DE1199866B

DE1199866B - Vorrichtung zum Schutz einer erregten Synchronmaschine gegen asynchronen Lauf

Info

Publication number: DE1199866B
Application number: DES90746A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Bonfert; Dr-Ing Dieter Freitag; Erika Maul; Dipl-Ing Erwin Zurowski
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-04-24
Filing date: 1964-04-24
Publication date: 1965-09-02

Description

Vorrichtung zum Schutz einer erregten Synchronmaschine gegen asynchronen Lauf Der Betrieb von Synchronmaschinen kann dadurch gestört werden daß die Maschine z. B. bei Untererregung, überlast oder mechanischen Störungen aus dem Synchronismus fällt und asynchron weiterläuft. Dauert der asynchrone Lauf der erregten Synchronmaschine längere Zeit, so können auf Grund von Rüttelkräften, Gehäusestößen usw. Beschädigungen eintreten. Daher empfiehlt es sich, den Motor nach dem Außertrittfall innerhalb relativ kurzer Zeit abzuschalten oder zu entregen. Daher ist es bekannt, Schutzvorrichtungen vorzusehen, die im Fall des Außertrittfallens der Maschine ansprechen und diese abschalten. Man verwendet dazu Relaiseinrichtungen, die auf die Wirkungen des asynchronen Laufs wie Leistungsfaktorverschlechterung, Untererregung oder Schlupffrequenz ansprechen. Ein Nachteil dieser Relaiseinrichtung ist, daß sie entweder sehr aufwendig sind oder, bei einfacherem Aufbau, nicht in allen Fällen richtig ansprechen.
F i g. 1 zeigt eine weitere bekannte Schutzvorrichtung für das Außertrittfallen einer Synchronmaschine. Die Ständerwicklung 1 der Synchronmaschine liegt über dem Hauptschalter 2 am Netz 3. Die Erregerwicklung 4 der Synchronmaschine wird von einer nicht dargestellten Gleichstromquelle gespeist. In diesem Erregerkreis der Synchronmaschine ist die Primärwicklung 5 des Transformators 6 eingeschaltet. Im Sekundärkreis 7 des Transformators 6 liegt das Überstromrelais 8, das mit dem Schalter 9 im Steuerkreis des Hauptschalters 2 der Synchronmaschine verbunden ist. Dieser Schalter 9 unterbricht normalerweise den zur Betätigung der Auslösevorrichtung 10 des Hauptschalters dienenden Stromkreis. Bei asynchronem Lauf der Synchronmaschine tritt im Erregerkreis ein Wechselstrom auf. Dieser bewirkt einen Strom im Sekundärkreis 7 des Transformators 6, der das überstromrelais 8 ansprechen läßt. Dadurch wird der Schalter 9 geschlossen und über den Hauptschalter 2 die Ständerwicklung 1 der Synchronmaschine abgeschaltet.
Diese bekannte Schutzvorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sie auch bei kurzzeitigen Spannungseinbrüchen bzw. Netzkurzschlüssen anspricht, die den Synchronmotor nicht außer Tritt werfen, da auch in diesen Fällen größere Wechselströme im Erregerkreis auftreten. Man kann diesen Nachteil dadurch vermeiden, daß man in der Schutzvorrichtung einen Transformator mit großer Eisensättigung verwendet. Da sich bei Kurzschlüssen ein hohes Gleichstromglied dem Erregerstrom überlagert, wird in diesen Fällen der Transformator so stark gesättigt, daß das überstromrelais nicht anspricht. Um ein sicheres Arbeiten der Schutzvorrichtung zu erreichen, muß jedoch der gesättigte Transformator jeweils an die betreffende Synchronmaschine angepaßt werden. Dies ist ein großer Nachteil.
Durch die Erfindung werden die geschilderten Nachteile der bekannten Vorrichtung zum Schutz einer erregten Synchronmaschine gegen asynchronen Lauf vermieden. Gemäß der Erfindung ist an einem im Erregerkreis der Synchronmaschine liegenden Nebenwiderstand ein weiteres überstromrelais angeschlossen, das einen weiteren Schalter im Steuerkreis des Hauptschalters betätigt, der dem Schalter des ersten überstromrelais entgegenwirkt. Das zweite überstromrelais spricht also an, wenn ein hohes Gleichstromglied im Erregerstrom auftritt und verhindert dadurch eine Abschaltung der Maschine insbesondere bei Kurzschlüssen. Die Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung ist einfach aufgebaut und arbeitet fehlerfrei. Sie kann den jeweiligen Synchronmaschinen durch eine einfache Verstellung der die Relais auslösenden Stromwerte angepaßt werden. Dadurch ist auch eine nachträgliche Änderung der Auslegung der Synchronmaschine möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der F i g. 2 dargestellt. Die Teile der Schutzvorrichtung, die mit den in der F i g. 1 gezeigten übereinstimmen, besitzen die gleichen Bezugszahlen.
Bei der Vorrichtung zum Schutz einer erregten Synchronmaschine gegen asynchronen Lauf ist im Erregerkreis die Primärwicklung 5 des Transformators 6 eingeschaltet. Im Sekundärkreis 7 des Transformators 6 liegt das überstromrelais 8, das mit dem Schalter 9 im Steuerkreis des Hauptschalters 2 der Synchronmaschine verbunden ist. Weiterhin ist im Erregerkreis der Synchronmaschine der Nebenwiderstand 11 eingeschaltet. An diesen Nebenwiderstand 11 ist das zusätzliche überstromrelais 12 angeschaltet. Dieses überstromrelais 12 betätigt den weiteren Schalter 13 im Steuerkreis des Hauptschalters z. Bei normalem Betrieb der Synchronmaschine ist der Schalter 9 geöffnet und der Schalter 13 geschlossen. Beide Schalter wirken also einander entgegen.
Tritt nun im Erregerkreis der Synchronmaschine ein Wechselstrom auf, weil die Synchronmaschine asynchron läuft, so spricht das überstromrelais 8 an. Es schließt den Schalter 9. Dadurch wird die Auslöseeinrichtung 10 mit Strom gespeist, so daß der Hauptschalter 2 die Ständerwicklung 1 der Synchronmaschine vom Netz 3 abschaltet. Die Vorrichtung zum Schutz gegen den asynchronen Lauf der erregten Synchronmaschine arbeitet also einwandfrei.
Bei einem kurzzeitigen Netzkurzschluß dagegen, der zwar in der Erregerwicklung einen Wechselstrom bewirkt, die Synchronmaschine jedoch nicht außer Tritt fallen läßt, arbeitet die Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung folgendermaßen; Der Netzkurzschluß bedingt im Erregerkreis nicht nur einen Wechselstrom, sondern auch ein hohes Gleichstromglied. Die überstromrelais 8 und 12 sprechen beide an. Dadurch wird zwar der Schalter 9 geschlossen, doch der Schalter 13 wird geöffnet. Im Steuerkreis kann also kein Strom fließen, so daß die Auslösevorrichtung 10 des Hauptschalters 2 nicht betätigt wird. Der Hauptschalter 2 bleibt also geschlossen, und die Synchronmaschine bleibt anf Netz 3:

Claims

Patentanspruch: Vorrichtung zum Schutz einer erregten Synchronmaschine gegen asynchronen Lauf, bei der im Erregerkreis der Synchronmaschine die Primärwicklung eines Transformators eingeschaltet ist, in dessen Sekundärkreis ein überstromrelais liegt, das mit einem Schalter im Steuerkreis des Hauptschalters der Synchronmaschine verbunden ist und beim Ansprechen den Ständerkreis der Maschine über den -Hauptschalter abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß an einem im Erregerkreis der Synchronmaschine liegenden Nebenwiderstand ein- weiteres überstromxelais angeschlossen ist; das einen weiteren Schalter. im Steuerkreis des Hauptschalters betätigt, der dem Schalter des ersten Überstromrelais entgegenwirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: -Deutsche Patentschriften Nr. 585 284, 941001, 899 972. deutsche Auslegeschrift Nr. 1053 637.