DE581352C - Schutzeinrichtung fuer mehrphasige Wechselstrommaschinen, insbesondere Einankerumformer - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 26. JULI 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE 68so

Sy/2p/ VIIIb\2ic Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 6. Juli

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Dezember 1926 ab

Mehrphasige Einankerumformer, beispielsweise solche, die zur Umformung von Drehstrom in Gleichstrom bestimmt sind, schützt man bekanntlich sowohl auf der Drehstromseite als auch auf der Gleichstromseite durch selbsttätig wirkende Schalter gegen Überstrom und Kurzschluß. Hierfür sind mancherlei Einrichtungen angegeben worden, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll. Die bisherigen Schutzeinrichtungen leiden aber sämtlich an dem Mangel, daß sie zwischen einphasigem oder unsymmetrisch mehrphasigem und symmetrisch mehrphasigem Kurzschluß keinen nennenswerten Unterschied machen. Bisher hat man nur in den Fällen, in denen unsymmetrische Störungen vorliegen, aber die Stromstärke den Ansprechwert der Schutzeinrichtung nicht erreicht, zusätzliche Schalteinrichtungen vorgesehen, die ein

ao länger dauerndes Arbeiten bei nennenswerter unsymmetrischer Belastung verhindern. Nun ist aber ein einphasiger Kurzschluß ζ. Β. für die Kommutierung der Gleichstromseite des Einankerumformers besonders gefährlich wegen des hierbei auftretenden, mit doppelter Geschwindigkeit gegen den Raum umlaufenden Drehfeldes. Dieses induziert nämlich in den kommutierenden Spulen zusätzliche Wechselspannungen, die ein starkes Funken der Bürsten hervorrufen und die Schleiffläche der Bürsten und des Kommutators angreifen können. Unter besonders ungünstigen Umständen kann diese Funkenbildung auch zu Rundfeuer Anlaß geben. Es fehlte bisher an einer Einrichtung, die auf unsymmetrische Überlastungen schneller anspricht als auf gewöhnliche, symmetrisch auf alle drei Phasen verteilte Überlastungen. Diesem Mangel wird durch den Gegenstand der Erfindung abgeholfen, und zwar dadurch, daß von einzelnen Phasen getrennt erregbare Relais in einem einen Überstromschalter steuernden Hilf skreis so angeordnet sind, daß der Überstromschalter nur beim Ansprechen eines oder einzelner Relais sofort anspricht, während beim gleichzeitigen Ansprechen sämtlicher Relais ein verzögertes Steuerelement des Überstromschalters in Tätigkeit gesetzt wird.

Die Erfindung bietet also die neue Möglichkeit, den Gleichstromkreis eines Einankerumformers gegen die nachteiligen Wirkungen unsymmetrischer Störungen im Drehstromnetz ausgiebig zu schützen, ohne daß der Überstromschalter auf jede vielleicht nur vorübergehende und darum ungefährliche symmetrische Überlastung anspricht.

In Fig. ι der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, das eine zum Schütze eines dreiphasigen Einankerumformers bestimmte Vorrichtung veranschaulicht. 1, 2, 3 bezeichnen je eine Magnetwicklung von

*,) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Ernst Kloss in Falkensee b. Berlin-Spandau,

Claims (3)

1. Schaltrelais, die an die Sekundärwicklungen von Spannungswandlern angeschlossen sind, die primärseitig beispielsweise zwischen je zwei Zuleitungen des den Umformer speisenden Drehstroms geschaltet sind. Mit dem Magnetkern dieser Schaltrelais sind Schaltbrücken 4, 5, 6 verbunden, die in der aus Fig. ι ersichtlichen Weise bei entsprechend hohem Strom in den Spulen i, 2, 3 je ein Kontaktpaar 7, 8, 9, 10 und 11, 12 und bei entsprechend niedrigem Strom in den Spulen i, 2, 3 je ein Kontaktpaar 13, 14, 15, 16 und 17, 18 überbrücken. Ein aus der Sammlerbatterie 19 gespeister, zu den Kontakten 7, 9, 11 einerseits und 13, 15, 17 anderseits geführter Stromkreis enthält die Magnetwicklung 20 eines unverzögerten Auslöserelais 21, durch welches bei seinem Ansprechen der nicht dargestellte Uberstromschalter zur Auslösung gebracht wird. Die Kontakte 8, 10, 12, 14, 16, 18 sind durch eine Leitung 22 miteinander verbunden. An den Punkten 23 und 24 der Zuleitungen zu den Kontakten (Fig. 1) ist weiter ein mit einer Spule 25 ausgerüstetes verzögertes Auslöserelais 26 (Fig. 2) herausgezeichnet zugeordnet, durch welches der Uberstromschalter gleichfalls zur Auslösung gebracht werden kann.

   Bei störungsfreiem Drehstromnetz sind alle drei Magnetwicklungen 1, 2, 3 gleichmäßig erregt und es befinden sich daher die zugehörigen Schaltbrücken 4, 5, 6 in der aus Fig. 1 ersichtlichen angehobenen Stellung. Hierbei ist der von der Sammlerbatterie 19 gespeiste Hilfsstromkreis an den Kontakten 13 bis 18 unterbrochen. Tritt jedoch im Drehstromnetz eine unsymmetrische Störung auf, die ein Absinken der Spannung in der Spule 1 zur Folge hat, so fällt die Brücke 4 ab, während die Brücken 5 und 6 angehoben bleiben. Es fließt dann ein Strom von der Batterie 19 über 9, 5, 10, 14, 4, 13, 20 zurück nach 19. Das Auslöserelais 21 spricht infolgedessen an und der Überstromschalter löst aus. Sinngemäß dasselbe tritt ein, wenn z. B. der Strom der Spule 2 oder der Spule 3 absinkt und demzufolge die Schaltbrücke 5 bzw. 6 herabfällt, während die Schaltbrücke 4 in der angehobenen Stellung verbleibt. Auch wenri gleichzeitig zwei von den drei Brücken^, 5, 6 herabfallen, ergibt sich die gleiche Wirkung. Die Spule25 des Auslöserelais 26 ist hierbei kurzgeschlossen, also außer Tätigkeit, solange eine der drei Brücken 4, 5, 6 die obere Stellung einnimmt. Erst wenn also drei Brücken abfallen, erhält sie Strom und spricht an. Die langsamere Auslösung wird dabei dadurch erzielt, daß die Bewegung der Schaltbrücke des Auslöserelais 26 z. B. durch das in Fig. 2 angedeutete Hemmwerk 27 verlangsamt wird. Der Widerstand der Spule 25 ist so bemessen, daß bei gleichzeitigem Abfallen der drei Brücken der Strom in der Spule 20 nicht genügt, das Auslöserelais 21 zum Ansprechen zu bringen.

   Nach einer vereinfachten Ausführungsform kann man ohne das Auslöserelais 26 mit Hilfe der für die schnelle Auslösung bei unsymmetrischer Störung bestimmten Spule20 (Fig. 1) auch die verlangsamte Auslösung bei symmeirischen Störungen bewirken. Man kann zu diesem Zweck z. B. das von der Spule 20 gesteuerte unverzögerte Auslöserelais 21 als stromabhängig verzögertes Auslöserelais ausbilden, d. h. als Relais, welches bei kleinem Relaisstrom langsamer auslöst als bei größerem. An Stelle der Relaisspule 25 wird dann, wie in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet ist, ein gewöhnlicher Widerstand angeschlossen: beim Abfall der drei Brücken 4, S, 6 ist dann der Spulenstrom kleiner als wenn nur eine oder zwei Brücken abfallen, wodurch bei entsprechender Ausbildung des Relais 21 dieses erst später den Steuerkreis des Überstromschalters schließt.

   Natürlich kann man die Magnetwicklungen i, 2, 3 der Schaltrelais auch so an das Drehstromnetz anschließen, daß sie nicht auf Spannungs-, sondern auf Stromänderungen ansprechen. Die Wirkung der Anordnung bleibt dabei im wesentlichen ungeändert.

   Die Erfindung hat nicht nur Bedeutung zum Schütze von mehrphasigen Einankerumformern, sondern eignet sich überhaupt für alle mehrphasigen Wechselstrommaschinen, gleichgültig, ob sie als Stromerzeuger oder als Motor betrieben werden, denn auch bei derartigen Maschinen hat das durch unsymmetrische Netzstörungen verursachte, mit doppelter Geschwindigkeit gegen den Raum umlaufende Drehfeld unerwünschte Nebenwirkungen zur Folge. Es können z. B. in der bei Synchronmaschinen gewöhnlich vorhandenen Dämpferwicklung zusätzliche Ströme induziert werden, die eine unzulässige Erwärmung dieser Wicklung bewirken. Derartige Störungen lassen sich aber mit der beschriebenen Einrichtung leicht verhindern, da sie ein Mittel an die Hand gibt, den Uberstromschalter so einzustellen, daß er bei unsymmetrischer Überlastung wesentlich rascher arbeitet als bei symmetrischer Überlastung, genau wie es den Bedürfnissen der Praxis entspricht.

   Paientanspeüche:

   i. Schutzeinrichtung für mehrphasige Wechselstrommaschinen, insbesondere Einankerumformer, gegen unsymmetrische und übermäßige symmetrische Belastungen, dadurch gekennzeichnet, daß von einzelnen Phasen getrennt erregbare Schaltrelais in einem einen Uberstromschalter

   steuernden Hilfsstromkreis so angeordnet sind, daß der Überstromschalter nur beim Ansprechen eines oder einzelner Schaltrelais sofort anspricht, während beim gleichzeitigen Ansprechen sämtlicher Schaltrelais ein verzögertes Steuerelement (21 bzw. 26) des Über Stromschalters in Tätigkeit gesetzt wird.
2. 2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Schaltrelais der Schalteinrichtung als Umschaltrelais mit je zwei Kontaktpaaren ausgebildet sind und daß von den der Einschaltstellung zugeordneten Kontaktpaaren (7, 8; 9, 10; 11, 12) je ein Kontakt (7, 9, 11) an den einen Pol einer Gleichstromquelle (19) und von den der Ausschaltstellung zugeordneten Kontaktpaaren (13, 14; is, 16, 17, 18) je ein Kontakt (13, 15, 17) über die Magnetwicklung (20) eines von der Stärke des Hilfsstromes stromabhängig verzögertes Auslöserelais (21), der zwecks Schwächung· der Erregung ein Widerstand vorgeschaltet ist, an den anderen Pol der Gleichstromquelle (19) angeschlossen ist, während die übrigen Kontakte (8, 10, 12, 14, 16, 18) sämtlich mit-' einander leitend verbunden sind.
3. 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetwicklung (20) eines unverzögerten Auslöserelais (21) .ein verzögertes Auslöserelais (26) vorgeschaltet ist, dessen Widerstandswert so bemessen ist, daß der bei gleichzeitigem Ansprechen sämtlicher Schaltschütze die Magnetwicklung (20) des un verzögerten Auslöserelais (21) durchfließende Strom nicht ausreicht, das Auslöserelais (21) zum Ansprechen zu bringen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen