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Gestellschlußschutzvorrichtung für Wechselstromxnaschinen unter .Anwendung
einer Gleichstromverspannung Es ist bekannt, daß bei Erdschluß einer Generatorphase
innerhalb des Generators, wenn außerhalb des Generators ein Netzsternpunkt geerdet
ist oder ein Netz mit großer Kapazität vorhanden ist, in den Verbindungsleitungen
zwischen dem Generator und dem Netz ein Summenstrom auftritt, welcher aber bei Fehlern
außerhalb des Generators zwischen Generator und Fehlerstelle nicht auftritt. Durch
ein Summenstromrelais kann infolgedessen eine Unterscheidung zwischen innerem und
äußerem Erdschluß gewonnen werden. Die Anordnung versagt aber, wenn der Gestellschluß
am Sternpunkt oder in unmittelbarer Nähe des Sternpunktes entsteht. Zur Erfassung
solcher Fehlerfälle ist es bekannt, eine Gleichstromverspannung oder auch eine wechselstromverspannung
anzuwenden.
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Die Erfindung befaßt sich mit Schutzanordnungen, bei denen eine Gleichstromverspannung
zur Anwendung kommt, welche nament-.
lieh in den Fällen, in denen
der Generator unmittelbar auf ein Netz arbeitet, vorteilhafter ist als die Wechselstromverspannung,
weil diese wegen der Kapazität des Leitungsnetzes ständig einen erheblichen Ladestrom
in das Netz liefert.
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In einem Erdschlußfall fließt der Gleichstromfehlerstrom auf allen
Wegen zur Fehlerstelle hin. Bei fehlerhaftem Generator fließt deshalb in allen Phasenleitungen
der Gleichstrom von den Sammelschienen zum Generator hin. Beim gesunden Generator,
welcher zum kranken Generator parallel arbeitet, fließt der Gleichstrom oder bei
mehreren parallel arbeitenden Generatoren ein entsprechender Anteil des Gesamtgleichstroms
in zwei Phasenleitungen zum Generator hin. In der dritten Leitung, die der kranken
Phase des anderen Generators entspricht, fließt ein entsprechend stärkerer Gleichstrom
aus dem Generator heraus. Die Erfindung beruht nun darauf, den bei Erdschluß in
den Zuleitungen zum Generator auftretenden Gleichstrom zur Änderung eines Widerstandes
im Erregerkreis eines von einer Hilfsspannungsquelle gespeisten Relais auszunutzen,
jedoch nur, @venn der Gleichstrom zum Generator hinfließt oder in den durch das
Relais zu schützenden Anlageteil hineinfließt. Es ist dabei vorteilhaft, eine eisenhaltige
Induktivität zu verwenden, deren Permeabilität durch den Gleichstrom geändert wird.
Es läßt sich dabei, wie die nachstehend erläuterten Ausführungsbeispiele erkennen
lassen, auf verschiedene Weisen erreichen, daß auch die Richtung des Gleichstroms
zur Wirkung kommt. Die Abschaltung des Generators ist davon abhängig zu machen,
daß der Gleichstrom in allen Zuleitungen zur geschützten Maschine in diese hineinfließt,
daß also nichtgleichzeitig auch ein Leiter hinausfließenden Gleichstrom führt. Die
Gleichströme in den Zuführungsleitungen zu jedem Generator heben sich bei außenliegendem
Erdschluß auf, während dies bei innerem Erdschluß beim kranken Generator nicht der
Fall ist. Darauf beruht die in Fig. i dargestellte Ausführungsform der Erfindung,
bei welcher die Einwirkung der Gleichströme der Zuleitungen eines Generators auf
dem Magnetkern eines Ferranti-Wandlers, d. i. ein Wandler, welcher von den drei
Phasenwicklungen gemeinsam erregt wird, benutzt wird. Im Gegensatz zu den bekannten
Schaltungen eines solchen Wandlers, bei welchen nur die im Fehlerfall auftretende
Wechselspannung in einer Sekundärwicklung zur Betätigung eines Relais benutzt wird,
wird in den Sekundärkreis eine zusätzliche Spannung eingeführt, die aber so niedrig
gewählt ist, daß sie für sich allein zurBetätigung des Relais nicht ausreicht, solange
der Magnetkern des Ferranti-Wandlers nicht durch eineGleichstrommagnetisierung einegeringere
magnetische Leitfähigkeit erhält. Durch die Gleichstrommagnetisierung wird der induktive
Widerstand der Wicklung auf dem Wandlerkern, welcher von der eingeprägten Zusatzspannung
zu überwinden ist, bekanntlich herabgesetzt, so daß dann die Zusatzspannung einen
für die Betätigung des Auslöserelais genügenden Erregerstrom hervorrufen kann.
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In Fig. i durchsetzen drei Phasenleiter R, S, T einen Durchführungswandler
mit einem Ringkern i. Der Laststrom in den drei Phasenleitern R, S und T ruft im
normalen Zustand kein Feld im Ringkern i hervor. Infolgedessen wird normalerweise
auch keine Wechselspannung in der Sekundärspule 2 erzeugt. Die Sekundärwicklung
2 ist über die Wicklung eines Auslöserelais 3 und eine damit in Reihe liegende Sekundärwicklung
eines als Hilfsstromquelle dienenden Wandlers 4 geschlossen. Solange die Leiterströme
in den Leitern R, S und T in dem Ringkern i kein Feld erzeugen, %virkt die Spule
:2 als Vorschaltwiderstand des Relais 3, so daß der von dem Wandler ,4 ausgelöste
Strom so klein bleibt, daß das Relais 3 nicht anspricht. Wenn nun ein Gestellschluß
auftritt, der die Wirkung hat, daß in den drei Leitern R. S und T Gleichströme in
gleicher Richtung fließen, so rufen diese eine Gleichstrommagnetisierung des Kernes
i hervor, wodurch der induktive Widerstand der Spule 2 herabgesetzt wird. Diese
Wirkung wird um so stärker in Erscheinung treten, je stärker die Gleichstrommagnetisierung
den Ringkern i magnetisch sättigt. Die dann eintretende Verminderung des Widerstandes
der Spule z ergibt eine Verstärkung des vom Wandler hervorgerufenen Stroms über
das Relais 3, so daß dieses seinen Kontakt schließt und eine Auslösespule 5 einschaltet.
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Ist der Fehler nicht in dem durch die Anordnung i bis 5 geschützten
Anlageteil entstanden, sondern beispielsweise außerhalb des Schutzbereiches in dem
Phasenleiter T, so fließen in den Phasenleitern R und S Gleichströme in der einen
Richtung und im Phasenleiter T fließt die Summe dieser Gleichströme in entgegengesetzter
Richtung, so daß also die resultierende Gleichstromerregung des Ringkerns i gleich
Null ist. Die Anordnung ist also selektiv.
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Wenn ein Gestellschluß am Nullpunkt des zu schützenden Generators
oder Transformators entsteht, treten nur Gleichströme in Erscheinung, wenn dagegen
der Gestellschluß an einem anderen Punkt der zu schützenden `%'icklung auftritt,
überlagert sich über diesen Gleichstromfehlerstrom noch ein Wechselstromfehlerstrom.
Aber auch dieser Wechselstromfehlerstrom
stört die Wirksamkeit
der Anordnung nicht, sondern unterstützt sie sogar; denn die Verteilung des Wechselstromfehlerstroms
entspricht genau der Verteilung des Gleichstromfehlerstroms, so daß also bei einem
gesunden Generator in der Wicklung 2 keinesfalls eine Wechselspannung induziert
wird. Bei einem kranken Generator dagegen bewirkt der Wechselstromfehlerstrom eine
Spannung in der Sekundärwicklung 2, welche sich mit der Sekundärspannung des Wandlers
q. zusammensetzt, so daß die resultierende Spannung das Relais 3 zum Ansprechen
bringt. Es empfiehlt sich, die Zusatzspannung, die beispielsweise der Transformator
q. liefert, so zu wählen, daß sich der Fehlerwechselstrom und die Zusatzspannung
in keinem Fehlerfall kompensieren können. Befolgt man diese Vorschrift, so besitzt
der Schutz keine tote Zone. Man kann zu diesem Zweck eine Hilfsspannung abweichender
Frequenz wählen und das Relais so ausbilden, daß es nur auf Ströme dieser Frequenz
ansprechen kann, was z. B. mit .einem wattmetrischen Relais gelingt, dessen eines
Feld von der Hilfsspannungsquelle dauernd erregt wird. Man kann auch mit- einem
Resonanzkreis arbeiten. Es läßt sich die Wirkung des Summenstroms auf den Wandlerkern
aber auch durch eine vom Summenstrom erregte Kompensationswicklung erreichen. Es
muß allerdings der Summenstrom erfaßt werden, z. B. durch einen zweiten Summenwandler
mit geschlitztem Eisenkern. Die für Ferranti-Wandler beschriebene Anordnung kann
auch für drei in den einzelnen Phasen eingebaute Beard-Wandler angewandt werden,
wie Fig. 2 zeigt. In Fig. 2 ist G der zu schützende Generator; t ist ein Beard-Wandler,
welcher vom Strom vor und hinter der Generatorwicklung differential erregt wird.
Bei innerem Erdschluß tritt die durch Pfeile angedeutete Verteilung der Gleichströme
auf, welche, wie in Fig. i, das Ansprechen eines Relais r zur Folge hat. Es ist
zweckmäßig, die Sekundärwicklung des Wandlers t auf den Whndlerkern in ganzer Ausdehnung
zu verteilen, oder die bekannten Sekundärwicklungen anzuwenden.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 3.
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In dieser Figur ist mit je einer Phasenwicklung des Generators i i
eine zweiteilige Drosselspule mit den Magnetkörpern 12 und 13 in Reihe geschaltet.
Der Einfachheit halber ist die Anordnung nur einphasig gezeichnet. Die beiden Magnetkörper
sind hinsichtlich der Ausbildung ihrer Kraftflüsse voneinander unabhängig. Sie besitzen
je eine Erregerwicklung 1q. bzw. 15. Durch die Wicklungen 1q. und 15 wird in den
Magnetkreisen i2 und 13 je eine Magnetisierung hervorgerufen, die sich im
Fall eines Gestellschlusses, beispielsweise an der Stelle F aus einer Wechselstrom-und
einer Gleichstrommagnetisierung zusammensetzt. Die Wechselstrommagnetisierung wird
durch den Wechselstrom hervorgerufen, welcher in der Wicklung q. und fließt; die
Gleichstrommagnetisierung geht von dem Gleichstrom aus, der im Gestellschlußfall
aus der Gleichstromverspannungsquelle geliefert wird und ebenfalls über die Wicklungen
14 und 15 bis zur Fehlerstelle fließt. Auf dem Magnetkörper 12 und 13 sitzen ferner
Magnetisierungswicklungen 16 und 17, welche von einem Stromwandler 18 gespeist werden.
Der Stromwandler 18 besitzt einen Eisenkern mit Luftspalt, damit er durch die Gleichstromerregung
nicht gesättigt werden kann. Er ruft in den Spulen 16 und 17 einen dem Wechselstrom
in diesen Erregerwicklungen 14 und 15 proportionalen und phasengleichen Wechselstrom
hervor. Die Spulen 16 und 17 sind nun so dimensioniert und geschaltet, daß sie die
Wechselstrommagnetisierung der Spulen 1q. und 15 in den Magnetkreisen I2 und 13
kompensieren. Die von den Spulen 14 und 15 hervorgerufene Gleichstrommagnetisierung
dagegen bleibt in voller Größe erhalten.
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Das Schutzrelais ist mit iioa bezeichnet. Es ist an zwei in Reihe
geschaltete Wicklungen i i i und 112 auf den Magnetkörpern 13 und i2 angeschlossen.
Die beiden in Reihe geschalteten Wicklungen i i i und i 12 werden ferner durch eine
Hilfswechselstromquelle I 13,
deren Frequenz beliebig sein kann und in manchen
Fällen zweckmäßig von der Frequenz des Generators i verschieden ist, gespeist. Es
kann die Wechselspannung für den Stromkreis I Ioa, 111, 112 auch dem Generator selbst
entnommen werden.
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Im Fehlerfall wird durch den dann auftretenden Gleichstrom die Höhe
des induktiven Widerstandes der in Reihe geschalteten Spulen i i i und i I2. geändert.
Es genügt, wenn nur eine Drosselspule, beispielsweise die Drosselspüle mit dem Magnetkörper
12, und den Wicklungen 1q., 16 und i 12 vorhanden ist. Die Anordnung zweier
Drosselspulen mit entgegengesetzt geschalteten Wicklungen 1q. und 15 oder
i i i und 112 dagegen erhöht die Empfindlichkeit der Relaisanordnung.
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Wenn in dem Generator beispielsweise an der gezeichneten Stelle F
ein Gestellschluß auftritt, fließt über die Wicklungen 15 und 14 ein Gleichstrom,
wodurch in dem Magnetkörper 12 und 13 eine Gleichstrommagnetisierung hervorgerufen
.wird. Durch diese Vörmagnetisierung, deren Höhe passend gewählt wird, wird die
Höhe der Induktivität der Drosselspulen 12 und 13 für den Wechselstrom,
der
durch die Spulen i i i und i 12 Hießt, vermindert. Je nach der Richtung der Gleichstrommagnetisierung
wird also der größte Teil der Spannung der Wechselstromquelle 113 während der positiven
oder der negativen Halbwelle an der Spule i i i bzw. an der Spule 112 liegen. Parallel
zu diesen Wicklungen liegt nun über je ein vorgeschaltetes Ventil 11q., 115 das
Schutzrelais iioa, welches ein polarisiertes Gleichstromrelais ist. Nur bei einer
bestimmten Richtung des Gleichstroms in den Wicklungen i.1 und 15 übersteigt die
Gleichstromstärke im Relais einen bestimmten Grenzwert, nämlich wenn der Gleichstrom
in dem betreffenden Phasenleiter in die Maschine hineinfließt. Da aber nur bei der
kranken Maschine in allen Phasenleitern Gleichstrom aus der Verspannungsstromquelle
116 in die Maschine hineinfließt, wirkt die Schutzschaltung selektiv, wenn die Abschaltung
der Maschine davon abhängig gemacht wird, daß keine Phasenleitung einen Gleichstrom
führt, der die Maschine verläßt. Zu diesem Zweck sind weiterhin Relais iiob und
i ioc vorgesehen, welche dem Relais i iod entsprechen.
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In Fig. 3 wird durch den besonderen Zwischenwandler i8 und die Erregerwicklungen
16 und 17 die Wechselstrommagnetisierung der Drosselspule 12 und 13 kompensiert.
Man kann dies auch erreichen durch Anwendung von Drosselspulen mit Magnetkörpern
geeigneter Form und mit richtig verteilten Erregerwicklungen. Ein derartiges Beispiel
zeigt Fig. q.. Bei dieser Anordnung ist ein gemeinsames Magnetgestell mit drei Schenkeln
i2o, 121 und 122 vorgesehen, dessen vom Arbeitsstrom der Maschine i durchflossene
Erregerwicklungen 123, 124, und 125, i2Ci , in der aus Fig. q. erkennbaren
Weise verteilt angeordnet sind. Die Wirkungsweise dieser Spulen 123 bis 1:26 ist
derartig, daß die Amperewindungen der Wicklungen 123 und 124 bzw. 125 und 126 untereinander
gleichgerichtet und zweckmäßig auch gleich groß sind. Die Amperewindungen der Spule
123 und 124 einerseits und 125, 126 anderseits sind gegeneinander gerichtet, so
daß der in ihnen fließendeWechselstrom keineneisengeschlossenen 1lI agnetfluß ausbilden
kann. Die Wicklungen 123 und 124 einerseits und 125, 126 anderseits sind nun, wie
in der Zeichnung angedeutet, derart angeordnet, daß die eine Gruppe zwischen Generatorklemme
und Sammelschiene, die zweite Gruppe an der Sternpunktseite der Generatorwicklung
liegt. Die Anordnung ist nur für die eine Phase ausgeführt, in den beiden anderen
Phasen sind gleiche Einrichtungen anzuordnen. Bei einem Gestellschluß fließt in
der Anordnung der erdgeschlossenen Phase praktisch ein Drittel des gesamten Gleichstroms,
welcher von der nicht gezeichneten Gleichstromquelle ausgeht, nur über die W icklungen
123 und 124 bis zur Fehlerstelle, während die anderen beiden Drittel des Gleichstroms
in dem die Gleichstrommagnetisierung durch die Spulen 123 und 124 unterstützenden
Sinn die Wicklungen 123 und 126 durchfließen. Der Arbeitswechselstrom verläuft dagegen
in entgegengesetzter Richtung über die Wicklungen 123 und 124 bzw. 125 und 126.
Im Gegensatz zumWechselstromfeld, welches keinen geschlossenen Eisen--weg vorfindet,
schließt sich das Gleichstromfeld über die Außenschenkel r2o und 122 des Magnetkörpers.
Auf dem mittleren Schenkel 121 ist nun eine Wicklung 13o angebracht, welche mit
dem Gestellschlußrelais iio und der Hilfsspannungsquelle 113 in Reihe liegt. Der
von dieser Hilfsstromquelle hervorgerufene Wechselfluß verläuft durch den Mittelschenkel
121 und geht zur Hälfte über die beiden Außenschenkel. Dabei addiert sich jeweils
in dem einen Außenschenkel der Wechselfluß zum Gleichstromfeld, während gleichzeitig
. am anderen Außenschenkel die beiden Kraftflüsse gegeneinander gerichtet sind.
Dadurch wird dieselbe Wirkung erreicht, wie mit der Anordnung in Fig. 3, indem nämlich
jede Halbwelle des von der Wicklung 130 hervorgerufenen Kraftflusses einen gesättigten
und einen ungesättigten Magnetkreis vorfindet, wodurch der gesamte Widerstand für
den Stromkreis i io, 113, 13o bei Auftreten von Gleichstrom stark herabgesetzt wird.
Man kann auch hier die Richtung der auftretenden Gleichstrommagnetisierung wie in
Fig. 3 feststellen. Die Wicklung 130 wird zu dem Zweck in zwei gleiche Teile auf
den Außenschenkeln 120 und 122 aufgelöst. Anderseits besteht hierfür keine Notwendigkeit,
da die Anordnung je Phase in sich selektiv arbeitet, weil in den Wicklungen 123
und 124 einerseits und 125 und 126 anderseits entgegengesetzte Gleichstromfelder
hervorgerufen werden, sofern der Gestellschluß, welcher den Gleichstrom entstehen
läßt, nicht innerhalb der zugehörigen Phasenwicklung des Generators i entstanden
ist.
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In Fig.5 ist eine andere Anordnung der Wicklungen eines Magnetkörpers
mit drei Schenkeln wiedergegeben, wobei jedoch an Stelle der Wicklung
130 in Fig. q. zwei Wicklungen 140 und 1_j.1 zur Anwendung kommen und an
Stelle der Wicklungen 123 bis 126 nunmehr anders geschaltete Wicklungen 143, 1-L1,
1.I5 und 146 vorgesehen sind. Die Ausführung ist wieder einphasig gezeichnet. Die
Wicklung des Generators i liegt zwischen Spulenpaaren 143 und 146 auf der Klemmenseite
des Generators und zwischen Spulenpaaren 1q.:1. und 1:.I5 auf der Sternpunktseite
des
Generators. Der Arbeitsstrom des fehlerfreien Generators ruft in den Spulen 143
und 144 gleich große und gleichgerichtete Felder hervor, desgleichen ergeben die
Spulen 145 und 146 übereinstimmende Wechselfelder, wobei dafür gesorgt ist, daß
die Wechselfelder der beiden Spulenpaare sich nicht im Eisenkreis schließen können.
Das gleiche gilt von den Gleichstromfeldern, die bei Erdschluß außerhalb der zugehörigen
Phasenwicklung des Generators 1 durch den Gleichstrom in den Wandlerwicklungen 143
und 146 hervorgerufen werden. Wenn ein Gleichstrom bei innerem Gestellschluß auftritt,
fließt ein Drittel des Gleichstroms durch die Spulen 143 und 146 und zwei Drittel
durch die Spulen 144 und 145. Der Gleichstromkraftfluß dieser vier Spulen sammelt
sich dann im Mittelschenkel und fließt je zur Hälfte in den beiden Außenschenkeln,
welche die Spuken 140 und 141 tragen, Durch dieses Gleichstromfeld wird der induktive
Widerstand der Spulen 140 und 141 in der gleichen Weise wie bei Fig. 3 und 4 herabgesetzt,
und es kann auch, wie früher angegeben, die Richtung dieses Gleichflusses erfaßt
werden. Aber auch hier ist dies nicht unbedingt nötig, da, wie bei der Anordnung
nach F'ig. 4, auch in diesem Fall die Anordnung in sich selektiv arbeitet.
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Wenn die Anordnungen gemäß Fig.4 und 5 nicht anwendbar sind, welche
infolge Berücksichtigung der Ströme vor und hinter der Phasenwicklung der zu schützenden
Maschine in sich selektiv sind, muß die Richtung des Gleichstroms in den Zuleitungen
zur Maschine beachtet werden. Gemäß Fig. 3 wird dies durch Anwendung von Gleichrichtern
114 und 115 erreicht. Statt dessen kann auch eine Anordnung gemäß Fig. 6 benutzt
werden, welche keine Gleichrichter besitzt, sondern eine zusätzliche Gleichströmvormagnetisierung
bestimmter Richtung verwendet.
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Bei dieser Anordnung wird durch den Strom in der Zuleitung, der also
im Fehlerfall eine Gleichstrom- und eine Wechselstromkomponente enthält und' durch
eine erste Erregerwicklung fließt, einerseits und vermittels einer nur induktiv
mit der Zuleitung gegekoppelten und daher nur durch die Wechselstromkomponente in
dieser Zuführungsleitung gespeisten zweiten Wicklung anderseits ein magnetischer
Kreis derart erregt, daß sich die Wechselstrommagnetisierungen beider Spulen gegenseitig
aufheben. Auf den gleichen Magnetkreis wirkt ferner eine Wechselstromhilfsquelle
und eine zusätzliche Gleichstrom= magnetisierungswicklung. Ein Relais zur Betätigung
der Schalterauslösung ist an eine Sekundärwicklung angeschlossen, wird. aber normalerweise
von der Hilfswechselspannungsquelle nicht beeinflußt, weil die Gleichstromhilfsmagnetisierung
so hoch gewählt ist, daß durch sie der magnetische Kreis gesättigt ist. Eine Beeinflussung
des Relais tritt erst dann ein, wenn durch den Strom in der Zuleitung zum geschützten
Anlageteil eine Gleichstrommagnetisierung entsteht, welche solche Richtung hat,
daß dadurch die Vormagnetisierung durch die Hilfsgleichstromquelle kompensiert wird.
Entsteht in der Zuleitung zum geschützten Generator ein Gleichstrom anderer Richtung,
so wird die magnetische Sättigung des Magnetkreises nicht aufgehoben, so daß also
die Anschlußwicklung für das Schutzrelais spannungslos bleibt.
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In Fig. 6 bedeutet Zoo den zu schützenden Generator, Zoo den Schalter
zur Abschaltung. des Generators und 3oo die Auslösespule zur Betätigung dieses Schalters.
Außerhalb des Generators ist ein Sternpunkt 40o gebildet, an welchen eine Batterie
5 angeschlossen ist, wodurch die Gleichstromverspannung des Systemnullpunktes gewonnen
wird. Jeder Phasenleiter ist mit einer Transformatoreinrichtung 6o ausgerüstet,
welche aber nur für den Phasenleiter T im einzelnen dargestellt ist. Diese Anordnung
dient zur Erkennung der Richtung eines im Leiter T entstehenden Gleichstromfehlerstroms.
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Die Anordnung selbst besteht aus einem geschlossenen Magnetkörper
21o mit fünf Wicklungen 211, 212, 213, 214 und 215. über die Wicklung 211 fließt
der Strom des Leiters T. über die- Wicklung 212 fließt ein Erregerstrom, welcher
mit Hilfe eines. Stromwandlers 22o mit Luftspalt im Eisenkern aus dem Leiter T entnommen
wird und demzufolge nur der Wechselstromkomponente des Stroms im Leiter T proportional
ist. Die Wicklungen 211 und 2r2 sind so geschaltet, daß die W'echselstrommagnetisierungen
dieser beiden Wicklungen sich gegenseitig aufheben, so daß allein die Gleichstrommagnetisierung
der Wicklung 211 übrigbleibt, sofern eine Gleichstromkomponente im Strom des Leiters.
T vorhanden ist. Ein Gleichstrom tritt in dieser Wicklung auf, wenn in der Maschine
ioo oder auch außerhalb der Maschine im Netz oder in einem parallel arbeitenden
Generator oder im angeschlossenen Transformator ein Erdschluß entsteht. Die Wicklung
2'13 wird von einer Gleichstromquelle 221 gespeist und wird beispielsweise mittels
eines veränderlichen Widerstandes 222 auf einen bestimmten Wert eingestellt, so
daß der Magnetkörper 21o eine einstellbare Gleichstromvormagnetisierung erhält.
Die Höhe der Vormagnetisierung wird mit Rücksicht auf die Stärke der Gleichstrommagnetisierung
gewählt, die von der Wicklung 211 im Fehlerfall ausgeht. Die beiden Gleichstrommagnetisierungen
können so bemessen sein, daß sie gleiche Amperewindungszahl
besitzen.
Es ist dies aber keine zwingende Vorschrift. Es darf nur der Unterschied der Amperewindungszahlen
dieser beiden Spulen 211 und 213 nicht so groß sein, daß, wenn sie beide entgegengesetzte
Felder hervorrufen, die eine Magnetisierung über die andere so weit überwiegt, daß
der Kern 2io hochgesättigt bleibt.
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Die Wicklung 214 ist an eine Hilfswechselstromquelle 223 angeschlossen.
Die Spannung kann auch aus dem Netz entnommen werden. Eine Sekundärwicklung 215
wird durch das von der Wicklung 214 hervorgerufene Wechselfeld nur dann beeinflußt,
wenn die Sättigung des Magnetankers 2io nicht so hoch ist, daß die Spule -214 kein
Wechselfeld hervorzurufen vermag. Die Gleichstromvormagnetisierung hat also den
Zweck, normalerweise und bei nach außen fließendem Gleichstrom im Leiter T die magnetische
Kopplung zwischen den Spulen 214 und 2i5 aufzuheben.
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Die Anordnung wirkt nun bei einem Fehler im Generator ioo derart,
daß der über die Wicklung 211 fließende Gleichstrom solche Größe und Richtung hat,
daß die von der Wicklung 213 hervorgerufene Vormagnetisierung ganz oder zum Teil
aufgehoben wird, so daß dann die Wechselspannung der Wicklung 21d. sich induktiv
auf die Wicklung 2i5 überträgt. Dadurch wird dann ein Auslöserelais a24 zum Ansprechen
gebracht. Bei einem äußeren Fehler auf dem Phasenleiter T fließt der Gleichstrom
in entgegengesetzter Richtung durch die Wicklung 2i i, er unterstützt also die Wirkung
der Vormagnetisierungsspule 213, so daß das Relais 224 dann nicht ansprechen kann.
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Um volle Selektivität zu erhalten, sind entsprechende Anordnungen
auch in den Phasen R und S vorgesehen, was in der Zeichnung bei 230 und 231
angedeutet ist. Jede derartige Anordnung besitzt einen Kontakt, der sich nur dann
schließt, wenn Gleichstrom in die Maschine ioo hineinfließt. Bei einem Fehler innerhalb
der Maschine tritt in allen drei Phasenleitern R, S und T ein Gleichstrom auf, der
in die Maschine hineinfließt. Bei einem äußeren Fehler tritt wenigstens auf einer
Leitung ein Gleichstrom entgegengesetzter Richtung auf. Es sind aus diesem Grund
die Kontakte der Relais 224 und der Relais, die zu den Anordnungen 230 und
231 gehören, in Reihe geschaltet, so daß die Auslösespule 3oo nur dann anspricht,
wenn in allen Phasenleitern der Gleichstrom in die Maschine hineinfließt. Wenn statt
der Arbeitsstromschaltung der Relaiskontakte eine Ruhestromschaltung angewendet
wird, sind diese Relaiskontakte parallel zu schalten. Es empfiehlt sich, den Strom
in der Wicklung 213 dauernd zu überwachen, z. B. durch ein Minimalstromrelais 225
mit einem Umschaltkontakt 226, der bei seinem Abfallen ein Alarmgerät 227 einschaltet.
Der Erregerstromkreis der Auslösespule kann, wie dargestellt, ebenfalls von dem
Kontakt 226 des ü'berwachungsrelais unterbrochen «-erden, wenn der Strom in der
Wicklung 2i3 unter einen zulässigen unteren Grenzwert sinkt.
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Die Erfindung kann zum Schutz von Wickhingen gegen Erdschluß oder
auch zum Schutz von Leistungsstrecken gegen Erdschluß verwendet werden, obwohl hier
die Gleichstromverspannung im allgemeinen nicht notwendig escheint, weil in jedem
Fehlerfall ein ausreichender Fehlerwechselstrom auftritt.