Elektrische Generatorenanlage mit Generatoren, die auf ihrer Antriebsseite und ihrer Leistungsabgabeseite parallel geschaltet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft den Schutz solcher Generatoren, die auf ihrer Antriebsseite und ihrer Leistungsabgabeseite parallel geschaltet sind, hauptsächlich von Ljungström-Generatoren. Bei einem Ljung- ström-Aggregat treibt bekanntlich eine Kraftmaschine zwei Generatoren an, die in folge ihrer mechanischen und elektrischen Anordnung betriebsmässig stets synchron laufen und nur gemeinsam aus- oder ein geschaltet werden.
Erfindungsgemäss sind bei beiderseitig parallel arbeitenden Generatoren die für den Schutz der Generatoren gegen die schädli chen Wirkungen innerer und äusserer Fehler vorgesehenen Relaiseinrichtungen für alle Generatoren gemeinsam. Dadurch kann man einen für alle möglichen Fehlerfälle sicher wirkenden Schutz erzielen, der zugleich den Vorteil hat, da.ss er einfacher und billiger als die bisher bekannten Schutzeinrichtungen ist.
Beispielsweise werden in den von beiden Generatoren zu den gemeinsamen Sammel schienen führenden Zuleitungen Stromwand lergruppen in der an sich bekannten Achter- sclhaltung angeordnet, von denen aus die Schutzrelais gegen Windungsschluss, Unter brechungen einer oder mehrerer Phasen, Ge- stellsehluss und Wicklungsschluss gespeist werden. Die Schutzrelais schalten beim An sprechen in an sich bekannter Weise über ein kurzfristiges Zeitrelais die Maschine ab, wo bei gleichzeitig zweckmässigerweise eine Schnellentregung in \Tätigkeit gesetzt wird.
Die Schnellentregung erfolgt vorteilhafter weise nach der an sich bekannten Schwin- gungsentregung. Gegen Überstrom bezw. Kurzschluss im Netz und Überspannung kön nen die Generatoren durch in den gemein samen Sammelschienen liegende erfindungs gemäss beiden Generatoren gemeinsame Span- nungssteigerungs- bezw. Überstromrelais ge- schützt werden.
Dabei entregt das Span nungssteigerungsrelais beim Ansprechen in an sich bekannter Weise über ein kurz fristiges Zeitrelais die Generatoren und schaltet sie gleichzeitig vom Netz ab. Das Überstromrelais schaltet zum Beispiel die Generatoren beim Ansprechen ohne Ent- regung über ein langfristiges Zeitrelais ab. Ein gurzschluss in den Rotorwicklungen der Generatoren kann durch ein Nullspannungs- relais in einer Schaltung nach Art der Wheatstoneschen Brückenschaltung erfasst werden, das zum Beispiel beim Ansprechen eine Signaleinrichtung betätigt.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes; 2 ist eine Ljungström-Turbine, die die Generatoren 3 und 4 antreibt. Auf der Welle sitzt noch die Erregermaschine 5. Die Generatoren arbei ten über die Zuleitungen 7 und 8 auf die gemeinsamen Sammelschienen 6. In der Zu leitung 7 ist die Stromwandlergruppe 9, in der Zuleitung 8 die Stromwandlergruppe 10 eingebaut, deren Sekundärseiten in der be kannten Achterschaltung miteinander ver bunden sind.
Die Stromwandlergruppe 9 ist über die als wattmetrische Relais ausgebil deten Windungsschlussrelais 11; und 12 und die als Differentialrelais wirkenden Wicklungs- schlussrelais 13, 14, 15 in sich kurzgeschlos sen. Das Spannungssteigerungsrelais 16 wird durch den Spannungswandler 19 gespeist, der an den gemeinsamen Sammelschienen 6 liegt. Der Spannungswandler 19 speist ausserdem noch die Spannungsspulen der wattmetrischen Relais 11 und 12. Die Über stromrelais 17 und 18 werden von den Strom wandlern 20 und 21 in den gemeinsamen Sammelschienen 6 erregt.
Die Sternpunkte der Generatoren sind über die Leitung 22 miteinander verbunden und über den Wider stand 23 geerdet.
Die Erregerwicklungen der Generatoren 3 und 4 sind über die Widerstände 38 und 39 miteinander verbunden. In der Mitte der Verbindungsleitungen liegt das Nullspan nungsreIais 40, das beim Ansprechen irgend ein Signal gibt. Durch diese Schaltung wird also eine Wheatstonesche Brücke gebildet, so dass bei Änderung des Widerstandes der Er regerwicklungen der Generatoren 3 und 4 das Nullspannungsrelais 40 anspricht.
Die Wirkungsweise der gezeichneten An ordnung ist folgende: Bei Windungsschluss in einem Generator sinkt die Spannung der beschädigten Phase um etwas mehr, als dem prozentualen Betrag der kurzgeschlossenen Windungen ent spräche. Die gleiche Phase des gesunden Generators besitzt jedoch noch die volle Spannung und schickt einen Ausgleichsstrom nach dem beschädigten Generator. Dieser Strom durchfliesst die beiden Pri märwicklungen der Wandlergruppen 9 und 10 in gleicher Richtung und schliesst sich über die Nullpunktsverbindung der Genera toren. Im Normalbetrieb, wenn das Aggre gat Strom an das Netz abgibt, gleichen sich sekundärseitig die Ströme aus.
Wenn sich dagegen über den Normalstrom einer Phase ein Defektstrom, hervorgerufen durch den Windungsschluss, überlagert, dann kann sich dieser Strom, welcher die entsprechenden Phasen der Wandler 9 und 10 sekundärseitig in entgegengesetzter Richtung durchfliesst, über die andern Phasen nicht mehr ausglei chen, auch nicht über die Nullpunktverbin dung der Wandler 9 und 10. Diese Defekt ströme in den sekundären Wicklungen der entsprechenden Phase der Wandler 9 und 10 werden somit gezwungen, die Windungs- schlussrelais 11 und 12 und eines der drei Dif ferentialrelais 13, 14, 1;5 zu durchfliessen.
Von dem Spannungswandler 19 erhalten die Win- dungsschlussrelais ihre Spannung. Sie spre chen also an, wodurch in an sich bekannter Weise der Ölschalter 33 sofort ausgeschaltet und nötigenfalls die Entregung der Gene ratoren bewirkt wird. Da der Strom in den Wandlergruppen seine Richtung ändern kann und damit auch in den wattmetrischen Relais, müssen diese Doppelkontakte erhal ten, um in jedem Falle den Schaltimpuls weiterleiten zu können. Bei Unterbrechung einer Phase ist der Summenstrom der entsprechenden Wandler gruppe nicht mehr gleich Null.
Infolgedes sen durchfliesst der Differenzstrom die watt metrischen Windungsschlussrelais 11 und 12 und diese sprechen an. Ausserdem schickt der gesunde Generator, da ja beide Generatoren dampfseitig miteinander gekuppelt sind, einen Ausgleichstrom nach dem beschädig ten Generator, welcher den Differenzstrom noch verstärkt.
Der Strom, der im Falle eines Gestell schlusses im Generator oder Erdschlusses in den Verbindungskabeln bis zu den Wandler- gruppen 9 und 10 über den Widerstand zur Erde fliesst, muss die Primärwicklungen der Wandlergruppen 9 und 10 in gleicher Rich tung durchfliessen. Die wattmetrischen Re lais 11 und 12 sprechen an und der ganze Vorgang, wie er oben bei Windungsschluss beschrieben worden ist, wiederholt sich. Auch hier wird der Generator vorteilhafterweise sofort abgeschaltet und entregt.
Entsteht in einem der Generatoren ein Wicklungsschluss oder in einem der Verbin dungskabel bis zu den Wandlergruppen 9 und 10 ein Kurzschluss, so arbeiten beide Generatoren des Aggregates und ausserdem alle mit dem Aggregat parallellaufenden Generatoren der Anlage auf den Kurzschluss. Diejenigen Wandler der Gruppen 9 und 10, welche in den Phasenleitern liegen, zwischen denen der Kurzschluss entstanden ist, werden dann von Fehlerströmen derart erregt, dass die Sekundärwicklungen der der gleichen Phase angehörenden Stromwandler Phasen untereinander gleiche Ströme führen.
In folgedessen kann sich der Sekundärstrom eines vom Fehlerstrom erregten Wandlers der Gruppe 9 nicht über den entsprechenden Wandler der Gruppe 10 schliessen, sondern ist gezwungen, seinen Weg über das ihm zu gehörige Differentialrelais 13, 14 oder 15 zu nehmen. Da, der Kurzschlussstrorn in dem einen Phasenleiter zur Fehlerstelle hin und in dem andern Leiter von der Fehlerstelle weg fliesst, schliessen sich die Sekundärströme der beiden beteiligten Wandler der Gruppe 9 und der Gruppe 10 über die Sekundärwicklungen der beiden vom Fehlerstrom erregten Wand- ler und diejenigen Differentialrelais, welche den beiden beteiligten Phasen zugeordnet sind.
Die Windungsschlussrelais 11 und 12 dagegen bleiben stromlos. Die Differential relais sprechen also an, wodurch ebenso wie bei Ansprechen der Windungsschlussrelais die sofortige Auslösung des :Ölschalters bewirkt wird.
Da die parallel zum Aggregat laufen den Generatoren ebenfalls auf den Kurz schluss speisen, werden auch die beiden Stromwandler 20 und 21 vom Kurzschluss- strom durchflossen, erregen die Überstrom relais 17 und 18, durch welche zum Beispiel die Entregung über ein Hilfsrelais verriegelt wird. Über die Differentialrelais und ein kurzfristiges Zeitrelais wird der Ölschalter 33 dann herausgeworfen, gleichzeitig werden die Wandler 20 und 21 stromlos, die Über stromrelais unterbrechen ihren Kontakt, und die Entregung wird wieder entriegelt.
Die Differentialrelais bleiben aber erregt, und die Entregung der Generatoren wird daher betätigt.
Um die Generatoren gegen unzulässige Spannungssteigerung zu schützen, die durch plötzliches Abfallen der Last, zum Beispiel beim fälschlichen Öffnen des Generatorschal- ters unter Last auftreten kann, und die dem Generator leicht gefährlich wird, ist an die Sekundärwicklung der Spannungswandler 19 ein Überspannungsrelais 16 angeschlossen, das zum Beispiel auf Spannungssteigerung von 40-100% eingestellt werden kann und seinen Kontakt momentan schliesst, so dass es den Generator kurzfristig abschaltet.
Wird das Aggregat überlastet, oder tritt ein zwei- oder dreipoliger Kurzschluss im Netz auf, so führen die Überstromrelais 17, 18 einen höheren Strom, wodurch die Ent- regung verriegelt wird. Das Aggregat wird zum Beispiel nach einer einstellbaren Zeit (etwa 10 Sek.) abgeschaltet.
Entsteht in einer Rotorwicklung ein Win- dungsschluss, so bedeutet das eine Wider standsherabsetzung der Wicklung. Über das Nullspannungsrelais 40 muss dann ein Strom fliessen, das Relais spricht an und betätigt die Signalvorrichtung 41, zum Beispiel eine Hupe.
Zur Überprüfung der gesamten Schutz einrichtungen können Prüftasten zur Betä tigung einzelner Schutzrelais vorhanden sein, wobei der Steuerstromkreis der Relais von den Abschalt- bezw. Entregungseinrichtun- gen getrennt wird und statt dessen nur auf Signaleinrichtungen wirkt.