DE2944530A1 - PROTECTIVE CIRCUIT FOR CLUTCHLESS PARALLEL GENERATOR SYSTEM - Google Patents

Description

Schutzschaltung für kupplungsloses paralleles GeneratorsystemProtection circuit for clutchless parallel generator system

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schutzschaltung für ein elektrisches Stromverteilungssystem mit parallel geschalteten Generatoren.The invention relates to an electrical protection circuit for an electrical power distribution system with parallel-connected Generators.

Elektrische Leistungs- bzw. Stromverteilungssysteme,in denen Generatoren als Hilfslasten mittels Varxabeldrehzahlmaschinen angetrieben werden, besitzen besondere Regelprobleme. Ein Beispiel ist das elektrische System bei einem mehrmotorigen Flugzeug, bei dem jede Maschine einen Generator antreibt. Die Maschinendrehzahl ist durch die Flugzeug-Betriebsbedingungen und -Zustände bestimmt und kann sich über einen breiten Bereich ändern. Ein zwischen jeder Maschine und Generator angeordneter Konstantdrehzahlantrieb setzt eine variable Antriebswellendrehzahl in eine konstante Abtriebswellendrehzahl zum Antreiben des Generators um. Eine Steuerschaltung oder Regelschaltung erreicht eine Frequenz- und eine Spannungssteuerung und verbindet die Generatoren zur Aufteilung der elektrischenElectrical power or power distribution systems in which Generators are driven as auxiliary loads by means of variable speed machines, have special control problems. An example is the electrical system in a multi-engine aircraft in which each machine drives a generator. The machine speed is determined by the aircraft operating conditions and states and can span a wide range change. A constant speed drive arranged between each machine and generator sets a variable drive shaft speed into a constant output shaft speed for driving the generator. A control circuit or regulating circuit achieves a frequency and voltage control and connects the generators to split the electrical

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Abnormale Systemzustände können erreichen, daß mindestens ein Generator durch die anderen Generatoren motorisch angetrieben wird. Dies ist unerwünscht, da dies ein Abfließen von Strom oder Leistung zur Folge hat, eine FrequenzverSchiebung im System auslöst und den Konstantdrehzahlantrieb beschädigen kann. Bei einem üblichen System ist eine mechanische Freilaufkupplung zwischen der Abtriebswelle des Konstantdrehzahlantriebes und dem Generator vorgesehen, wodurch der Generator motorisch betreibbar ist mit geringstem Leistungsabfluß und ohne Beschädigung des Konstantdrehzahlantriebs. Die Kupplung erhöht jedoch die Grundkosten des Systems und unterliegt Verschleiß, wodurch Reparatur oder Austausch erforderlich wird.Abnormal system conditions can result in at least one generator being motor-driven by the other generators will. This is undesirable as it causes a leakage of electricity or performance results in a frequency shift in the System trips and can damage the constant speed drive. One common system is a mechanical one-way clutch provided between the output shaft of the constant speed drive and the generator, whereby the generator Can be operated by a motor with the least amount of power and without damaging the constant speed drive. the However, clutch increases the basic cost of the system and is subject to wear, making repair or replacement necessary will.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Schutzschaltung anzugeben, bei der das Antreiben eines Generators durch einen anderen verhindert ist, wobei auf die Freilaufkupplung zwischen dem Konstantdrehzahlantrieb und dem Generator verzichtet sein kann.It is the object of the invention to provide an electrical protection circuit in which the driving of a generator by a other is prevented, being on the one-way clutch between the constant speed drive and the generator can be dispensed with can.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt in einer Einrichtung zum Erfassen eines elektrischen Leistungsflusses von der elektrischen Verteilersammelschiene zu einem Generator, die häufig als Rückleistung bezeichnet ist, sowie eine Einrichtung, die abhängig vom Auftreten eines solchen Leistungsflusses den Sammelschienenanschluß-Unterbrecher zwischen der elektrischen Verteil ersammelschiene und dem Generator öffnet, zu dem die elektrische Leistung fließt.An essential feature of the invention resides in a device for detecting an electrical power flow from the electrical distribution busbar to a generator that is often referred to as reverse power, as well as a device that depends on the occurrence of such a power flow the busbar connection breaker between the electrical Distribution busbar and the generator opens, to which the electrical Performance flows.

Ein weiteres Merkmal besteht im Vorsehen einer Zeitverzögerung vor der Betätigung des Sammelschienenanschluß-Unterbrechers.Another feature is the provision of a time delay prior to actuation of the bus junction breaker.

Ein weiteres Merkmal liegt darin, daß in Kombination mit dem Rückleistungs-Detektor eine Einrichtung vorgesehen ist zum Erfassen eines Unterdrehzahlzustandes an der Antriebsseite jedes Konstantdrehzahlantriebs, sowie eine Einrichtung, die abhängigAnother feature is that, in combination with the reverse power detector, means are provided for detection an underspeed condition on the drive side of each constant speed drive, and a device that depends

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vom Unterdrehzahlzustand des Konstantdrehzahlantriebs den Generatorkreis-Unterbreicher des zugeordneten Generators öffnet und den Sammelschienenanschluß-Unterbrecher wieder schließt und die Leistung zur Last aufrecht erhält.from the underspeed condition of the constant-speed drive, the generator circuit sub-section of the assigned generator opens and the busbar connection breaker closes again and the Maintains power to load.

Die Erfindung gibt ein elektrisches Verteilungssystem mit parallel geschalteten Generatoren an, die durch Variabeldrehzahlmaschinen angetrieben bzw. mit Leistung versorgt werden. Mit jedem Generator verbundene Lasten sind über eine elektrische Verteilersammelschiene verbunden. Konstantdrehzahlantriebe sind eingangs- bzw. antriebsseitig mit den Maschinen und ausgangs- bzw. abtriebsseitig direkt mit den Generatoren verbunden. Die Verbindungen zwischen den Abtriebswellen der Konstantdrehzahlantriebe und den Generatoren zeichnen sich dadurch aus, daß keine bei bisherigen Systemen verwendetenFVeilaufkupplungen vorgesehen sind. Die verbesserte elektrische Schutzschaltung erfaßt einen elektrischen Leistungsfluß von der Verteilersammelschiene zu einem Generator, die den Generator motorisch treibt. Wenn der Leistungsfluß zum Generator zu groß ist, wird der Sammelschienenanschluß-Unterbrecher geöffnet zum Abtrennen des Generators von der Sammelschiene.The invention provides an electrical distribution system with parallel connected generators, which are driven or supplied with power by variable-speed machines. With every generator connected loads are via an electrical distribution busbar tied together. Constant speed drives are on the input or drive side with the machines and on the output or driven side connected directly to the generators. The connections between the output shafts of the constant speed drives and the generators are characterized by the fact that there are no fluid couplings used in previous systems are provided. The improved electrical protection circuit detects an electrical power flow from the distribution busbar to a generator that drives the generator with a motor. When the power flow to the generator increases is large, the busbar connection breaker is opened to disconnect the generator from the busbar.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. Show it

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines elektrischen Verteilersystems mit mehreren Generatoren zur Darstellung der Erfindung,1 shows a block diagram of an electrical distribution system with several generators to illustrate the invention,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der elektrischen Schutzschaltung,2 shows a block diagram of the electrical protection circuit,

Fig. 3 eine Darstellung der Auslösecharakteristik des Sammelschienenanschluß-Unterbrechers abhängig von der Amplitude und der Dauer der Rückleistung zur Erläuterung des Betriebes der Schutzschaltung,Fig. 3 is an illustration of the tripping characteristics of the busbar connection breaker depending on the amplitude and the duration of the reverse power to explain the operation of the protective circuit,

Fig. k schematisch eine Rückleistungs-Detektorschaltung,Fig. K schematically shows a reverse power detector circuit,

Fig. 5 schematisch eine Frequenz- oder Drehzahlerfassungsschaltung. Fig. 5 schematically shows a frequency or speed detection circuit.

Fig. 1 zeigt die Erfindung bei Anwendung auf ein System mit zwei Generatoren. Die Erfindung kann selbstverständlich bei drei, vier oder mehr Generatoren angewendet werden. Bei dem System gemäß Fig. 1 treibt eine Maschine ENG-I die Antriebswelle 10 einesFig. 1 shows the invention applied to a system with two generators. The invention can of course with three, four or more generators are used. In the system of FIG. 1, an engine ENG-I drives the drive shaft 10 of a

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Konstantdrehzahlantriebs CSD-1,dessen Abtriebswelle 11 einen Generator GEN-I treibt. Der elektrische Ausgang des Generators GEN-I ist über einen Generatorkreis-Unterbrecher GCB-I mit einer Last 12 verbunden. Eine zweite Maschine ENG-2 treibt die Antriebswelle l4 eines Konstantdrehzahlantriebs CSD-2 an, dessen Abtriebswelle 15 einen Generator GEN-2 antreibt. Der elektrische Ausgang des Generators GEN-2 ist über einen Generatorkreis-Unterbrecher GCB-2 mit einer Last 16 verbunden. Eine elektrische Verteilersammeischiene 17 ist über Sammelschienenanschluß-Unterbrecher BTB-I und BTB-2 mit den Generatoren GEN-I, GEN-2 und den Lasten 12,16 verbunden. Eine Generatorsteuereinheit GCU-I bzw. GCU-2 ist vorgesehen und mit Eingangsinformationen bzw. Signalen versorgt einschließlich der Antriebswellendrehzahl des Konstantspannungsantriebs und des elektrischen Ausgangssignals des zugeordneten Generators GEN. Die beiden Generatorsteuereinheiten GCU sind über eine Lastaufteil schaltung l8 miteinander verbunden. Ausgänge der Generatorsteuereinheiten GCU sind mit den Konstantdrehzahlantrieben CSD zur Steuerung der Frequenz und der Lastaufteilung verbunden. Sowie mit den Generatorkreis-Unterbrecher- und den Sammelschienenanschluß-Unterbrecherkontakten zum Parallel schalten der Generatoren GEN beim Anlaufen oder zum Abtrennen der Generatoren GEN beim Abschalten oder bei einem fehlerhaften Betrieb. Lediglich diejenigen Merkmale der GeneratorSteuereinheiten GCU sind dargestellt, die in direkter Beziehung mit der Schutzschaltung stehen, die eine Vermeidung der Freilaufkupplungen zwischen Konstantdrehzahlantrieben CSD und den Generatoren GEN ermöglicht. Constant speed drive CSD-1, the output shaft 11 of which has a Generator GEN-I drives. The electrical output of the generator GEN-I is via a generator circuit breaker GCB-I with a Load 12 connected. A second engine ENG-2 drives the drive shaft l4 of a constant speed drive CSD-2, whose Output shaft 15 drives a generator GEN-2. The electrical output of the GEN-2 generator is via a generator circuit breaker GCB-2 connected to a load 16. An electrical distribution busbar 17 is via busbar connection breakers BTB-I and BTB-2 with the GEN-I generators, GEN-2 and loads 12,16 connected. A generator control unit GCU-I or GCU-2 is provided and has input information or signals including the drive shaft speed of the constant voltage drive and the electrical output signal of the assigned generator GEN. The two generator control units GCU are connected via a load sharing circuit l8 connected to each other. The outputs of the generator control units GCU are connected to the constant speed drives CSD for control the frequency and the load sharing. As well as with the Generator circuit breaker and the busbar connection breaker contacts to connect the generators GEN in parallel when starting or to disconnect the generators GEN when Shutdown or in the event of faulty operation. Only those features of the generator control units GCU are shown, which are directly related to the protective circuit, avoiding the overrunning clutches between Constant speed drives CSD and the generators GEN.

Kurz ausgedrückt wird bei Fließen einer elektrischen Leistung von der Verteilersammelschiene 17 zu einem Generator GEN, d.h., bei einer Rückleistung, der Sammelschienenanschluß-Unterbrecher BTB zwischen der Verteilersammelschiene 17 und diesem Generator GEN geöffnet. Wenn anschließend der Generatorkreis-Unterbrecher GCB zwischen diesem Generator GEN und dessen zugeordneter Last öffnet, wird der Sammelschienenanschluß-Unterbrecher BTB wieder geschlossen, wodurch die Last mit der elektrischen Verteilersammelstelle 17 verbunden wird, so daß die UnterbrechungIn short, when an electric power flows from the distribution busbar 17 to a generator GEN, i.e., with a reverse power, the busbar connection breaker BTB open between the distribution busbar 17 and this generator GEN. If then the generator circuit breaker GCB opens between this generator GEN and its assigned load, becomes the busbar connection breaker BTB closed again, whereby the load is connected to the electrical distribution assembly point 17, so that the interruption

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- 8 des Leitbetriebes aufs Äußerste verringert wird.- 8 of the leading company is reduced to the utmost.

Derjenige Teil der Generatorsteuereinheit GCU, der mit der Erfindung in Beziehung steht, ist in Fig. 2 dargestellt. Der Generator GEN ist so dargestellt, daß er ein dreiphasiges Ausgangssignal in Sternschaltung besitzt mit den Phasen ^A, φΒ, φζ sowie einem geerdeten neutralen oder Mittelleiter N. Der Generatorausgang ist über vier Generatorkreis-Unterbrecherkontakte GCB mit der Last verbunden und über vier Sammelschienenanschluß-Unterbrecherkontakte BTB mit der elektrischen Verteilersammelschiene 17·That part of the generator control unit GCU which is related to the invention is shown in FIG. The generator GEN is shown in such a way that it has a three-phase output signal in star connection with the phases ^ A, φΒ, φζ and a grounded neutral or center conductor N. The generator output is connected to the load via four generator circuit breaker contacts GCB and via four busbar connection Interrupter contacts BTB with the electrical distribution busbar 17

Elektrische Eingangssignale für die Generatorsteuereinheit GCU werden von dem Generatorausgang zwischen dem Generator GEN und den Generatorkreis-Unterbrecherkontakten abgeleitet. Lediglich diejenigen Eingangssignale, die der elektrischen Schutzschaltung zugeordnet sind, sind dargestellt. Andere Eingangssignale können der Generatorsteuereinheit zugeführt werden und die dargestellten Eingangssignale können in der Generatorsteuereinheit auch zu anderen Funktionen dienen. Die Stelle, an der die elektrischen Eingangssignale abgeleitet werden, wird häufig als Steuerungspunkt POR bezeichnet. Electrical input signals for the generator control unit GCU are derived from the generator output between the generator GEN and the generator circuit breaker contacts. Only those input signals that are assigned to the electrical protection circuit are shown. Other input signals can are fed to the generator control unit and the input signals shown can also be used in the generator control unit to serve other functions. The point at which the electrical input signals are derived is often referred to as the control point POR.

Der Leistungsfluß zum Generator GEN wird durch eine Schaltung überwacht, die einen Phasendemodulator 20 mit einem Stromeingang I, der mit einem Stromwandler 21 verbunden ist, und einem Spannungseingang E, der zwischen den Generatoranschlüssen f^ A und N angeschlossen ist, enthält. Das Ausgangssignal des Phasendemodulators 20 gibt die Leistung in der Α-Phase des Generators GEN wieder und wird einem Rückleistungsdetektor 22 zugeführt, der auf einen gewählten Pegel der Rückleistung anspricht. Der Ausgang des Rückleistungsdetektor 22 ist über ein Zeitverzögerungsglied 23 mit einem ODER-Glied 2k verbunden, das eine Auslöseschaltung (nicht dargestellt) für den zugeordneten Sammelschienenanschluß-Unterbrecher BTB betätigt.The power flow to the generator GEN is monitored by a circuit which contains a phase demodulator 20 with a current input I, which is connected to a current transformer 21, and a voltage input E, which is connected between the generator connections f ^ A and N. The output signal of the phase demodulator 20 reproduces the power in the Α phase of the generator GEN and is fed to a reverse power detector 22 which responds to a selected level of the reverse power. The output of the reverse power detector 22 is connected via a time delay element 23 to an OR element 2k which actuates a trigger circuit (not shown) for the associated busbar connection breaker BTB.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Rückleistungsdetektor zwei Rückleistungsdetektorkreise auf, dieIn a preferred embodiment of the invention, the Reverse power detector has two reverse power detector circuits that

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auf unterschiedliche Pegel des Rückleistungsflusses ansprechen mit unterschiedlichen Zeitverzögerungen , so daß der Sammelschienenanschluß-Unterbrecher BTB bei einem höheren Pegel des Rückleistungsflusses schneller geöffnet wird.respond to different levels of reverse power flow with different time delays, so that the busbar connection breaker BTB opens faster at a higher level of reverse power flow.

Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist schematisch
in Fig. 3 dargestellt, wobei die Strichlinie 26 die Nenn-Auslösecharakteristik abhängig vom Rückleistungspegel und der
Übergangszeit wiedergibt. Qualitativ betrachtet gibt die Kurve ein System wieder, bei dem die Sammelschienenanschluß-Unterbrecher BTB nach einer Zeitverzögerung von O,9*> geöffnet werden bei einem Rückleistungsfluß über 11 kW und nach einer Zeitverzögerung von 8,5s bei einem Rückleistungsfluß über 6,2 kW. Die Vollinien 27,28 definieren eine Betätigungszone, die durch die ungünstigsten Toleranzen der Schaltungskomponenten bestimmt ist. in dem Bereich unter der Linie 27 werden die Sammelschienenanschluß-Unterbrecher BTB nicht geöffnet. Die Kurve 29 gibt einen Bereich normalen Rückleistungsflusses bezüglich des Leistungspegels und der Ubergangszeitdauer für übliche Schaltungszustände wieder.The mode of operation of this circuit arrangement is schematic
shown in Fig. 3, the dashed line 26 the nominal trigger characteristic depending on the reverse power level and the
The transition period. From a qualitative point of view, the curve shows a system in which the busbar connection breakers BTB are opened after a time delay of 0.9 *> with a reverse power flow over 11 kW and after a time delay of 8.5 s with a reverse power flow over 6.2 kW. The solid lines 27, 28 define an actuation zone which is determined by the most unfavorable tolerances of the circuit components. in the area below the line 27, the busbar connection breakers BTB are not opened. The curve 29 shows a range of normal reverse power flow with respect to the power level and the transition period for normal circuit states.

Andere Systemzustände werden überwacht, etwa wie bei herkömmlichen Systemen, wodurch ein Schutz erreicht wird, der den des Rückleistungsdetektors ergänzt und eine Rücksteuerung im Fall eines Ausfalles der Rückleistungsdetektorschaltung erreicht.
Im Verlauf der folgenden Erläuterung werden spezielle Systembedingungen und Betriebscharakteristiken erläutert. Diese Bedingungen und Charakteristiken wurden als für ein bestimmtes
Flugzeugsystem geeignet festgestellt. Selbstverständlich sind für andere Systeme entsprechende Änderungen möglich und sind
die angegebenen Zahlenwerte nicht kritisch.Other system conditions are monitored, as in conventional systems, providing protection that is complementary to that of the reverse power detector and providing reverse control in the event of a failure of the reverse power detector circuit.
Specific system conditions and operating characteristics will be explained in the course of the following explanation. These conditions and characteristics were considered to be specific
Aircraft system found suitable. Of course, corresponding changes are and are possible for other systems
the numerical values given are not critical.

Parallelgeschaltete Generatoren GEN arbeiten bei der gleichen Frequenz mit Ausnahme während Übergangszuständen. Normalerweise beträgt bei elektrischen Flugzeugsystemen die Frequenz
ΊΟΟ Hz. Wenn ein Fehler auftritt, durch den einer der Generatoren GEN mit einer höheren Frequenz arbeitet, werden die anderen Generatoren,um zu folgen,motorisch getrieben. Erste undGenerators GEN in parallel operate at the same frequency except during transient conditions. Normally, in electrical aircraft systems, the frequency is
ΊΟΟ Hz. If an error occurs, as a result of which one of the generators GEN works with a higher frequency, the other generators are motor-driven in order to follow. First and

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zweite Uberfrequenzschaltungen FREQ-I bzw. FREQ-2 schützen gegen zu große Überfrequenz. Die Schaltung FREQ-I ist mit der Phase φ B verbunden und erfaßt eine Systemfrequenz von kkO Hz und ist ausgangsseitig direkt mit dem ODER-Glied 2k verbunden zum Öffnen des Sammelschienenanschluß-Unterbrechers BTB.second overfrequency circuits FREQ-I and FREQ-2 protect against excessive overfrequency. The circuit FREQ-I is connected to the phase φ B and detects a system frequency of kkO Hz and is connected on the output side directly to the OR gate 2k to open the busbar connection breaker BTB.

Die zweite Überfrequenzschaltung FREQ-2 ist mit der Phase φ C verbunden und spricht auf eine Frequenz von ^3O Hz an. Ein Zeitverzögerungsglied 32 zwischen dem Ausgang der Schaltung FREQ-2 und dem ODER-Glied 2k verzögert das Öffnen des Sammelschienenanschluß-Unterbrechers BTB um 1,5s. Ein weiteres Zeitverzögerungsglied 33 ist zwischen dem Ausgang des ersten Zeitverzögerungsglieds 32 und einem ODER Glied 3k angeschlossen, um eine zusätzliche Verzögerung von einer halben Sekunde zu erreichen, um den Generatorkreis-Unterbrecher GCB des zugehörigen Generators GEN zu öffnen. Falls der Generator, der den Sammelschienenanschluß-Unterbrecher BTB auslöst, nicht der fehlerhafte Generator GEN ist, sinkt dessen Drehzahl ab,sobald der Sammelschienenanschluß-Unterbrecher BTB öffnet, und wird der Generatorkreis-Unterbrecher GCB nicht ausgelöst. Der Generator versorgt daher weiterhin die ihm zugeordnete Last. Wenn jedoch der Generator, für den der Samuelschienenanschluß-Unterbrecher geöffnet wird, fehlerhaft ist, bleibt die Frequenz hoch, öffnet der Generatorkreis-Unterbrecher und wird der Sanunelschienenanschluß-Unterbrecher rückgesetzt oder geschlossen, wodurch die Leistungszufuhr zur zugeordneten Last von der Verteilersammeischiene I7 wieder erreicht wird.The second overfrequency circuit FREQ-2 is connected to the phase φ C and responds to a frequency of ^ 30 Hz. A time delay element 32 between the output of the circuit FREQ-2 and the OR element 2k delays the opening of the busbar connection breaker BTB by 1.5s. Another time delay element 33 is connected between the output of the first time delay element 32 and an OR element 3k in order to achieve an additional delay of half a second in order to open the generator circuit breaker GCB of the associated generator GEN. If the generator that triggers the busbar connection breaker BTB is not the faulty generator GEN, its speed drops as soon as the busbar connection breaker BTB opens, and the generator circuit breaker GCB is not triggered. The generator therefore continues to supply the load assigned to it. However, if the generator for which the busbar connection breaker is opened is faulty, the frequency remains high, the generator circuit breaker opens and the busbar connection breaker is reset or closed, whereby the power supply to the assigned load from the distribution busbar I7 is regained .

Die Drehzahl der Antriebswelle 10 des Konstantdrehzahlantriebs CSD wird gemessen beispielsweise mittels eines Näherungsfühlers und eines an der Welle angeordneten Zahnrades (nicht dargestellt). Ein Unterdrehzahldetektor 35) der mit dem Antriebswellen-Drehzahlfühler verbunden ist, ist ausgangsseitig mit dem ODER-Glied 34 verbunden, um den Generatorkreis-Unterbrecher GCB zu öffnen, falls die Drehzahl unter die Maschinenleerlaufdrehzahl abfällt. Diese Schaltungsanordnung spielt eine Rolle während des Abschaltens der Maschine oder im Fall eines Fehlers der Maschine.The speed of the drive shaft 10 of the constant speed drive CSD is measured, for example, by means of a proximity sensor and a gear (not shown) arranged on the shaft. An underspeed detector 35) with the drive shaft speed sensor is connected, is connected on the output side to the OR gate 34 to the generator circuit breaker GCB to open if the speed is below the machine idle speed falls off. This circuit arrangement plays a role when the machine is switched off or in the event of a fault the machine.

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Ein Differenzstromdetektor 37 vergleicht den Generatorstrom mit dem Durchschnittswert der Ströme der anderen Generatoren bzw. bei einem Generatorsystem mit zwei Generatoren mit dem Strom des anderen Generators. Wenn die Differenz einen ausgewählten Pegel überschreitet, wird der Sammelschienenanschluß-Unterbrecher BTB nach einer geeigneten Verzögerung mittels eines Verzögerungsgliedes 38 geöffnet. Diese Schaltungsanordnung erreicht eine Rücksteuerung und öffnet den Sammelschi enenanschluß-Unterbrecher BTB vor einer Beschädigung des Systems im Fall eines Fehlers des DruckleistungsdetektorsA differential current detector 37 compares the generator current with the average value of the currents of the other generators or in a generator system with two generators with the Current of the other generator. If the difference is a selected Exceeds level, the busbar connection breaker BTB after a suitable delay by means of a delay element 38 is opened. This circuit arrangement reaches a return control and opens the busbar connection breaker BTB before damage to the System in the event of a pressure performance detector failure

Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine Zweipegelerfassung eines Rückleistungsflusses. Das die Leistung wiedergebende Signal wird durch eine phasenempfindliche Detektorschaltung erreicht, die eine Diodenbrücke 42 verwendet. Die Phasenspannung E wird an die Primärwicklung eines Koppeltransformators 43 angelegt, der eine Sekundärwicklung mit Mittelabgriff besitzt, die über ein Paar der Anschlüsse der Diodenbrücke 42 geschaltet ist. Das Stromeingangssignal zum Phasendetektor wird vom Stromwandler 21 über einen Koppeltransformator 44 zugeführt, dessen Sekundärwicklung über das andere Paar der Anschlüsse der Diodenbrücke 42 geschaltet ist. Ein Ausgangssignal FI cos Θ , wobei θ der Leistungsfaktor der gemessenen Phase ist, wird vom Mittelabgriff der Sekundärwicklung des Strom-Koppeltransformators 44 abgeleitet. Das Leistungssignal wird über ein glättendes Tiefpaßfilter 46 einem Paar von Pegeldetektorschaltungen zugeführt. Der Mittelabgriff 47 der Sekundärwicklung des Spannungs-Koppeltransformators 43 ist auf ein Erd-Bezugspotential rückgeführt. Wenn es erwünscht ist, den Leistungsfluß in beiden Richtungen zu erfassen, kann der Phasendetektor dadurch vorgespannt sein, daß eine geeignete Gleichspannung an den Mittelabgriff 47 des Spannungs-Koppeltransformätors 43 angelegt ist.4 shows a circuit arrangement for two-level detection of a reverse power flow. The signal representing the power is obtained through a phase sensitive detector circuit using a diode bridge 42. The phase voltage E is applied to the primary winding of a coupling transformer 43 which has a secondary winding with a center tap which is connected across a pair of the connections of the diode bridge 42. The current input signal to the phase detector is fed from the current transformer 21 via a coupling transformer 44, the secondary winding of which is connected via the other pair of connections of the diode bridge 42. An output signal FI cos Θ , where θ is the power factor of the measured phase, is derived from the center tap of the secondary winding of the current coupling transformer 44. The power signal is fed through a smoothing low pass filter 46 to a pair of level detector circuits. The center tap 47 of the secondary winding of the voltage coupling transformer 43 is fed back to a ground reference potential. If it is desired to detect the flow of power in both directions, the phase detector can be biased in that a suitable DC voltage is applied to the center tap 47 of the voltage coupling transformer 43.

Die Pegeldetektoren besitzen identischen Aufbau, weshalb lediglich einer erläutert wird. Das Leistungssignal vom Filter 46 wird einem Eingang eines Operationsverstärker-Vergleichers 50 zugeführt, dessen anderer Eingangsanschluß mit einem Span-The level detectors have an identical structure, which is why only one is explained. The power signal from the filter 46 is fed to one input of an operational amplifier comparator 50, the other input terminal of which is connected to a voltage

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nungsteiler 51 verbunden ist. Wenn keine Rücklei stung vorhanden ist, ist das Ausgangssignal des Verstärkers 50 auf niedrigem Pegel, wodurch das Eingangssignal des Zeitverzögerungs-Verstärkers 52 über die Diode 53 auf Masse gelegt ist. Falls die Rückleistung den durch den Spannungsteiler 51 festgelegten Pegel überschreitet, geht das Ausgangssignal des Verstärkers 50 auf hohen Pegel über und lad sich ein Kondensator 54 über einen Widerstand 55 auf. Wenn die Spannung über den Kondensator 54 einen Pegel erreicht, der durch einen Spannungsteiler 56 festgelegt ist, mit dem der andere Eingang des Verstärkers 52 verbunden ist, geht das Ausgangssignal des Verstärkers 52 auf hohen Pegel über, wodurch ein Eingangssignal dem ODER-Glied 57 zugeführt wird, um den Sammelschienenanschluß-Unterbrecher BTB auszulösen. Der zweite Pegeldetektor ist ähnlich aufgebaut und arbeitet in gleicher Weise. Die Rückleistungs-Pegel und die Zeitverzögerungen sind durch geeignete Komponentenwahl bestimmt.voltage divider 51 is connected. If there is no return the output of amplifier 50 is low Level, whereby the input signal of the time delay amplifier 52 is connected to ground via the diode 53. if the Reverse power determined by the voltage divider 51 Level, the output of the amplifier goes 50 high and a capacitor 54 overcharges a resistor 55. When the voltage across capacitor 54 reaches a level determined by a voltage divider 56 is set to the other input of the amplifier 52 is connected, the output signal of the amplifier 52 goes high, whereby an input signal to the OR gate 57 is fed to the busbar connection breaker Trigger BTB. The second level detector has a similar structure and works in the same way. The reverse power level and the time delays are determined by suitable choice of components.

Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5 kann als Frequenz- oder Unterdrehzahldetektor verwendet werden. Einem Eingangsanschluß 60 wird ein Signal zugeführt, das eine Sinuswelle von einem Generator sein kann oder ein ähnliches Signal vom Ausgang eines INäherungsfühlers oder eines anderen Drehzahlmeßwandlers. Der positive Halbzyklus des Eingangssignal tritt über eine Diode 51 zu einem Spitzenbegrenzer, der eine Z-Diode 62 verwendet. Das sich ergebende Rechteckwellensignal 63 ist über einen Verstärker 64 mit einem Multivibrator 65 verbunden, dessen Ausgangssignal eine Impulsfolge 66 fester Amplitude und gleichförmiger Zeitdauer ist mit einer Wiederholfrequenz, die eine Funktion der Frequenz des Eingangssignals ist. Die Impulse 66 werden über ein Filter 67, der die Impulse glättet, gekoppelt, wodurch ein Gleichspannungsausgangssignal eines Pegels proportional der Impulswiederholfrequenz oder der Generatorfrequenz erhalten wird. Im Frequenzdetektor geht, wenn das Ausgangssignal des Filters 67 die durch einen Spannungsteiler 68 eingestellte Vorspannung überschreitet, das Ausgangssignal eines Vergleichers 69 auf hohen Pegel über, wodurch der Betrieb eines Verzögerungsgliedes 70 ausgelöst wird. Das Aus-The circuit arrangement according to FIG. 5 can be used as a frequency or underspeed detector. An input port 60 is supplied with a signal which is a sine wave from a Can be a generator or a similar signal from the output of an I proximity sensor or other speed transducer. Of the positive half cycle of the input signal passes through a diode 51 to a peak limiter which uses a Zener diode 62. The resulting square wave signal 63 is connected via an amplifier 64 to a multivibrator 65, the output signal of which is a pulse train 66 of fixed amplitude and uniform duration with a repetition frequency that is a Is a function of the frequency of the input signal. The pulses 66 are coupled via a filter 67, which smooths the pulses, whereby a DC voltage output signal of a level proportional to the pulse repetition frequency or the generator frequency is obtained. In the frequency detector, when the output signal of the filter 67 passes through a voltage divider 68 the set bias voltage exceeds the output signal a comparator 69 to a high level, whereby the operation of a delay element 70 is triggered. The end-

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gangssignal des Verzögerungsgliedes 70 betätigt die Auslöseschaltung in der in Fig. 2 erläuterten Weise. Bei dem kkO Hz-Detektor ist kein Zeitverzögerungsglied vorgesehen. Bei dem Unterdrehzahldetektor 35 geht das Ausgangssignal des Vergleichers 69 auf hohen Pegel über, wenn die Gleichspannung von dem Filter 67 unter den Bezugspegel abfällt.The output signal of the delay element 70 actuates the trigger circuit in the manner explained in FIG. No time delay element is provided for the kkO Hz detector. In the underspeed detector 35, the output of the comparator 69 goes high when the DC voltage from the filter 67 falls below the reference level.

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Claims (1)

Ansprüche:Expectations: / 1.jElektrisches Verteilungssystem mit mehreren parallel geschal- \ teten Generatoren, mit einem Generatorkreis-Unterbrecher, der jeden Generator mit einer Last verbindet, und mit einer elektrischen Verteilersammeischiene, die die Lasten über jeweils für einen Generator vorgesehene reihengeschaltete Sammelschi enenanschluß-Unterbrecher verbindet, wobei jeder Generator von einer Variabeldrehzahlmaschine über einen Konstantdrehzahlantrieb angetrieben ist, der antriebsseitig mit der Maschine und abtriebsseitig mittels einer direkten mechanischen Verbindung mit dem Generator verbunden ist und ein veränderbares Drehzahlverhältnis zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite besitzt zum Antreiben des Generators mit konstanter Drehzahl bei Änderungen der Maschinendrehzahl und/ 1.jElektrisches distribution system having a plurality geschal- parallel \ ended generators having a generator circuit-breaker which connects each generator to a load, and an electrical Verteilersammeischiene connecting the loads on each provided for a generator series-connected collector ski enenanschluß-interrupter, Each generator is driven by a variable speed machine via a constant speed drive, which is connected on the drive side to the machine and on the output side by means of a direct mechanical connection to the generator and has a variable speed ratio between the drive side and the output side to drive the generator at a constant speed when the machine speed changes and wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um jeden Konstantdrehzahlantrieb zu steuern zum Aufteilen der elektrischen Last zwischen den Generatoren,
dadurch gekennzeichnet,means being provided to control each constant speed drive for sharing the electrical load between the generators,
characterized, daß zur Vermeidung einer mechanischen Freilaufkupplung zwischen jedem Abtrieb des Konstantdrehzahlantriebs (CSD) und dem zugehörigen Generator (GEN) eine elektrische Schutzschaltung vorgesehen ist, um zu verhindern, daß ein Generator einen anderen motorisch antreibt, die aufweist: eine Fühlereinrichtung (20,21,22,^3-53) zum Erfassen eines elektrischen Leistungsflusses von der elektrischen Verteilersammelschiene (17) zu einem Generator (GEN) undthat to avoid a mechanical overrunning clutch between each output of the constant speed drive (CSD) and the associated generator (GEN) an electrical protection circuit is provided to prevent a generator another motor drives, which has: a sensor device (20,21,22, ^ 3-53) for detection an electrical power flow from the electrical distribution busbar (17) to a generator (GEN) and eine Betätigungseinrichtung (22,23,24,53-56)» die abhängig vom Auftreten eines solchen Leistungsflusses den Sammelschienenanschluß-Unterbrecher (BTB) zwischenan actuating device (22,23,24,53-56) »which depends from the occurrence of such a power flow the busbar connection breaker (BTB) between 572-(BOl 2^3) Me/kl572- (BOl 2 ^ 3) Me / kl ©»0033/0523© »0033/0523 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED der elektrischen Verteil ersammelschiene (17) und dem Generator (GEN) zu dem die elektrische Leistung fließt, betätigt.the electrical distribution busbar (17) and the generator (GEN) to which the electrical power flows. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schutzschaltung ein Zeitverzögerungsglied (23,52), das abhängig von der Leistungs-Fühleinrichtung eine Zeitverzögerung zwischen dem Erfassen des Leistungsflusses und der Betätigung des Sammelschienenanschluß-Unterbrechers (BTB) erreicht_/ aufweist.2. System according to claim 1, characterized in that the electrical protection circuit includes a time delay element (23,52) having a time delay between the detection of the power flow and the operation reaches the busbar terminal interrupter (BTB) depending on the power sensing means _/ has. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen des elektrischen Leistungsflusses von der Verteilersammeischiene3. System according to claim 1 or 2, characterized by a first detection device for detecting the electrical Power flow from the distribution busbar (17) zum Generator (GEN), abhängig von einem ersten Leistungspegel, (17) to the generator (GEN), depending on a first power level, eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erfassen des elektrischen Leistungsflusses und der Vertexlersammelschiene (17) zu dem Generator (GEN) abhängig von einem zweiten Leistungspegel, wobei der zweite Leistungspegel größer als der erste Leistungspegel ist,a second detection device for detecting the electrical Power flow and the vertexler busbar (17) to the generator (GEN) depending on a second power level, the second power level being greater than the first power level is eine abhängig von der ersten Leistungserfassungseinrxchtung eine Zeitverzögerung zwischen dem Erfassen eines Leistungsflusses und der Betätigung des Sammelschienenanschluß-Unterbrechers (BTB) erreichenden Einrichtung (52) und eine abhängig von der zweiten Leistungserfassungseinrxchtung eine Zeitverzögerung zwischen dem Erfassen eines Leistungsflusses und der Betätigung des Sammelschinenanschluß-Unterbrechers (BTB) erreichenden Einrichtung, wobei die Zeitverzögerung durch die zweite Zeitverzögerungseinrichtung kleiner ist, als die der ersten Zeitverzögerungseinrichtung.one depending on the first performance recording device a time delay between the detection of a power flow and the actuation of the busbar connection breaker (BTB) reaching device (52) and one dependent on the second power detection device a time delay between the detection of a power flow and the actuation of the bus connection breaker (BTB) reaching device, wherein the time delay by the second time delay device is smaller than that of the first time delay device. k. System nach einem der Ansprüche 1-3» gekennzeichnet durch eine Einrichtung (35,60-67) zum Erfassen des Unterdrehzahlzustandes an der Antriebsseite jedes Konstantdrehzahlantriebs (CSD) und eine Einrichtung (3^,35,68-70), die abhängig von dem Unterdrehzahlzustand des Konstantdrehzahlantriebs (CSD) den Generatorkreisunterbrecher (GCB) des zugeordneten Gene- k . System according to one of claims 1-3 »characterized by a device (35,60-67) for detecting the underspeed condition on the drive side of each constant speed drive (CSD) and a device (3 ^, 35,68-70) which is dependent on the Underspeed condition of the constant speed drive (CSD) the generator circuit breaker (GCB) of the assigned generator 090033/0523090033/0523 rators (GEN) öffnet und den Sammelschienenanschluß-Unterbrecher (BTB) wieder schließt.rators (GEN) opens and the busbar connection breaker (BTB) closes again. 5. System nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines elektrischen Leistungsflusses von der elektrischen Verteilersammelschiene (17) zu einem Generator (GEN) aufweist: einen Phasendemodulator (20,43-45) mit einem Spannungseingang (E), der mit dem Generatorausgang verbunden ist, einem Stromeingang (I), der mit dem Generatorausgang verbunden ist, und einem die Leistung wiedergebenden Ausgangssignal, und einen Pegeldetektor (22,50-56), der mit dem Ausgang des Phasendemodulators (20,43-45) verbunden ist zur Betätigung des Sammelschienenanschluß-Unterbrechers (BTB), wenn die von der Verteilersammelschiene (17) zum Generator (GEN) fließende Leistung einen gewählten Pegel überschreitet.5. System according to any one of claims 1-4, characterized in that the detection device for detecting an electrical Power flow from the electrical distribution busbar (17) to a generator (GEN) has: a phase demodulator (20, 43-45) with a voltage input (E), which is connected to the generator output, a current input (I), which is connected to the generator output, and an output signal representing the power, and a level detector (22, 50-56) connected to the output of the Phase demodulator (20,43-45) is connected to operate the busbar connection breaker (BTB) when the from the distribution busbar (17) to the generator (GEN) flowing power exceeds a selected level. 6. System nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Dreiphasen-Generator (GEN) in Sternschaltung der Spannungseingang (E) über eine Phase des Generatorausgangs angeschlossen ist und der Stromeingang(I) in Reihe mit der einen Phase des Generatorausgangs angeschlossen ist.6. System according to claim 5> characterized in that at a three-phase generator (GEN) in star connection, the voltage input (E) is connected across a phase of the generator output and the current input (I) in series with one phase of the generator output is connected. 030033/0'23030033 / 0'23