DE762195C

DE762195C - Einrichtung zum UEberwachen des Widerstandes von Wicklungen

Info

Publication number: DE762195C
Application number: DEL103885D
Authority: DE
Inventors: Werner Dr-Ing Kraemer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1941-04-08
Filing date: 1941-04-08
Publication date: 1954-04-05

Description

Einrichtung zum Uberwachen des Widerstandes von Wicklungen Es ist bekannt, die Erregerwicklung von Wechselstromgeneratoren vor den Folgen eines Windungsschlusses dadurch zu schützen, daß die durch den Windungsschluß verursachte Widerstandsänderung der Erregerwicklung eine Anzeige des Fehlers oder eine Abschaltung des fehlerhaften Generators herbeiführt. Die Widerstandsänderung wird dabei mittels einer Wheatstoneschen Brückenschaltung erfaßt, die aus Hälften der Erregerwicklung und zwei Hilfswiderständen gebildet wird. In dem Brückenkreis liegt ein die Anzeige oder Auslösung bewirkendes Relais.
Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß die bei einem Fehler in der zu schützenden Wicklung in dem Brückenkreis der Brückenschaltung fließenden Ströme nur sehr klein sind, so daß ein betriebssicheres Arbeiten des Schutzes nicht gewährleistet ist. Bei- umlaufenden Wicklungen tritt insofern eine weitere Schwierigkeit auf, als die Abnahme des Prüfstromes von der umlaufenden Wicklung über Schleifringe erfolgen muß und die unter Umständen veränderlichen Übergangswiderstände der Schleifringanordnung den sowieso bereits verhältnismäßig kleinen Brückenstrom noch weiter herabsetzen. Die Unsicherheit wird infolgedessen dadurch noch erhöht.
Um diese Mängel zu beheben, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Brückenstrom der Brückenschaltung zur Gleichstromvormagnetisierung einer wechselstromerregten Drossel dient, deren Magnetisierungsstrom einem Anzeige- oder Meßgerät bzw. einem Relais, vorzugsweise nach erfolgter Gleichrichtung, zugeführt wird.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Fig. i zeigt eine grundsätzliche Darstellung bei einer Schutzeinrichtung für eine umlaufende Gleichstromerregerwicklung eines Turbogenerators. Die beiden Wicklungshälften 1, 2 der zu überwachenden Erregerwicklung sind auf einer in den Lagern laufenden Welle 3 angeordnet. Die Erregerwicklung wird über Schleifringe 15, 16 von der Erregermaschine 5 gespeist. Parallel zu den Wicklungshälften i und 2 sind zwei miteinander in Reihe geschaltete Hilfswiderstände 6 und 7 geschaltet. Zwischen den Verbindungspunkten der Wicklungshälften und der Hilfswiderstände liegt die Gleichstromwicklung einer nach Art eines Gleichspannungswandlers ausgebildeten Drossel 8, die wechselstromseitig über einen Spannungswandler g von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Wechselspannungsquelle gespeist wird. Der von dem Brückenstrom der 'Ießbrücke gesteuerte Wechselstrom wird über eine Gleichrichteranordnung io des Auslöserelais i i zugeführt. An Stelle eines die Abschaltung der fehlerhaften Wicklung oder des Generators bewirkenden Auslöserelais kann natürlich auch ein den Fehler feststellendes Anzeigegerät verwendet werden.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Tritt in der zu überwachenden Erregerwicklung 1, 2 ein Windungsschluß auf, so wird der Gleichgewichtszustand der Brückenschaltung gestört. Der in dem Brückenkreis nunmehr fließende Ausgleichsstrom bewirkt eine Vormagnetisierung der Drossel 8 und damit eine derartige Erhöhung des Stromes, der in dem Wechselstromkreis der Drossel bzw. in dem das Auslöserelais i i enthaltenden Gleichstromkreis fließt, daß das Auslöserelais anspricht und die Abschaltung des Erregerstromkreises oder der gesamten Maschine herbeiführt. Durch die gleichstromvormagnetisierte Drossel wird also eine vielfache Verstärkung der verhältnismäßig geringen Gleichstromleistung der Brückenschaltung unter gleichzeitiger Umwandlung in eine Wechselstromleistung erzielt.
Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel war angenommen, daß der Hilfswechselstrom der umlaufenden Wicklung über zwei besondere Schleifringe zugeführt wird. Es kann nun eine Vereinfachung der Anordnung dadurch erzielt «-erden, daß die eine Klemme der Wechselstromwicklung der Drossel 8 an die Welle 3, die die zu überwachende Wicklung trägt, und damit an Erde angeschlossen und die andere Klemme der Wechselstromwicklung über einen Kondensator 12 mit dem die zu überwachende Wicklung enthaltenden Gleichstromkreis verbunden wird, der seinerseits einpolig über die Gleichrichteranordnung io und den Spannungswandler 9 geerdet wird. Dieses in der Fig. i dargestellte Ausführungsbeispiel vermeidet die Verwendung von besonderen Schleifringen. Darüber hinaus wird hierdurch nicht nur die Erfassung eines Windungsschlusses, sondern gleichzeitig auch eines Eigenschlusses ermöglicht.
Soll eine vier- oder mehrpolige Erregerwicklung überwacht werden, so können die einzelnen Wicklungsteile zu einer Brückenschaltung zusammengeschaltet werden. Die beiden Widerstände 6 und t der Anordnung nach Fig. i «-erden dann durch Wicklungsteile der zu überwachenden Erregerwicklung ersetzt. Fig.2 zeigt die Schaltung der Wicklungsteile 1, 2. 13 und 14 einer vierpoligen Erregermaschine.
Besteht bereits normalerweise eine Unsymmetrie in der Brückenschaltung. so fie13t schon im fehlerfreien Betrieb ein Vorstrom. der dann durch den bereits vorhandenen Jlagnetisierungsstroin der Wechselstromdrossel ohne Vormagnetisierung verstärkt wird. In diesem Falle wird der Strom kompensiert. Dies kann z. B. durch einen zu der Drossel g und gegebenenfalls auch zu der Gleichrichteranordnung io parallel geschalteten Kondensator oder durch Einführen eines einstellbaren Hilfsstromes geeigneter Größe erfolgen.
Die Erfindung ist natürlich nicht nur zur Überwachung von Wicklungen auf Windungs-oder Erdschlüsse, sondern auch zur Temperaturüberwachung geeignet. Die Anwendung für diesen Zweck ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Herausführung einer kleinen Gleichstrommeßleistung infolge Umlaufens des zu überwachenden Anlageteils oder infolge hohen Potentials erschwert ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE-. i. Einrichtung zum Überwachen des Widerstandes von Wicklungen mittels einer Wheatstoneschen Brückenschaltung, in deren Brückenzweige Teile der zu überwachenden Wicklung liegen, insbesondere zum Überwachen der umlaufenden Gleichstromerregerwicklung von Turbogeneratoren auf Windungsschluß, dadurch gekennzeichnet, daß der Brückenstrom der Brückenschaltung zur Gleichstromvormagnetisierung einer wechselstromerregten Drossel (8) dient, deren Magnetisierungsstrom einem Anzeige- oder Meßgerät bzw. einem Relais (i i), vorzugsweise nach erfolgter Gleichrichtung, zugeführt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichstromvormagnetisierte Drossel (8) mit der -zu überwachenden Wicklung (1, 2) umläuft und daß der abhängig von der Größe des Brückenstromes gesteuerte Wechselstrom der Drossel (8) über eine Schleifringanordnung dem Anzeige- oder Meßgerät bzw. Relais (ii) zugeführt wird.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichstromvormagnetisierte Drossel (8) wechselstromseitig mit ihrer einen Klemme über einen Kondensator (12) mit dem einen Pol des Gleichstromerregerkreises verbunden ist, der seinerseits über die die Drossel (8) erregende Wechselspannungsquelle (9) geerdet ist, während die andere Klemme der Drossel (8) an den umlaufenden geerdeten Träger (3) der zu überwachenden Wicklung (1, 2) angeschlossen ist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen i bis 3 zur Überwachung von vier- oder mehrpoligen Erregerwicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Wicklungsteile (1, 2, 13, 14, Fig. 2) der Erregerwicklung zu einer Brückenschaltung zusammengeschaltet sind.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei in normalem Betrieb vorhandener Unsymmetrie der Brückenschaltung der dadurch hervorgerufene sekundäre Meßstrom z. B. durch Einführen eines Hilfsstromes geeigneter Größe ausgeglichen wird.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichstromvormagnetisierte Drossel (8) als Gleichspannungswandler ausgebildet ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 451982; Electrical Journal 1934 S. 561 und 562; Wissenschaftliche Veröffentlichungen aus den Siemens-Werken, 1940, Heft 3, S. 42 bis 44.