DE665039C - Wicklungsschutzeinrichtung zur Erfassung von Windungs- und Erdschluessen durch eine parallel an die Wicklungsklemmen angeschlossene Stuetzdrosselspule - Google Patents

Description

Im allgemeinen wurde bisher der Windungssehluß- und der Erdschlußschutz immer durch voneinander vollständig unabhängige Apparate erfaßt, was meistens mit erheblichen Ansichafjfungskosten verbunden war. So war es beispielsweise vielfach üblich, für den Windungsschlußschutz von Drehstromgeneratoren parallel zu den Klemmen des Generators eine dreiphasige Drosselspule zu schalten, deren Nullpunkt man über ein empfindliches Relais mit dem Generatornullpunkt in Verbindung· brachte. Bei Windungsschluß, ergibt sich dann bekanntlich eine SpannungsVerlagerung am Generatornullpunkt und damit- ein Ausgleichstrom, der sich über ein Windungsschlußrelais schließt. Vollständig getrennt vom Windungsschlußschutz wurde beim Erdschlußschutz der Nullpunkt des Generators über einen Ohmschen "Widerstand und ein Erdschlußrelais geerdet. Je nach der Lage des Erdschlusses wirkt dann auf den Erdschlußkreis ein Bruchteil der Spannung¹ einer Statorphase, bei Klemmenerdschluß die ganze Phasenspannung. Mit Rücksicht auf die Empfindlichkeit des Erdschlußschutzes ergeben sich nach dieser Schaltung verhältnismäßig große Erdschlußströme, die unerwünschte Verbrennungen des Statoreisens und der Wicklung verursachen können. Es wird aber auch zuweilen dieser Schaltung als Nachteil angerechnet, daß Erdschlüsse im Nullpunkt nicht erfaßt werden können.

Weit besser eignen „sich in 'dieser Hinsicht Schaltungen, bei denen dem Nullpunkt des Generators eine kleine Hilfsspannung aufgedrückt wird, die ebenfalls auf ein Erdschlußrelais wirkt. Tritt in diesem Falle der Erd_: Schluß im Nullpunkt des Generators auf, s*o liefert diese Hilfsspannung den Strom für die Betätigung des Erdschlußrelais. Befindet sieb der Erdschluß an irgendeinem anderen Ort ίο der Statorwicklung, so summiert sich die entsprechende Teilspannung zur obigen Hilfs^ spannung. Zum gleichen Ziele gelangt man, wenn parallel mit den Generatorklemmen dreiphasige Drosselspulen verbunden werden, deren Wicklungsphasen ungleiche Widerstände Laben. · Mit der angegebenen künstlichen Verspannung des Generatornullpunktes ergeben sich im normalen Betriebe Ströme, die sich über die Leitungskapazität der angeschlossenen Leitungsteile schließen, wodurch gewissermaßen die Empfindlichkeit des Erdachmßstihutzes begrenzt wird.

Die Anwendung von zwei getrennten dreiphasigen Drosselspulen für die Überwachung des Windungsschlusses und des Erdschlusses bedingt verständlicherweise beträchtliche Anschaffungskosten, .die durch die vorliegende Erfindung vermieden werden. Erfindumgsgemäß sind der Wicklungsnullpunkt und der Drosselspulennullpunkt derart in Reihe über zwei Wicklungen eines Hilfstransformators mit geerdetem Nullpunkt verbunden, daß sich bei Windungssichluß ein kleiner und bei Erdschluß ein großer Widerstand im Ausgleichkreis ergibt zwecks Erfassung beider Fehlerarten durch eine einzige Drosselspule.

Die ' beiliegende schematische Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.

Die Klemmen des Drehstromgenerators ι sind parallel verbunden mit einer dreiphaisigen Drosselspule 2, deren Nullpunkt über den mit drei Wicklungen 3, 4, 5 versehenen Hilfstransformator mit dem Generatornullpunkt verbunden ist. Im Generatornullpunkt befindet sich zugleich noch ein Stromwandler 6, an dem ein Relais 7 angeschlossen ist. Die Wicklungen 4 und 5 des Hilfstransformators sind in Reihe so miteinander verbunden:, daß gleichsinnig durch die Wicklungen fließende Ströme keine magnetisieren de Wirkung auf den magnetischen Kreis ausüben, d. h. die Wicklungen 4 und 5 befinden sich dann im Kurzschlußzustand. Der Mittelpunkt der Spulen 4 und 5 liegt unmittelbar an Erde. Die Wicklung 3 auf dem Hilfstransformator ist über ein Relais 8 an eine Spannung gewünschter Größe und Phase gelegt. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit kann man. die Drosselspule 2 mit sekundären Wicklungen versehen, die im Dreieck geschaltet sind.

Gleichzeitig kann aber auch die Spannung für die Erregung der Wicklung 3 diesen dann ungleichen sekundären Wicklungen entnommenen werden. * • 'Die Arbeitsweise dieses Generatorschutzes ■bei Windungsschluß und Erdschluß läßt sich wie folgt erklären:

Bei Windungsschluß in irgendeinem Teil der Generatorwicklung wird bekanntlich eine Spannungsverlagerung- des Generatornullp unkt es verursacht, was einen Ausgleichstrom über die Wicklungen 4 und 5 zur Folge hat. In beiden Wicklungen fließt somit derselbe Strom (4 -f-1₀ = o), der nach der eingangs erwähnten Bestimmung keinen Einfluß auf den Magnetkreis des Hilfstransformators hat. Aus diesem Grunde wird dem Ausgleiahstrom/ß ein sehr kleiner Widerstand entgegengesetzt, wodurch die größtmögliche Empfindlichkeit erreicht wird. Der Strom i_m bleibt in diesem Falle unverändert und ist gleich dem Magnetisierungsstrom des Hilfstransformators.

Tritt anderseits beispielsweise in irgendeinem Punkte der Statorwicklung Erdschluß auf, so wird sich über den Erdschluß/? ein Strom i_a über die Erdverbindung und die Wicklung 4 schließen, der das Relais 7 zum Ansprechen bringt. Über die Wicklung 5 fließt je nach den Widerständen der angeschlossenen Leiterelemente im allgemeinen ein viel kleinerer Strom i₀. Infolge dieser beiden Tatsachen wirkt der Erdschrußstrom auf den Magnetkreis des Hilfstransformators ein und verursacht einen Zuwachs des Stromes i_m, der auch das Relais 8 in Bewegung setzt. Da sich die Wicklung 4 in diesem Falle nicht mehr im Kurzschlußzustand befindet, wird der Erdschlußstrom i_a infolge des größeren entgegengesetzten Widerstandes in zulässigen Grenzen gehalten.

Im Windungsschlußfalle wird nur das Relais 7 betätigt, wogegen im Erdschlußfalle Relais 7 wie auch Relais 8 ansprechen. Man kann also auf idiese Weise die Art des eingetretenen Fehlers unterscheiden.

Da auch in dieser Schaltung dem Generatornullpunkt eine Spannung E₀ aufgedrückt wird, erfaßt diese auch Erdschlüsse, die im no Nullpunkt selbst auftreten. Wenn diese Forderung nicht erwünscht ist, kann die Wicklung 3 weggelassen werden, wobei dann allerdings eine Unterscheidung zwischen Erd- und Windungsschlüssen nicht mehr möglich wäre.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   WicMungsschutzeinrichtung zur Erfassung von Windungs- und Erdschlüssen durch eine parallel an die Wickluragsklemmen angeschlossene Stützdrosselspule, da-

   durch gekennzeichnet, daß der Wicklungsnullpunkt und der Drosselspulennullpunikt derart in Reihe über zwei Wicklungen eines Hilfstransformators mit geerdetem Mittelpunkt verbuinden sind, daß sich bei. Windungsschluß ein kleiner und bei Erdschluß ein großer Widerstand im Ausgleichkreis ergibt zwecks Erfassung beider Fehlerarten durch eine einzige Drosselspule.

   Hierzu I Blatt Zeichnungen