DE3216864A1 - Verfahren zum kurzschlussschutz einer elektrischen drehstrommaschine und einrichtung zur verwirklichung desselben - Google Patents
Verfahren zum kurzschlussschutz einer elektrischen drehstrommaschine und einrichtung zur verwirklichung desselbenInfo
- Publication number
- DE3216864A1 DE3216864A1 DE19823216864 DE3216864A DE3216864A1 DE 3216864 A1 DE3216864 A1 DE 3216864A1 DE 19823216864 DE19823216864 DE 19823216864 DE 3216864 A DE3216864 A DE 3216864A DE 3216864 A1 DE3216864 A1 DE 3216864A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- phase
- electrical
- coil
- winding
- machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
- H02K11/27—Devices for sensing current, or actuated thereby
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
FATENTANW*5i_«T«E · 5· Mai 1982
zellen τ-fjNi: ::".·:··:\.: P 89 3^1 gog /
2WEIBRÜCKEtviST«i1Ö c ·
8OOO MÜNCHEN 2 ^
BBÖGHÄEIBUMG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet
der Elektrotechnik, insbesondere auf Verfahren des
Kurzschlußschutzes von elektrischen Drehstraumaschineη
und auf Einrichtungen zur Ausübung dieser Verfahren.
Die vorliegende Erfindung kann erfolgreich zum Kurzschluliscnutz
von elektrischen Drehstrommaschinen und in erster Linie zum Sohutz vor Windungssohlüssen in der btanderwicklung
der· Maschine Anwendung finden.
Die gegenwärtige Entwicklung der Produktion erfordert
die ununterbrochene Steigerung der Anzahl von elektrischen
Maschinen, insbesondere von elektrischen Drehstrommaschinen
/ gleichzeitiger Erhöhung ihrer Leistung. Infolgedessen
werden immer höhere Anforderungen an die Gefahrlosigkeit
beim Betrieb dieser Maschinen insbesondere in explosions- - und brandgefährlichen Medien sowie an die Herabsetzung
ihres Reparaturaufwandes und infolgedessen höhere Forderungen an die Sicherheit ihres Kurzschlußscnutzes gestellt.
. Die bekannten Schutzverfahren und Einrichtungen zur Ausübung
derselben ermöglichen jedoch die rechtzeitige Feststellung der Kurzschlüsse in der Standerwicklung der elektrischen
Drehstrommaschine nicht.
Bekannt ist ein Verfahren zum Kur zscnluß schutz einer
elektriscnen Drehstrommaachine (siehe z.B. Gimojan G.G.:
"Heiaisschutz von Bergwerks-Blektroanlagen·1, Moskau, Verl.
üedra, 1978) durch die Formierung von Phasenströmen in Phasenwicklungen
des Ständers der elektrischen Drehstrommaschiiie
unter gleichzeitiger Erzeugung eines Magnetflusses durch
die Windungen der Stirnteile der Spulengruppen jeder Wicklungsphase
des Ständers, Aussonderung des Stromes der Gegenkomponente aus den Phasenströmen, Messen desselben,
Vergleichen mit der maximalen Stromgröüe der Gegenkomponente,
die aus den Phasenströmen in fehlerfreien Betrieben ausgesondert
wurde, und Formierung eines Signals zur Ausschaltung der elektrischen Drehstrommasohine, falls der gemessene
Strom der Gegenkomponente dessen angegebene maximale
GrÖBe übersteigt.
Es ist ebenfalls eine Kurzschlußschutzeinrichtung einer
elektrischen Drehstronimascnine bekannt, die dieses Verfahren
ausübt (siehe z.B. Gimojan G.G.: "Heiaisschutz von Bergwerks-k'lektroanlagen", Moεkau, Verl. Nedra, 197Ö) und
drei St rom umformer, deren jeder Eingang an die entsprechende
Phase der elektrischen Drehstrommaschine ange-
eine
schlössen ist, und/Elektrisch untereinander in Eeihe geschaltet)
Einheit zur Aussonderung der Stromgegenkomponente,
die an die Stromumformer angeschlossen i3t,iStrömmeß-
- und Vergleichseinheit und|^rmierungseinricht_ung.des Ausschaltsignals
der elektrischen Drehstrommaschine,/ enthält.
Nach diesem Verfahren und der Einrichtung zu dessen Ausübung treten jedoch die aus den Phasenströmen ausgesonderten
Ströme der Gegenkomponente auoh in fehlerfreien Betrieben auf, wobei sie beispielsweise beim Anlassen der
elektrischen Drehstrommaschine Größen erreichen, die mit
den. bei Windungsschlüssen ausgesonderten Strömen der
Gegenkomponente vergleichbar sind, was zur Kotwendigkeit
der Empfindlichkeitsverminderung des' Schutzes und somit
- der ganzen Einrichtung führt.
Nach diesem Verfahren und der Einrichtung zu dessen Ausübung rufen die Windungssohlüsse in der Stand er wicklung
der elektrischen Maschine noch nicht deren Ausschaltung hervor, was zum Entstehen von Phasensohlüssen und z.B. zur
Beschädigung der Standerwioklung führt. Erst darm tritt
ein A us schalt signal der elektrischen Maschine auf ,was auf die ungenügende Schnellwirkung der Einrichtung hinweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vereiner
fahren zum Kurzschlußsohutz / elektrischen Drehstrommaschine
zu entwickeln, das solche zusätzliche Operationen enthält, die die Erhöhung der Empfindlichkeit und der
Schnellwirkung des Kurzscnlußschutzes der elektrischen Maschine
ermöglichen und eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens zu schaffen, die solche zusätzliche Einheiten
aufweist, die die Erhöhung der Empfindlichkeit und der
Schnellwirkung der Einrichtung ermöglichen.
Dieses wird dadurch erreicht, daß im Verfahren zum Kurjsschlußsciiutz einer elektrischen Drehstrommaschine durch
Formieren von Phasenströmen in Phasenwicklungen des. Stan-
M 4 · ft *· · · 4
V-:» 32 T 686 A
' unter
derg der elektrischen Drehstromniaschine / gleichzeitiger
Erzeugung eines Magnetflusses durch/Windungen der Stirnteile
der Spulengruppen jeder Phase der Ständerwicklung, Aussondern der Stromgegenkomponente aus den Phasenströmen,
Messung derselben, Vergleich des Meßwertes mit dem Höchstwert der Stromgegenkomponente, der aus den Phasenströmen
in fehlerfreien Betrieben ausgesondert wurde, und Formierung eines Ausschalteignals für die elektrische
Drehstrommaschine, falls der gemessene Wert der Stromgegenkomponente
den angegebenen Höchstwert übersteigt, erfindungsgemäß gleichzeitig mit der Messung der Stromgegenkomponente
der Summenwert der elektromotorischen Kraft (EMK) gemessen wird, die durch den Magnetfluß der Windungen
der Stirnteile der Spulengruppen sämtlicher drei Phasenwicklungen
des Ständers erzeugt wird, dieser mit dem Höchstwert der EMK verglichen wird, die durcn diesen Magnetfluß
in betrieben erzeugt wird, welche Kurzscnlüsse in
der Ständerwicklung der elektrischen Drehstrommaschine ausschließen, und ein zusätzliches Signal formiert wird, welohes
die elektrische Drehstrommaschine abschaltet, wenn der gemessene EMK-Wert die angegebene maximale Große übersteigt.
Dieses wird auch dadurch erreicht, daß die Einrichtung
einer
zum Kurzschlußschutz / elektrischen Drehstrommaschine zur
zum Kurzschlußschutz / elektrischen Drehstrommaschine zur
Ausübung des vorgeschlagenen Verfahrens, bestehend aus drei
jeweiliger
Stromumformern,' deren / Eingang an die entsprecnende Phase der elektrischen Drehstrommasohine angeschlossen ist, und aus «(elektrisch untereinander in Heihe geschaltet/ j Detektor der Stromgegenkomponente, der an die Stromumformer
Stromumformern,' deren / Eingang an die entsprecnende Phase der elektrischen Drehstrommasohine angeschlossen ist, und aus «(elektrisch untereinander in Heihe geschaltet/ j Detektor der Stromgegenkomponente, der an die Stromumformer
. einer
angeschlossen ist,/Einheit zum Messen und Vergleichen der
angeschlossen ist,/Einheit zum Messen und Vergleichen der
einer /
Ströme und/ Form ie rungs einrichtung des Aus schalt signals der
Ströme und/ Form ie rungs einrichtung des Aus schalt signals der
' die ^-> sind
elektrischen Drehstrommaschine/, erfindungsgemäß elektrisch
/ ein
untereinander in Reihe geschaltet ι Mittel zum Summieren und Umformen von Magnetflüssen in EiVIK, welches elektromagnetisch mit den Windungen der Stirnteile der Spulengruppen jeder Phasenwicklung des Ständers verbunden ist, eine zusätzliche Einheit zum Messen und Vergleichen und eine zusätzliche Formierungseinrichtung des Ausschalt signals der elektriscnen Drehstrommaschine enthält.
untereinander in Reihe geschaltet ι Mittel zum Summieren und Umformen von Magnetflüssen in EiVIK, welches elektromagnetisch mit den Windungen der Stirnteile der Spulengruppen jeder Phasenwicklung des Ständers verbunden ist, eine zusätzliche Einheit zum Messen und Vergleichen und eine zusätzliche Formierungseinrichtung des Ausschalt signals der elektriscnen Drehstrommaschine enthält.
as ist vorteilhaft, dau in der erf indungs gemäße η
riclitung das Mittel zum Summieren und Umformen der Magnetflüsse
in BI1AK mechanisch untereinander verbundene Spulenkörper
und elektromagnetisches empfindliches Element,
welcnes an die zusätzliche Meß- und Vergleichseinheit angeschlossen
ist, enthält.
Bs ist wünschenswert, daß der Spulenkörper aus einem Dielektrikum als eine zylindrische Spule ausgebildet ist,
die innerhalb der elektrischen Drehstrommaschine so befestigt
ist, daß die Stirnflächen der Spule senkrecht zur Drehachse des Läufers der elektrischen Drehstrommaschine
stehen, und die Drehachse mit der Achse der Spule zusammenfällt, und als elektromagnetisches empfindliches Element
eine die Spule umgebende Wicklung ausgenutzt ist. Bs kann manchmal vorteilhaft sein, den Spulenkörper
als .. aus stromleitendem Werkstoff gefertigten Hing
auszubilden, dessen Hache senkrecht zur Drehachse des Laufers der elektrischen Drehstrommaschine stent und dessen
■■ geometrischer Mittelpunkt sich auf dieser Achse befindet,
während das empfindliche Element einen Ferritkern, der den Hing umgibt, und eine Wicklung, die den Ferritkern
umgibt, enthält.
Vorteilhaft iat es ebenfalls, daß das Mittel der Summierung und Umformung untereinander parallel geschaltete
entsprechend
Geber des Magnetflusses / der Zahl der Sp ulengr uppenpaare enthält, von denen jeder elektromagnetisch mindestens mit einem Sp ulengr up penpaar verbunden und an die zusätzliche Meß- und Vergleichseinheit angeschlossen ist.
Geber des Magnetflusses / der Zahl der Sp ulengr uppenpaare enthält, von denen jeder elektromagnetisch mindestens mit einem Sp ulengr up penpaar verbunden und an die zusätzliche Meß- und Vergleichseinheit angeschlossen ist.
Es ist ratsam, jeden Masnetflußgeber elektromagnetisch
der
mit einem Spulengruppenpaarijeweiligen Phase zu verbinden.
mit einem Spulengruppenpaarijeweiligen Phase zu verbinden.
Zu empfehlen ist es auch, jeden Magnetfluß geber elektromagnetisch
mit einem Spulengruppenpaar verschiedener Phasen zu verbinden.
Am vorteilhaftesten ist es, in dem Falle, wenn jeder
Magnetflußgeber elektromagnetiach mit zwei Spulengruppenpaaren
verbunden ist, jeden Magnet flußgeber elektromagnetisch
mit. einem Paar, das aus Spulengruppen einer Phase besteht, und mit einem anderen Paar, das aus einer der erwähnten
Ί Γ* ■*"">
O /
: Iboo4 - -9 - **"*
Spulengruppen und Spulengruppen der anderen Phase besteht,
zu verbinden.
Es ist ebenfalls ratsam, daß jeder MagnetfluiSgeber
mindestens ein Wicklungspaar enthält, dessen jeweiliger gleiohnamiger Anschluß· in einem Verbindungspunkt vereinigt
ist, wobei die Längsaohse jeder Wicklung parallel zur
Drehachse des Läufers der elektrischen Drehstrommaschine
angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Erfassung von Windungsschlüssen in der Ständerwicklung einer elektrischen
Drehstrommaschine im Zeitpunkt ihres Auftretens, wodurch die Empfindlichkeit und die Schnellwirkung der Einrichtung
erhöht werden.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung an einem Ii? Ausfuhrungsbe!spiel an Hand von Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen
• ein
Pig.l/Blockschaltbild einer Einrichtung zum Kurzschlußschutz
einer elektrischen Drehstrommaschine, die das
. vorgeschlagene Verfahren ausübt nach der Erfindung;
ein
Fig. 2j]Punktionss ehalt bild des Stirnteiles der elektrischen
Drehstrommaschine mit dem Mittel zum Summieren und Umformen von Magnetflüssen in EMK, das als eine Spule
mit Wicklung (Längsschnitt) ausgebildet ist nach der Er-•
f indung·, elne -
-Fig. 3!Gesamtansicht der Spule mit Wickeldraht nach
der Erfindung;
eine
Pig. 4 J Gesamtansicht des Stirnteiles der elektrischen
eine
Pig. 4 J Gesamtansicht des Stirnteiles der elektrischen
Drehstrommaschine mit dem Mittel zum Summieren und Umformen
von Magnetfluss igen in EMK, das als ein Sing mit Ferritkern
(schaubildliche .Ansicht) ausgebildet ist nach der Erfindung;
ein ·
Fig. 51Strukturbild des Mittels zum Summieren und Umformen
von Magnetflüssen in EMK mit Magnetflußgebern, die an die Spulengruppen einer Phase angeschlossen sind nach
der Erfindung;
exn
Fig. 61 Strukturbild des Mittels zum Summieren und Umformen
von Magnetflüssen, die an die Spulengruppen verschiedener
Phasen angeschlossen sind nach der Erfindung;
WWW » W W ,t W V V
::::::::.· ο 2 Ί ο ο ο
- 10 -
ein
Pig. 7 j Struktur bild des Mittels zum Summier en und Umformen
von Magnetflüssen in BMK nacii Fig. 5 mit Magnetflußgebern,
die gleichzeitig an die Spulengruppen einer und
verschiedenem Phasen angeschlossen sind nach der Erfindung;
ein
Fig. 8 !Prinzipsehaltbild des Magnetflußgebers nach
der Erfindung;,
eine
Fig. 9!Anordnung der Geberwicklungen in bezug auf die
eine
Fig. 9!Anordnung der Geberwicklungen in bezug auf die
Spulengruppen und die Drehachse des Läufers der elektrischen Drehstr.ommaschine nach der Erfindung:
eine
Fig. 10jAnsicht in Pfeilrichtung A in Fig. 9,
nach der Erfindung.
Das Verfahren zum Kurzsohlußschutzeiner elektrischen
Drehstrommaschine besteht darin, daß in Phasenwicklungen
der elektrischen Drehstrommas oh ine Phasenströme formiert
Ii? werden und gleicnzeitig ein Magnetfluß duroh die Windungen
der Stirnteile der Spulengruppen jeder Phasenwicklung des Ständers erzeugt und der gegenläufige Strom aus den
Phasenströmen ausgesondert wird. Hiernach werden gleich-.ze
it ig dieser Strom und die Summengröße der EMK gemessen, die durcn den Magnetfluß der Windungen der Stirnteile der
Spulengruppen sämtlicher Phasenwicklungen des Ständers in
Betrieben induziert wird, die Kurzsohlüsse in Ständerwicklungen ausschließen. Falls die gemessene Werte der Stromgegenkomponente
und der EMK ihre Höchstwerte übersteigen, werden Ausschaltsignale der elektrischen Drehstrommaschine
formiert.
Die Einrichtung zum Kurzschlußscnutz der elektrischen
Drehstrommaschine, die das vorgeschlagene Verfahren ausübt, enthält Stromumformer 1,2,5 (Fig.l), die an entspre-
chende Phasen 4,5,6elner elektrischen Drehstrommasohine 7
angeschlossen sind. Die Phasen 4, 5» 6 besitzen entsprechende Spulengruppen 8 und 9» 10 und 11, 12 und 13. Jede
Spulengruppe 8, 9> 10, 11, 12, 13 enthält Windungen 14
(Fig. 2) der Stirnteile der Wicklung des Ständers 15 der Maschine
7· Mit den Windungen 14 sämtlicher Spulengruppen 8, 9, 10, 11, 12, 13 ist ein Mittel 16 zum Summieren und Umformen
von Magnetflüssen in EMK mit seinen entsprechenden Eingängen 17, 18, I9, 20,21,22 elektromagnetisch verbunden.
3216364
An die Ausgänge der Umformer 1, 2, 3 isteine Einheit 23 zur
Aussonderung der Gegenkomponente des Jätroms angeschlossen. An die Einheit 23 ist eine Strommeß- und Vergleichseinheit
24 und an die letztere eine Formierungseinrichtung 25 des
Ausschaltsignals der elektrischen Drehstrommaschine angeschlossen.
An die Ausgänge 26, 27 des Mittels 16 ist eine zusätzliche Meß- und Vergleichseinheit 28 und an die letztere
eine" zusätzliche F orm ie rungs einrichtung 29 des Ausschaltsignals
der elektrischen Drehstruinmäschine angescnlossen.
An die Formierungseinrichtungen 25 und 29 und an die
Phasen 4, 5, 6 ist ein Ausschalter 30 der elektrischen
Drehstrommaschine 7 angeschlossen.
Das Mittel 16 zum Summieren und Umformen von Magnet-
einenL flüssen in EMK enthält einen Spulenkörper, der als eine ausj
Dielektrikum gefertigte, zylindrische Spule (Fig. 2, ~j>) ausr
gebildet ist, und ein elektromagnetisches empfindliches
Element,'das eine auf die Spule 31 gewickelte Wicklung 32
,darstellt. Die Enden der Wicklung 32 dienen als Ausgänge
des Mittels 16. Die Spule 31 wird am Lagerschild 33 der
Maschine 7 mittels einer Verschraubung 34 so befestigt, daß
ihre Stirnflächen senkreont zur Drehachse 25 des Läufers 36 der Maschine 7 stehen.
Nach einer anderen Auaführungsvariante des Mittels 16
zum Summieren und Umformen von Magnetflüssen in IiMK ist der
Spulenkörper als ein Ring 37 (Fig· 4) ausgebildet, der
mittels einer Bandage 38 an den Windungen 14 so befestigt
ist, daß die !fläche des Hinges 37 senkrecht zur Achse 35 steht und sein geometrischer Mittelpunkt mit dieser Achse
^O 55 zusaiiimenfällt. Das elektromagnetische empfindliche Element
enthält einen Ferritkern, der als ein den fiing 37 umgebender
Ring ausgebildet ist. Auf den Kern 39 ist eine Wicklung 40 gewickelt, deren Enden die Ausgänge 26, 27 des
Mittels 16 darstellen.
Naoh einer weiteren Ausführungevariante enthält das
Mittel 16 (Fig. 1,5) zum Summieren und Umformen von Magnetflüssen in EMK drei Magnetflußgeber 41, 42, 43 gemäß der
Zahl der Spulengruppenpaare S und 9, 10 und 11, 12 und 13
32163G4
der entsprechenden Phasen 4. 5, 6. Jeder der Geber 41, 42,
43 ist elektromagnetisch mit ι entsprechenden Spulengruppenpaar ti und 9 (Phase 4), 10 und 11 (Phase 5), 12 und 13
(Phase 6) verbunden. Die Ausgänge der Geber 41, 42, 43 stellen die Ausgänge 26, 27 des Mittels 16 dar.
Nach einer anderen Variante der Ausführung des
Mittels 16 (Fig. 1, 6) zum Summieren und Umformen von Hagnet fluss en in EMK ist jeder seiner Geber 41, 42, 43
elektrpiuagnetisoh. mit dem S pule ^rU1J penpaar ti
bzw. bzw.
und 11/9 und 13 / 10 und 12 der verschiedenen Phasen 4 und
5, 4 und 6, 5 und 6 sinngemäß verbunden.
Wach einer weiteren Ausführungsvariante des Mittels
16 (Fig. 1,7) zum Summieren und Umformen von Magnetflüssen in EMK ist der Geber 41 in diesem elektromagnetisch
mit zwei Spulengruppenpaaren ü und 9 (Phase 4) sowie Ü und
11 (Phasen 4 bzw. 5) > der Geber 42 mit zwei Spulengruppenpaaren
12 und 13 (Phase 6) sowie 9 und 13 (Phasen 4 bzw. 6)
und der Geber 43 mit zwei Spulengruppenpaaren 10 und 11
(Phase 5) sowie 10 und 12 (Phasen 5 bzw. 6) verbunden.
Jeder der Magnetflußgeber 41, 42, 43 enthält Wicklungen
44 und 45 (Fig.ä). Je ein gleichnamiges Ende der Wicklungen
44 und 45 sind im Verbindungspunkt 46 vereinigt,
während die übrigen gleichnamigen Enden als Ausgänge 26,
27 des Mittels 16 dienen.
Die Ldnbsachsen 47 (Pig. Ü, 9, 10) beider Wicklungen
44 und 45 stehen senkrecht zur Drehachse des Läufers 36,
Die Einrichtung zum Kur zscülußschut ζ einer elektrischen
Drenstrominascnine zur Ausübung des vorgeschlagenen Verfahrens
funktioniert folgend er weise.
Es sind folgende hauptsächliche Störungen der Ständerwicklung
einer elektrischen Drehstrommaschine bekannti
den
- Windungsscnluß in j Stirnteilen der Ständerwicklung ei
ner der Phasen;
- Kurzschluß zwischen den Phasen in der Ständerwicklung;
- Kurzschluß zwischen den Phasen am Ausgang der elektrischen Drehstrowmaschine;
- Kurzschluß zwischen den Phasen im Kabel, das die elektrische Maschine und den Ausschalter verbindet;
- Doppelerdschluß der ütänderwioklung.
Bei Kurzschlüssen zwischen den Windungen 14 (Jj'ig. 2)
und Phasenlcurzschlüssen in der Wicklung des Ständers Ib»
wenn die Zahl der kurzgeschlossenen Windungen 14 mehr als lj 20 bis 30% der Gesamtzahl der Windungen 14 ausmacht, tritt
am Ausgang der Einheit 23 (S1Ig. 1) zur Aussonderung der
Gegenkomponente des Stromes ein Signal auf. Xn der Strommeß- und-Vergleichseinheit 24 wird die Größe dieses Signals
mit dem Höchstwert der Stromgegenkomponente verglichen, der aus den Phasenströmen in fehlerfreien Betrieben ausgesondert
wurde. Hiernach gelangt das Signal in die Formierungseinrichtung 25 des Ausschaltsignals der elektrischen
Drehstrommaschine, die ein Ausschaltsignal für den
Schalter 30 gibt.
den
Beim Kurzschluß zwisonen· Windungen 14 (Pig. 2 ) des
Ständers 15 der Mascnine 7 werden die Magnetflüsse, die innerhalb der elektrischen Maschine 7 durch die Ströme der
Windungen 14 der Spulengruppen 8, 9, 10, 11, 12, 13 der Stirnteile der Wicklung des Ständers 15 der Phasen 4, 5>
6 erzeugt werden, vom Mittel 16 zum Summieren und Umformen
von Magnetflüssen in EMK summiert und in EMK umgeformt.
Von den Ausgängen 26 und 27 des Mittels 16 gelangt die EBjK
in die zusätzliche Meß- und Vergleichseinheit 28. In der
. Einheit 28 wird sie mit dem Höchstwert der SLiIK verglicnen,
der in Betrieben ermittelt wurde, die die Kurzschlüsse in der Ständerwicklung 15 der Maschine 7 ausschließen.
Da die EMK an den Ausgängen 26 und 27 dea Mittels 16 bei dieser Kurzschlußart größer als der erwähnte Höchstwert
ist, tritt am Ausgang der Einheit 28 ein Signal auf, welches in die Formierungseinrichtung 29 des Aussonaltsignals der
elektrischen Drehstrommaschine gelangt, wonach die letztere das Ausgangesignal für den Ausschalter 30 auegibt.
Beim Summieren der Magnetflüsse von sämtlichen Spulengruppen 8, 9, 10, 11, 12, 13 (Fig. 1,2) gleichzeitig funktioniert
das Mittel 16 zum Summieren und Umformen von Magnetflüssen in EiViK folgenderweise.
Bei einem Windungεsohluß in jeder beliebigen der
Bpulengruppen 8, 9, 10, 11, 12, 13 dringt der durch den
Strom in deren Wicklungen erzeugte Magnetfluß in die Wicklung
32 der üpule j>l (Fig· 1» 2, 3) ein und induziert eine
SMK an ihren Enden. Die Große dieser EMK ist höher als der
Höchstwert der MK, der an den Enden der Wicklung 32 in
Betrieben induziert wird, welche die Kurzschlüsse in der Wicklung des Ständers 15 ausschließen. durch
In größeren elektrischen Drehstrommascninen 7 b
den
der durch· den Strom in ι W indungen 14 erzeugte Magnetfluß bei einem Windungsschiuß in jeder beliebigen Spulengruppe ü, 9, 10, 11, 12, 13 der Wicklung des Ständers 15 den ßing 3? (Fig. 4)/ wodurch ein Strom induziert wird, der ein
der durch· den Strom in ι W indungen 14 erzeugte Magnetfluß bei einem Windungsschiuß in jeder beliebigen Spulengruppe ü, 9, 10, 11, 12, 13 der Wicklung des Ständers 15 den ßing 3? (Fig. 4)/ wodurch ein Strom induziert wird, der ein
Magnetfeld um diesen Ring 37 erzeugt. Durch den ferritkern
39 fließt ein Strom, der anlSnden der wicklung 40 (Pig. 4} eine EMK erzeugt, die größer als der Höchstwert
der EMK ist, der an diesen Enden in Betrieben erzeugt wird, die Kurzscnlüsse in der Wicklung des Ständers 15 ausschließen'.
Beim Summieren von Magnetflüssen einzelner Spulengruppen
8, 9, 10, 11, 12, 13 funktioniert das Mittel 16 zum Summieren und Umformen von Magnetflüssen folgenderweise.
den In einem Fall stammt der Magnetfluß vonjSpulengruppen-
paaren 8 und 9, 10 und 11, 12 und I3 (Fig. 1,5) einer Phase
4, 5 bzw. 6. Das Signal von den Gruppen 8 und 9 gelangt
über die Eingänge 17. und 18 an den Geber 41, dieses von
2lj> den Gruppen 10 und 11 über die Eingänge 19 und 20 an den
Geber 42 und dieses von den Gruppen 12 und 13 über die Eingänge 21, 22 an den Geber 43. Dadurch tritt an den Ausgängen
26 und 27 des Mittels 16 eine EMK auf, die größer als der Höchstwert der EMK ist, der an diesen Ausgängen 26
und 27 in Betrieben induziert wird, die Kurzschlüsse in der Wicklung des Ständers I5 ausschließen. ,
In einem anderen Fall stammt der Magnetfluß von Spulengruppenpaaren
8 und 11, 9 und 13, 10 und 12 (Fig. 6) verschiedener Phasen 4 und 5> 4 und 6 bzw. 5 iuid 6. Das
Signal von den Gruppen 8 und 11 gelangt über die Eingänge 17 und 20 an den Geber 41, dieses von den Gruppen 9 und
13 über die Eingänge 18 und 22 an den Geber 42 und dieses von den Gruppen 10 und 12 über die Eingänge I9 und 21 an
den Geber 45. Hiernach, funktioniert das Mittel 16 analog
/,um oben beschriebenen Fall.
In einem weiteren fall .gelangt der Magnetfluß von
zwei Üpulengruppenpaaren ti und 9 (Phase 4) und β und 11
(Phasen 4 bzw. 5) an den Geber 41 (Pig.7), der von zwei
Spulengruppenpaaren 12 und 15 (Phase 6) und 9 und 15
(Phasen 4 bzw. 6) an den Geber 42, und der von zwei lipulengruppenpaaren lü und 11 (Phase 5) und IO und 12
(Phasen 5 bzw. 6) an den Geber 45. Hiernach funktioniert das Mittel 16 analog zum oben beschriebenen Pail.
Die Wirkungsweise eines der Magnetflußgeber 41, 42, 45 sei am Beispiel des Gebers 41 erläutert.
Die Wicklungen 44 und 45 (Fig. ö, 9, 10) werden vom
Magnetfluß durcnsetzt, der durch, die Spülengruppen 8 bzw.
9 erzeugt wird. Da die Magnetflüsse der Gruppen ä und 9 bei störungen in der Wicklung des Ständers 15 sich yrößeninäßi^
wesentlich voneinander unterscheiden, so sind auch
die in d'en Wicklungen 44 und 45 induzierten EMK verschieden
groß. Dadurch tritt an den Enden der Wicklungen 44, (Ausgänge 26, 2? des Mittels 16) eine EMK auf, die großer
als ihr erwähnter Höchstwert ist.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine wesentIicne
Verminderung des Reparaturaufwandes von elektrischen Drehstrommascxiinen, die unterteilte Wicklungen aufweisen.
Außerdem ermöglicnt die vorliegende Erfindung die
Erhöhung der Gefahrlosigkeit beim Betrieb elektrischer
Dr ehst r omraas chinen.
Claims (10)
- ::::::::.· οZ I b obPATENTANWÄLTEZELLENTINZWEIBRÜCKENSTR. 15 80OO MÜNCHEN 2Pawlodarskij industrialnyj 5. Mai 1982institut RZ/OsPawlodar / SowjetunionP 89 242VERi1AHEM ZUM EUKZSCHLTJSSCHUTZ BIlTSR .EL3EERISCHEN • DREHSTROMMASCHINE UND EINRICHTUNG ZUR VERWIRKLICHUNG DESSELBENQPATENTMSPRTICHEi Verfahren zum Kurzschlußschutz einer elektrischen Drehstrommaschine durch- -Formieren von Phasenströmen in Phasen (4, 5, 6) der Wicklung des Ständers (15) der elektrischen Drehstrommaschine (7) unter gleichzeitiger Erzeugung eines Magnet-dieflusses durch j Windungen (14) der Stirnteile der Spulengruppen (8 und 9, 10 und 11,12 und 13) jeder Phase (4,5,6) der Wicklung des Ständers (15),- Aussonderung der Gegenkomponente des Stromes aus den Phasenströmen;" Messung derselben,- Vergleich mit der maximalen Stromgrößse der Gegenkomponente, die aus den Phasenströmen in fehlerfreien Betrieben ausgesondert wurde, und- Formierung eines Signals, falls der gemessene Stromwert der Gegenkomponente die angegebene maximale StromgrSsse übersteigt, welches die elektrische Drehstrommaschine (7) ausschaltet, dadurch geke'nnzeichnet, dass- gleichzeitig mit der Messung der Gegenkomponentedes Stroms der Summenwert der ME gemessen wird, die durchden Magnetfluß der Windungen 14 der Stirnteile der Spulengruppen (S und 9, 10 und 11, 12 und 13) sämtlicher drei Phasenwicklungen (4, 5, 6) des Ständers (15) erzeugt wird,ij - dieser mit dem Höchstwert der EMK verglichen wird,die duroh diesen Magnetfluß in Betrieben erzeugt wird, welche Kurzschlüsse in der Wicklung des Ständers (15) der elektrischen Drehstrommaschine (7) ausschließen, und- ein zusätzliches Signal formiert wird, welches die elektrische Drehstrommaschine (7) abschaltet, wenn der gemessene EMK-Wert die angegebene maximale Größe übersteigt.
- 2. Einrichtung zum Kurzschlußschutz von elektriscnen Drehstrommaschinen zur Ausübung des Verfahrens naoh Anspruch 1, bestehend aus- drei Stromumformern (1, 2, 3)» deren jeweilige Eingänge ah die entsprechenden Phasen (4, 5i 6) der elektrischen Drehstrommas oh ine (7) angeschlossen sind, und aus/^ <£ie untereinander elektrisch in Reihe gesohaltet sind) Detektor (23) der Ütromgegenkomponente, der an die Stromumf oraier (1,2,3) angeschlossen ist, einerEinheit (24) zum Messen und Vergleichen der Ströme und einerFormierungseinrichtung (25) des Ausschaltsignals der elektrischen Drehstrommaschine (7)/7d ad u r c h gekennze ichnet, daß sieelektrisch untereinander in Reihe geschaltet ein Mittel (16) zum Summieren und Umformen von Magnetflüssen in EMK, welcn.es elektromagnetisch mit den Windungen (14) der Stirnteile der Spulengruppen (8 und 9, 10 und 11, 12 und 13) jeder Phasenwicklung (4, 5, 6) des Ständers (15) verbunden ist,eine zusätzliche Einheit (28) zum Messen und Vergleichen der Ströme undyj eine zusätzliche iOrmierungseinheit (29) des Ausschaltsignals der elektrischen Drenstrommaschine (7) aufweist.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennze iohnet, daßdas Mittel (16) izum Summieren und Umformen von Magnetflüssen in BMK mechanisch untereinander verbundene Spulenkörper und einelektromagnetisches empfindliches Element, welches an die zusätzliche Meß- und Vergleicnseinheit (28) angeschlossen ist, enthält.
- 4. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daüder Spulenkörper aus einem Dielektrikum als zylindrische Spule (51) ausgebildet ist, die innernalb der elektrischen Drehstrommaschine (7) so befestigt ist, daß die Stirnflächen der Spule (31) senkrecht zur Drehaohse (35) des Läufers (36) der elektrischen Drehstrommaschine (7) stehen, und die Drehachse (35) mit der Achse der Spu-Ie (31) zusammenfällt, undals elektromagnetisches empfindliches Element die die Spui:e (31) umgebende Wicklung (32) ausgenutzt ist.
- 5.'Einrichtung nach Anspruch 3» d a d u r c h gekennzeichnet, daßder Spulenkörper als ein aus stromleitendem Werkstoff gefertigter Ring (37) ausgebildet ist, dessen Flache senkrecht zur Drehachse (35) des Läufers (36) der elektrischen Drehstrommaschine (7) steht und der geometrische Mittelpunkt sich an dieser Achse (35) befindet, während das empfindliche Elementeinen Ferritkern (39)» der den Ring (37) umgibt, und eine Wioklung (40), die den Ferritkern (39) umgibt, enthält.
- 6, Einrichtung nach Anspruoh 2, dadurch g ekennzeichnet, daßdas Mittel (16) der Saminierung und Umformunguntereinander parallel geschaltete Geber (41, 42,entsprechend
43) des Magnetflusses / der Zahl der Spulengruppenpaare (8 und 9, 10 und 11, 12 und 13) enthält, ν on denen jeder elektromagnetisch mindestens mit einem Spulengruppenpaar (8 und 9, 10 und 11, 12 und 13) verbunden und an die zusätzliche Meß- und Vergleichseinheit(28) angeschlossen ist. - 7. Einrichtung naoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daßjeder Magnetflußgeber (41, 42, 43) elektromagnetischmit einem Spulengruppenpaar (8 und 9» IO und 11, 12 und jeweiligen Phase (4, 5, 6) verbunden ist.
- 8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennze iohnet, daßjeder Magnetflußgeber (41, 42, 4J) elektromagnetisch mit einem Spulengruppenpaar (8 und 11, 9 und 13, 10 und 12) verschiedener Phasen ( 4 und 5» 4 und 6, 5 und 6) verbunden ist.
- 9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch g ekennze iohnet, daß in dem i'alle, wenn jeder Magnetflußgeber (41, 42, 43) elektromagnetisch mit zwei Spulengrappenpaaren (8 und 9> 8 und 11; 12 und 13, 9 und 13; 10 und 11, 10 und 12) verbunden ist,jeder Magnetflußseber (41, 42, 43) elektromagnetisch mit einem Paar, das ausjSpulengruppen (ü und 9» 10 und 11, . 12 und 13) einer Phase (4, 5, 6) besteht,und mit einem anderen Paar, das aus einer der erwähnten Spulengruppen (8, 13, 10) unciSpulengruppen (11, 9» 12) der anderen Phase (5, 4, 6) besteht, verbunden ist.
- 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Magnetflußgeber (41, 42, 43) mindestens ein Wicklungspaar (44 und 45) enthält, deren jeweils gleichnamige Anschlüsse in einem Verbindungspunkt (46) vereinigt sind, wobeidie Längsachse (47) jeder Wicklung (44 und 46) parallel zur Drehachse (35) des Läufers (36) der elektrirschen Drehstrommaschine (7) angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813283216A SU1046826A1 (ru) | 1981-05-06 | 1981-05-06 | Электрическа трехфазна машина |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3216864A1 true DE3216864A1 (de) | 1982-12-16 |
DE3216864C2 DE3216864C2 (de) | 1988-06-16 |
Family
ID=20956116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19823216864 Granted DE3216864A1 (de) | 1981-05-06 | 1982-05-05 | Verfahren zum kurzschlussschutz einer elektrischen drehstrommaschine und einrichtung zur verwirklichung desselben |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS57211933A (de) |
DE (1) | DE3216864A1 (de) |
FR (1) | FR2505570B1 (de) |
SU (1) | SU1046826A1 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4689546A (en) * | 1985-12-18 | 1987-08-25 | General Electric Company | Internal armature current monitoring in large three-phase generator |
RU2459331C1 (ru) * | 2011-03-14 | 2012-08-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Устройство защиты электрических машин |
RU2749914C1 (ru) * | 2020-07-30 | 2021-06-21 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» | Способ комбинированной защиты машин переменного тока от витковых замыканий в обмотке статора |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH102629A (de) * | 1922-08-22 | 1923-12-17 | Siemens Schuckertwerke Gmbh | Schutzeinrichtung für Wechselstrommaschinen. |
CH116944A (de) * | 1922-08-22 | 1926-10-01 | Siemens Schuckertwerke Gmbh | Schutzeinrichtung für Wechselstrommaschinen. |
DE1799986U (de) * | 1959-09-26 | 1959-11-12 | Ziemer & Soehne | Armreif. |
FR2203195A1 (de) * | 1972-10-11 | 1974-05-10 | Gen Electric Canada | |
DE2918423A1 (de) * | 1978-05-12 | 1979-11-15 | Nat Res Dev | Geraet zum abtasten von kurzschlussfehlern in wechselstrom-versorgungsleitungen |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1255183B (de) * | 1964-06-15 | 1967-11-30 | Licentia Gmbh | Einrichtung zum UEberlastschutz von Drehstrom-Asynchronmotoren |
US3996499A (en) * | 1974-09-09 | 1976-12-07 | Westinghouse Electric Corporation | Zener diode effect on long acceleration module |
-
1981
- 1981-05-06 SU SU813283216A patent/SU1046826A1/ru active
-
1982
- 1982-04-28 FR FR8207331A patent/FR2505570B1/fr not_active Expired
- 1982-05-05 DE DE19823216864 patent/DE3216864A1/de active Granted
- 1982-05-06 JP JP57075950A patent/JPS57211933A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH102629A (de) * | 1922-08-22 | 1923-12-17 | Siemens Schuckertwerke Gmbh | Schutzeinrichtung für Wechselstrommaschinen. |
CH116944A (de) * | 1922-08-22 | 1926-10-01 | Siemens Schuckertwerke Gmbh | Schutzeinrichtung für Wechselstrommaschinen. |
DE1799986U (de) * | 1959-09-26 | 1959-11-12 | Ziemer & Soehne | Armreif. |
FR2203195A1 (de) * | 1972-10-11 | 1974-05-10 | Gen Electric Canada | |
DE2918423A1 (de) * | 1978-05-12 | 1979-11-15 | Nat Res Dev | Geraet zum abtasten von kurzschlussfehlern in wechselstrom-versorgungsleitungen |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
G.G.GIMOJAN: Relaisschutz von Bergwerks-Elektroan-lagen Moskau, Verlag Nedra, 1978 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SU1046826A1 (ru) | 1983-10-07 |
JPS57211933A (en) | 1982-12-25 |
FR2505570A1 (fr) | 1982-11-12 |
DE3216864C2 (de) | 1988-06-16 |
FR2505570B1 (fr) | 1986-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112009001282B4 (de) | Drehwinkelerfassungsvorrichtung | |
EP2666238B1 (de) | Verfahren zur bestimmung der position des läufers einer elektrischen maschine | |
EP2180569A2 (de) | Verfahren zum Schutz vor Überspannung in einem an ein Stromversorgungsnetz angeschlossenen System, Überspannungsschutzgerät und Anordnung mit einem solchen | |
DE102020201807A1 (de) | Emulatorvorrichtung für einen Prüfstand zur elektrischen Nachbildung eines Elektromotors | |
EP0131718A1 (de) | Einrichtung zur Erfassung eines Erdschlusses in der Rotorwicklung einer elektrischen Maschine | |
EP1940007A1 (de) | Statorwicklungsanordnung für einen Synchronmotor mit reduziertem Bremsmoment im Fehlerfall | |
DE1513706B2 (de) | Erdschlusserfassungseinrichtung fuer den erregerstromkreis einer stnchronmaschine | |
DE3107654C2 (de) | Teilwicklungsschaltung zum Anfahren eines Drehstrommotors | |
DE3216864A1 (de) | Verfahren zum kurzschlussschutz einer elektrischen drehstrommaschine und einrichtung zur verwirklichung desselben | |
DE102018006355B4 (de) | Verfahren zum Erkennen eines Motorphasenfehlers an einer Motoranordnung und Antriebsschaltung zum Antreiben eines elektronisch kommutierten Motors | |
DE3026125C2 (de) | ||
DE102006035699A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Maschinenwicklung, Maschinenkomponete mit einer solchen Wicklung sowie elektrische Mehrphasenmaschine mit einer solchen Maschinenkomponente | |
WO2003044546A1 (de) | Verfahren zum detektieren eines in einer elektrischen einrichtung in der nähe eines neutralen punktes auftretenden erdschlusses sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens | |
DE2857295A1 (de) | Vorrichtung zum betrieb einer dynamo- elektrischen maschine | |
DE968624C (de) | Schutzeinrichtung in Mehrphasennetzen mit Kurzschlussfortschaltung | |
WO2003044545A1 (de) | Verfahren zum detektieren eines in einer elektrischen ein-richtung in der nähe eines neutralen punktes auftretenden erdschlusses sowie vorrichtung zur durchführung und anwendung des verfahrens | |
DE102019118145A1 (de) | Elektrisch kommutierter, mehrsträngiger Motor | |
WO2019057383A1 (de) | Elektrische maschine | |
DE112019007546T5 (de) | Kurzschlussgenerator | |
DE704879C (de) | Hochfrequenzmaschine mit Induktorlaeufer | |
EP2661810B1 (de) | Vorrichtung zur ermittlung der position des läufers einer elektrischen maschine | |
DE102010010600A1 (de) | Verfahren zum Überwachen der Funktion einer rotierenden elektrischen Maschine sowie Überwachungssystem zur Durchführung des Verfahrens | |
DE1613109A1 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Wickeln von Spulen in Induktionseinrichtungen | |
DE102010037396A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Stromasymmetrie in Drehstromnetzen | |
DE2108670C3 (de) | Einrichtung zur induktiven Erfassung des Erregerstromes eines Synchrongenerators |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |