DE1904394A1

DE1904394A1 - Anordnung zur Erfassung des Erdschlussstromes bei Gleichstromverbrauchern,die ueber Stromrichter von einem Drehstromnetz mit geerdetem Mittelpunktleiter gespeist werden

Info

Publication number: DE1904394A1
Application number: DE19691904394
Authority: DE
Inventors: Karl Grallath
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1969-01-30
Filing date: 1969-01-30
Publication date: 1970-08-13

Description

Anordnung zur Erfassung des Erdschlußstromes bei Gleichstromverbrauchern, die über Stromrichter von einem Drehstromnetz mit geerdete Mittelpunktleiter gespeist werden Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung des Erdschlußstromes bei Gleichstromverbrauchern, die über Stromrichter von einem Drehstromnetz mit geerdetem Mittelpunktleiter gespeist werden, unter Verwendung eines Summenstromwandlers in den drehstromseitigen Zuleitungen zum Gleichrichter.
Die Nullung von elektrischen Anlagen soll nach VDE-Vorschrift 0100/12.65 § 10 N das Bestehenbleiben von zu hohen Berührungsspannungen an nicht zum Betriebsstromkreis gehörenden Anlagenteilen verhindern. Sie erfordert einen unmittelbar geerdeten Mittel- oder Sternpunktteiler und wird hergestellt durch den Anschluß der zu schützenden Anlagenteile an den Nulleiter oder an einen mit ihm in Verbindung stehenden besonderen Schutzleiter. Diese Bedingungen sind bei Gleichstromverbrauchern, die über Gleichrichter an ein Drehstromnetz mit geerdetem Mittelpunktleiter angeschlossen sind, insbesondere bei einer Gleichstroininaschine, mit besonderem Aufwand verbunden. Außer dem separaten Schutzleiter muß nämlich für die Strommessung zwischen dem Leistungs- und Meßkreis eine Potentialtrennung vorgesehen sein, Nach VDE 0100/1265 § 13 N ist eine Pehlerstrom-Schuezschaltung bekannt, bei der die Phasen- und der Mittelpunktsleiter über einen Summenstromwandler geführt sind und im Meßatromkreis des Summenstromwandiers ein tberßtromrelaiS angeordnet ist, das bei Auftreten eines bestimmten Fehlerstronies die Abschaltung der Anlage vorn Drehstroinnetz veranlaßt. Diese bekannte ehlerstromschutzschaltung ist bei einem über Gleichrichter gespeisten Gleichstromverbraucher, der an einem Drehstromnetz mit Mittelpunktleiter liegt, beispielsweise einer Gleichstrommaschine, nur für die Erfassung eines Erdschlußstromes, der bei einem Erdschluß auf der Drehstromseite auftritt, wirksam. Tritt dagegen ein Erdschluß auf der Gleichstromseite auf, so wird der Summenstromwandler von einem Gleichstrom durchflossen und weitgehend in die Sättigung gebracht, wodurch er einen falschen Meßwert liefert. Der Meßwert ist kleiner, als er sein soll, was zu einer zu späten Abschaltung der Anlage vom Netz und damit zu Schäden führen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Erfassung des Erdschlußstromes sowohl bei Erdschlüssen auf der Drehstromseite als auch auf der Gleichstromseite ohne großen Aufwand, mit einen Gerät und ohne die Nachteile der bekannten Anordnungen zu ermoglichen und die anderen Anlagenteile vor Schäden zu bewahren.
Diese Aufgabe wird bei einer Anlage obengenannter Art dadurch gelöst, daß der Summenstromwandler mit einer Vormagnetisierungswicklung versehen ist, über die von einer Hilfswechselstromquelle her ein einstellbarer Vormagnetisierungsstrom geführt wird und daß an die Meßwicklung des Summenstromwandlers ein Auswertegerät angeschlossen ist, das die dem drebstromseitigen bzw.
gleichstromseitigen Erdschluß zugeordneten Grenzwerte des Meßstromes erfaßt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist als Auswertegerät ein Anzeigegerät mit zwei Grenzwertfühlern oder; ein Transistorrelais mit zwei Bereichsmeidern vorgesehen.
jf Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht yor, daß das Auswertegerät in Nullspannungsschaltung im Meßkreis angeordnet ist, so daß eine ständige Uberwachung der Vormagnetisiebung gegeben ist.
Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielten Vorteile bestehen darin, daß mit einer einzigen Einrichtung sowohl drehstrom- als auch gleichstromseitige Erdschlüsse-auf ein-fache Weise erfaßt werden und der so gewonnene Meßwert zur Auswertung in Porm eines Auslösesignals zur Abschaltung der Anlage vom Netz ausgenützt werden kann, wobei durch die ständige Kontrolle der Vormagnetisierung ein einwandfreies Arbeiten der Anordnung zur Erfassung von Erd,8chlußströmen ermöglicht wird.
Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispie2Bsoll im folgenden Aufbau und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung näher beschrieben werden.
In der Figur ist als Beispiel eines Gleichstromverbrauchers mit M ein Gleichstrommotor bezeichnet, der von einem gesteuerten Stromrichter j, der in Drehstrombrückenschaltung aus sechs Thyristoren 2 bis 7 aufgebaut ist, gespeist wird. Die Drehstromspleitungen des Stromrichters 1 sind an die Phasen R,S und T eines Drehstrownetses angeschlossen, wobei sie je über eine Primärwicklung 8,9 und 10 eines Summenstromwandlers 11 geführt sind. Das durch Nullung vor zu hoher Berührungsspannung zu schützende Gehäuse des Gleichstrommotors M ist über einen Schutzleiter SL mit dem Mittelpunktleiter Mf des Drehstromnetzes verbunden. Der Summenstromwandler 11 weist eie sekundäre Meßwicklung 12 auf, an die über einen Gleichrichter 13 in Grätz-Schaltung ein Meßwiderstand 14 und parallel dazu ein Auswertegerät 15 angeschlossen ist. Erfindungsgemäß ist der Summenstromwandler 11 mit einer Vormagnetisierung6wicklung 16 versehen. Diese VormagnetisierurBswicklung 16 wird von eier Hilfswechselspannungsquelle 17, die aus einem an das nornale 220 Volt-Netz angeschlossenen Transformator bestehen kann,J gespeist. Die Größe des Vormagnetisierungastromes des Su.z.er.-stronwandlere 11 ist mittels eines veränderlichen Widerstandes 1& in der Zuleitung zur Vormagr.etisierungswicklung 16 einstellbar.
Ohne die Vormagnetisierung des Summenstromwandlers 11 wird bei normalem Betrieb in der Meßwicklung 12 keine Sannung,induziert Bei einer Unsymmetrie durch einen Erdschluß wird in der.Meßwicklung 12 ein Fehlerstrom induziert, Ein solcher Pehlerstrom wird durch die Vorinagnetisierung ständig induziert. Tritt nun ein Erdschluß auf der Gleichstromstite auf, so wird der Summenstromwandler 11 von einem Gleichstrom durchflutet.' Damit wird der im Meßkreis induzierte Strom geringer. Bei einem Erdschluß auf der Drehstromseite addiert sich der Erdachlußstrom zum Vormagnetisierungsstrom und der Strom im Meßkreis wird größer. Es ist somit eine eindeutige Erfassung der beiden möglichen Erdschlußströme und ihre einwandfreie Unterscheidung möglich.
Das im meßkreis verwendete Auswertegerät 15 dient als Anzeigeeinrichtung für Erdschlüsse in der Anlage und darüberhinaus bei grbßeren Erdschlußströmen, die die Anlage gefährden, zur Abschaltung der Maschine von dem Drehstromnetz. Es kann als Anzeigegerät mit zwei Grenzwertfühlern oder als Transistorrelais mit zwei Bereichsmeldern ausgeführt sein. Der eine Grenzwertfühler bzw. Bereichsmelder spricht bei Erniedrigung des durch die Vormagnetisierung hervorgerufenen Fehlerstromes infolge eines Erdschlusses auf der Gleichstromeeite an, der ander bei Erhöhung des Fehlerstromes infolge eines Erdschlusses auf der Drehstromseite. Zur gleichzeitigen Uberwachung des Vormagnetisierungsatromes ist das Auswertegerät 15 zweckmäßigerweise in Nullspannungsschaltung im Meßkreis angeordnet, so -daß der Ausfall oder die Verringerung des Vormagnetisierungsstromes wie ein gleichetromseitiger Erdschlußstrom angezeigt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Erfassung des Erdschlußstromes bei Gleichstrom verbrauchern, die über Stromrichter voneinem Drehstromnetz mit geerdetem Mittelpunktleiter gespeist werden, unter Verwendung eines Summenstromwandlers in den drehstromseitiger Zuleitungen zum Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß der Summenstromwandler (11) mit einer Vormagnetisierungswicklung (16) versehen ist, über die von einer Hilfswechselstromquelle (17) her ein einstellbar Vormagnetisierungsstrom geführt wird und daß an die Meßwicklung (12) des Summenstromwandlers (11) ein Auswertegerät (15) angeschlossen ist, das die dem drehstromseitigen bzw. gleichstromseitigen Erdschluß zugeordneten Grenzwerte des Meßstromes erfaßt.

2. Anordnung nach'Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertegerät (15) über eine Gleichrichterschaltung (13) an die Meßwicklung (12) des Summenstromwandlers (11) angeschlossen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da als Auswertegerät (15) ein Anzeigegerät mit zwei Grenzwert'-fühlern oder ein Transistorrelais mit zwei Bereichsineldern vorgesehen ist.

4. Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertegerät (15) in Nullspannungsschaltung im Meßkreis angeordnet ist, so daß eine ständige Überwachung der Vormagnetisierung gegeben ist.

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