DE922116C

DE922116C - Einrichtung zum Schutz von elektrischen Maschinen und Apparaten gegen innere Schaeden mit Hilfe von Relais

Info

Publication number: DE922116C
Application number: DEA1373D
Authority: DE
Inventors: Robert Keller
Original assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1942-06-17
Filing date: 1942-06-17
Publication date: 1955-01-10

Description

Einrichtung zum Schutz von elektrischen Maschinen und Apparaten gegen innere Schäden mit Hilfe von Relais Die bisher bekannten Schutzeinrichtungen für elektrische Maschinen und Apparate gegen innere Schäden haben in keinem Fall voll befriedigt. Sie bauen sich meist auf der bei inneren Schäden auftretenden Unsymmetrie auf, indem ein Relais anspricht, welches entweder von dem durch den Fehler verursachten Strom oder von der Differenz zweier bei normalen Verhältnissen gleichen Spannungen erregt wird. Nun kann z. B. bei Kurzschluß nur einer von vielen Windungen der Fehlerstrom bzw. die Differenzspannung sehr klein sein, so daß entweder die Leistung nicht ausreicht, um das Relais ansprechen zu lassen, oder das Relais äußerst empfindlich gemacht werden muß, um ein Ansprechen auf alle Fälle zu erreichen. Im letzteren Fall können dann auch Unsymmetrien, die im normalen Betrieb auftreten, das Ansprechen des Relais veranlassen, was unbedingt vermieden werden muß. Man hat daher die Schutzeinrichtung dadurch genauer zu machen versucht, daß man die zu schützende Wicklung in parallele Stromkreise aufteilte, deren Strom oder Spannung miteinander verglichen wurde, oder daß man die Wicklung in der Mitte mit einer Anzapfung versah, so daß auf diese Weise zwei miteinander zu vergleichende Wicklungshälften entstanden. Es ist aber wirtschaftlich ungünstig, bloß des Schutzes wegen zu besonderen baulichen Maßnahmen an elektrischen Generatoren, Motoren, Transformatoren usw. gezwungen zu werden. Die Maschinen und Apparate sollten auch ohne die durch solche Maßnahmen hervorgerufene Verwicklung und Verteuerung ausreichend geschützt werden können.
Um das Ansprechen des Schutzrelais infolge betrieblich bedingter Unsymmetrien auszuschließen, hat man auch, in der Annahme, daß eine Störung meist als Dauerstörung auftritt, eine Zeitverzögerung für das Ansprechen. vorgesehen. Diese hat aber den Nachteil, daß innerhalb der Zeit zwischen Fehlerentstehung und Ansprechen des Schutzes der Schaden -bereits zu groß geworden sein kann.
Wenn man nun eine symmetrische Dreiphasenwicklung in Sternschaltung dadurch schützt, daß man ihren Nullpunkt mit dem Nullpunkt der Primärwicklung eines Spannungswandlers verbindet, dessen drei Sekundärwicklungen in Reihe, d. h. in offener Dreieckschaltung, das Schutzrelais erregen, so stellt es sich heraus, daß die dritte Oberwelle Gelegenheit hat zu fließen. Wenn man sie nun durch einen auf sie abgestimmten Resonanzkreis heraussiebt, so ergibt sich die Wirkungslosigkeit dieser Maßnahme, weil der Siebkreis beim Anfahren und Abstellen der Maschine nicht mehr stimmt und weil bei Ein- und Ausschaltvorgängen ebenfalls unsymmetrische Oberharmonische entstehen, die das Ansprechen des Schutzrelais zur Folge haben können.
Man hat nun bereits eine Schutzeinrichtung angegeben, bei der in alle Phasen Richtungsrelais mit Drehsystem eingebaut sind und jedes Relais nach Wattmeterart außer vom Fehlerstrom zusätzlich von einer Spannung mit der Generatorgrundfrequenz erregt wird.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Einrichtung zum Schutz von elektrischen Maschinen und Apparaten gegen innere Schäden mit Hilfe von Relais, die eine vom etwaigen Fehlerstrom durchflossene Wicklung besitzen, bei welcher erfindungsgemäß sowohl die Spannungs- als auch die Stromspule der jeder Phase zugeordneten Relais aus einem Dreiwicklungsspannungswandler gespeist werden, dessen in Stern geschaltete Primärwicklung mit ihrem Nullpunkt mit dem Nullpunkt des Schützlings verbunden ist, dessen Sekundärwicklung die Spannungsspulen der drei Relais speist und dessen in offenem Dreieck geschaltete Tertiärwicklung bei Fehlern Strom führt und die in Reihe geschalteten Stromspulen der Relais speist. Auf diese Weise ist erreicht, daß die Relais nicht auf andere als grundfrequente Spannungen ansprechen. Die Relais sprechen nur auf Ströme an, die die gleiche Frequenz besitzen, die dem Erregerstrom ihrer Spannungsspulen entspricht, nicht aber, wenn in der Stromspule Oberwellen fließen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung schematisch dargestellt, und zwar die Schutzeinrichtung für einen Dreiphasen.generator a, dessen Wicklung in Stern geschaltet ist. Der Nullpunkt der Wicklung ist herausgeführt und durch die Leitung b mit dem Nullpunkt der dreiphasig an die Generatorklemmen angeschlossenen, in Stern geschalteten Primärwicklung d des Dreiwicklungsspannungswandlers c verbunden. Dieser besitzt eine Sekundärwicklung e, die ebenfalls in -Stern geschaltet ist und die Spannungsspulen h der drei Relais g speist. Während also die Spannungsspulen der drei Relais g an den drei verketteten Spannungen angeschlossen sind, liegen deren Stromspulen i in Reihe an den beiden Klemmen der im offenen Dreieck geschalteten Tertiärwicklung f des Spannungswandlers c. Beim Ansprechen nur eines der Relaiskontakte h wird der Auslösestromkreis m für die Sicherheitsvorrichtung geschlossen.
Die Spannungsspulen h bilden somit eine dauernd wirksame Grunderregung der Relais g und erzeugen, sobald in den Stromspulen ein Fehlerstrom -fließt, mit diesen ein kräftiges Drehmoment, aber nur wenn der Fehlerstrom die gleiche Frequenz, d. h. die vom Generator bestimmte Grundfrequenz, besitzt. Ein Ansprechen der Relais infolge irgendwelcher Oberwellen ist somit ausgeschlossen.
Die Schutzeinrichtung besitzt noch weitere Vorteile. Ihre Schutzwirkung ist um so empfindlicher, je höher die Spannung ist. Dagegen ist im Kurzschlußfall ihre Empfindlichkeit herabgesetzt, weil die Grunderregung infolge des Spannungszusammenbruches nur noch schwach ist. Da drei Phasenrelais verwendet werden, läßt sich feststellen, in welcher Generatorphase der Fehler zu suchen ist.
Im allgemeinen wird man das sofortige Ansprechen der Relais bei Auftreten eines Fehlers wünschen. Es ist aber ohne weiteres möglich, den Relais auch jede gewünschte Zeitverzögerung zu geben. Bei Einphasenstrom erhält Hin- und Rückleitung je ein besonderes, spannungsseitig an die den Nullpunkt bildende Mitte der zu schützenden Wicklung angeschlossenes Relais.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zum Schutz von elektrischen Maschinen und Apparaten gegen innere Schäden mit "Hilfe von Relais, die eine vom etwaigen Fehlerstrom durchflossene Wicklung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Spannungs- als auch die Stromspulen der jeder Phase zugeordneten Relais aus einem Dreiwicklungsspannungswandler gespeist werden, dessen in Stern geschaltete Primärwicklung mit ihrem Nullpunkt mit dem Nullpunkt des Schützlings verbunden ist, dessen Sekundärwicklung die Spannungsspulen der drei Relais speist und dessen in offenem Dreieck geschaltete Tertiärwicklung bei Fehlern Strom führt und die in Reihe geschalteten Stromspulen der Relais speist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 652 20q..