DE889798C

DE889798C - Anordnung in elektrischen Wechselstrommaschinen zur Begrenzung der bei Fehlern der Isolierung zwischen zueinander parallel geschalteten Teilleitern auftretenden Ausgleichsstroeme

Info

Publication number: DE889798C
Application number: DEA14178A
Authority: DE
Inventors: Sven Gynt
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1946-07-08
Filing date: 1951-10-13
Publication date: 1953-09-14

Description

Anordnung in elektrischen Wechselstrommaschinen zur Begrenzung der bei Fehlern der Isolierung zwischen zueinander parallel geschalteten Teilleitern auftretenden Ausgleichsströme In größeren Generatoren und anderen Wechselstrommaschinen wird die in den Teilleitern in den einzelnen Nuten induzierte EMK ungleich groß, weil das magnetische Feld, das auf die Teilleiter in den Nuten wirkt, längs der ganzen Nutentiefe nicht gleich ist. Hat man daher in einem Generator mehrere zueinander parallel geschaltete Teilleiter im Stromkreis, so würde man Ausgleichsströme zwischen den Teilleitern erhalten, falls man nicht einen Ausgleich der in diesen induzierten EMKK dadurch erzielt, daß man die Teilleiter von Nut zu Nut ihre Lage wechseln läßt, so daß die durchschnittliche Lage in der Nut für alle zueinander parallel geschalteten Teilleiter dieselbe oder annähernd dieselbe wird. Da indes in ein und derselben Nut an den zugehörigen Spulenenden eine gewisse Spannungsdifferenz zwischen den Teilleitern vorhanden ist, müssen sie voneinander isoliert werden.
Entstehen aus irgendeinem Anlaß Fehler in dieser Isolation, so treten Ausgleichsströme auf, die unter Umständen erhebliche Werte annehmen können. Um rechtzeitig solche Fehler entdecken zu können, hat man die Teilleiter beim Austritt aus der Maschine in zwei Gruppen zusammengeführt, so daß eine Gruppe jeden zweiten Teilleiter und die andere Gruppe die zwischenliegenden Teilleiter enthält. Der Strom dieser Gruppen wurde entweder durch je eine Primärwicklung eines Stromtransformators mit zwei Primärwicklungen geführt - oder durch die Primärwicklung je eines Stromtransformators, die in Differenzschaltung miteinander verbunden waren.
Die Sekundärwicklung dieses Stromtransformators bzw. Sekundärwicklungen dieser Stromtransformatoren waren hierbei mit einer Anzeigevorrichtung verbunden. Der durch einen Isolationsfehler bedingte Ausgleichstrom konnte auf diese Weise angezeigt und gegebenenfalls gemessen werden. Mit dieser Anordnung konnte auch eine Unterbrechung in einem der Teilleiter entdeckt werden.
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der bekannten Anordnung, bei der die einzelnen Teilleiter jeder Phase oder jedes Stromkreises der Phase am Anfang und Ende der Wicklung in zwei Gruppen zusammengeführt sind, von denen die eine jeden zweiten Teilleiter und die andere die dazwischenliegenden Teilleiter umfaßt. Erfindungsgemäß sind die Verbindungsleitungen zwischen dem Nullpunkt bzw. den Klemmen der Maschine und den genannten Gruppen in entgegengesetzter Richtung je an eine Wicklung einer Drosselspule angeschlossen. Diese kann gegebenenfalls eine Sekundärwicklung mit hohem Widerstand aufweisen, an der ein Auslöserelais und auch ein Spannungsmesser angeschlossen sein kann. Durch diese Anordnung gewinnt man den Vorteil, daß man nicht nur eine Anzeige eines vorhandenen Isolationsfehlers oder Bruchs eines Teilleiters, sondern außerdem eine Begrenzung des durch den Isolationsfehler hervorgerufenen Ausgleichsstromes erreichen kann.
In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, wobei I bis 6 die zu einer Phase einer Maschine gehörenden Teilleiter darstellen, die in Nuten 7 bis 12 verlegt sind. Die in den Nuten verlegten Teile der Teilleiter sind mit dickeren Linien gezeichnet, während die VerbinXdungen zwischen den Nuten mit dünneren Linien gekennzeichnet sind. An jedem Ende der Wicklung sind die Teilleiter so zusammengeführt, daß am einen Ende die Teilleiter I, 3 und 5 miteinander und mit Leitungen I3 bzw. I3' verbunden sind. Die Leitung 13' geht dadurch den Kern I4 hindurch und sodann zur Klemme, die Leitung 13 speist eine am Endpunkt der Wicklung angeordnete Drosselspule I5, bevor sie mit dem Nullpunkt o der Maschine verbunden ist. Die Teilleiter2, 4 und 6 sind in derselben Weise miteinander und mit Leitungen I6 bzw. I6' verbunden, die ebenfalls durch die Eisenkerne 14 bzw. I4t hindurchgehen, ehe sie mit dem Nullpunkt bzw. der Klemme der Maschine verbunden werden. Die genannten Leitungen gehen durch die Eisenkerne I4 bzw. I4t in entgegengesetzter Richtung wie die Leitungen I3 bzw. 13'.
Auf den Eisenkernen 14 bzw. I4' sind zusätzliche Sekundärwicklungen 17 bzw. I7' angebracht, die einen verhältnismäßig hohen Widerstand haben und gegebenenfalls durch Umschalter I8 bzw. I8' entweder mit Auslöserelais 19 bzw. I9' oder mit Spannungsmessern 20 bzw. 20 verbunden werden können.
Da unter normalen Merhältnissen die in den verschiedenen Teilleitern induzierten EMKK die gleichen oder nahezu die gleichen sind, werden auch die Ströme in den Leitungen 13 und I6 bzw. I3' und I6' gleich groß. Da sie den Eisenkern 14 bzw.
14' in entgegengesetzten Richtungen durchfließen, können sie kein Feld in diesem Eisenkern erzeugen.
Entsteht indes ein Isolationsfehler beispielsweise im Punkt 2I zwischen den Teilleitern I und 6, so ist klar, daß infolge der Ungleichheit der induzierten EMKK zwischen den Teilleitern I und 6 in der Nut7 ein Strom in einem in sich geschlossenen Stromkreis durch die Leitungen I3 und I6 entsteht, wie er beispielsweise durch die Pfeile innerhalb des Kerns 14 angedeutet ist. In derselben Weise entsteht infolge der Ungleichheit der in den Teilleitern 1 und 6 in den iibrigen Nuten induzierten EMKK ein Strom in einem geschlossenen Stromkreis durch die Leitungen 13' und I6'. Infolge der Wirkung der Drosselspulen 15 bzw. I5' werden diese Ströme auf einen geringen Bruchteil desjenigen Wertes verringert, den sie annehmen würden, wenn die Drosselspulen 15 und I5' nicht vorhanden oder nur als gewöhnliche Stromtransformatoren ausgebildet wären.
In manchen Fällen besteht jede Phase aus mehreren zueinander parallel geschalteten Stromkreisen, von denen jeder eine Anzahl Teilleiter enthält. Auch in diesem Fall kann die Erfindung in der Weise angewendet werden, daß entweder jeder einzelne Stromkreis mit Drosselspulen versehen wird oder daß die Teilleiter der verschiedenen Stromkreise miteinander vereinigt werden, um in der oben beschriebenen Weise in Gruppen zum Anschluß an die Wicklungen der Drosselspulen zusammengeführt zu werden. In gleicher Weise ist es möglich, in einer Wicklung mit Sternschaltung bzw. an den Klemmen bei in Dreieck geschalteten Maschinen erst die Teilleiter der verschiedenen Phasen zu vereinigen, bevor die für die Drossel spulen bestimmte Aufteilung in Gruppen stattfindet und bevor also sämtliche Teilleiter im Nullpunkt bzw. an den Klemmen miteinander vereinigt werden.
In dem auf die Zeichnung Bezug nehmenden Teil der Beschreibung ist angenommen, daß jede Nut nur einen Leiter enthält. Es ist jedoch klar, daß die Erfindung auch dann angewendet werden kann, wenn mehrere Leiter je Nut vorhanden sind. Die gezeigte Verlegung der Teilleiter ist ebenso nur ein Beispiel, da sie natürlich entweder zwischen einzelnen Nuten oder sogar in den Nuten selbst auch in anderer Weise durchgeführt werden kann.

Claims

PITENTANSPRUCHE: I. Anordnung in elektrischen Wechselstrommaschinen zur Begrenzung der bei Fehlern der Isolierung zwischen zueinander parallel geschalteten Teilleitern auftretenden Ausgleichsströme, bei der die einzelnen Teilleiter jeder Phase oder jedes Stromkreises der Phase am Anfang und Ende der Wicklung in zwei Gruppen zusammengeführt sind, von denen die eine jeden zweitenTeilleiter und die andere die dazwischen liegenden Teilleiter umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß dieVerbindungsleitungen zwischen dem Nullpunkt bzw. Iden Klemmen der Maschine und den genannten Gruppen in entgegengesetzter Richtung je an eine Wicklung einer Drosselspule angeschlossen sind.
2, Anordnung nach Anspruch I mit zwei oder mehreren Stromkreisen je Phase, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechende Teilleiter in den verschiedenen Stromkreisen zunächst in eine der Anzahl der Teilleiter entsprechende Anzahl Leitungen zusammengeführt sind, die hierauf in zwei Gruppen zusammengeführt sind, welche mit den Wicklungen der Drosselspulen verbunden sind.
3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei in Dreieck geschalteten Maschinen an ihren Klemmen bzw. bei in Stern geschalteten Maschinen an ihrem Nullpunkt entsprechende Teilleiter der verschiedenen Phasen zu einer der Anzahl der Teilleiter entsprechenden Anzahl Leitungen zusammengeführt sind, die hierauf nach Zusammenführung in zwei Gruppen in der angegebenen Weise vor dem Anschluß an die Klemmen bzw. den Nullpunkt der Maschine durch die Drosselspulen hindurchgehen.
4. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Drosselspule außer den an die Maschinenwicklung angeschlossenen Wicklungen eine zusätzliche Wicklung mit hohem Widerstand zum Anschluß eines Auslöserelais oder eines Spannungsmessers oder beider aufgebracht ist.