Erdsehlussschutzeinrichtung für Wechselstromerzeuger. Bei Erdschlussschutzeinrichtungen von Wechselstromerzeugern ist es wesentlich, die Schutzeinrichtung derart auszuführen, dass die Einrichtung auch wirksam wird, wenn der Erdschluss in einem solchen Punkte der Wick lung entsteht, dass die zur Verfügung ste hende Erdschlussspannung nicht mehr aus reicht, um das Erdschlussrelais zum An sprechen zu bringen. Die bisher zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagenen Schaltungen sind zum Teil nur dann brauchbar, wenn der Stromerzeuger in Stern geschaltet ist und der Sternpunkt über einen Widerstand oder eine Drosselspule geerdet ist.
Durch die Erfindung wird eine neue Schaltung angegeben, die unabhängig von der Schaltung des Stromerzeugers ist. Die Erd- schlussschutzeinrichtung besteht erfindungs gemäss darin, dass mit den Wicklungen des zu schützenden Erzeugers ein Hilfsapparat verbunden ist und dass ein Punkt dieses Hilfsapparates, der unabhängig davon, an welcher Stelle des Schutzbereiches der Erd- schluss auftritt, ein zum Auslösen des Erd- schlussschutzrelais genügendes Potential gegen Erde besitzt, über Erdungswiderstände geer det ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Erfindung dargestellt. Abb. 1 zeigt die Schutzeinrichtung für einen beliebig ge schalteten Generator 8, der über einen eben falls beliebig geschalteten Transformator 9 an das Netz angeschaltet werden kann. 6 ist eine Hilfsdrosselspule, an die in einem ge eigneten Punkt ein Erdungswiderstand 21 und ein Erdschlussrelais 11 angeschlossen sind.
Wesentlich für die Erreichung des Er findungszweckes ist hier, dass der Erdungs- widerstand 21 und das Erdschlussrelais 11 nicht im Nullpunkt 10 der Hilfsdrosselspule, sondern an einem solchen Punkt, zum Bei spiel 7, angeschlossen sind, dessen Potential keinen Punkte der geschützten Maschine entspricht, da sonst unter -Umständen keine genügende Potentialdifferenz vorhanden wäre, um das Erdschlussrelais zum Ansprechen zu bringen. Aus diesem Grunde muss die Schal tung der Hilfsdrossel eine andere sein als die des zu schützenden Generators oder Trans formators.
In der Zeichnung ist angenommen, dass der Generator, beziehungsweise die Primärseite des Transformators in Dreieck oder Stern geschaltet ist, während die Hilfs drossel 6 Zickzackschaltung besitzt. Bei einem Erdschluss in einem beliebigen Wicklungsteil des Schutzbereiches, zu dem auch der grösste Teil der Wicklung der Hilfsdrosselspule 6 selbst gehört, entsteht daher unter Einfluss der Spannungsverschiebung in dem bekannten Erdschlussrelais 11 ein Strom, der in bekann ter Weise zur Abschaltung des kranken Ma schinensatzes und zur Aberregung des Gene- rators 8 führt.
Man kann an Stelle der Hilfs drossel 6 auch einen Hilfstransformator verwenden, dessen Schaltung der oben ange gebenen Bedingung genügen muss, im übrigen aber beliebig sein kann.
In Abb. 2 ist die Erfindung für einen auf Sammelschienen RST arbeitenden Generator 8 dargestellt, von denen einmal ein Trans formator 12 und anderseits ein Kabelnetz versorgt wird, das erhebliche Ausdehnung und daher bedeutende Kapazität gegen Erde besitzen möge. Der Schutzbereich für Erd- schluss im Generator 8 ist in bekannter Weise durch den Stromwandlersatz 13 abgegrenzt. Die Hilfsdrossel 6 ist hier als Transformator ausgebildet und besitzt zunächst eine sym metrische Sternwicklung und einen Null punkt 14. In einer Phase., nach der Zeich nung die Phase V, setzt sich die Wicklung jedoch über den Nullpunkt 14 fort.
Dieser Wicklungsteil 15 dient dazu, die für die Erregung des Erdschlussrelais erforderliche Spannungsverschiebung zu erzeugen. Nach dem aus Abb. 3 ersichtlichen Diagramm ist die zwischen Erde und dem Nullpunkt 14 des Systems erzeugte Spannung V2 in Phase mit der Spannung V. Eine Sekundärwicklung 16 der Phase V speist drei parallel geschal tete Primärwicklungen eines Zusatztransfor mators 17 und eine Drossel 22.
Die Sekun därwicklungen des Zusatztransformators 17 liegen in den Ausführungen des Generators 8 beziehungsweise in den Phasen UVW. In jeder Phase wird daher eine der Verschiebe spannung V2 entgegengerichtete Spannung U, Vi beziehungsweise Wi induziert. Die Sparinnngsverschiebung V2 besteht daher nur im nach dem Generator 8 zu liegenden Teil, also im wesentlichen im Schutzbereich.
Den Zusatztransformator 17 kann man auch an die Punkte 18, 19 und 20 des Abzweiges nach dem Kabelnetz verlegen, wenn es sich nur darum handelt, die Spannungsverschie bong V2 gegenüber dem Kabelnetz rückgän gig zu machen und dadurch ungleiche Ka pazitätsströme in den 3 Phasen zu vermeiden.
Die durch den Hilfstransformator 6 herge stellte Sparinungsverschiebüng kann auch durch eine weitere Relaisschaltung ähnlicher oder gleicher Art wie in der Abb. 2 für den Generator 8 gezeichnet, für andere an den Sammelschienen BST liegende Maschinen, zum Beispiel für den Niedervoltteil des Trans formators 12, zur Erdschlussüberwachung nutz bar gemacht werden.
Einen besondern Vorteil bietet der Zu satztransformator 6 in Abb. 2 dadurch, dass er eine Spannung V2 liefert, die unter dem günstigsten Winkel, bei Drehstrom minde stens unter 60 , gegenüber den Spannungen <I>U</I> und<I>W</I> in den geschützten Maschinen verschoben ist.
Bei einem Erdschluss inner halb des Schutzbereiches, zum Beispiel dein Punkte E im Diagramm nach Abb. 33 ent sprechend, wird stets unter Einfluss einer Spannung U?, die sich aus der Verschiebe spannung V2 und einem Teil der Spannung W der geschützten Maschine 8 zusammen setzt, die Schutzeinrichtung in bekannter Weise zum Ansprechen gebracht, wie klein auch der Teil der Spannung W an sich sein mag. Die Drossel 22 hat besonders im Falle des Erdschlusses im Schutzbereich den Zweck, eine übermässige Sekundärspannung an den Klemmen der Spule 16 beziehungsweise an den Primärwicklungen des Hilfstransformators 17 zu verhindern.
Sie ist so bemessen, dass sie bei einer Spannung, welche grösser als die Spannung Vs wird, magnetisch gesättigt ist und dadurch in bekannter Weise für die Ausgleichsströme des Zusatztransformators 17 beziehungsweise der Wicklung 16 durchlässig wird. An die Stelle der Drossel 22 kann man sich auch ein direkt oder indirekt durch einen Hilfswandler gespeistes Stromrelais gesetzt denken, das bei Überschreitung einer be stimmten Stromstärke die Wicklung 16 direkt oder über einen Widerstand kurzschlieU.
Dieselbe Wirkung wie mit dem in Abb. 2 beschriebenen Hilfstransformator 6 lässt sich durch Erdung eines Wicklungspunktes eines Transformators in der bekannten Scottschal- tung erzielen. Aus der vorstehenden Beschrei bung ist zu ersehen, dass gerade die seltenen Schaltungsarten der Transformatoren sich für die Hilfstransformatoren 6 eignen. Die Wick lungen des Hilfstransformators beziehungs weise der Hilfsdrosselspule 6 müssen mag netisch verkettet sein. Aus Abb. 1 ist dies ohne weiteres ersichtlich.
Der Eilfstransfor- mator 6 in Abb. 2 kann entweder mit nur drei Schenkeln versehen sein oder er muss, falls er mehr als drei Schenkel besitzt, noch eine an sich bekannte, in sich geschlossene Dreieckwicklung besitzen, welche die mag netische Verkettung bewirkt.
Ir; Abb. 2 führt die Primärwicklung des Zusatztransformators 17 die den Durchgangs strömen sekundär entsprechenden Ausgleichs ströme. Die Wicklung 16 des Hilfstransfor mators 6 und dieser selbst braucht daher nur der Leistung des Erdungswiderstandes 21 angepasst zu sein. Normalerweise führt sie nur die zur Magnetisierung des Zusatztrans formators 17, der übrigens nur einen Kern zu besitzen braucht, notwendigen Magneti- sierungsströme.
Eine weitere günstige Anordnung, die in Drehstromanlagen einen Anschlusspunkt ge nügenden Potentials gegen Erde liefert, sei anhand der Abb. 4, 5, 6 und 7 erläutert. Der Hilfstransformator besitzt dabei eine Dreieck- oder V-Schaltung und erhält eine Zusatzwicklung, die auf einem oder mehreren Schenkeln des Transformators so verteilt und mit solchen Anzapfungen der Hauptwicklung verbunden wird, dass ein Punkt der Zusatz wicklung die gewünschte Spannung gegen den System-Nullpunkt ergibt. Die Anordnung der Wicklungen auf dem Transformator kann in verschiedenster Weise vorgenommen wer den.
Die Hauptwicklung kann auf einen Drehstromkern oder auf mehrere Einphasen kerne aufgebracht sein. Bei der Anordnung nach Abb. 4 und 5 sind die Wicklungen U, V und U, W einer Dreieck- beziehungsweise einer V-Schaltung an den Punkten<I>a</I> und<I>b</I> angezapft und durch eine auf dem Schenkel <I>V,</I> YT' liegende Hilfswicklung verbunden. Zwischen dem Punkt c dieser Hilfswicklung und dem Nullpunkt kann man die gewünschte Spannung abnehmen.
Nach Abb. 6 und 7 kann man die in zwei Teile unterteilte Hilfswick lung auf den Schenkeln<I>U, Y</I> und<I>U, W</I> anordnen und erhält den Punkt c als Ver bindungspunkt der beiden Teilwicklungen, der gegen den Nullpunkt die gewünschte Spannung besitzt. Da nach Abb. 7 der Schenkel V, W bei dieser Anordnung über haupt nicht gebraucht wird, kann man sich in diesem Falle mit zwei Einphasenkernen begnügen.