DE611959C

DE611959C - Protection arrangement for direct current windings

Info

Publication number: DE611959C
Application number: DES113000D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Bopp
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1934-02-24
Filing date: 1934-02-24
Publication date: 1935-04-11

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
11. APRIL 1935ISSUED ON
APRIL 11, 1935

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21c GRUPPE 68soCLASS 21c GROUP 68so

S 113000 VIII bj21 cS 113000 VIII bj21 c

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Februar 1934 abPatented in the German Empire on February 24, 1934

Zur Erfassung eines Windungsschlusses in der Induktorwicklung eines Wechselstromgenerators hat man bisher die Änderung der Leistungsaufnahme oder mittels einer .- 5 Brückenschaltung die Änderung des Gleichstromwiderstandes dieses Induktorkreises überwacht. Wenn die Zahl der durch einen Windungsschluß kurzgeschlossenen Windungen gering ist, ist die Erfassung des Windungsschlusses mit diesen bekannten Anordnungen sehr unsicher, da sich der Gleichstromwiderstandswert der Wicklung nur unmerklich ändert.For detecting a shorted turn in the inductor winding of an alternating current generator So far, one has the change in the power consumption or, by means of a bridge circuit, the change in the direct current resistance this inductor circuit is monitored. If the number of turns short-circuited by an interturn short-circuit is low, the detection of the interturn fault is with these known arrangements very unsafe, as the DC resistance of the winding changes only imperceptibly.

Erfindungsgemäß wird das Relais, welches bei einem Windungsschluß -in der Induktorwicklung ansprechen soll, in einen Wechselstromkreis derart eingeschaltet, daß es mit einer Wechselstromquelle und einer Widerstandsanordnung, ζ. Β. einer Drosselspule, in Reihe liegt. Zu dieser Drosselspulenanordnung wird die zu schützende Wicklung als Belastung parallel geschaltet, so daß eine erhebliche Änderung des Widerstandswertes dieser Widerstandsanordnung erzielt wird, wenn auch nur eine einzige Windung des Induktors durch Windungsschluß kurzgeschlossen wird. Die außerordentlich große Empfindlichkeit dieser neuen Anordnung beruht darauf, daß die normalerweise hohe Induktivität der gesunden Wicklung in außerordentlich starkem Maße verkleinert wird, wenn auf dem Magnetkörper eine Kurzschlußwicklung entsteht, wie dies bei Windungsschluß eintritt.According to the invention, the relay, which in the event of a short-circuit in the inductor winding is to respond, switched into an AC circuit in such a way that it is connected to an AC power source and a resistor arrangement, ζ. Β. a choke coil, is in series. About this inductor assembly the winding to be protected is connected in parallel as a load, so that a considerable change in the resistance value this resistor arrangement is achieved, even if only a single turn of the Inductor is short-circuited by interturns. The extraordinarily great sensitivity of this new arrangement is based that the normally high inductance of the healthy winding is reduced to an extraordinarily high degree when a short-circuit winding occurs on the magnet body, as is the case with a short-circuit entry.

Bezüglich der Ausführungsform der Drosselspulen kann man je nach Zweckmäßigkeitsgründen im einzelnen Fall entweder Drosselspulen mit einer Wicklung oder Drosselspulen mit einer Sekundärwicklung wählen. Bei dieser Anordnung empfiehlt sich die Anwendung von zwei in Reihe geschalteten Drosselspulen oder zwei in Reihe geschalteten Transformatoren mit voneinander abweichenden Phasenwinkeln, so daß sich die der zu schützenden Wicklung aufgedrückte Spannung aus zwei in der Phase voneinander abweichenden Teilspannungen zusammensetzt. Bei solcher Anordnung gewinnt man nämlich die Möglichkeit, mit dem Windungsschlußschutz gleichzeitig auch einen Erdschlußschutz der Induktorwicklung zu verbinden, indem man an der Drosselspulenanordnung einen solchen Punkt erdet, daß im Erdschlußfall zwei Fehlerströme entstehen, die sich in der Erdverbindung und an der Fehlerstelle vereinigen, die aber verschiedene Phasenlage haben, so daß sie sich niemals kompensieren können, an welcher Stelle auch immer der Erdschluß im überwachten Gleichstromkreis entstanden sein mag. Man kann zwei gegeneinander phasenverschobene Spannungen auch mit nur einer einzigen Drosselspule erzielen,Regarding the embodiment of the choke coils Depending on the reasons for expediency, you can either use inductors in each case choose with one winding or inductors with one secondary winding. It is recommended to use this arrangement of two reactors connected in series or two transformers connected in series with mutually different phase angles, so that the voltage imposed on the winding to be protected composed of two partial voltages which differ from one another in phase. With such an arrangement one wins namely the possibility of earth fault protection at the same time as the interturn protection to connect the inductor winding by earthing such a point on the choke coil arrangement that in the event of a ground fault two fault currents arise, which are in the earth connection and at the fault location unite, but they have different phase positions, so that they never compensate each other at whatever point the earth fault in the monitored DC circuit may have arisen. You can also use two voltages out of phase with one another achieve with just a single choke coil,

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben morden:*) Murder is indicated by the patent seeker as the inventor:

Dipl.-Ing. Ernst Bopp in Berlin-Siemensstadt.Dipl.-Ing. Ernst Bopp in Berlin-Siemensstadt.

beispielsweise wenn man zu dieser eine Reihenschaltung aus zwei Impedanzen mit verschiedenen Phasenwinkeln parallel schaltet, wobei dann der Punkt zwischen diesen beiden Impedanzen zu erden ist. Man ist also nicht genötigt, für den Erdschluß schutz eine besondere Drosselspule oder einen besonderen Transformator vorzusehen.for example, if you have a series circuit of two impedances with this different phase angles switches in parallel, then the point between these both impedances is to be grounded. So you are not required to provide a ground fault protection to provide a special choke coil or a special transformer.

Einzelheiten der Erfindung werden ,an ίο Hand zweier Figuren näher erläutert.Details of the invention are explained in more detail on the basis of two figures.

In Fig. ι ist die Überwachungseinrichtung des Feldkreises sowie der zugehörige Teil der Statorwicklung des Generators mit den Anschlußleitungen wiedergegeben. In Fig. 2 ist lediglich der Gleichstromkreis und eine etwas anders aufgebaute Schutzeinrichtung schematisch dargestellt.In Fig. Ι the monitoring device of the field circle and the associated part of the Stator winding of the generator shown with the connecting cables. In Fig. 2 is only the direct current circuit and a somewhat differently structured protective device are shown schematically shown.

In Fig. ι ist die Ständerwicklung des Generators mit i, seine Feldwicklung mit 2 bezeichnet. Von der Ständerwicklung des Generators gehen drei Leitungen zu einem Leitungsschalter 3, welcher durch eine Auslösespule 4 geöffnet wird, sobald ein Rotorwindungsschlußrelais 5 seinen Kontakt schließt. Das Relais 5 soll ansprechen, wenn in der Rotorwicklung 2 ein Windungsschluß entsteht. Zu diesem Zweck liegt das Relais S in einem Stromkreis, der im Ausführungsbeispiel von einer verketteten Spannung des Generators 1 gespeist wird und zwei Drosselspulen oder Transformatoren 6 und 7 enthält. Die Drosselspulen 6 und 7 stellen einen so hohen Widerstand dar, daß normalerweise der Strom im Relais 5 unteri'der Ansprech-Stromstärke liegt. Die Drosselspulen 6 und 7 besitzen je einen Eisenkern, die aber magnetisch nicht miteinander verkettet sind. Auf dem Eisenkern befinden sich Sekundärwicklungen 8 und 9, die in Reihe geschaltet sind und an den Punkten 10 und 11 mit der Zuleitung zur Erregerwicklung 2 verbunden sind. Die Wicklung 2 bildet eine Belastung der Drpsselspulenanordnung 6, 7. Bei einem Windungsschluß der Rotorwicklung 2 ändert sich nun die Induktivität der Rotorwicklung in außerordentlich hohem Maße, da die kurzgeschlossenen Windungen die Entstehung eines Wechselfeldes im Magnetkörper, der die Wicklung 2 trägt, unterdrücken. Dadurch wird dann, auch wenn nur wenige oder nur eine einzige Windung der Wicklung 2 in sich kurzgeschlossen ist, der induktive Widerstand der Spulen 6 und 7 erheblich vermindert, so daß nunmehr der Strom im Relais 5 die zum Ansprechen dieses Relais erforderliche Stärke annimmt.In Fig. Ι is the stator winding of the generator with i, its field winding with 2. From the stator winding of the generator three lines go to a line switch 3, which by a trip coil 4 is opened as soon as a rotor winding fault relay 5 closes its contact. The relay 5 should respond when a shorted turn occurs in the rotor winding 2. For this purpose the relay S is located in a circuit which, in the exemplary embodiment, is based on a line-to-line voltage of the Generator 1 is fed and contains two reactors or transformers 6 and 7. The reactors 6 and 7 represent such a high resistance that normally the current in relay 5 under the response amperage lies. The choke coils 6 and 7 each have an iron core, but they are magnetic are not chained together. There are secondary windings on the iron core 8 and 9, which are connected in series and at points 10 and 11 with the supply line are connected to the excitation winding 2. The winding 2 forms a load on the winding coil arrangement 6, 7 Short-circuit of the rotor winding 2 now changes the inductance of the rotor winding to an extraordinarily high degree, since the short-circuited turns are the origin an alternating field in the magnet body, which carries the winding 2, suppress. Through this is then, even if only a few or only a single turn of the winding 2 in itself is short-circuited, the inductive resistance of coils 6 and 7 is considerably reduced, so that now the current in relay 5 is required to respond to this relay Strength assumes.

Mit dem Windungsschlußschutz kann bei der Anordnung in Fig. 1 auch ein Erdschlußschutz der Induktorwicklung verbunden werden. Für den Erdschlußschutz ist die Erdung in der Mitte zwischen den Wicklungen 8 und 9 vorgesehen sowie ein Differentialtransfortnator 13, welcher von den Wechselströmen der Wicklungen 8 und 9 derart erregt wird, daß ein Erdschlußrelais 14 eine der geometrisehen Differenz dieser Ströme proportionale Spannung erhält. Wenn der Transformator nur einen solchen Eisenkern besitzt, daß seine beiden Erregerwicklungen zwangsläufig magnetisch miteinander verkettet sind, dann tritt keine Gleichstromvormagnetisierung auf. Solange in der Wicklung 2 oder in dem damit verbundenen Stromkreis kein Erdschluß entstanden ist, müssen die Ströme in den Wicklungen 8 und 9 gleich groß und gleichphasig sein, so daß normalerweise ihre geometrische Differenz gleich Null ist. Wenn aber in dem zu schützenden Stromkreis ein Erdschluß auftritt, treiben die Spannung der Wicklung 8 und ebenso die Spannung der Wicklung 9 jede für sich einen Strom über die Fehlerstelle und über die Erdverbindung 12. Wenn die Spannungen der Wicklungen 8 und 9 gleich groß sind und der Fehler in der Mitte der Wicklung 2 entsteht, würden die beiden Fehler ströme gleich groß sein; in allen Fehlerfällen haben sie verschiedene Größen. Damit das Erdschluß relais aber auch dann in Tätigkeit tritt, wenn der Fehler zufällig in der Mitte der Wicklung 2 entstanden ist, erhalten die Spannungen in den Wicklungen 8 und 9 voneinander abweichende Phasenlagen. Zu diesem Zweck ist in Fig. 1 der Wicklung 7 beispielsweise ein Kondensator 15 parallel geschaltet. Dadurch entsteht zwischen den Spannungen in den Wicklungen 6 und 7 und dementsprechend auch in den Wicklungen 8 und 9 eine Phasenverschiebung. Es ist dann nicht möglich, daß sich die beiden Fehlerströme, die von den Spannungen der beiden too Wicklungen 8 und 9 hervorgerufen werden, in der Erdverbindung 12 oder, was das gleiche ist, im Differentialtfansformator 13 kompensieren können, so daß also in jedem Erdschlußfall das Relais 14 zum Ansprechen kommt. Wie in Fig. 1 dargestellt, kann das Erdschlußrelais 14 zu der Drosselspulenanordnung 6, 7 einen Nebenschluß 16 parallel schalten und auf diese Weise z. B. mittels des Relais 5 die Abschaltung des Generators 1 bewirken; statt dessen kann das Relais 14 auch lediglich eine Signaleinrichtung betätigen oder auf andere' Weise die Auslösung des Schalters 3 bewirken.With the interturn protection, in the arrangement in FIG. 1, an earth fault protection can also be used connected to the inductor winding. For earth fault protection, the earthing is in the middle between the windings 8 and 9 and a differential transformer 13, which is excited by the alternating currents of the windings 8 and 9 in such a way that that a ground fault relay 14 is proportional to the geometrical difference of these currents Tension is maintained. If the transformer only has such an iron core that its both excitation windings are inevitably linked together magnetically, then no DC bias occurs. As long as in winding 2 or in that associated circuit no earth fault has occurred, the currents in the windings 8 and 9 be the same size and in phase, so that their normally geometric difference is zero. But if in the circuit to be protected Earth fault occurs, drive the voltage of the winding 8 and also the voltage of the Winding 9 each for itself a current through the fault location and through the earth connection 12. If the voltages of windings 8 and 9 are the same and the error in the In the middle of winding 2 arises, the two fault currents would be the same; in all In the event of a failure, they have different sizes. So that the earth fault relay also then comes into operation if the fault accidentally occurred in the middle of winding 2, the voltages in the windings 8 and 9 receive phase positions that differ from one another. For this purpose, a capacitor 15 is connected in parallel to the winding 7 in FIG. 1, for example. This creates between the tensions in the windings 6 and 7 and accordingly also in the windings 8 and 9 a phase shift. It is then not possible for the two fault currents caused by the voltages of the two too windings 8 and 9, in the earth connection 12 or, which is the same, in the differential transformer 13 compensate can, so that the relay 14 to respond in each case of a ground fault comes. As shown in Fig. 1, the ground fault relay 14 can be connected to the inductor assembly 6, 7 connect a shunt 16 in parallel and in this way, for. B. by means of the Relay 5 cause the generator 1 to be switched off; instead, the relay 14 can also only actuate a signaling device or otherwise trigger the Switch 3 effect.

In Fig. 2 sind die zu schützende Wicklung 2, das Windungsschlußrelais 5 und das Erdschluß relais 14 in einer etwas anderen Gesamtanordnung dargestellt.In Fig. 2, the winding to be protected 2, the interturn fault relay 5 and the Earth fault relay 14 shown in a slightly different overall arrangement.

Zur Speisung des Stromkreises, der das Windungsschlußrelais 5 erhält, ist eine Spannungsquelle 20 vorgesehen, deren Spannung konstante Höhe besitzen möge. In Reihe mitTo supply the circuit that controls the Interturn fault relay 5 receives, a voltage source 20 is provided whose voltage may have constant height. In series with

dem Relais 5 liegt eine Drosselspulenanordnung 21, deren Spannungsabfall unmittelbar der Erregerwicklung 2 aufgedrückt ist. Zur Abriegelung des Gleichstromes ist ein Reihenresonanzkreis 22 vorgesehen, damit durch den Gleichstrom nicht eine Vormagnetisierung der Drosselspule 21 hervorgerufen wird, was nachteilig sein kann, wenn die Drosselspule 21, wie in der Zeichnung angenommen ist, einen Eisenkern besitzt und wenn die Höhe der Gleichspannung in der Erregerwicklung 2 veränderlich ist. Ein Kondensator oder ein Reihenresonanzkreis aus einer Drosselspule Und einem Kondensator kann auch bei der Anordnung in Fig. 1 angewendet werden, um den Gleichstrom von den Wicklungen 8, 9 und 13 fernzuhalten. Man kann auch den Gleichstrom durch eine weitere Wicklung, die von Gleichstrom durchflossen wird, kompensieren. Eine solche Wicklung kann an die Klemmen der Erregermaschine angeschlossen sein. Der Resonanzkreis 22 ist auf die Frequenz der Spannungsquelle 20 abgestimmt. Man kann sich aber auch auf andere Weise gegen die störende Wirkung eines über die Drosselspule 21 fließenden Gleichstromes schützen, beispielsweise indem keine Eisendrossel, sondern eine Luftdrosselspule oder zumindest eine Drosselspule mit Luftspalt verwendet wird.the relay 5 is a choke coil arrangement 21, the voltage drop of which is immediate the excitation winding 2 is pressed. A series resonance circuit is used to isolate the direct current 22 is provided so that the direct current does not cause a premagnetization of the choke coil 21, which can be disadvantageous if the choke coil 21, as assumed in the drawing has an iron core and if the level of the DC voltage in the field winding 2 is mutable. A capacitor or a series resonant circuit made up of a choke coil And a capacitor can also be applied to the arrangement in Fig. 1, to keep the direct current away from windings 8, 9 and 13. One can also the direct current through another winding through which direct current flows, compensate. Such a winding can be connected to the terminals of the exciter be. The resonance circuit 22 is tuned to the frequency of the voltage source 20. But you can also counter the disruptive effect of a direct current flowing through the choke coil 21 in other ways protect, for example by not using an iron choke, but an air choke coil or at least one choke coil with an air gap is used.

Die Wirkungsweise der Anordnung entspricht der der Anordnung in Fig. 1. Die Induktivität der Wicklung 2 ist der Drosselspule 21 parallel geschaltet, so daß also, wenn in der Wicklung 2 ein Windungsschluß auftritt, die Induktivität 21 praktisch kurzgeschlossen wird, wodurch der Strom im Relais 5 einen solchen Wert annimmt, daß das Relais 5 seinen Kontakt schließt. Für die Erdschlußüberwachung ist der Drosselspule 21 eine Reihenschaltung eines Kondensators 23 und eines Ohmschen Widerstandes 24 parallel geschaltet, und die Verbindung zwischen dem Kondensator 23 und dem Widerstand 24 ist geerdet. Bei dem Erdschluß in der Wicklung 2 werden sich wieder zwei Fehlerströme ausbilden, von denen der eine durch die Spannung des Kondensators 23, der andere durch die Spannung am Widerstand 24 hervorgerufen wird, die also verschiedene Phasenlage haben. Für das Erdschlußrelais 14, das an eine Differenzschaltung zweier Hilfsstromwandler 25 und 26 angeschlossen ist, können sich diese Ströme also niemals zu Null ergänzen. Wenn das Erdschlußrelais 14 anspricht und seinen Kontakt schließt, wird dadurch das eine Ende der Drosselspule 21 an Erde gelegt. Gleichzeitig wird der Widerstand 24 kurzgeschlossen. Dies ruft eine Gesamtänderung des Widerstandes der Anordnung 21, 24, 23 von solcher Größe hervor, daß dadurch das Relais 5 zum Ansprechen kommt. ■The mode of operation of the arrangement corresponds to that of the arrangement in FIG. 1. The inductance of the winding 2 is connected in parallel to the choke coil 21, so that if a short-circuit occurs in the winding 2, the inductance 21 is practically short-circuited, whereby the current in the relay 5 assumes such a value that the relay 5 closes its contact. For earth fault monitoring, a series circuit of a capacitor 23 and an ohmic resistor 24 is connected in parallel to the choke coil 21, and the connection between the capacitor 23 and the resistor 24 is earthed. In the event of the earth fault in the winding 2, two fault currents will again form, one of which is caused by the voltage of the capacitor 23, the other by the voltage on the resistor 24, which therefore have different phase positions. For the earth fault relay 14, which is connected to a differential circuit of two auxiliary current transformers 25 and 26, these currents can therefore never add up to zero. When the earth fault relay 14 responds and closes its contact, one end of the choke coil 21 is thereby connected to earth. At the same time the resistor 24 is short-circuited. This causes an overall change in the resistance of the arrangement 21, 24, 23 of such a size that the relay 5 is activated. ■

Bei passender Größe der Widerstandsteile 23 und 24 läßt sich das Erdschlußrelais 14 und der zugehörige Erregerstromkreis gänzlich entbehren, weil ein Erdschluß in der Wicklung 2 einen unvollkommenen Windungsschluß darstellt und in jedem Fall eine Vergrößerung des Stromes im Relais 5 zur Folge hat. Es ist ohne weiteres möglich, zu erreichen, daß die im ungünstigsten Fall bei Erdschluß auftretende Vergrößerung des Stromes im Relais 5 ausreicht, um das Relais zum Ansprechen zu bringen. Wenn man aber ein Erdschlußrelais anordnet, dann kann man den Erdschlußfall vom Windungsschlußfall trennen, weil bei diesem nur ein Relais, bei jenem auch das Erdschlußrelais anspricht.With a suitable size of the resistor parts 23 and 24, the earth fault relay 14 and completely dispense with the associated excitation circuit, because a ground fault in the Winding 2 represents an imperfect interturn short and in any case one Increasing the current in relay 5 has the consequence. It is easily possible, too achieve that, in the worst case, the increase in the Current in relay 5 is sufficient to make the relay respond. But if you can If an earth fault relay is arranged, then the earth fault case can be derived from the interturn fault case disconnect, because with this only one relay responds, with that also the earth-fault relay.

Für die Wirkungsweise der Erdschlußanordnung ist es an sich unerheblich, auf welche Weise die bei Erdschluß in der Phase zueinander abweichenden Fehlerströme hervorgerufen werden. An Stelle der Anordnungen, die in den Ausführungsbeispielen der Fig. ι und 2 angewendet sind und bei denen vorausgesetzt wird, daß der Stromkreis, der das Windungsschlußrelais 5 enthält, nur von einer einphasigen Spannung erregt wird, kann ' man auch, wenn dies den Umständen nach günstiger ist, die Spannungen eines vorhandenen Mehrphasennetzes anwenden, um zwei in der Phase verschiedene Spannungen dem zu schützenden Stromkreis aufzuprägen.For the mode of operation of the earth fault arrangement, it is in itself irrelevant to the manner in which the phase fault currents differ from one another in the event of an earth fault will. Instead of the arrangements that are used in the exemplary embodiments of FIGS. And 2 and in which It is assumed that the circuit containing the winding fault relay 5, only from a single-phase voltage is excited, one can also, if this according to the circumstances it is cheaper to apply the voltages of an existing multi-phase network to two to apply different voltages to the circuit to be protected in the phase.

Eine Verbesserung der Empfindlichkeit der Anordnung läßt sich dadurch erreichen, daß die .Gleichstromerregermaschine, welche bezüglich des Hilfswechselstromes zu der zu schützenden Rotorwicklung 2 parallel geschaltet ist, für den Wechselstrom einen erhöhten Widerstandswert erhält. Je nach der Art der Erregermaschine kommt hier nur die Ankerwicklung oder die Ankerwicklung mitsamt der Feldwicklung (Hauptschlußschaltung, Nebenschlußschaltung) in Betracht. Zu diesem Zweck kann man in die Zuleitung von der Erregermaschine zur Rotorwicklung an solcher Stelle, daß der von der Hilfswechselstromquelle über die Rotorwicklung fließende Wechselstrom davon nicht betroffen wird; eine zusätzliche Induktivität einschalten. Mit Rücksicht darauf, daß diese Induktivität vom Gleichstrom durchflossen wird, empfiehlt es sich, entweder eine Luftinduktivität oder jedenfalls eine Induktivität mit einem nicht geschlossenen Eisenkreis zu verwenden.An improvement in the sensitivity of the arrangement can be achieved in that the. DC exciter, which with respect to the auxiliary alternating current to the protective rotor winding 2 is connected in parallel, for the alternating current an increased Resistance value receives. Depending on the type of exciter, only the armature winding or the armature winding is used here the field winding (main circuit, shunt circuit) into consideration. For this purpose one can in the supply line of the exciter to the rotor winding at such a point that that of the auxiliary AC power source AC current flowing through the rotor winding is not affected; switch on an additional inductance. With regard to the fact that this inductance from If direct current flows through it, it is advisable to use either an air inductance or in any case, to use an inductor with a non-closed iron circuit.

Ein anderes Mittel, welches noch wirksamer ist als die Vorschaltung der Drossel, besteht darin, daß man die Wicklungen der Gleichstromerregermaschine durch Parallelschaltung einer Kapazität auf die Resonanz bei der Frequenz der HilfsSpannung bringt.Another means, which is even more effective than the upstream connection of the choke, consists in that one the windings of the DC exciter by parallel connection brings a capacitance to resonance at the frequency of the auxiliary voltage.

Dadurch wird für die Hilfswechselströtne der Weg über die Gleichstromenergie fast vollkommen gesperrt. Änderungen der Höhe der Erregung der Erregermaschine, welche auf die Induktivität ihrer Wicklungen nicht ohne Einfluß ist, kann man dadurch berücksichtigen, daß etwa mit dem Feldregler auch die Parallelkapazität gesteuert wird, wozu im allgemeinen eine Einschaltung oder Abschaltung zusätzlicher Kapazitäten in einer einzigen oder zwei Stufen ausreicht. Man kann auch eine stetige Änderung der Kapazität anwenden. Da es aber nicht erforderlich ist, den Wechselstrom über die Gleichstrommaschine vollkommen zu überbrücken, es vielmehr ausreicht, diesen Strom nur klein zu halten, wird in den meisten Fällen eine besondere Rücksichtnahme auf die Feldregelung gar nicht erforderlich sein. Wenn die Induktivität des Gleichstromankers, zu welchem bei eigenerregten Maschinen im Nebenschluß die Feldwicklung meist parallel liegt, zu klein ist, so daß die erforderliche Kapazität unwirtschaftlich groß wfrd, dann kann man gleichzeitig beide Mittel anwenden, nämlich eine Vorschaltdrosselspule zur Erhöhung der Induktivität des Ankerkreises und Feldkreises der Erregermaschine und gleichzeitig eine Parallelkapazität zu dieser vergrößerten Induktivität.This almost makes the way for the auxiliary alternating currents via the direct current energy completely blocked. Changes in the level of excitation of the exciter, which is not without influence on the inductivity of your windings, one can take into account that, for example, the parallel capacitance is controlled with the field regulator, for which purpose generally a switch-on or switch-off additional capacity in one or two stages is sufficient. One can also see a steady change in capacity use. But since it is not necessary to use the alternating current via the direct current machine to bypass it completely, rather it is sufficient to keep this current only small, becomes one in most cases special consideration for the field control may not be necessary. If the Inductance of the direct current armature, to which in self-excited machines in shunt the field winding is usually parallel, is too small, so that the required capacity uneconomically large wfrd, then you can use both means at the same time, namely a series reactor to increase the inductance of the armature circuit and field circuit of the exciter and at the same time a parallel capacity to this increased Inductance.

Unter Verzicht auf Änderungen des Wechselstromwiderstandes der Gleichstrommaschine, soweit ihre Wicklungen mit dem Rotorkreis unmittelbar verbunden sind, kann man einen etwaigen Stromanteil des zur Überwachung der Rotorwicklung angewendeten Hilfsstromes von den Wicklungen der Erregermaschine auch dadurch fernhalten, daß man in diesem Kreis eine Gegenspannung entsprechender Phasenlage einführt. Diese Spannung kann von dem Hilfsstromkreis selbst entnommen werden.Without changing the AC resistance of the DC machine, as far as their windings are directly connected to the rotor circuit, one can use any current component of the for Monitoring of the rotor winding applied auxiliary current from the windings of the Keep the exciter machine away by creating a counter-voltage in this circuit introduces corresponding phase position. This voltage can be taken from the auxiliary circuit itself.

An Stelle oder zugleich mit einer Verkleinerung des über die Gleichstrommaschine fließenden Stromanteiles kann man auch andere Maßnahmen in dem zu überwachenden Rotorkreis, etwa eine Empfindlichkeitssteigerung der Schutzeinrichtung, erzielen, indem man beispielsweise zu dieser Rotorgleichstromwicklung normalerweise eine Kapazität parallel schaltet, welche mit der Rotorwicklung auf Resonanz bei der Hilfsfrequenz abgestimmt ist. Im Falle eines Rotorwindungsschlusses wird dann die Induktivität in dieser Resonanzschaltung stark verringert, so daß die Änderung der Stromstärke vom Normalfall bis zum Fehlerfall erheblich größer wird, als dies ohne Anwendung der Resonanzabstimmung der Fall sein wird. Je größer aber dieses Stromverhältnis wird, um so empfindlicher ist die Relaiseinrichtung und um so weniger vermag der etwa über die Gleichstrommaschine fließende Stromanteil das einwandfreie Arbeiten der Schutzeinrichtung zu gefährden.Instead of or at the same time with a downsizing of the DC machine With the current component flowing, other measures can also be taken in the rotor circuit to be monitored, such as an increase in sensitivity the protection device, achieve, for example, to this rotor DC winding normally a capacitance is connected in parallel, which is tuned to resonance with the rotor winding at the auxiliary frequency is. In the event of a rotor winding short, the inductance in this resonance circuit is then greatly reduced, so that the change in current intensity from normal to failure is considerably greater, than will be the case without applying resonance tuning. But the greater this current ratio becomes, the more so The relay device is more sensitive and the less capable of about the DC machine flowing current component ensures that the protective device works properly to endanger.

Claims

Patentansprüche:Patent claims:

1. Schutzanordnung für Gleichstromwicklungen gegen Windungsschluß, dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais (5) in Reihe mit einer von einer im wesentlichen konstanten Wechselspannungsquelle gespeisten Drosselspulenanordnung (6,-7, 21) liegt, zu der die zu überwachende Wicklung (2) parallel als Belastung angeordnet ist.1. Protection arrangement for direct current windings against shorted turns, thereby characterized in that a relay (5) is in series with one of a substantially constant AC voltage source fed choke coil arrangement (6, -7, 21) is to which the to be monitored Winding (2) is arranged in parallel as a load.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Relais (5) zwei oder mehrere magnetisch nicht miteinander verkettete Drosselspulen (6, 7) mit verschiedenen Phasenwinkeln liegen und daß die zu schützende Wicklung (2) zu der Reihenschaltung dieser Drosselspulen (6, 7) parallel liegt.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that in series with the Relay (5) two or more choke coils that are not magnetically linked to one another (6, 7) lie with different phase angles and that the winding to be protected (2) to the series connection this choke coils (6, 7) is parallel.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß, um die Gleichstromwicklung gleichzeitig auch gegen Erdschluß zu schützen, ein solcher Punkt (12) der Drosselspulenanordnung (6, 7) geerdet ist, daß bei Erdschluß in dem Gleichstromkreis über die Erdschlußstelle und die betriebsmäßige Erdung unabhängig von der Lage der Erdschluß- ⁹S stelle in jedem Erdschlußfall ein zur Relaisbetätigung ausreichender Fehlerstrom fließt.3. Arrangement according to claim 1 or 1 and 2, characterized in that in order to protect the direct current winding against earth fault at the same time, such a point (12) of the inductor assembly (6, 7) is earthed that in the case of earth fault in the direct current circuit via the Ground fault point and operational grounding, regardless of the position of the ground fault ⁹ S point, a fault current sufficient to operate the relay flows in every case of ground fault.

4. Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Differenz der Ströme in den Verbindungsleitungen zwischen der Drosselspulenanordnung und dem zugehörigen Gleichstromkreis ein Erdschluß relais (14) erregt. ·4. Arrangement according to claim 1 and 3, characterized in that the geometric Difference in the currents in the connecting lines between the choke coil arrangement and the associated DC circuit energizes a ground fault relay (14). ·

5. Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdschlußrelais (14) in die betriebsmäßige Erdverbindung der Drosselspulenanordnung eingeschaltet ist.5. Arrangement according to claim 1 and 3, characterized in that the earth fault relay (14) into the operational earth connection of the inductor assembly is switched on.

6. Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdschlußrelais (14) bei seinem Ansprechen den Widerstandswert der Drosselspulenanordnung derart herabsetzt, daß infolge- 115 ·· dessen das Windungsschlußrelais (5) anspricht. 6. Arrangement according to claim 1 and 3, characterized in that the earth fault relay (14) when responding lowers the resistance value of the choke coil arrangement in such a way that 115 ·· of which the turn-turn relay (5) responds.

7. Anordnung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspulenanordnung (6, 7) aus einem oder mehreren Transformatoren besteht, wobei das Windungsschlußrelais7. Arrangement according to claim 1 or 1 and following, characterized in that that the inductor assembly (6, 7) consists of one or more transformers consists, the interturn relay

(5) an die Primärseite und gegebenenfalls das Erdschlußrelais (14) an die Sekundärseite angeschlossen sind.(5) to the primary side and, if necessary, the earth fault relay (14) to the secondary side are connected.

8. Anordnung nach Anspruch 1 und 3 oder ι und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandswerte der Drosselspulenanordnung (6, 7) mit Rücksicht auf den Widerstandswert der zu schützenden Gleichstromwicklung (2) so gewählt sind, daß bei Erdschluß der Gleichstromwicklung der Gesamtwiderstandswert der Drosselspulenanordnung mit der parallel geschalteten Belastung eine solche Verminderung erfährt, daß die Stromaufnahme der Drosselspulenanordnung (6, 7) sich derart vergrößert, daß das Schutzrelais (5) anspricht.8. Arrangement according to claim 1 and 3 or ι and following, characterized in that that the resistance values of the choke coil arrangement (6, 7) with regard to the resistance value of the to protective DC winding (2) are selected so that in the event of a ground fault in the DC winding, the total resistance value the choke coil arrangement with the load connected in parallel experiences such a reduction that the Current consumption of the inductor arrangement (6, 7) increases in such a way that the protective relay (5) responds.

9. Anordnung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitung zwischen der Drosselspulenanordnung (21) und dem zu überwachenden Gleichstromkreis eine Gleichstromsperre (Kondensator) (22) eingebaut ist.9. Arrangement according to claim 1 or 1 and following, characterized in that that in the connecting line between the inductor assembly (21) and A DC block (capacitor) (22) is built into the DC circuit to be monitored.

10. Anordnung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromwiderstand des Ankerkreises der Erregermaschine durch Anordnung einer Vorschaltdrossel erhöht ist.10. Arrangement according to claim 1 or 1 and following, characterized in that the alternating current resistance of the armature circuit of the exciter by Arrangement of a series reactor is increased.

11. Anordnung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, insbesondere nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromwiderstand der mit der zu schützenden Rotorwicklung (2) verbundenen Wicklungen der Erregermaschine durch parallel geschaltete Kondensatoren auf Resonanzwiderstandshöhe bei der Frequenz der Hilfsspannung gebracht ist.11. Arrangement according to claim 1 or 1 and following, in particular according to claim 10, characterized in that the alternating current resistance of the rotor winding (2) to be protected The windings of the exciter by capacitors connected in parallel at resonance resistance level is brought at the frequency of the auxiliary voltage.

12. Anordnung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einführung einer Gegenspannung ein etwaiger Wechselstrom von den Wicklungen der Erregermaschine ferngehalten wird.12. Arrangement according to claim 1 or 1 and following, characterized in that a possible alternating current from the Windings of the exciter is kept away.

13. Anordnung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, insbesondere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zu schützenden Rotorwicklung (2) eine Kapazität parallel geschaltet wird, die zusammen mit der Rotorwicklung (2) auf Resonanz bei der Frequenz der Hilfsspannung abgestimmt ist.13. Arrangement according to claim 1 or 1 and following, in particular according to claim 12, characterized in that the rotor winding to be protected (2) a capacitance is connected in parallel, which together with the rotor winding (2) on resonance at the frequency of the auxiliary voltage is matched.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings