DE7522858U - Überwachungseinrichtung für ein Drehstromübertragungssystem - Google Patents

Description

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Fd/Kn.

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Ueberwachungseinrichtung für ein Drehstromübertragungssystem

Die Neuerung betrifft eine Ueberwachungseinrichtung für ein
Drehstromübertragungssystem mit je einem mehrphasigen Satz
von Primäranschlüssen und Sekundäranschlüssen, insbesondere
für Drehstromtransformatoren, mit einem Drehfeldbildner, der einen ersten und einen zweiten Drehfeldinduktor mit je einer Mehrphasenwicklung sowie einen mit diesen Drehfeldinduktoren magnetisch gekoppelten Anker mit wenigstens einer Wicklungsspule aufweist, wobei die Mehrphasenwicklung des ersten Drehfeldinduktors mit den Primäranschlüssen des Drehstromübertragungssystems und die Mehrphasenwicklung des zweiten Drehfeldinduktors mit den Sekundäranschlüssen des Drehstromübertragungssystems gekoppelt ist.

Der Betriebszustand von Drehstromübertragungssystemen, wie
Transformatoren, Maschinenkaskaden mit frequenz^eichen Primärund Sekundäranschlüssen, Netzkupplungen und dergleichen, ist weitgehend durch die relative Phasenlage der primär- und sekundärseitigen Drehstromsysteme gekennzeichnet, weshalb diese eine praktisch wichtige Mess- und Ueberwachungsgrösse darstellt. 'Speziell bei Drehstromti'ansformatoren mit galvanisch getrennter Primär- und Sekundärseite ist der ent-

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sprechende Phasenwinkel bzw. seine Aenderunß ein Indikator für einwandfreien Isolationszustand oder Kurzschluss zwischen den Wicklungen. Für die Ueberwachung werden üblicherweise umfangreiche und aufwendige Differentialrelaissohaltungen verwendet, wobei insbesondere wegen etwaiger Nullkomponenten der primär- und sekundärseitigen Stromsysteme besondere Kompensationsmassnahmen erforderlich sind, z.B. Zwlschenstromwandler mit Stern/Dreieckwicklung.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Ueberwachungseinrichtung für Drehstromübertragungssysterne, die sich durch einfachen Aufbau und entsprechend geringen Aufwand auszeichnet und unmittelbar den Phasenwinkel des Uebertragungsfaktors zu erfassen gestattet. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Bei einer solchen Einrichtung ist die induzierte Ankerspannung von der relativen Phasenlage der in den beiden Drehfeldinduktoren vorhandenen Drehfelder, und zwar von dem nierdurch bestimmten resultierenden Drehfeld, nicht in ihrer Phasenlage, sondern auch in ihrer Amplitude abhängig, so dass letztere in einfacher Weise als üeberwachungs- oder Messgrösse verwendet werden kann. Im allgemeinen wird man dabei die beiden Drehfelder vom primär- und sekundärseitigen Strom speisen, da

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die die relative Phasenlage der beiden Stromsysteme bei einer Störung, insbesondere bei einem Kurzschluss im Ueberwachungsobjekt eine starke Aenderung erfährt. In einem vorgegebenen Normalzustand können die beiden Drehfelder durch die angegebene Dreheinstellung in eine bestimmte Relativ-Phasenlage gebracht werden, der ein Bezugswert der induzierten Spannungsamplitude entspricht und von dem aus die etwa eintretende Phasenänderung gemessen werden kann. Zweckmässig werden die Leiden Drehfelder im Normal- oder Bezugszustand gegenphasig eingestellt, so dass die Bezugsamplitude der induzierten Ankerspannung Null ist. Die mechanische Einstellbarkeit ist mit einem äusserst geringen Aufwand verbunden und bedeutet wegen der begrenzten Einstellbewegung, die praktisch nur einmal erfolgt, weder elektrische Bewegungskontakte noch Verschleiss oder Störanfälligkeit.

Weiterhin kann wenigstens einer der Drehfeldinduktoren axialverschiebbar in bezug auf den Anker des Drehfeldbildners angeordnet werden. Dadurch ergibt sich mit den entsprechenden Vorteilen, wie soeben angeführt, die Möglichkeit einer Amplitudeneinstellung der von dem betreffenden Drehfeld induzierten Ankerspannungskomponente ohne Veränderung der Phasenlage, was z.B. für den Ausgleich unterschiedlicher Untersetzungsverhältnisse der im allgemeinen zwischen Drehstromanschluss und Drehfeldinduktor vorhandenen Messwandler von Vorteil ist.

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Die Neuerung wird wtiter anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, die eine Differentialüberwachungseinrichtung für einen Drehstromtransformator im Prinzipschaltbild zeigt.

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Der Drehstromtransformator 1 ist mit seiner Primärwicklung la an ein Netz R, S, T und mit seiner Sekundärwicklung'Ib an ein Netz U,- V, W angeschlossen. Diese Netze stellen somit den Primär- bzw. Sekundäranschluss des Drehstromübertragungssystems als Ueberwachungsobjekt dar. An beiden Anschlüssen ist ein Stromwandler 2 bzw. 3 in Sternschaltung vorgesehen. Ein Drehfeldbildner 4 weist zwei koaxial ineinander angeordnete sowie dreheinstellbar gelagerte Drehfeldinduktoren 5 und 6 mit zugehöriger Dreiphasenwicklung 5a bzw. 6a auf, die jeweils an den Stromwandler 2 bzw. 3 angeschlossen ist, und zwar über flexible, die Dreheinstellung nicht störende Zuleitungen. Innerhalb der Drehfeldinduktoren ist ein - gegebenenfalls dreheinstellbarer - Anker 7 mit einer einphasigen Wicklung 7a angeordnet. Durch die magnetische Kopplung zwischen den Drehfeldinduktoren und dem Anker wird in der Wicklung Ja. ein in seiner Amplitude nur von den Stromamplituden und der gegenseitigen Phasenlage der beiden Drehfelder abhängiges resultierendes Drehfeld erzeugt, welches eine entsprechend einphasige Ankerspannung induziert.

Die Drehfeldinduktoren sind in nicht näher dargestellter Weise auch axial verschiebbar bzw. einstellbar angeordnet, so dass die Verkettung der betrefferden Drehfelder mit der Ankerwicklung verändert werden kann.

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Durch Dreheinstellung der Induktoren 5 und 6 gegeneinander wird die Amplitude der Ankerspannung auf ein Minimum gebracht, was Gegenphasigkeit der beiden Drehfelder bedeutet. Sodann wird die Ankerspannungsamplitude durch Axialverschiebung des einen oder anderen Drehfeldinduktors mit entsprechender Veränderung der zugehörigen Amplitudenkomponente der Ankerspannung auf Null abgeglichen. Jede Abweichung des Phasenwinkels des Uebertragungsfaktors des Transformacors bewirkt nun das Erscheinen einer Ankerspannung als Indikatorgrösse.

Im Beispielsfall wird dies in einer Auswerteschaltung 8 mit einem Gleichrichter 8a und einem Grenzwertschalter 8b mit dem Schaltgrenzwert k festgestellt. Dieser Grenzwert kann nahe bei Null eingestellt werden, wobei lediglich der Störsignalpegel und noch zulässige Aenderungen des Uebertragungsphasenwinkels zu berücksichtigen sind. Es ergibt sich also eine wünschenswert empfindliche, aber auch genaue Ueberwachung des Phasenwinkels, der bei Kurzschluss im Transformator eine signifikante Aenderung erfährt. Stromschwankungen haben dagegen keinen Einfluss auf den Nullabgleich der Ankerspannung. In dieser Hinsicht ist also Sicherheit gegen Fehlalarm oder Fehlauslösung der nachgeordneten Schalteinrichtung 9 gegeben.

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Claims (3)

Schutzansprüche

1. Ueberwachungseinrichtung für ein Drehstromübertragungssystem mit je einem mehrphasigen Satz von Primäranschlüssen und Sekundäranachlüssen, insbesondere für Drehstromtransformatoren mit einem Drehfeldbildner (4), der einen ersten und einen zweiten Drehfeldinduktor (5 bzw. 6) mit je einer Mehrphasenwicklung (5a bzw. 6a) sowie einem mit diesen Drehfeldinduktoren magnetisch gekoppelten Anker (7) mit wenigstens einer Wicklungsspule (7a) aufweist, wobei die Mehrphasenwicklung (5a) des ersten DrehfeldinduKtors (5) mit den Primäranschlüssen (R, S, T) ά^Λ<? Drehstromübertragungssystems (1) und die Mehrphasenwicklung (6a) des zweiten Drehfeldinduktors (6) mit den Sekundäranschlüssen (U, V, W) des Drehstromübertragungssystems (1) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Drehfeldinduktoren (5,6) zueinander dreheinstellbar angeordnet sind.
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2. Ueberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch geker.n-

j zeichnet, dass der Anker (7) in bezug auf wenigstens ei

nen der Drehfeldinduktoren dreheinstellbar angeordnet

j ist.

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3. Ueberwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der ^rehfeldinduktoren in bezug auf den Anker axialverschiebbar angeordnet ist.

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