DE882115C - Erdschlussschutz fuer Zweiphasengenerator - Google Patents

Description

• Erdschlußschutz für Zweiphasengenerator Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Schutze eines Zweiphasengenerators hei Erdschluß im Generator. Für Drehstromerzeuger Ist eine große Anzahl derartiger Einrichtungen bekannt. Diese Anordnungen können jedoch nicht bzw. nicht ohne weiteres bei Zweiphasens.ystemen angewandt werden, ,da sie meist auf der Eigenart des Drehstromsystems beruhen oder zu, großen Aufwand erforderten.
• Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine einfache Anordnung zu erzielen, die einen zuverlässigen Schutz für einen Zzveiphasengenerator bei Erdschluß innerhalb der Anlage gewährleistet. Sie ist, wie die meisten derartiger Schutzeinrichtungen, unter Verwendung weiterer elektrischer Schaltelemente so aufgebaut, @daß bei Erdberührung der Generatorwicklung der Generator von einem Schalter abgeschaltet wird. Die Erfindung besteht in .der Verwendung eines Relais mit mindestens zwei voneinander unabhängigen Wicklungen, von denen .die eine durch die gleichgerichtete Gesamtspannurig des Generators und die andere durch eine Spannung gespeist wird, die durch Addition der gleichgerichteten Spannungsabfälle gebildet wird, die an dem an der einen Klemme des Generators angeschlossenen Ohmschen und an ,der anderen Klemme :des Generators angeschlossenen Blindwiderstand gegen Erde entsteht, wobei der Anker des Relais sich im normalen Betrieb in Ruhestellung.befindet und bei Erdschluß den Generator an .den Stromkreis eines den Ausschalter betätigendenRelaisschließt. DerBlindwiderstandkannsowohl kapazitiven als auch induktiven Charakter haben.
• Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung geht aus den Fig. r und 2 der Zeichnung hervor.
• Fig. r stellt das Ersatzbild des Generators mit den zwei gegen Erde angeschlossenen Widerständen und Fig. 2 das zugehörige Spannun.gsvektorenbild dar. Die Wicklungen des Zweil)liasengenerators liegen zwischen den Klemmen U und h. Zwischen Klemme U und Erde E -ist der Ohmsche Widerstand 2 und zwischen Klemme V und Erde E der beispielsweise kapazitivie Widerstand 3 angeschlossen. Es ist zweckmäßig, .die Beträge der Widerstände 2 und 3 gleichzumachen. Durch die Reihenschaltung der Widerstände 2 und 3 entsteht eine vektorielle Aufteilung der Spannung UV mit .dem Halbkreis als geometrischen Ort für den Teilungspunkt gemäß Fig.2, wobei der Teilungspunkt, der identisch mit der Erde E in Fig. i ist; bei gleich großen Widerständen 2 und 3 in der Mitte des Halbkreises, liegt.
• Werden die Spannungen UE und ETl arithmetisch addiert, so ist deren Summe größer als die Klemmenspannung UV .des Generators. Das erfindüngsgemäß verwendete Relais mit mindestens zwei Wicklungen wird so ausgelegt, daß der von dem Relais betätigte, die Ausschaltung des Generators einleitende Kontakt in Ruhe bleibt, wenn die eine Wicklung von der Spannung UV und die ändere Wicklung von der arithmetischen Summe der Teilspannungen UE und ETl im normalen Betriebsfall erregt wird. Tritt nun an irgendeiner Stelle, z. B. Stelle A in Fig. i, ein Erdschluß ein, so brechen die Spannurigen an den Widerständen 2 und 3, die nach dem Erdschluß nicht mehr rechtwinklig zueinander liegen können, auf einen Wert zusammen, der den Projektionen der Spannungsvektoren UE und ETl auf den Spannungsvektor UV entspricht. In .diesem Fäll ist dann die geometrische Summe der Teilspannungen UE und EV gleich deren arithmetischer Summe, so däß ,das Gleichgewicht an,dem vorstehend erwähnten Relais gestört ist, und der mit .diesem Relais verbundene Kontakt den Relaisstromkreis für den Ausschalter schließen kann.
• Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels gemäß der Fig. 3 der Zeichnung noch näher erläutert.
• Die. Generatorwicklung i hat die Klemmen U und V. Zwischen der Klemme U und der Erde E liegt der Oh.msche Widerstand :2 und zwischen der Klemme V und Erde E die Kapazität 3. Die Gesamtspannung UV und die Teilspannungen UE und ETl werden, insbesondere wenn .die vom Generator gelieferte Spannung sehr hoch ist, über Spannungswandler q., 5 und, 6 den Gleichrichtern 7, ä und 9 zugeführt. Zweckmäßigerweise legt man dabei die Spannungswandler q., 5 und 6 mit gleichem Übersetzungsverhältnis aus. Das Relais io hat zwei Wicklungen i i und 1ä. Die Wicklung i i wird, von der gleichgerichteten: Spannung UV gespeist, während,die Wicklung 12 ,durch ,die Summe der gleichgerichteten Spannungen UE und Eh, diie der arithmetischen Summe der Wechselspannungen UE und ETA entspricht, gespeist wird. Die Wicklungen ii und 12, sind so ausgelegt, .daß im normalen Betriebsfall, d. h. bei einem nicht durch Erdschluß gestörten Betrieb, Gleichgewicht ,herrscht und der Kontakt 13 sich in Ruhestellung befindet.
• Erfolgt an irgendeiner Stelle der Wicklung i ein Erdschluß, so verkleinern sich die Spannungen. an den Widerständen 2 und 3 bei gleichzeitiger Änderung der Phase derart, daß die arithmetische Summe ihrer Vektoren gleich der Spannung Uli ist. Damit ist eine Verkleinerung der erregenden Gleichspannung für die Wicklung r2 verknüpft, so däß .das Gleichgewicht am Relais io gestört ist und der Kontakt 13 .durch die gleich stark gebliebene Erregung der Wicklung ii betätigt wird.
• Der Kontakt 13 schließt den Stromkreis der Spannungsquelle 14 für das Relais 15; das, dien Schalter 16 vor dem Generator i öffnet.
• Der Schalter 16 ist hier auf beispielsweise der Obers.pannungssoite eines Transformators 17 gezeichnet. Dies schließet nicht aus, daß der Generator i bei entsprechender Höhe der Spannung auch über den Sehalter 16 .direkt an ein Netz oder eine Sammelschiene angeschlossen werden kann.
• Die gleiche Schutzwirkung erzielt man, wenn die Kapazität 3 durch eine Induktivität ersetzt wird. Im normalen Betrieb entsteht ein ständiger Stromfluß von der Klemme U über den Ohmschen Widerstand 2 nach Erde und die Kapazität 3 zur Klemme V. Es ist näheliegen:d, die Erwärmung .des Widerstandes: 2. nutzbar zu machen. Dies kann, z. B. mit Hilfe eines Heißwasserspeichers geschehen, dessen Heizelement zweckmäßigerweise über einen entsprechend ausgelegten Transformator .an die Spannung UE angeschlossen wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Erdschlußschutz für 7- iwephasengenerator, der über einen Schalter an ein Netz oder eine Sammelschiene angeschlossen ist, gekennzeichnet .durch .die Verwendung eines Relais (io) mit mindestens zwei voneinander unabhängigen Wicklun:gen(ii, i2), von denen die eine (ii) durch die gleichgerichtete Gesamtspannung (UV) .des Generators (i) und die andere durch eine Spannung gespeist wir.d,die.durch Addition der gleichberichteten Spannungsabfälle gebildet wird, die an dem Ohmschen Widerstand (2) zwischen Erde und der einen Klemme (U) des Generators (i) und an .dem Blindwiderstand (3) zwischen Erde E und der anderen Generatorklemme (Tl) entsteht, wobei der Anker dies Relais (13) sich im normalen Betrieb in Ruhestellung befindet und bei Erdschluß im Generator (i) den Stromkreis eines den Ausschalter (16) betätigenden Relais (15) schließt.
2. 2. Erdschlußschutz nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß; der Blindwiderstand (3) kapazitiver Natur ist.
3. 3. Erdschlußschutz nach Anspruch i und 2, dadurch ,gekennzeichnet, daß der Ohmsche Widerstand (2) und der kapazitive. Widerstand (3) gleiche Beträge haben. q.. Erdschlußschutz nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtspannung (UV) und, die Teilspannungen (UE; EV) über Spannungswandler (q., 5, 6) den Gleichrichtern (7, 8, 9) zugeführt werden. 5. Erdschlußschutz nach Anspruch d., gekennzeichnet durch .das gleiche Übersetzungsverhältnis der Spannungswandler (.4, 5, 6). 6. Erdschlußschutz nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter für .die Teilspannungen (UE, EV) gleichstromseitig in Reihe liegen. 7. Erdschlußschutz nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Relais betätigte Kontakt (i3) den Stromkreis einer fremden Spannungsquelle (i4) schließ,t. B. Erdschlußschutz nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, <iaß der Generator (i) über einen Transformator (i7) angeschlossen ist und der Schalter (i6) auf der Oberspannungsseite des Transformators (i7) liegt. g. Erdschlußschutz nach Anspruch i oder einem der folgenden, .dadurch gekennzeichnet, daß die durch den. ständigen Stromfiuß in dem Ohmschen WHerstan.d (2) hervorgerufene Erwärmung z. B. durch einen Heißwasserspeicher ausgenutzt wird. io. Erdschlußschutz nach Anspruch g, da-.durch gekennzeichnet, .daß -das Heizelement des Heißwasserspeichers über einen Transformator an die Spannung der einen Generatorklemme gegen Erde angeschlossen ist.