traversed by the armature current of machines 3 and 5 or 4 and 6. In each of the armature circuits there is a power generator switch 21 and 22 and a Motor switches 23 and 25 are provided. These switches can be operated manually or remotely to be served. In the event that for the purpose of supplying the two motors with only one power generator, the two Armature circuits to be interconnected is between the power generator and the engine switch, a clutch switch 24 is arranged. With the generator switches 21 and 22 an auxiliary switch 12 and 13 is necessarily connected in such a way that that when switch 21 or 22 closes, switch 12 or 13 opens and vice versa. The auxiliary switches 12 and 13 are in which the solenoids 14 and 14 'of the speed limiting devices feed DC circuits arranged in series with the two levers of a double lever switch 11, the with the clutch switch 24 is inevitably connected in such a way that the two Shift lever of switch 11 when opening the Clutch switch 24 in one and when closing this switch in the other .j. Schaltstellung pass over. One of the two switch levers of the switch 11 is in

mit der Unterbrechungsstelle des Mo-■Ms^überlastungsrelais 9, der andere in Reihe >Üfit der Unterbrechungsstelle des Motorüber- lastungsrelais 10. Die übrigen Schaltverbindungen ergeben sich im einzelnen ohne weiteres aus der Zeichnung.with the interruption point of the Mo- ■ Ms ^ overload relay 9, the other in series> Üfit of the interruption point of the motor overload relay 10. The remaining circuit connections result in detail without further ado from the drawing.

Wenn bei geöffnetem Kupplungsschalter 24 der Stromerzeuger 3 auf den Motor S und der Stromerzeuger4 auf den Motor6 arbeiten (normale Schaltungsweise), sind die Schalter 21, 22 geschlossen und die Schalter 12, 13 geöffnet; den Magnetspulen 14, 14' kann der Strom sowohl über die Unterbrechungsstellen der Motorüberlastungsrelais 9, 10 als auch durch die zu diesen parallel geschalteten Unterbrechungsstellen der Stromerzeugerüberlaetungsrelais 7, 8 zugeführt werden.If with the clutch switch 24 open, the generator 3 on the engine S and the generator4 work on the engine6 (normal switching mode), the switches are 21, 22 closed and switches 12, 13 opened; the solenoid coils 14, 14 ', the current can both over the interruption points the motor overload relay 9, 10 as well as through the interruption points connected in parallel to these the power generator overload relay 7, 8 are supplied.

Bei geschlossenem Kupplungsschalter 24 dagegen kann, falls der Stromerzeugerschalter 21 geschlossen und 22 geöffnet ist, der Stromerzeuger 3 auf beide Motoren 5 und 6 zugleich arbeiten, desgleichen, falls der Stromerzeugerschalter 22 geschlossen und 21 geöffnet ist, der Stromerzeuger 4 auf beide Motoren 5 und 6. Arbeitet Stromerzeuger 3, so kann der Strom für die Magnetspule der Drehzahlbegrenzungsvorrichtung 14 entweder über die Unterbrechungsstelle der Motorrelais 9 oder 10 und die Schaltern und 13 oder über die Unterbrechungsstelle des Stromerzeugerrelais 7 geführt werden; arbeitet dagegen Stromerzeuger 4, so kann die Magnetspule 14' durch einen Strom erregt werden, der seinen Weg entweder über die Unterbrechungsstelle der Motorschaltrelais 9 oder »00 10 und die Schalter n und 12 oder über die Unterbrechungsstelle des Stromerzeugerrelais 8 nimmt.When the clutch switch 24 is closed, however, if the power generator switch 21 is closed and 22 is open, the generator 3 on both engines 5 and 6 work at the same time, the same if the power generator switch 22 is closed and 21 is open, the generator 4 on both engines 5 and 6. If generator 3 is working, so the current for the solenoid of the speed limiting device 14 can either Via the interruption point of the motor relays 9 or 10 and the switches and 13 or via the interruption point of the power generator relay 7; is working on the other hand, power generator 4, the solenoid 14 'can be excited by a current, which finds its way either via the interruption point of the motor switching relay 9 or »00 10 and the switches n and 12 or via the interruption point of the generator relay 8 takes.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung ' eines Ausführungsbeispieles für eine Leistung oder Drehzahlbegrenzungseinrichtung. Wenn die Magnetspule 14 durch Ansprechen der leistungsabhängigen Vorrichtung eines Stromerzeugerrelais 7 oder Motorrelais 9 oder 10 Spannung erhält, wird der Magnetanker 15 no gegen die Wirkung einer Dämpfungsvorrichtung 16 und einer Feder 17 angezogen. Nach einer willkürlich einstellbaren Zeit wird durch einen Anschlag im Innern des Ankers 15 das Gestänge eines Drosselventils 19 mit- 1*5 genommen, das in der Dampfzuleitung 20 zur Turbine 1 angeordnet ist. Durch die Einstellung des Drosselventils 19 wird auf diese Weise eine Begrenzung der zugeführten Leistung und damit der Drehzahl der Turbine 1 iso und des Stromerzeugers 3 bewirkt. Eine Feder 18 bringt nach Aufhören der die Über-Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment for a service or speed limiting device. When the solenoid 14 by responding to the Power-dependent device of a generator relay 7 or motor relay 9 or 10 Receives voltage, the magnet armature 15 is no attracted against the action of a damping device 16 and a spring 17. To an arbitrarily adjustable time is determined by a stop inside the armature 15 the linkage of a throttle valve 19 with 1 * 5 taken, which is arranged in the steam supply line 20 to the turbine 1. By setting of the throttle valve 19 is a limitation of the power supplied in this way and thus the speed of the turbine 1 iso and the power generator 3 causes. After the cessation of the transfer, a spring 18 brings

die Feder i~ von neuem inthe pen is again in

lastung hervorrufenden Ursache die Leistungsbegrenzungsvorrichtung wieder in die Ruhestellung zurück. Auch der Anker der Magnetspule der Drehzahlbegrenzungsvorrichtung 14 wird durchload causing the power limiting device back to the rest position. Also the armature of the solenoid of the speed limiter 14 is through

Bereitschaftsstellung gebracht.Stand-by position brought.

Natürlich läßt sich durch Haltekontakte oder ähnliche Mittel der Begrenzungszustand der Leistung oder Drehzahl der Antriebs ίο maschine so lange aufrechterhalten, bis ein etwa vorhandener Fehler durch den Bedienungsmann beseitigt ist.Of course, the limiting state can be controlled by holding contacts or similar means the power or speed of the drive ίο Maintain the machine until there is a fault by the operator is eliminated.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung eignet sich vorzugsweise für Propellerantriebe von Schiffen. Sie vreist gegenüber bekannten Einrichtungen folgende Vorteile auf:The device described above is preferably suitable for propeller drives of ships. It has the following advantages over known institutions:

1. Werden die Maschinen in einer Verbindung geschaltet, welche eine Gefährdung der Stromerzeuger oder Motoren möglich macht, so tritt nicht mit der Umschaltung zugleich zwangsläufig auch die Begrenzungsvorrichtung in Tätigkeit, sondern es wird erst das wirkliche Auftreten einer Überlast abgewartet, bevor eines der Begrenzungsmittel in Kraft tritt.1. Are the machines switched in a connection that poses a risk to the Makes power generators or engines possible, so does not occur with the switchover at the same time inevitably also the limiting device in action, but it becomes that actual occurrence of an overload waited before one of the limiting means in Force occurs.

2. Auch bei normaler Schaltungsweise, bei der im allgemeinen eine Überlastung weniger zu befürchten ist, sind die Mittel zur Verhütung der Überlastung dauernd betriebsbereit. Dadurch ist im Falle eines Kurzschlusses oder eines sonstigen Fehlers am Kraftverbraucher oder in den Leitungen jederzeit ein Schutz der gesamten Kraftübertragungsanlage gewährleistet.2. Even with normal switching, which is generally less overloaded it is to be feared that the means for preventing the overload are permanently operational. This means that in the event of a short circuit or any other fault on the power consumer or in the lines at any time protection of the entire power transmission system is guaranteed.

3. Es ist trotz der Anordnung von leistung- oder drehzahlbegrenzenden Mitteln möglich, kurzzeitig auch mit voller Kraft und sogar mit Überlastung der Maschinen zu fahren, was gerade beim Schiffsbetrieb und ähnlichen Fahrzeugbetrieben mit elektromotorischem Antrieb unter Umständen wichtig sein kann. So kann beispielsweise ein Zusammenstoß dadurch verhütet werden, daß die Maschine, ohne Rücksicht auf ihre Gefährdung, kurzzeitig eine übernormale Höchstlast hergibt.3. Despite the arrangement of power or speed-limiting means, it is possible to drive with full power for a short time and even with overloading of the machines, what especially in ship operation and similar vehicle operations with electromotive Drive can be important under certain circumstances. For example, this can cause a collision prevent the machine from being used for a short time, regardless of the risk it poses gives an above normal maximum load.

Claims

Patent claims:

ι. Protective device for an electrical Power transmission system in which the transmitted power is evenly distributed with the The speed of the power generator changes and several electric power generators and motors work together optionally, in particular for ship or other vehicle drives, characterized in that overload (e.g. overcurrent) the power generator or motors or both relays working together responding with a time delay indirectly the speed of all prime movers of those affected by the overload Limit power generator to the value corresponding to the respective maximum load, so that for a short time a strong Load of the machines monitored by the relays is possible.

2. Device according to claim 1, characterized in that the power generators assigned overload relays are set to be more sensitive than the relays assigned to the motors.

4. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the relay responding to overload are staggered as a function of time, so that one that works gradually further relief of the power generator or consumer is made if the has not eliminated the overloading of the machines.

4. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the overload relays assigned to the electrical machines with the main switching elements of the machines are locked in such a way that, in the event of a response, the speed of each affect driving machines in operation. go

1 sheet of drawings

BERLIN. - GEDBCCKT IN THE