DE643057C

DE643057C - Einrichtung zum Anzeigen von Eisenschluss im Staender elektrischer Maschinen

Info

Publication number: DE643057C
Application number: DEA65587D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1932-04-07
Filing date: 1932-04-07
Publication date: 1937-03-30

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
30. MÄRZ 1937

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d³ GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. April 1932 ab

Um an elektrischen Maschinen, insbesondere Dreh- und Wechselstromgeneratoren, einen Durchschlag der Ständerwicklung gegen das Ständereisen erkennen zu können, wurde bei isolierten Netzen bereits vorgeschlagen, das aktive Eisen der Maschine mit dem Ständergehäuse gegen Erde zu isolieren und über eine Anzeigevorrichtung bzw. über einen Stromwandler mit daran sekundär angeschlossener Anzeigevorrichtung zu erden. Diese Maßnahme hat zur Folge, daß bei einem Eisenschluß in der Maschine der Erdschlußstrom des Netzes über die Anzeigevorrichtung fließen und diese zum Ansprechen bringen muß. Die Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß der über die Fehlerstelle fließende Strom eine erhebliche Größe besitzen kann, unter Umständen der gleiche wie der gesamte Erdschluß strom des Netzes, wodurch schon in kurzer Zeit erhebliche Verbrennungen hervorgerufen werden können. Diese Verhältnisse gelten nur, wenn das Netz nicht geerdet ist.

Eine andere bekannte Einrichtung, bei der ebenfalls das mit dem aktiven Eisen verbundene Ständergehäuse gegen Erde isoliert ist, bezieht sich auf geerdete Netze. Dieses Verfahren ist an die Erdung des Netzes gebunden und somit auch von den Erdungsverhältnissen abhängig.

Man hat ferner Schutzeinrichtungen vorgeschlagen, bei denen das Ständergehäuse nicht von Erde isoliert ist, bei denen aber ein Punkt des Netzes oder der Wicklung über geeignete Widerstände und Anzeigegeräte mit dem aktiven Eisen bzw. dem Ständergehäuse verbunden sind. Auch diese Einrichtungen werden einerseits von den Erdungsverhältnissen des Netzes beeinflußt, während sie selbst andererseits die Wirkung von etwa im Netz vorhandenen Erdungslöschspulen stören. Insbesondere aber sind diese Einrichtungen nicht selektiv, d. h. auch Netzerdschlüsse werden von der Eisenschlußanzeige des Generators gemeldet, wenn nicht besondere Maßnahmen dagegen ergriffen werden.

Um die Mängel der bekannten Einrichtungen zu beseitigen, wird gemäß der Erfindung bei Einrichtungen zum Anzeigen von Eisenschluß im Ständer elektrischer Maschinen, bei denen das aktive Eisen mit einem Punkt der S tänder wicklung oder des anschließenden Netzes unmittelbar oder über Widerstände verbunden ist und in die Verbindungsleitung unmittelbar oder über einen Wandler bzw. Shunt ein Anzeigegerät eingeschaltet ist, das aktive Eisen gegen das geerdete Ständergehäuse isoliert. Die bei einem Eisenschluß im Ständer der Maschine auftretenden Vorgänge spielen sich dadurch in dem Stromkreis ab, der durch die Verbindung eines Punktes der Ständerwicklung bzw. des anschließenden Netzes mit dem aktiven Eisen gebildet wird. Die Schutzeinrichtung wird also vollkommen

unabhängig davon, ob das Netz geerdet ist oder nicht. Auch werden im Netz etwa vorhandene Erdschlußlöschspulen von dem Strom in der Schutzeinrichtung nicht beeinflußt. In der Zeichnung sind in Abb. ι bis 3 schematisch Ausführungsbeispiele der Errindiing dargestellt. In diesen Abbildungen bedeutet W die Ständerwicklung eines Dreiphasengenerators, E das isolierte aktive liisen, to G das durch die Fundamente oder Erdleitung mit Erde verbundene Maschinengehäuse. Irgendein Punkt der Ständerwicklung W ist über einen Stromwandler 6" und gegebenenfalls einen Widerstand R mit dem aktiven Eisen E verbunden. Tritt an einem beliebigen anderen Punkt der Ständerwicklung W ein Fehler, z. B. bei F, auf, dann ist ein Stromkreis geschlossen, der das Anzeigeinstrument A, das an dem Stromwandler 5" angeschlossen ist, zum Ansprechen bringt.

Um eine Anzeige auch dann herbeizuführen, wenn der Eisenschluß ganz in der Nähe des Anschlußpunktes der Anzeigevorrichtung auftritt, also einen vollständigen Schutz der Wicklung zu erhalten, wird in an sich bekannter Weise in den Stromkreis für das Anzeigeinstrument eine Zusatzspannung eingefügt. Diese Ztisatzspannung kann sich von der Betriebsspannung in der Ständerwicklung der !Maschine entweder durch ihre Frequenz oder ihre Größe oder ihre Phasenlage so unterscheiden, daß unter allen Umständen ein Strom zustande kommt, der das Anzeigegerät ansprechen läßt, sobald ein Eisenschluß in der Maschine auftritt. Die Zusatzspannung kann beispielsweise eine Gleichspannung sein, wobei das Anzeigegerät über einen Shunt oder direkt in die Verbindungsleitung einzuschalten ist. Die Zusatzspannung kann aber auch irgendeine andere Frequenz als die Betriebsspannung besitzen, oder sie kann die gleiche Frequenz besitzen wie die Betriebsspannung, aber eine derartige Phasenlage, daß sie sich mit keiner der Phasenspannungen oder ihrer Teile zu XuIl ergänzen kann.

Abb. 2 zeigt eine besonders zweckmäßige Ausführung dieser Art, wobei ein Spannungswandler Sp mit der Primärwicklung zwischen eine Phase und den Nullpunkt der Maschine gelegt ist; die Sekundärwicklung dieses Spannungswandlers liefert die Zusatzspannung. In die Anschlußleitung zu dem aktiven Eisen wird der Stromwandler S bzw. das Anzeigegerät A eingeschaltet. Abb. 3 zeigt die Phasenlage der Zusatzspannung Z und läßt erkennen, daß zwischen dem Endpunkt von Z, d. h. dem Potential des aktiven Eisens und irgendeinem Teil der Generatorwicklung, stets ein Spannungsunterschied vorhanden ist, der So den Anzeigestrom verursacht. Zur Eingrenzung dieses Stromes kann mit dem Stromwandler .S' ein Widerstand in Ruhe geschaltet werden, oder es kann auch ein Wandler mit besonders großer Reaktanz verwendet werden.

Im übrigen kann auch an Stelle des Spannungswandk'rs Sp jeder künstliche, unsymmetrisch gelegene Nullpunkt zum Anschluß des aktiven Eisens E herangezogen werden.

Die Einrichtung genial.? der Erfindung läßt auch eine Beschädigung der Isolation zwischen dem aktiven Eisen und dem Stfmdergehäuse erkennen. Sobald nämlich ein derartiger Schluß eintritt, wird die Zusatzspannung einen entsprechenden Strom durch die Fehler- 7S stelle treiben, der sich über die Erdkapazitäten des Netzes schließt. Ist diese nicht groß genug, um die an sich empfindliche Anzeigevorrichtung zum Ansprechen zu bringen, dann kann er eriindungsgemäß durch Einschaltung eines Widerstandes zwischen einen Punkt der Generatorwicklung, vorzugsweise den Nullpunkt, und Erde oder zwischen einen künstlichen Nullpunkt und Erde verstärkt werden.

Claims

85 Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Anzeigen von Eisenschluß im Ständer elektrischer Maschinen, bei der das aktive Eisen mit einem Punkt der Ständerwicklung oder des anschließenden Netzes unmittelbar oder über Widerstände verbunden ist und in die Verbindungsleitung unmittelbar oder über einen Wandler bzw. Shunt ein Anzeigegerät eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Eisen gegen das geerdete Ständergehäuse isoliert ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler für den Anschluß des Anzeigegerätes mit besonders großer Reaktanz ausgestattet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Eisen mit einem künstlichen, gegebenenfalls unsymmetrischen Nullpunkt des anschließenden Netzes unter Zwischenschaltung des Anzeigegeräts verbunden ist. im

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das aktive Eisen und die Generatorwicklung bzw. den künstlichen Nullpunkt eine I iilfsgleichspannung eingefügt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das aktive Eisen und die Generatorwicklung bzw. den künstlichen Nullpunkt eine Hilf swechselspannung eingefügt ist, die sich entweder durch die Frequenz oder durch Größe oder Phasenlage oder durch Größe

und Phasenlage von der Betriebsspannung der einzelnen Phasen der Ständerwicklung so unterscheidet, daß in jedem Fall bei einem Eisenschluß der Ständerwicklung ein genügend großer Strom in dem Anzeigegerät entsteht.

6. Einrichtung nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nullpunkt der Ständerwicklung oder ein anderer Teil der Ständerwicklung oder des anschließenden Netzes oder ein künstlicher Xullpunkt über Widerstände geerdet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen