DE644964C - Schutzeinrichtung fuer eine elektrische Kraftuebertragungsanlage - Google Patents

Description

Bei elektrischen Krafterzeugungs- oder Übertragungsanlagen ist es allgemein üblich, zur Verhinderung von Überlastungen Schutzeinrichtungen vorzusehen, die derart arbeiten, daß beim Auftreten eines Uberstromes oder eines Kurzschlusses die in Frage kommenden Kraftverbraucher oder Krafterzeuger abgeschaltet werden. So ist es z. B. bekannt, einen Elektromotor durch eine vom Motorstrom und von der am Motor liegenden Spannung abhängige Einrichtung zu schützen, die bei bestimmten, den Betrieb gefährdenden Bedingungen den Motor vom Netz abschaltet. Für elektrische Schiffspropellerantriebe sind solche Schutzeinrichtungen nicht zweckentsprechend, denn bei diesen würde man das Fahrzeug manövrierunfähig machen, wenn die Überlastung gerade in einem kritischen Augenblick auftritt und

ao nun der Propellermotor von dem zugehörigen Stromerzeuger getrennt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Kraftübertragungsanlagen, bei denen die übertragene Leistung sich gleichmäßig mit der Drehzahl der Krafterzeuger ändert und bei denen mehrere elektrische Stromerzeuger und Motoren wahlweise zusammenarbeiten. Um den Betrieb bei Überlastungen einwandfrei zu sichern, ohne daß die erwähnten Nachteile des Abschaltens auftreten, beschränken erfindungsgemäß auf Überlastung (z. B. Überstrom) der Stromerzeuger oder der Motoren oder beider zusammen ansprechende Relais mittelbar die Drehzahl der zugeordneten Stromerzeugerantriebsmaschinen auf den der jeweiligen Höchstlast entsprechenden Wert. Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung sind Schiffs- oder andere Fahrzeugantriebe.

Es ist zwar bei einem Zweipropellerschiffsantrieb schon bekannt, die Überlastung des speisenden Stromerzeugers bei Kurvenfahrt dadurch zu vermeiden, daß eine Regeleinrichtung auf den Unterschied der den beiden Antriebsmotoren zufließenden Ströme anspricht und je nach der Größe dieses Unterschiedes eine Entlastung der Stromerzeugerantriebsmaschine vornimmt. Hier sind im Gegensatz zur Erfindung keine auf Überlastung ansprechenden Relais vorhanden, und die bekannte Einrichtung ist nicht in der Lage, eine Überlastung des Stromerzeugers zu verhüten, wenn diese Überlastung durch gleichmäßige Überlastung der beiden Motoren hervorgerufen wird. Die Anordnung Sf gemäß der Erfindung arbeitet im Gegensatz dazu einwandfrei, gleichgültig, ob es sich um eine Überlastung handelt, die durch äußere

") Von dem Patent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Frits Müller in Rüstringen, Oldb.

Einflüsse, ζ. Β. größere Widerstände im Wasser, herbeigeführt ist, oder ob die Überlastung durch den jeweiligen Betriebszustand, z. B. Anzahl der im Betrieb
liehen Maschinen oder Kurvenfahrt,

gerufen ist. ^ffc_v

In der Zeichnung ist ein Ausführungsber-* '·' spiel der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. ι zeigt das Schaltbild eines mit zwei ίο Drehstromerzeugern und zwei Drehstrommotoren ausgerüsteten Zwei Schraubenschiffes mit den Schaltungen, die im Falle aller Verbindungen der Stromerzeuger und Motoren notwendig sind, um die leistungsabhängigen Vorrichtungen der Motoren stets auf die Begrenzungsvorrichtungen derjenigen Stromerzeuger wirken zu lassen, von denen die betreffenden Motoren gerade gespeist werden. Mit den Dampfturbinen 1 und 2 sind die Drehstromerzeuger 3 und 4 gekuppelt Stromerzeuger 3 arbeitet normal auf den Propellermotor 5, Stromerzeuger 4 auf den Propellermotor 6. Jedem der Stromerzeuger ist ein Überlastungsrelais 7 oder 8 und jedem der Motoren ist ein Überlastungsrelais 9 oder 10 zugeordnet. Jede der beiden Dampfturbinen ist mit einer elektromagnetischen Drehzahlbegrenzungsvorrichtung ausgerüstet. Die Magnetspulen 14 und 14' dieser Vorrichtungen liegen in einem Gleichstromkreise, der über die Unterbrechungsstellen der Überlastungsrelais 7, 8, 9, 10 geführt ist. Dieser Gleichstromkreis ist daher nur geschlossen, wenn eines oder mehrere der Relais angezogen haben. Die Magnetspulen der Relais 7 und 9 oder 8 und 10 werden vom Ankerstrom der Maschinen 3 und 5 oder 4 und 6 durchflossen. In jedem der Ankerstromkreise ist ein Stromerzeugerschalter 21 und 22 und ein Motorschalter 23 und 25 vorgesehen. Diese Schalter können von Hand oder mittels Fernsteuerung bedient werden. Für den Fall, daß zwecks Speisung der beiden Motoren durch nur einen Stromerzeuger die beiden Ankerstromkreise miteinander verbunden werden sollen, ist zwischen dem Stromerzeuger und dem Motorschalter ein Kupplungsschalter 24 angeordnet. Mit den Stromerzeugerschaltern 21 und 22 ist je ein Hilfsschalter 12 und 13 zwangsläufig so verbunden, daß, wenn der Schalter 21 oder 22 sich schließt, der Schalter 12 oder 13 sich öffnet und umgekehrt. Die Hilfsschalter 12 und 13 sind in dem die Magnetspulen 14 und 14' der Drehzahlbegrenzungsvorrichtungen speisenden Gleichstromkreise in Hintereinanderschaltung mit den beiden Schalthebeln eines Doppelhebelumschalters 11 angeordnet, der mit dem Kupplungsschalter 24 derartig zwangsläufig verbunden ist, daß die beiden Schalthebel des Schalters 11 beim öffnen des Kupplungsschalters 24 in die eine und beim Schließen dieses Schalters in die andere Um-.j.schaltstellung übergehen. Der eine der bei- * ligij Schalthebel des Umschalters 11 liegt in

mit der Unterbrechungsstelle des Mo-■Ms^überlastungsrelais 9, der andere in Reihe >Üfit der Unterbrechungsstelle des Motorüber- lastungsrelais 10. Die übrigen Schaltverbindungen ergeben sich im einzelnen ohne weiteres aus der Zeichnung.

Wenn bei geöffnetem Kupplungsschalter 24 der Stromerzeuger 3 auf den Motor S und der Stromerzeuger4 auf den Motor6 arbeiten (normale Schaltungsweise), sind die Schalter 21, 22 geschlossen und die Schalter 12, 13 geöffnet; den Magnetspulen 14, 14' kann der Strom sowohl über die Unterbrechungsstellen der Motorüberlastungsrelais 9, 10 als auch durch die zu diesen parallel geschalteten Unterbrechungsstellen der Stromerzeugerüberlaetungsrelais 7, 8 zugeführt werden.

Bei geschlossenem Kupplungsschalter 24 dagegen kann, falls der Stromerzeugerschalter 21 geschlossen und 22 geöffnet ist, der Stromerzeuger 3 auf beide Motoren 5 und 6 zugleich arbeiten, desgleichen, falls der Stromerzeugerschalter 22 geschlossen und 21 geöffnet ist, der Stromerzeuger 4 auf beide Motoren 5 und 6. Arbeitet Stromerzeuger 3, so kann der Strom für die Magnetspule der Drehzahlbegrenzungsvorrichtung 14 entweder über die Unterbrechungsstelle der Motorrelais 9 oder 10 und die Schaltern und 13 oder über die Unterbrechungsstelle des Stromerzeugerrelais 7 geführt werden; arbeitet dagegen Stromerzeuger 4, so kann die Magnetspule 14' durch einen Strom erregt werden, der seinen Weg entweder über die Unterbrechungsstelle der Motorschaltrelais 9 oder »00 10 und die Schalter n und 12 oder über die Unterbrechungsstelle des Stromerzeugerrelais 8 nimmt.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung ' eines Ausführungsbeispieles für eine Leistung oder Drehzahlbegrenzungseinrichtung. Wenn die Magnetspule 14 durch Ansprechen der leistungsabhängigen Vorrichtung eines Stromerzeugerrelais 7 oder Motorrelais 9 oder 10 Spannung erhält, wird der Magnetanker 15 no gegen die Wirkung einer Dämpfungsvorrichtung 16 und einer Feder 17 angezogen. Nach einer willkürlich einstellbaren Zeit wird durch einen Anschlag im Innern des Ankers 15 das Gestänge eines Drosselventils 19 mit- 1*5 genommen, das in der Dampfzuleitung 20 zur Turbine 1 angeordnet ist. Durch die Einstellung des Drosselventils 19 wird auf diese Weise eine Begrenzung der zugeführten Leistung und damit der Drehzahl der Turbine 1 iso und des Stromerzeugers 3 bewirkt. Eine Feder 18 bringt nach Aufhören der die Über-

die Feder i~ von neuem in

lastung hervorrufenden Ursache die Leistungsbegrenzungsvorrichtung wieder in die Ruhestellung zurück. Auch der Anker der Magnetspule der Drehzahlbegrenzungsvorrichtung 14 wird durch

Bereitschaftsstellung gebracht.

Natürlich läßt sich durch Haltekontakte oder ähnliche Mittel der Begrenzungszustand der Leistung oder Drehzahl der Antriebs ίο maschine so lange aufrechterhalten, bis ein etwa vorhandener Fehler durch den Bedienungsmann beseitigt ist.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung eignet sich vorzugsweise für Propellerantriebe von Schiffen. Sie vreist gegenüber bekannten Einrichtungen folgende Vorteile auf:

1. Werden die Maschinen in einer Verbindung geschaltet, welche eine Gefährdung der Stromerzeuger oder Motoren möglich macht, so tritt nicht mit der Umschaltung zugleich zwangsläufig auch die Begrenzungsvorrichtung in Tätigkeit, sondern es wird erst das wirkliche Auftreten einer Überlast abgewartet, bevor eines der Begrenzungsmittel in Kraft tritt.

2. Auch bei normaler Schaltungsweise, bei der im allgemeinen eine Überlastung weniger zu befürchten ist, sind die Mittel zur Verhütung der Überlastung dauernd betriebsbereit. Dadurch ist im Falle eines Kurzschlusses oder eines sonstigen Fehlers am Kraftverbraucher oder in den Leitungen jederzeit ein Schutz der gesamten Kraftübertragungsanlage gewährleistet.

3. Es ist trotz der Anordnung von leistung- oder drehzahlbegrenzenden Mitteln möglich, kurzzeitig auch mit voller Kraft und sogar mit Überlastung der Maschinen zu fahren, was gerade beim Schiffsbetrieb und ähnlichen Fahrzeugbetrieben mit elektromotorischem Antrieb unter Umständen wichtig sein kann. So kann beispielsweise ein Zusammenstoß dadurch verhütet werden, daß die Maschine, ohne Rücksicht auf ihre Gefährdung, kurzzeitig eine übernormale Höchstlast hergibt.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   ι. Schutzeinrichtung für eine elektrische Kraftübertragungsanlage, bei der sich die übertragene Leistung gleichmäßig mit der Drehzahl der Krafterzeuger ändert und mehrere elektrische Stromerzeuger und Motoren wahlweise zusammenarbeiten, insbesondere für Schiffs- oder andere Fahrzeugantriebe, dadurch gekennzeichnet, daß auf Überlastung (z. B. Überstrom) der Stromerzeuger oder Motoren oder beide zusammen ansprechende mit Zeitverzögerung arbeitende Relais mittelbar die Drehzahl aller Antriebsmaschinen der jeweils von der Überlastung betroffenen Stromerzeuger auf den der jeweiligen Höchstlast entsprechenden Wert beschränken, so daß kurzzeitig eine starke Belastung der von den Relais überwachten Maschinen möglich ist.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stromerzeugern zugeordneten Überlastrelais empfindlicher eingestellt sind als die den Motoren zugeordneten Relais.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Überlastung ansprechenden Relais zeitabhängig gestaffelt sind, derart, daß eine schrittweise arbeitende weitere Entlastung der Krafterzeuger oder Verbraucher vorgenommen wird, wenn das .Ansprechen eines Relais noch nicht die Überlastung der Maschinen be- So seitigt hat.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die den elektrischen Maschinen zugeordneten Überlastrelais mit den Hauptschaltorganen der Maschinen derart verriegelt sind, daß sie im Falle des Ansprechens die Drehzahl der jeweils im Betrieb befindlichen Antriebsmaschinen beeinflussen. go

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   BERLIN. - GEDBCCKT IN DER