DE7522858U

DE7522858U - Monitoring device for a three-phase transmission system

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Publication number: DE7522858U
Application number: DE7522858U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-07-03
Publication date: 1977-08-11

Description

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Fd / Kn.

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Switzerland)

Ueberwachungseinrichtung für ein DrehstromübertragungssystemMonitoring device for a three-phase transmission system

Die Neuerung betrifft eine Ueberwachungseinrichtung für ein
Drehstromübertragungssystem mit je einem mehrphasigen Satz
von Primäranschlüssen und Sekundäranschlüssen, insbesondere
für Drehstromtransformatoren, mit einem Drehfeldbildner, der einen ersten und einen zweiten Drehfeldinduktor mit je einer Mehrphasenwicklung sowie einen mit diesen Drehfeldinduktoren magnetisch gekoppelten Anker mit wenigstens einer Wicklungsspule aufweist, wobei die Mehrphasenwicklung des ersten Drehfeldinduktors mit den Primäranschlüssen des Drehstromübertragungssystems und die Mehrphasenwicklung des zweiten Drehfeldinduktors mit den Sekundäranschlüssen des Drehstromübertragungssystems gekoppelt ist.The innovation concerns a monitoring device for a
Three-phase transmission system with one multi-phase set each
of primary connections and secondary connections, in particular
for three-phase transformers, with a rotating field generator, which has a first and a second rotating field inductor each with a polyphase winding and an armature magnetically coupled to these rotating field inductors with at least one winding coil, the polyphase winding of the first rotating field inductor with the primary connections of the three-phase transmission system and the polyphase winding of the second rotating field inductor is coupled to the secondary connections of the three-phase transmission system.

Der Betriebszustand von Drehstromübertragungssystemen, wie
Transformatoren, Maschinenkaskaden mit frequenz^eichen Primärund Sekundäranschlüssen, Netzkupplungen und dergleichen, ist weitgehend durch die relative Phasenlage der primär- und sekundärseitigen Drehstromsysteme gekennzeichnet, weshalb diese eine praktisch wichtige Mess- und Ueberwachungsgrösse darstellt. 'Speziell bei Drehstromti'ansformatoren mit galvanisch getrennter Primär- und Sekundärseite ist der ent-The operating status of three-phase transmission systems, such as
Transformers, machine cascades with high-frequency primary and secondary connections, network couplings and the like are largely characterized by the relative phase position of the primary and secondary-side three-phase systems, which is why this represents a practically important measurement and monitoring variable. '' Especially with three-phase transformers with galvanically separated primary and secondary sides, the

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sprechende Phasenwinkel bzw. seine Aenderunß ein Indikator für einwandfreien Isolationszustand oder Kurzschluss zwischen den Wicklungen. Für die Ueberwachung werden üblicherweise umfangreiche und aufwendige Differentialrelaissohaltungen verwendet, wobei insbesondere wegen etwaiger Nullkomponenten der primär- und sekundärseitigen Stromsysteme besondere Kompensationsmassnahmen erforderlich sind, z.B. Zwlschenstromwandler mit Stern/Dreieckwicklung.speaking phase angle or its change an indicator for perfect insulation condition or short circuit between the windings. For the monitoring are usually extensive and complex differential relay settings used, in particular because of any zero components of the primary and secondary power systems special compensation measures are required, e.g. intermediate current transformer with star / delta winding.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Ueberwachungseinrichtung für Drehstromübertragungssysterne, die sich durch einfachen Aufbau und entsprechend geringen Aufwand auszeichnet und unmittelbar den Phasenwinkel des Uebertragungsfaktors zu erfassen gestattet. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.The object of the invention is to create a monitoring device for three-phase transmission systems, which is characterized by a simple structure and correspondingly low expenditure and which allows the phase angle of the transmission factor to be detected directly. The inventive solution to this problem is characterized by the features specified in claim 1.

Bei einer solchen Einrichtung ist die induzierte Ankerspannung von der relativen Phasenlage der in den beiden Drehfeldinduktoren vorhandenen Drehfelder, und zwar von dem nierdurch bestimmten resultierenden Drehfeld, nicht in ihrer Phasenlage, sondern auch in ihrer Amplitude abhängig, so dass letztere in einfacher Weise als üeberwachungs- oder Messgrösse verwendet werden kann. Im allgemeinen wird man dabei die beiden Drehfelder vom primär- und sekundärseitigen Strom speisen, da In such a device, the induced armature voltage is dependent on the relative phase position of the rotating fields present in the two rotating field inductors, namely on the resulting rotating field determined not in its phase position but also in its amplitude, so that the latter can be used in a simple manner as monitoring or measured variable can be used. In general, the two rotating fields will be fed by the current on the primary and secondary sides, since

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die die relative Phasenlage der beiden Stromsysteme bei einer Störung, insbesondere bei einem Kurzschluss im Ueberwachungsobjekt eine starke Aenderung erfährt. In einem vorgegebenen Normalzustand können die beiden Drehfelder durch die angegebene Dreheinstellung in eine bestimmte Relativ-Phasenlage gebracht werden, der ein Bezugswert der induzierten Spannungsamplitude entspricht und von dem aus die etwa eintretende Phasenänderung gemessen werden kann. Zweckmässig werden die Leiden Drehfelder im Normal- oder Bezugszustand gegenphasig eingestellt, so dass die Bezugsamplitude der induzierten Ankerspannung Null ist. Die mechanische Einstellbarkeit ist mit einem äusserst geringen Aufwand verbunden und bedeutet wegen der begrenzten Einstellbewegung, die praktisch nur einmal erfolgt, weder elektrische Bewegungskontakte noch Verschleiss oder Störanfälligkeit.the relative phase position of the two current systems in the event of a fault, in particular in the event of a short circuit in the monitored object undergoes a major change. In a given normal state, the two rotating fields can go through the specified rotary setting can be brought into a certain relative phase position, which is a reference value of the induced Corresponds to the voltage amplitude and from which the approximately occurring phase change can be measured. Appropriate the Leiden rotating fields are set in phase opposition in the normal or reference state, so that the reference amplitude of the induced armature voltage is zero. The mechanical adjustability is associated with extremely little effort and because of the limited adjustment movement, which practically only takes place once, means neither electrical movement contacts still wear and tear or susceptibility to failure.

Weiterhin kann wenigstens einer der Drehfeldinduktoren axialverschiebbar in bezug auf den Anker des Drehfeldbildners angeordnet werden. Dadurch ergibt sich mit den entsprechenden Vorteilen, wie soeben angeführt, die Möglichkeit einer Amplitudeneinstellung der von dem betreffenden Drehfeld induzierten Ankerspannungskomponente ohne Veränderung der Phasenlage, was z.B. für den Ausgleich unterschiedlicher Untersetzungsverhältnisse der im allgemeinen zwischen Drehstromanschluss und Drehfeldinduktor vorhandenen Messwandler von Vorteil ist.Furthermore, at least one of the rotating field inductors can be axially displaceable be arranged with respect to the armature of the rotating field generator. This results in the corresponding Advantages, as just mentioned, the possibility of adjusting the amplitude of the induced by the rotating field in question Armature voltage component without changing the phase position, which e.g. for the compensation of different reduction ratios the transducer generally present between the three-phase connection and the rotating field inductor is an advantage.

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Die Neuerung wird wtiter anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, die eine Differentialüberwachungseinrichtung für einen Drehstromtransformator im Prinzipschaltbild zeigt.The innovation is wtiter based on what is shown in the drawing Embodiment explained that a differential monitoring device for a three-phase transformer in the basic circuit diagram shows.

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Der Drehstromtransformator 1 ist mit seiner Primärwicklung la an ein Netz R, S, T und mit seiner Sekundärwicklung'Ib an ein Netz U,- V, W angeschlossen. Diese Netze stellen somit den Primär- bzw. Sekundäranschluss des Drehstromübertragungssystems als Ueberwachungsobjekt dar. An beiden Anschlüssen ist ein Stromwandler 2 bzw. 3 in Sternschaltung vorgesehen. Ein Drehfeldbildner 4 weist zwei koaxial ineinander angeordnete sowie dreheinstellbar gelagerte Drehfeldinduktoren 5 und 6 mit zugehöriger Dreiphasenwicklung 5a bzw. 6a auf, die jeweils an den Stromwandler 2 bzw. 3 angeschlossen ist, und zwar über flexible, die Dreheinstellung nicht störende Zuleitungen. Innerhalb der Drehfeldinduktoren ist ein - gegebenenfalls dreheinstellbarer - Anker 7 mit einer einphasigen Wicklung 7a angeordnet. Durch die magnetische Kopplung zwischen den Drehfeldinduktoren und dem Anker wird in der Wicklung Ja. ein in seiner Amplitude nur von den Stromamplituden und der gegenseitigen Phasenlage der beiden Drehfelder abhängiges resultierendes Drehfeld erzeugt, welches eine entsprechend einphasige Ankerspannung induziert.The three-phase transformer 1 is connected with its primary winding la to a network R, S, T and with its secondary winding'Ib to a network U, -V, W. These networks thus represent the primary or secondary connection of the three-phase current transmission system as a monitoring object. A current transformer 2 or 3 in star connection is provided at both connections. A rotating field generator 4 has two rotating field inductors 5 and 6, which are coaxially arranged one inside the other and are rotatably mounted, with associated three-phase windings 5a and 6a, respectively, which are each connected to the current transformer 2 and 3 via flexible leads that do not interfere with the rotation setting. An armature 7 with a single-phase winding 7a is arranged within the rotating field inductors, which may be adjustable in rotation. Due to the magnetic coupling between the rotating field inductors and the armature, Yes in the winding. a resulting rotating field which is dependent in its amplitude only on the current amplitudes and the mutual phase position of the two rotating fields is generated, which induces a corresponding single-phase armature voltage.

Die Drehfeldinduktoren sind in nicht näher dargestellter Weise auch axial verschiebbar bzw. einstellbar angeordnet, so dass die Verkettung der betrefferden Drehfelder mit der Ankerwicklung verändert werden kann. The rotating field inductors are also axially displaceable or adjustable in a manner not shown, so that the interlinking of the respective rotating fields with the armature winding can be changed.

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Durch Dreheinstellung der Induktoren 5 und 6 gegeneinander wird die Amplitude der Ankerspannung auf ein Minimum gebracht, was Gegenphasigkeit der beiden Drehfelder bedeutet. Sodann wird die Ankerspannungsamplitude durch Axialverschiebung des einen oder anderen Drehfeldinduktors mit entsprechender Veränderung der zugehörigen Amplitudenkomponente der Ankerspannung auf Null abgeglichen. Jede Abweichung des Phasenwinkels des Uebertragungsfaktors des Transformacors bewirkt nun das Erscheinen einer Ankerspannung als Indikatorgrösse.By rotating the inductors 5 and 6 against each other the amplitude of the armature voltage is brought to a minimum, which means that the two rotating fields are in phase opposition. Then becomes the armature stress amplitude due to axial displacement of one or the other rotating field inductor with a corresponding change in the associated amplitude component of the armature voltage calibrated to zero. Any deviation in the phase angle of the transmission factor of the transformer causes now the appearance of an anchor voltage as an indicator variable.

Im Beispielsfall wird dies in einer Auswerteschaltung 8 mit einem Gleichrichter 8a und einem Grenzwertschalter 8b mit dem Schaltgrenzwert k festgestellt. Dieser Grenzwert kann nahe bei Null eingestellt werden, wobei lediglich der Störsignalpegel und noch zulässige Aenderungen des Uebertragungsphasenwinkels zu berücksichtigen sind. Es ergibt sich also eine wünschenswert empfindliche, aber auch genaue Ueberwachung des Phasenwinkels, der bei Kurzschluss im Transformator eine signifikante Aenderung erfährt. Stromschwankungen haben dagegen keinen Einfluss auf den Nullabgleich der Ankerspannung. In dieser Hinsicht ist also Sicherheit gegen Fehlalarm oder Fehlauslösung der nachgeordneten Schalteinrichtung 9 gegeben.In the example, this is done in an evaluation circuit 8 with a rectifier 8a and a limit switch 8b the switching limit value k determined. This limit value can be set close to zero, with only the interference signal level and still permissible changes in the transmission phase angle must be taken into account. It surrenders thus a desirably sensitive but also precise monitoring of the phase angle that occurs in the event of a short circuit in the transformer undergoes a significant change. Power fluctuations on the other hand have no influence on the zero balance of the armature voltage. So in this respect there is security against false positives or false tripping of the downstream switching device 9 given.

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Claims

Protection claims

1. Monitoring device for a three-phase transmission system, each with a multi-phase set of primary connections and secondary connections, in particular for three-phase transformers with a rotating field generator (4), which has a first and a second rotating field inductor (5 and 6) each with a multi-phase winding (5a and 6a) and one with these rotating field inductors magnetically coupled armature (7) with at least one winding coil (7a), the polyphase winding (5a) of the first rotating field inductor (5) with the primary connections (R, S, T) ά ^{Λ <} ? Three-phase current transmission system (1) and the multi-phase winding (6a) of the second rotating field inductor (6) is coupled to the secondary connections (U, V, W) of the three-phase current transmission system (1), characterized in that the two rotating field inductors (5, 6) are mutually adjustable .
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2. Monitoring device according to claim 1, characterized in that geker.n-

j indicates that the anchor (7) with respect to at least ei

NEN of the rotating field inductors are arranged so that they can be adjusted to rotate

j is.

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3. Monitoring device according to claim 1 or 2, characterized characterized in that at least one of the field inductors is arranged so as to be axially displaceable with respect to the armature is.

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