DE2108606C3 - Erdschlußschutzeinrichtung für elektrische Geräte mit in Stern geschalteten Wicklungen - Google Patents
Erdschlußschutzeinrichtung für elektrische Geräte mit in Stern geschalteten WicklungenInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
- H02H3/17—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass by means of an auxiliary voltage injected into the installation to be protected
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Description
stantstromquelle dilnt, an die ein Widerstand 1O aus, da im zu schuteenden Drehstromsystemtvorhan-
(RB 2) unmittelbar und parallel dazu eine Rei- dene und eventuell über Koppelkondensatoren von
henschaltung angeschlossen ist, die aus einem angeschlossenen Transformatoren'Eingespeiste Storweiteren
Widerstand (RBl) einerseits und aus spannungen der Netzfrequenz außer acht gelassen
dem Widerstand (CE, RI) der in Stejn geschalte- werden können.
ten Wicklungen gegen Erde besteht, daß die Erd- i5 Benutet man als Verlagerungsspannungsquelle
schlußerfassungsstufe (GRO an den Ausgang einen mit Thyristoren oder anderen steuerbaren
eines Multiplikators (MP) angeschlossen ist, des- Stromrichtern ausgestatteten Wechselrichter, so könsen
erste Eingangsklemmen (K 1) an den Wider- nen die vom Netz eingestreuten Storspannungen auf
stand (RBl) der Reihenschaltung und dessen die Kurvenform der Ausgangsspannung des Wechselzweite
Eingangsklemmen (Kl) an eine Ver- »0 richten; Einfluß nehmen, so daß Frequenzschwangleichsspannungsquelle
(ZWl) angeschlossen kungen der Verlagerungsspannungsquelle mit netzsind,
und daß die Vergleichsspannungsquelle fremder Frequenz nicht vollständig ausgeschlossen
gleiche Frequenz wie die Verlagerungsspan- werden können.
nungsquelle und gegenüber dieser eine solche Die Erfindung betrifft damit eine Erdschlußschutz-
Phasenlage hat, daß die am Ausgang des Multi- as einrichtung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1
plikators (MP) erscheinende Spannung im fehler- beschrieben ist. Eine solche Einrichtung ist bereits
freien Betrieb den Wert Null aufweist. aus der o. a. deutschen Auslegeschrift 1 463 574 be-
2. Erdschlußschutzeinrichtung nach An- kannt.
Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
stantstromquelle aus der Reihenschaltung einer 30 Erdschlußschutzeinrichtung mit einer Verlagerungs-Wechselspannnngsquelie
mit konstanter Span- spannung netzfremder Frequenz zu schaffen, bei der nung und einem Vorwiderstand (RV) besteht. die Meßgenauigkeit der Erdschlußschuteeinrichtung
3. Erdschlußschuteeinrichtung nach An- durch ins Netz eingestreute Storspannungen prakspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erd- tisch nicht mehr beeinflußt werden kann,
schlußerfassungsstufe (GW) über einen Integra- 35 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die tor (/) an den Ausgang des Multiplikators (MP) kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst,
angeschlossen ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erdschlußschuteein-
schlußerfassungsstufe (GW) über einen Integra- 35 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die tor (/) an den Ausgang des Multiplikators (MP) kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst,
angeschlossen ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erdschlußschuteein-
4. Erdschlußschuteeinrichtung nach An- richtung ist in einem Obersichtsschaltbild in F i g. 1
■ ; spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver- dargestellt. Fig. 2 und Fig. 3 enthalten Diagramme
; gleichsspannungsquclle aus einer von der Ver- 4„ ZUr Erläuterung der Wirkungsweise der in Fig. 1
lagerungsspannungsquelle abgeleiteten Span- enthaltenen Schaltung. Ein Generator G für ein
j nungsquelle mit einstellbarer Phasenlage besteht. Drehstromnete hat drei Wicklungen, die einer-
5. Erdschlußschutzeinrichtung nach An- seits über Leitungen R, S und Γ an das Netz ange-
j spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schlossen und andererseits zu einem Sternpunkt SP
j Widerstand (RB 1) der Reihenschaltung an die 45 zusammengefaßt sind. Der Generator mit den daran
,1 Sekundärwicklung eines Wandlers (Wl) ange- galvanisch angeschlossenen Teilen (Leitungen,
schlossen ist, dessen Primärwicklung zwischen Transformator usw.) hat die Eigenkapazität CE und
Sternpunkt der in Stern geschalteten Wicklungen den Isolationswiderstand Rl, die gestrichelt zwischen
j und Erde eingeschaltet ist. den Leitungen R, S, T des Netzes und Erde E ange-
so deutet sind. Zwischen dem Sternpunkt SP und Er-
deE liegt die Primärwicklung eines Wandlers Wl
(Transformator), dessen Sekundärwicklung an einen
Belastungswiderstand RB angeschlossen ist. Dieser
! Zum Erdschlußschute von in sich geschlossenen Belastungswiderstand RB stellt eine hochohmige
; Drehstromsystemen mit in Stern geschalteten Wick- 55 Widerstandserdung der Wicklungen des Genera-
! lungen ist es aus der deutschen Auslegeschrift tors G dar und ist bei Generatoren, die über einen
! 1463 574 bekannt, zwischen Sternpunkt und Erde Transformator in das Netz speisen, ohnehin notwen-
eine Verlagerungsspannung netefremder Frequenz dig, um z.B. die Storspannungen bei oberseitigem
einzuschalten. Die Frequenz einer solchen Verlage- Erdschluß klein zu halten oder um transiente Über^
rungsspannung wird mit Rücksicht auf die mit Netz- 60 spannungen zu begrenzen. Zum Anschluß der Erdfrequenz
oder mit der Frequenz einer Oberschwin- Schlußschutzeinrichtung weist dieser Belastungsgung
im Netz auftretenden Störspannung so gewählt, widerstand RB eine Anzapfung auf, die ihn in zwei
daß möglichst keine Störspannung mit einer in der Teile RB1 und RB 2 aufteilt. Zwischen dieser An-Nähe
der Frequenz der Verlagerungsspannungsquelle zapfung und einem Endpunkt des Widerstandes RB
liegenden Frequenz vorhanden ist. Damit ergibt sich 65 ist über einen Vorwiderstand RV und einen Zwigegenüber
anderen Erdschlußschuteeinrichtungen schenwandler ZPFl sowie gegebenenfalls über ein
mit Verlagerungsspannung zwischen Sternpunkt und Filter F über einen Leistungsverstärker LV eine Ver-Erde
der Vorteil, daß mit Hilfe von Filteranordnun- lagerungsspannungsquelle VS angeschlossen, die
3 4
ζ. B. in einer Wechselrichterschaltung bestehen kann. sich daher aus der Summe der Spannungszeiger UCE
An die Verlagerungsspannungsquelle VS ist außer- und URB 1 zusammen, die man — da der Isolationsdem
über phasendrehende Elemente, z. B. eine Dros- widerstand Rl vernachlässigt ist — leicht einzeichselspule
D1 und einen regelbaren Widerstand nen kann, da sie mit der Basis des Zeigers URB 2 ein
RW, die Primärwicklung eines Zwischenwandlers 5 Dreieck bilden müssen, das dem Dreieck aus den
ZW2 angeschlossen. Die Sekundärwicklung dieses Zeigern RBl + RCE. R£E und RBl ähnlich ist.
Zwischenwandlers ZW 2 stellt damit eine Spannungs- Die phasendrehenden Elemente, Drosselspule D1
quelle dar, deren Frequenz mit der Frequenz der und Regelwiderstand RW in Fig. 1, können nun so
Verlagerungsspannungsquelle VS übereinstimmt und eingestellt werden, daß an der Sekundärwicklung des
deren Phasenlage einstellbar isL Diese Sekundär- io Zwischenwandlers ZW2 die in Fig.2 mit UZW2
wicklung kt an den Eingang eines Multiplikators MP bezeichnete Spannung vorhanden ist Diese steht
geschaltet Der andere Eingang des Multiplikators senkrecht auf dem Spannungszeiger URB1, so daß
MP mit den Eingangsklemmen K1 liegt parallel zum bei Bildung des Produktes aus diesen beiden Span-Widerstand
RB1. Dieser liegt in Reihe zur Parallel- nungen im Multiplikator MP am Ausgang dieses
schaltung aus der Erdkapazität CE und dem Isola- 15 Multiplikators der Wert Null erscheint. An diesen
tionswiderstand R/ des Netzes. Ausgang ist in F i g. 1 ein Integrator / und daran eine
Die von der Verlagerungsspannungsquelle VS ab- Grenzwertstufe GW angeschlossen, die als Erdgegebene
Spannung wird in dem Leistungsverstärker schlußerfassungssüife angesehen werden kann. Wenn
LV verstärkt und fällt zum größten Teil am Vor- der Grenzwert dieser Grenzwertstufe GW überschritwiderstand
RV ab. Damit stellt der Abgriff am ao ten wird, so erscheint am Ausgang der Grenzwert-Widerstand
RB eine Konstantstromquelle dar. d.h. stufe ein Signal, das zur Anzeige des Erdschlusses
über den Vorwiderstand RV und den Abgriff am oder zur Meldung des Erdschlusses verwendet wer-Widerstand
RB fließt ein nahezu konstanter Strom, den kann.
der unabhängig ist von dem Widerstand der weite- Das Zeiger^cgra 'm m F i g. 3 zeigt die gleichen
ren, zwischen diesem Abgriff und dem Anschluß a$ Spannungs- und Widerstandszeiger wie in F i g. 2 bei
einer Wicklung des Zwischenwandlers ZW1 liegen- angenommenem satten Erdschluß. Hierbei ist die
den Bauelemente, Widerstände u. dgl. Der über die- Eigenkapazität CE kurzgeschlossen, so daß die
sen Abgriff A eingespeiste Strom teilt sich im Wider- Widerstände RB1 und RB 2 unmittelbar parallel gestand
RB auf. Er fließt einerseits über den Wider- schaltet sind und daher an ihnen gleiche Spannungen
stand RB 2 und andererseits über die Reihenschal- 30 URB1 = URB 2 abfallen. Diese liegen in Phase mit
tung vom Widerstand RBl und der Sekundärwick- der Spannung URV und in Phase mit der Spannung
lung des Wandlers W 1. UZWX, die als Spannung der Verlagerungsspan-
Damit ergibt sich bei fehlerfreiem Betrieb das in nungsquelle VS angesehen werden kann. Die Span-Fig.
1 dargestellte Zeigerdiagramm. Dieses Zeiger- nung UZW2 bleibt unverändert, so daß sich ein von
diagramm enthält teilweise Spannungszeiger und teil- 35 90° verschiedener Phasenwinkel zwischen der Spanweise
reine Widerstandszeiger; die Maßstäbe wurden nung UZW 2 und der Spannung URB 1 ergibt. Am
dabei so gewählt, daß der Spannungszeiger eines Ausgang des Multiplikators wird also ein Signal aufWiderstandes
gleichlang wird wie der Widerstands- treten, das die Grenzwertstufe GW aussteuert und
zeiger, wenn durch den betreffenden Widerstand der einen Erdschluß anzeigt.
durch den Vorwiderstand R V gegebene Strom fließt. 40 Jede über die Leitungen R, S, T eingestreute StOr-
Zum Zeiger UR V (= Spannung am Vorwiderstand spannung hat keinen Einfluß auf den Strom im Vor-
RK) bzw. zum Zeiger RK addiert sich ein Span- widerstand RV und kann daher auch keinen Einfluß
nungszeiger URB 2, der gegeben ist aus der Parallel- auf die Spannung der Verlagerungsspannungsquelle
schaltung des Widerstandes RB 2 und der Reihen- VS nehmen. Aus diesem Grunde kann unter Umstän-
schaltung aus den Widerständen RB1 und RCE. Die 45 den das Filter F entfallen. Eine Verzerrung der Span-
Widerstandszeiger RBl und RCE (der Isolations- nung am Widerstand RBl hat keinen Einfluß auf
widerstand R/ wurde bei dieser Betrachtung ver- das Meßergebnis, soweit die Frequenz der Störspan-
nachlässigt) addieren sich zu einem Zeiger, der mit nungen von der Frequenz der Verlagerungsspan-
RB1 + RCE bezeichnet ist. Eine Parallelschaltung nungsquelle VS verschieden ist, da sich an der Pha-
dieses Widerstandszeigers RBl + RCE mit dem 50 senlage des Spannungsabfalls am Widerstand RB 1
Widerstandszeiger RB 2 ergibt einen Zeiger, der in hierdurch nichts ändert. Mit dieser Schaltung ist also
F i g. 2 mit URB 2 bezeichnet ist. sichergestellt, daß Verzerrungen in der Spannung der
Da über diese Parallelschaltung wiederum der Strom Verlagerungsspannungsquelle VS durch Störspan-
fließt, der auch über den Vorwiderstand RV fließt, nungen nicht vorkommen können. Damit ist auch die
ist dieser Zeiger URB 2 identisch mit dem Span- 55 Kurvenform der Spannung an der Verlagerungsspan-
nungsabfaii am Widerstand RB 2, so daß er zum Zei- nungsquelle VS weitgehend ohne Einfluß auf das
ger URV addiert die Spannung ZVWl ergibt, die Meßergebnis, so daß als Verlagerungsspannungs-
proportional zur Spannung der Verlagerungsspan- quelle VS ohne weiteres ein Wechselrichter mit einer
nungsquelle VS ist. Der Spannungszeiger URB 2 ist nicht geglätteten Rechteckspannung am Ausgang
jedoch identisch mit der Spannung an der Reihen- 60 verwendet werden kann. Es ist damit auch möglich,
schaltung vom Widerstand RB1 und der Eigenkapa- ohne Einschränkung der Genauigkeit Taktimpulsge-
zität CE der Wicklungen des Generators G. Er setzt ber als Verlagerungsspannungsquelle einzusetzen.
Claims (1)
- gen oder anderen wie eine Filteranordnung wirken-PatentansDriiche· den Schaltungen der auf Grund der Verlagerungs-ratentansprucne. spannung über die zu schützenden, m Stern geschal-I! Erdschlußschuteeinrichtung für elektrische teten geklungen ffießendeSü-om^n <—~Geräte mit in Stern geschalteten Wicklungen und 5 emdeut* unte^dueden werto kjum.emer zwischen Sternpunkt und Erde eingeschalte- artigen
ten Verlagerungsspannungsquelle netzfremder
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712108606 DE2108606C3 (de) | 1971-02-24 | 1971-02-24 | Erdschlußschutzeinrichtung für elektrische Geräte mit in Stern geschalteten Wicklungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712108606 DE2108606C3 (de) | 1971-02-24 | 1971-02-24 | Erdschlußschutzeinrichtung für elektrische Geräte mit in Stern geschalteten Wicklungen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2108606A1 DE2108606A1 (de) | 1972-09-07 |
DE2108606B2 DE2108606B2 (de) | 1974-04-11 |
DE2108606C3 true DE2108606C3 (de) | 1974-10-31 |
Family
ID=5799596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712108606 Expired DE2108606C3 (de) | 1971-02-24 | 1971-02-24 | Erdschlußschutzeinrichtung für elektrische Geräte mit in Stern geschalteten Wicklungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2108606C3 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH613569A5 (de) * | 1977-03-01 | 1979-09-28 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
AT401442B (de) * | 1993-06-18 | 1996-09-25 | Elin Energieversorgung | Einrichtung zum schutz der ständerwicklung von einer synchronmaschine |
-
1971
- 1971-02-24 DE DE19712108606 patent/DE2108606C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2108606B2 (de) | 1974-04-11 |
DE2108606A1 (de) | 1972-09-07 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |