DE601099C

DE601099C - Device for the rapid de-energization of electrical machines

Info

Publication number: DE601099C
Application number: DEA50455D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Robert Pohl
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1927-03-29
Filing date: 1927-03-29
Publication date: 1934-08-08

Description

Einrichtung zur Schnellentregung von elektrischen Maschinen Bei der Entregung der Feldwicklungen von elektrischen Maschinen, insbesondere großer Wechselstromgeneratoren, ist es .nicht ohne weiteres angängig, die Abschaltung momentan vorzunehmen, da dabei an den Enden der Feldwicklung Selbstinduktionsspannungen solcher Höhe auftreten, da.ß die Isolation gefährdet wird. Um diese Überspannungen zu vermeiden, hat man daher statt der unmittelbaren Abschaltung einen Widerstand begrenzter Höhe in den Kreis der Feldwicklung eingeschaltet. Hierdurch entsteht im ersten Moment nur eine Überspannung unzulässiger Höhe, und diese klingt mit dem Erregerstrom ab.Device for the rapid de-energization of electrical machines De-excitation of the field windings of electrical machines, especially large alternators, it is .not easily accessible to switch off at the moment, as this is happening self-induced voltages of such magnitude occur at the ends of the field winding, that the isolation is endangered. To avoid these overvoltages, one has Therefore, instead of the immediate shutdown, a limited amount of resistance in the Field winding circuit switched on. This creates only one at first Overvoltage of an impermissible level, and this subsides with the excitation current.

Die Benutzung eines solchen Widerstandes hat aber einen Einfluß auf die Zeitkonstante T- der Feldwicklung, -und je geringer man den Widerstand in Rücksicht auf die Begrenzung der Überspannungcn wählt, desto länger ist die Abklingzeit. Diese Verzögerung kann aber besonders bei der Entregung großer Generatoren, die unter Vermittlung von Schutzrelais eingeleitet wird, ernstliche Folgen verursachen. Es ist daher wünschenswert, die Entregung der Feldwicklung elektrischer Maschinen zwar unter Vermeidung unzuträglicher Spannungserhöhungen, ,aber doch mit möglichster Zeitkürze vorzunehmen.The use of such a resistor has an influence on the time constant T- the field winding, and the lower the resistance is chosen in view of the limitation of the overvoltage, the longer the decay time. However, this delay can cause serious consequences, especially when large generators are de-energized, which is initiated by means of protective relays. It is therefore desirable to de-excite the field winding of electrical machines while avoiding unacceptable voltage increases, but with the shortest possible time.

Es ist nun zwar schon vorgeschlagen worden, die Zeitkonstante dadurch zu verkürzen, daß man während des Entregungsvorganges durch stufenweises Zuschalten von Widerständen den Entregungswiderstand stufenweise vergrößert; dabei müssen aber eine Reihe von Schaltern vorgesehen und während des Entregungsvorganges betätigt werden.It has already been suggested that the time constant thereby to shorten that you can switch on in stages during the de-excitation process the de-excitation resistance is gradually increased by resistors; but have to a number of switches are provided and operated during the de-energization process will.

Diese Nachteile vermeidet die Erfindung dadurch, daß an Stelle eines Entregungswiderstandes normaler Art oder eines unterteilten, stufenweise einschaltbaren Widerstandes in den Kreis der Feldwicklung ein fester Widerstand geschaltet wird, der eine mit Abfall der ihm aufgedrückten Spannung, also auch des ihn durchfließenden Stromes, momentan ansteigende Widerstandscharakteristik besitzt.The invention avoids these disadvantages in that instead of one De-excitation resistor of a normal type or a subdivided, step-by-step switchable Resistance, a fixed resistor is connected in the circuit of the field winding, the one with a drop in the tension imposed on him, including the tension flowing through him Current, momentarily increasing resistance characteristic.

Die Anordnung negativ spannungsabhängiger Widerstände parallel zu Wicklungen hoher Selbstinduktion, um einen großen Spannungsabfall an den Enden solcher Wicklungen bei Schaltvorgängen zu vermeiden, ist an sich bekannt. Nach diesem Prinzip würden auch elektrische Apparate gegen von außen hereinkommende Wanderwellen. geschützt, indem sich der Widerstand beim Auftreffen der Überspannung selbsttätig auf einen geringen Wert einstellt und die Energie der Wanderwelle aufnimmt.The arrangement of negative voltage dependent resistors in parallel too Windings of high self-induction to a large voltage drop at the ends of such Avoiding windings during switching operations is known per se. According to this principle would also protect electrical devices against traveling waves coming in from outside. protected, by increasing the resistance when the Automatic overvoltage sets to a low value and absorbs the energy of the traveling wave.

Im Gegensatz hierzu handelt es sich beim Gegenstand der Erfindung nicht darum, von außen kommende Störungen von der Wicklung fernzuhalten, sondern darum, die innerhalb der Erregerwicklung elektrischer Maschinen beim Abschalten frei werdende Energie möglichst rasch zu vernichten und so eine schnelle Entregung zu bewirken.In contrast, it is the subject of the invention not about keeping external interference away from the winding, but rather about the inside of the field winding of electrical machines when they are switched off to destroy released energy as quickly as possible and thus a quick de-excitation to effect.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden.On the basis of the drawing, the invention is intended to be in an exemplary embodiment to be discribed.

Die Abb. i zeigt durch Kurve I, wie bei oder Anwendung bisheriger Maßnahmen, z. B. bei der Parallelschaltung eines spannungsunabhängigen Widerstandes und Abschaltung der erregenden Spannung nach Abb. 2, der in dem Kreis der Erregerwicklung fließende Strom allmählich abklingt. Die Zeitkonstante T-- des Kreises ist hierbei konstant. Kurve II zeigt einen Fall des Abklingens nach der Erfindung. Dabei ist T'== - f1 (J), da der äußere Widerstand W des Kreises jetzt eine Funktion des Stromes T ist. Und zwar fällt T' sehr stark mit fallendem T. Der Entregungsvorgang wäre besonders günstig, nämlich mit konstanter Überspannung an den Wicklungsenden, wenn er in der durch die schwach konvexe Kurve III der Abb. i gekennzeichneten Weise verliefe, welche die Kurve II in ihrem Anfang tangiert, wobei angenommen ist, daß die Überspannung an den Enden der Wicklung E (Abb. 2) im ersten Moment der Entregung nach Kurve II die höchstzulässige Höhe erreicht.Fig. I shows by curve I, how with or application of previous measures, z. B. in the parallel connection of a voltage-independent resistor and switching off the exciting voltage according to Fig. 2, the current flowing in the circuit of the excitation winding gradually decays. The time constant T-- of the circle is constant here. Curve II shows a case of decay according to the invention. Where T '== - f1 (J), since the external resistance W of the circuit is now a function of the current T. T ' falls very sharply with falling T. The de-excitation process would be particularly favorable, namely with a constant overvoltage at the winding ends, if it proceeded in the manner characterized by the slightly convex curve III in Fig. I, which curve II at its beginning is affected, it being assumed that the overvoltage at the ends of the winding E (Fig. 2) reaches the maximum permissible level in the first moment of de-excitation according to curve II.

Dadurch, daß ein Widerstand W mit richtig bemessener Spannungsabhängigkeit dauernd oder unmittelbar vor der Abschaltung parallel zur Wicklung E gelegt wird, hat man nun erfindungsgemäß ein Mittel in der Hand, die Entregung schnellstens und ohne gefährlichen Spannungsanstieg ähnlich der .durch die konvexe Kurve III gekennzeichneten Weise, nämlich etwa nach der Kurve IV, vor sich gehen zu lassen. Nötigenfalls wird hierzu eine Kombination von spannungsabhängigen und konstanten Widerständen verwendet. Die gegebenenfalls selbsttätige Öffnung eines Schalters leitet die Entregung ein, die dann ohne Zuhilfenahme weiterer Schaltgeräte angenähert den gewünschten Verlauf nimmt.By having a resistor W with a properly dimensioned voltage dependence is placed in parallel to winding E continuously or immediately before switching off, you now have a means in hand according to the invention, the de-excitation as quickly as possible and without a dangerous increase in voltage similar to that indicated by the convex curve III Way, namely after about curve IV, to let go. If necessary, will a combination of voltage-dependent and constant resistances is used for this. The automatic opening of a switch, if necessary, initiates de-excitation, which then approximated the desired course without the aid of further switching devices takes.

Der spannungsempfindliche Widerstand Tal, wird hiernach die günstigste Wirkung ausüben, d. h. das magnetische Feld wird in möglichster Zeitkürze verschwinden, wenn er in seiner Größe und Charakteristik so abgeglichen ist, daß die während der Entregung an den Enden der Ernegerwicklung auftretende Überspannung wenigstens annähernd konstant ist, und zwar gleich der für diese Wicklung höchstzulässigen Überspannung.The voltage-sensitive resistor valley is then the cheapest Have an effect, d. H. the magnetic field will disappear in the shortest possible time, if it is so balanced in its size and characteristics that the during the De-excitation at the ends of the energizing winding at least approximately is constant, namely equal to the maximum permissible overvoltage for this winding.

Gegen anormale Vorgänge, wie sie etwa vorliegen, wenn der Augenblick eines Kurzschlusses einer Maschine mit dem ihrer Entregung zusammenfällt, könnte man anderweitige Schutzvorkehrungen treffen, etwa eine parallel zum Widerstand liegende Durchschlagssicherung vorsehen, die nicht zum Wesen der Erfindung gehören.Against abnormal occurrences, such as those that exist when the moment a short circuit of a machine with that of its de-excitation coincides you take other protective measures, such as one that is parallel to the resistor Provide puncture protection, which do not belong to the essence of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the rapid de-energization of electrical Machines, characterized in that for the destruction .der when switching off in the Field winding released energy is switched into the circle of the field winding Fixed resistance with a momentarily increasing as the voltage applied to it drops Resistance characteristic is used.

2. Device according to claim i, characterized in that that the voltage-dependent resistor is permanently parallel to the field winding or is placed in parallel with it immediately before switching off the field winding.

3. Device according to Claims i and 2, characterized in that the voltage-dependent Resistance is balanced in its size and characteristics, if necessary in Combination with a voltage-independent resistor that the highest permissible Overvoltage reached at the ends of the field winding at the beginning of the de-excitation and is kept as constant as possible during the further duration of the de-excitation.