DD288082A7

DD288082A7 - ROTOR SHUTTER PROTECTION DEVICE FOR SYNCHRONOUS GENERATORS

Info

Publication number: DD288082A7
Application number: DD25997884A
Authority: DD
Inventors: Juergen Lehm
Original assignee: Orgreb Institut Fuer Kraftwerke,De
Priority date: 1984-02-09
Filing date: 1984-02-09
Publication date: 1991-03-21

Abstract

Rotorerdschlusz-Schutzeinrichtung fuer Synchrongeneratoren, die eine aus einer Koppelkapazitaet einer Induktivitaet und einer Mesz-Wechselspannung bestehende, zwischen den Rotoren und Erde geschaltete Reihenschaltung aufweist und als Ansprechkriterium den Phasenwinkel zwischen der Mesz-Wechselspannung und dem von dieser ueber die Reihenschaltung und den Isolationswiderstand des Rotorkreises angetriebenen Strom verwendet. Es soll eine sicher arbeitende, mit einem an den jeweiligen Einsatzfall anpaszbaren Ansprechwert, der zwischen 100 bis 1 000 Ohm liegen soll, sowie einer die Verschlechterung des Isolationswiderstandes signalisierende Vorwarnstufe geschaffen werden. Dazu sind die Werte der Koppelkapazitaet und der Induktivitaet sowie die Frequenz der Mesz-Wechselspannung so gewaehlt, dasz der bei unendlich hohem Isolationswiderstand durch die Koppelkapazitaet, die Induktivitaet und die Kapazitaet des Rotorkreises gebildete Reihenschwingkreis eine Eigenfrequenz hat, die hoeher als die Frequenz der Meszwechselspannung ist, waehrend bei widerstandslosem Erdschlusz die Eigenfrequenz des aus der Koppelkapazitaet und der Induktivitaet gebildeten Reihenschwingkreises niedriger als die Frequenz dieser Meszwechselspannung ist. Als Ansprechkriterium dienen ein, vorzugsweise zwei Phasenwinkelwerte, die zwischen den moeglichen Extremwerten der Phasenverschiebung liegen und jeweils bestimmten Werten des Isolationswiderstandes entsprechen. Fig. 7Rotor earth-circuit protection device for synchronous generators, which has one of a coupling capacitance of an inductance and a Mesz AC voltage, connected between the rotors and earth series circuit and as a response criterion, the phase angle between the Mesz AC voltage and that of this over the series circuit and the insulation resistance of the rotor circuit used powered electricity. It should be a safe working, with an adaptable to the particular application threshold value, which should be between 100 to 1000 ohms, as well as a deterioration of the insulation resistance signaling prewarning be created. For this purpose, the values of the coupling capacitance and the inductance and the frequency of the alternating AC voltage are chosen such that the series resonant circuit formed by the coupling capacitance, the inductance and the capacitance of the rotor circuit has a natural frequency which is higher than the frequency of the measurement alternating voltage , while the natural frequency of the series resonant circuit formed by the coupling capacitance and the inductance is lower than the frequency of this Meszwechselspannung in resistanceless Erdschlusz. The response criterion used is one, preferably two phase angle values, which lie between the possible extreme values of the phase shift and respectively correspond to specific values of the insulation resistance. Fig. 7

Description

Hierzu 5 Seiten ZeichnungenFor this 5 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Rotorerdschluß-Schutzeinrichtung für Synchrongeneratoren. Sie ist einsetzbar an Synchrongeneratoren mit feststehender Erregereinrichtung sowie mit Erregereinrichtungen, die in der Welle angeordnete, mitrotierende Gleichrichter enthalten und zum Anschluß der Schutzeinrichtung Schleifringe aufweisen.The invention relates to a rotor earth fault protection device for synchronous generators. It can be used on synchronous generators with stationary exciter device as well as with excitation devices, which include arranged in the shaft, co-rotating rectifier and have slip rings for connecting the guard.

Characteristics <- 'or known technical solutions

Erregerstromkreise von Synchrongeneratoren werden üblicherweise erdpotentialfrei betrieben. Damit Erdschlüsse im gesamten Erregerbereich und an allen Stellen der Erregerwicklung erfaßt worden körnen, ist eine Zusatzspannung gegen Erde notwendig. Üblich ist die Ankopplung einer netzfrequenten Spannung und die Ausmessung des gegen Erde fließenden Stromes.Excitation circuits of synchronous generators are usually operated earth potential. So that earth faults can be detected in the entire exciter area and at all points of the excitation winding, an additional voltage to earth is necessary. Common is the coupling of a mains frequency voltage and the measurement of the current flowing to earth current.

Es sind Rotorerdschluß-Schutzeinrichtungen bekannt, die einen Ansprechwert im Bereich von 600 Ohm bis mehreren kOhm besitzen. Der Ansprechwert ist meist fest vorgegeben, also nicht einstellbar. Da die Strommessung zudem noch abhängig ist von den Kapazitäten des Erregerkreises gegen Erde, die Veränderungen unterliegen, der Frequenz der MeSspannung, dem Anteil der Oberwollen in der Erregerspannung und den Übergangswiderständen von Meßbürsten bei Maschinen mit Erregung über rotierende Gleichrichter, kann bei den bekannten Schutzeinrichtungen der Ansprechwert beträchtlich nach oben oder unten von dem Nennwert abweichen. Um vor dem Eintreten eines Erdschlusses eine Verschlechterung der Isolation schon möglichst frühzeitig erkennen zu können, ist ein ebenfalls auf dem Prinzip der Strommessung arbeitender zweistufigerRotor earth fault protection devices are known which have a response in the range of 600 ohms to several k ohms. The response value is usually fixed, that is not adjustable. In addition, since the current measurement is still dependent on the capacities of the exciter circuit to earth, the changes are subject to the frequency of MeSspannung, the proportion of Oberwollen in the excitation voltage and the contact resistance of measuring brushes in machines with excitation via rotating rectifier, can in the known protective devices of the Response value may vary significantly up or down from the nominal value. In order to be able to detect a deterioration of the insulation as early as possible before the occurrence of a ground fault, a two-stage operating on the principle of current measurement is also possible

Läufererdschlußschutz mit einer Melde- und einer Abschaltstufe entwickelt worden (Henninger, u.a.: Zweistufiger LäufererdschlußschuU hoher Empfindlichkeit für Synchronmaschinen; Siemens-Energietechnik 1 [1979] 11, S. 407-411 !.Dabei wird als Hilfespannung eine Rechteckepannung niedriger Frequenz (etwa 1 Hz) verwendet, die in Verbindung mit einer besonderen Abtastanordnung die Messung hoher Widerstände ermöglicht. Diese Lösung ist technisch aufwendig und teuer und unterliegt ebenfalls den \ «jrgonannten Einflüssen.Rotor earth fault protection with a reporting and a shutdown stage has been developed (Henninger, et al: Two-stage rotor earth faulty high sensitivity for synchronous machines, Siemens Energy Technology 1 [1979] 11, pp 407-411! .Dabei is a square-wave voltage low frequency (about 1 Hz ), which, in conjunction with a special scanning arrangement, enables the measurement of high resistances.This solution is technically complicated and expensive and is likewise subject to the influences mentioned.

Bekannt ist ferner ein Läufererdschlußschutz für Generatoren mit einer zwischen Rotor und Erde liegenden Reihenschaltung bestehend aus einem Koppelkondensator, einer Induktivität und einer Wechselspannungsquelle, bei der phasenempfindliche Relais- und/oder Meßeinrichtungen zur Erfassung und/oder Messung der Ableitwiderstände gegen Erde vorgesehen sind, deren getrennte Meßeingänge an zwei sich gegenseitig nicht beeinflussenden Wechselspannungsquellen glolcher konstanter Frequenz und konstanter einstellbarer Phasenbeziehung gelegt sind (DE-OS 2306539). Der aus dem Koppelkondensator, der Induktivität und der Rotorkapazität gebildete Reihenschwingkreis ist mit seiner Resonanzfrequenz auf die Frequenz der Wechselspannungsquelle abgestimmt, für die ein besonderer, von der Netzfrequenz abweichender Konstantfrequenzgenerator erforderlich ist.Also known is a Läufererdschlußschutz for generators with a lying between rotor and earth series circuit consisting of a coupling capacitor, an inductor and an AC voltage source, are provided in the phase-sensitive relay and / or measuring devices for detecting and / or measuring the Ableitwiderstände to earth whose separate Measuring inputs are placed on two mutually non-influencing AC sources Glolcher constant frequency and constant adjustable phase relationship (DE-OS 2306539). The series resonant circuit formed from the coupling capacitor, the inductance and the rotor capacitance is tuned with its resonant frequency to the frequency of the AC voltage source, for which a particular, deviating from the mains frequency constant frequency generator is required.

Ziel dieser Lösung ist, die Wirkung des kapazitiven Stromes dieser Spannungsquelle, der durch die Rotorkapazität und weitere Kapazitäten des Erregerkreises verursacht wird, zu kompensieren und nut' dessen ohmsche Komponente, die durch den Isolationswiderstand bestimmt ist, anzuzeigen. Eine Verkleinerung des Isolationswid6rstandes führt zu einer Vergrößerung der Dämpfung des Reihenschwingkreises.The aim of this solution is to compensate for the effect of the capacitive current of this voltage source, which is caused by the rotor capacitance and other capacitances of the exciter circuit, and to display only its ohmic component, which is determined by the insulation resistance. A reduction of the Isolationswid6rstandes leads to an increase in the attenuation of the series resonant circuit.

Da die Rotorkapazität von Generatoren nicht konstant bleibt, sondern sich während des Betriebes verändern kann, ändert sich damit auch die Resonanzfrequenz des Reihenschwingkreises. Es ist bekannt, daß eine geringfügige Frequenzabweichung von der Resonanzfrequenz eines Schwingkreises eine starke Veränderung des Phasenwinkels zwischen Strom und Spannung hervorruft. Geringfügige Änderungen der Rotorkapazität verursachen deshalb bei dieser bekannten Lösung bereits unzulässig starke Abweichungen im Ansprechwert. Sie benötigt außerdem einen erheblichen Schaltungsaufwand. Ein zweistufiger Erdschlußschutz ist damit nicht realisierbar.Since the rotor capacity of generators does not remain constant, but can change during operation, so does the resonant frequency of the series resonant circuit changes. It is known that a slight frequency deviation from the resonant frequency of a resonant circuit causes a large change in the phase angle between current and voltage. Minor changes in the rotor capacitance cause in this known solution already inadmissible large deviations in the response value. It also requires a considerable amount of circuitry. A two-stage ground fault protection is therefore not feasible.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine sicher arbeitende Rotorerdschluß-Schutzeinrichtung für Synchrongeneratoren mit an den jeweiligen Einsatzfall anpaßbaren Ansprechwerten.The aim of the invention is a safely working Rotorerdschluß-protective device for synchronous generators with adaptable to the particular application case response values.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotorerdschluß-Schutzeinrichtung zu schaffen, deren Ansprechwert in einem Bereich von etwa 100 bis 1000 Ohm einstellbar ist und bei der der eingestellte Wert durch die Ausnutzung und Überwachung von Phasenbeziehungen genau eingehalten wird, die außerdem zur Realisierung einer Vorwarnstufe für eine beginnende Verschlechterung des Isolatio iswertes des Rotorkreises mit einem Ansprechwert zwischen 5 bis 20 kOhm genutzt werden. Dabei wird von einer Schaltungsanordnung ausgegangen, bei der eine aus einer Koppelkapazität einer Induktivität und einer Meß-Wechselspannungsquelle bestehende Reihenschaltung zwischen dem Rotorkreis und Erde liegt und als Ansprechkriterium der Phasenwinkel zwischen der Meß-Wechselspannung und dem von dieser über die Reihenschaltung und den Isolationswiüerstand angetriebenen Strom verwendet wird. Erfindungsgemäß sind die Werte der Koppelkapazität und der Induktivität sowie die Frequenz der Meß-Wechselspannung so gewählt, daß der bei (unendlich) hohem Isolationswiderstand durch die Koppelkapazität, die Induktivität und die Kapazität des Rotorkreises gebildete Reihenschwingkreis eine Eigenfrequenz hat, die höher als die Frequenz der Meß-Wechselspannung und der sich einstellende Strom nahezu rein kapazitiv ist. Hingegen sind bei widerstandslosem Erdschluß die Eigenfrequenz des nunmehr lediglich aus der Koppelkapazität und der Induktivität gebildeten Reihenschwingkreis niedriger als die Frequenz der Meß-Wechselspannung und der sich einstellende Strom nahezu induktiv. Als Ansprechkriterium dient mindestens ein Phasenwinkelwert, der zwischen den Extremwerten der möglichen Phasenverschiebung liegt und einem bestimmten Wert des Isolationswiderstandes entspricht. Vorzugswelse sind jedoch zwei Phasenwinkelwerte ausgewählt, von denen einer den niedrigen Ansprechwert für den Rotorerdschlußschutz und der andere den Ansprechwert für die Vorwarnung bei einem Isolationswiderstand von einigen Kiloohm hat. Grundsätzlich kann zur Bereitstellung der Meß-Wechselspannung eine beliebige Wechselspannungsquelle verwendet werden, wobei die Ansprechgrenze der Schutzeinrichtung festgelegt wird durch Richtungsvergleich des Stromes mit einer Spannung (oder auch Strom), die einen entsprechend dem gewünschten Ansprechwert zu wählenden, konstanten Phasenwinkel gegenüber der Meß-Wechselspannung hat.The invention has for its object to provide a rotor earth fault protection device whose response is adjustable in a range of about 100 to 1000 ohms and in which the set value is accurately maintained by the use and monitoring of phase relationships, which also to realize a Vorwarnstufe be used for a beginning deterioration of Isolatio iswerts the rotor circuit with a response value between 5 to 20 kOhm. In this case, it is assumed that a circuit in which one of a coupling capacitance of an inductor and a measuring AC voltage existing series circuit between the rotor circuit and ground and as a response criterion of the phase angle between the AC measurement voltage and driven by this via the series circuit and the Isolationswiüerstand current is used. According to the invention, the values of the coupling capacitance and the inductance as well as the frequency of the measuring alternating voltage are chosen such that the series resonant circuit formed by the coupling capacitance, the inductance and the capacitance of the rotor circuit at (infinitely) high insulation resistance has a natural frequency which is higher than the frequency of the Measuring alternating voltage and the self-adjusting current is almost purely capacitive. By contrast, the natural frequency of the series resonant circuit formed now only from the coupling capacitance and the inductance are lower than the frequency of the measuring AC voltage and the self-adjusting current almost inductive in resistance-free ground fault. The response criterion used is at least one phase angle value which lies between the extreme values of the possible phase shift and corresponds to a specific value of the insulation resistance. Preferably, however, two phase angle values are selected, one of which has the low threshold value for the rotor earth fault protection and the other the pre-warning pickup value with an insulation resistance of a few kilohms. In principle, any alternating voltage source can be used to provide the measuring alternating voltage, the response limit of the protective device being determined by directional comparison of the current with a voltage (or also current) which has a constant phase angle to be selected in accordance with the desired threshold value with respect to the measuring alternating voltage Has.

Praktisch bietet sich dazu die Verwendung der vom Generator-Spannungswandler bereitgestellten Spannungen an. Abhängig davon, welche Spannungen dabei verwendet werden, lassen sich verschiedene Ansprechwinkel erzielen. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsvariante ist die Meß-Wechselspannung über einen Zwischenwandler in die Reihenschaltung eingekoppelt, während der sich einstellende Strom über einen Wandler an einer Phasenvergleichsschaltung liegt, an die ferner über einen weiteren Zwischenwandler die ebenfalls aus dem Generator-Spannungswandler abgeleitete, den bestimmten Phasenwinkel zur Meß-Wechselspannung aufweisende Vergleichsspannung geschaltet ist. Als Phasenvergleichsschaltung ist z. B. ein Ringmodulator mit Drehspulrelais vorgesehen. Andoro Schaltungen, die die gleichen Wirkungen bezüglich des Phasenvergleiches haben, sind einsetzbar.In practice, the use of the voltages provided by the generator-voltage converter is suitable. Depending on which voltages are used, different response angles can be achieved. In an expedient embodiment, the measuring AC voltage is coupled via an intermediate transformer in the series circuit, while the adjusting current is connected via a converter to a phase comparison circuit, to which further via a further intermediate converter which also derived from the generator voltage converter, the particular phase angle Measuring alternating voltage having reference voltage is connected. As a phase comparison circuit z. B. a ring modulator provided with rotary coil relay. Andoro circuits, which have the same effects in phase comparison, can be used.

Eine fürdie vorgeschlagene Rotorerdschluß-Schutzeinrichtung wichtige Eigenschaft aller dieser Richtungsvergleichsrelais oder -schaltungen ist, daß sie nur dann ansprechen, wenn die beiden hinsichtlich ihres Phasenwinkels zu vergleichenden Wechselgrößen die gleiche Frequenz haben. Im vorliegenden Fall bedeutet das, daß im Strom eventuell enthaltene Anteil mit Frequenzen, die von der Frequenz der Meß-Wechselspannung abweichen (verursacht z. B. durch die Erregereinrichtung), das Ansprechverhalten der Schutzeinrichtung nicht beeinflussen können. Ist jedoch in der Erregerspannung das Auftreten eines beträchtlichen 50-Hz-Anteiles möglich, und wird die Schutzeinrichtung, wie vorstehend beschrieben, an die Generator-Spannungswandler (ebenfalls 50Hz) angeschlossen, könnte es zum Fehlverhalten der Schutzeinrichtung kommen.An important feature of the proposed rotor ground fault protection device of all of these directional comparison relays or circuits is that they only respond when the two alternating quantities to be compared in terms of their phase angle have the same frequency. In the present case, this means that the fraction possibly contained in the current at frequencies which deviate from the frequency of the measuring AC voltage (caused, for example, by the exciter device) can not influence the response of the protective device. However, if in the exciter voltage the occurrence of a considerable 50 Hz component is possible, and the protective device, as described above, connected to the generator voltage converter (also 50Hz), it could lead to malfunction of the protective device.

In this case, the protective device is not connected to the generator voltage transformers, but instead to another one AC voltage (Φ 50Hz) whose frequency is not included in the excitation voltage. From this External voltage is then also required for the direction comparison alternating size of the same frequency with defined To gain the position of the phase angle. To realize multiple thresholds are in a further embodiment of the invention

mehrere Phasenvergleichsschaltungen mit der Reihenschaltung gekoppelt.a plurality of phase comparison circuits coupled to the series circuit.

These are then each comparison voltages, the different phase angles to the measuring AC voltage

aufweisen.respectively.

A further embodiment provides that the intermediate converter with derived from separate generator voltage transformers Meß- alternating voltages is supervised and supplied separately from these generator voltage transformers Phase comparison circuits are provided. This is a reserve circuit realized. It is advantageous to one of the Phasenvergleichssc'ialtungen on the AC component within the signals formed in this

entsprechende Überwachungsschaltung anzutic.iließen, durch die sowohl die Reihenschaltung als auch die vomappropriate monitoring circuit anzutic.utilise, through which both the series circuit as well as the

Voltage transformer supplied comparison voltage to be controlled for interruptions. embodiment The more detailed explanation takes place in connection with the mode of action with reference to the drawings. Show it Fig. 1: A schematic diagram of the Rotorerdschluß-protective device with a response level

Fig. 2Fig. 2

bis 6: Zeigerdiagramme zur Darstellung der Phasenbeziehungento 6: phasor diagrams showing the phase relations

Fig. 7: A schematic diagram of the rotor earth fault protection device with two Ansprech & tufen Fig.8: The coupling of two circuits according to Fig.7. According to FIG. 1, the capacitance of the rotor winding against ground C is _red and the ground fault resistance R _E lying parallel thereto is a

geeignet bemessener Kondensator Cy und eine geeignet bemessene Induktivität L₇ in Reihe geschaltet. Der Phasenwinkelzwischen der an diese Schaltung angelegten Meß-Wechselspannung U_LC und dem dadurch angetriebenen Strom l_lc dient alssuitably sized capacitor Cy and a suitably sized inductance L _{7 connected} in series. The phase angle between the applied to this circuit measuring AC voltage U _LC and thereby driven current l _lc serves as

Response criterion of the protective device. In contrast to the representation shown in FIG. 1, the connection of the protective device can also be symmetrical to both Ends of the rotor winding take place. Here either C _v or Cy and U is to be divided on both sides. L _v and Cy are to be dimensioned so that the following conditions are met:

a) (DU — > 0; d. h. der sich aus L_v und (^ergebende Widerstand muß induktiv sein. Dadurch ist gewährleistet, daß beia) (DU -> 0, ie the resistance resulting from L _v and (^) must be inductive, thereby ensuring that

(I)Cy(I) Cy

R _E = or current I _LC lags the voltage U _L c by 90 °.

b) O)Lv — < 0; d. h. der sich aus der Reihenschaltung von L_v, Cy und C₁₀, ergebende Widerstand muß kapazitiv sein.b) O) Lv - <0; ie the resistance resulting from the series connection of L _v , Cy and C ₁₀ , must be capacitive.

Cl)Cy (OC_rotCl) Cy (OC _ro t

This ensures that at R _E = »the current I _L c leads the voltage U _LC by 90 °. The current I _L c is via a converter to dio from a ring modulator with rotary coil relay existing Phase comparison circuit P laid. This receives the comparison voltage, which gives a certain phase difference to the Measuring AC voltage has, via another intermediate converter W.

Fig. 2 zeigt die 3-Leiter-Erde- und die 3-Leiter-Leiter-Spannungen, die zur Verfügung stehen. Fig.3 zeigt das Zeigerbild für die Variante mit einem Ansprechwinkel von -60°. Dabei werden als Meß-Wechselspannung U_LC die Leiter-Leiter-Spannung U_TR und als Vergleichsspannung die Leiter-Erde-Spannung U_R verwendet. Selbstverständlich ist derselbe Ansprechwinkei auch mit anderen Spannungen bei entsprechenderzyklischerVertauschung erreichbar. Diese Schaltung wurde auch in Fig. 1 gewählt. Die Winkellage des Stromes I_LC im erdschlußfreien Zustand (R_E ist sehr groß) ist in Fig.3 als durchgezogener Zeiger und im erdschlußbehafteten Zustand nach Überschreiten der Ansprechgrenze von -60° als gestrichelt gezeichneter Zeiger dargestellt. Fig.4 zeigt, welche Spannungen zur Realisierung eines Ansprechwinkels von -30° zu verwenden sind. Fig. 5 gilt für einen Ansprechwinkel von +30° und Fir;. 6 für +60°.Fig. 2 shows the 3-wire ground and 3-wire line voltages available. 3 shows the pointer image for the variant with a response angle of -60 °. In this case, the conductor-conductor voltage U _TR and used as a comparison voltage, the conductor-to-ground voltage U _R as the measuring AC voltage U _LC . Of course, the same Ansprechwinkei can be achieved with other voltages with appropriate cyclic exchange. This circuit was also chosen in FIG. The angular position of the current I _LC in the earth-free state (R _E is very large) is shown in Figure 3 as a solid pointer and in the earth-fault condition after exceeding the response limit of -60 ° shown as dashed hands. 4 shows which voltages are to be used to realize a response angle of -30 °. Fig. 5 applies to a response angle of + 30 ° and Fir. 6 for + 60 °.

Aus dem funktionellen Zusammenhang der Phasenwinkel zwischen Meß-Wechselspannung und erzeugtem Strom in Abhängigkeit vom Isolationswiderstand (Erdschlußwiderstand) R_E ist ableitbar, daß Schaltungen mit Ansprechwinkeln von -60° oder -30° geeignet sind, um niedrige Ansprechwerte für den Erdschlußwiderstand R_E zu erreichen, während die Schaltungen mit Ansprechwinkeln von +30° oder +60° hohe Ansprechwerte für R_E ergeben. Der Ansprechwert für R_E im unteren Bereich, z. B. etwa 100 Ohm bis etwa 1000 Ohm, ist einstellbar durch die Wahl des Ansprechwinkels von -60° oder -30° sowie durch dieFrom the functional relationship of the phase angle between the measuring AC voltage and the generated current as a function of the insulation resistance (ground fault) R _E is derivable that circuits with response angles of -60 ° or -30 ° are suitable to achieve low thresholds for the ground fault R _E while the circuits with response angles of + 30 ° or + 60 ° give high response values for R _E. The threshold value for R _E in the lower range, z. B. about 100 ohms to about 1000 ohms, is adjustable by the choice of the response angle of -60 ° or -30 ° and by the

Change in value coLy -.

Cl)CyCl) Cy

Die Rotorkapazität C,_o, hat auf den Ansprechwert in diesem Bereich keinen oder nur sehr geringen Einfluß. Der Ansprechwert im oberen Bereich, z. B. etwa 5 kOhm bis etwa ?.0kOhm, hängt vom Ansprechwinkel +30° oder +60°, von der Rotorkapazität C₁₀, undingeringemMaßevomWertfürcuLy - ] ah.The rotor capacitance C, _o , has little or no influence on the response value in this range. The response value in the upper range, z. From about 5 kohms to about .0 kohms, depends on the response angle + 30 ° or + 60 °, the rotor capacitance C ₁₀ , and a small amount of the value for CuLy - ] ah.

ISC/ISC /

Gewollt beeinflußbar ist der Ansprechwert in diesem Bereich folglich nur durch Wahl des Ansprechwinkels +30° oder +60°. Gemäß Fig.7 ist die die hochempfindliche Stufe darstellende Phasenvergleichsschaltung P1 so an den Generator-Spannungswandler GW angeschlossen, daß sie einen Ansprechwinkel von +60° hat (vgl. Fig. 6); die niedrigempfindliche Stufe P2 hat einen Ansprechwinkel von -60° (vgl. Fig. 3). Fig.7 zeigt eine Schaltungsausführung zum Anschluß von zwei sich reservierenden Schutzeinrichtungen an einem Generator. Beide Schutzeinrichtungen besitzen getrennte Spannungszuführungen von den Generatorspannungswandlern GW und je zwei Stufen mit unterschiedlichen Ansprechwerten.Desired influenced the response value in this area is therefore only by selecting the response angle + 30 ° or + 60 °. 7, the phase comparing circuit P1 constituting the high sensitivity stage is connected to the generator voltage converter GW so as to have a response angle of + 60 ° (see FIG. 6); the low-sensitivity stage P2 has a response angle of -60 ° (see Fig. 3). Figure 7 shows a circuit implementation for the connection of two self-reserving protective devices to a generator. Both protective devices have separate power supply lines from the generator voltage transformers GW and two stages each with different response values.

Die niedrigempfindlichen Stufen P 2 beider Schutzeinrichtungen sind so geschaltet, daß sie den gleichen Ansprechwinkel (-60°) und damit den gleichen Ansprechwert für Re haben. Bei den beiden hochempfindlichen Stufen P1 ist die Möglichkeit gezeigt, durch unterschiedliche Ansprechwinkel diese Stufen in den beiden Schutzeinrichtungen bei unterschiedlichen Werten für R_E ansprechen zu lassen. Die hochempfindliche Stufe in Schutzeinrichtung I hat einen Ansprechwinkel von t-60° und in Schutzeinrichtung Il einen Ansprechwinkel von +30° (vgl. Fig. Bund 6). Dadurch sind insgesamt 3 sich im Ansprechwert unterscheidende Stufen einstellbar. Beiden Schutzeinrichtungen gemeinsam und damit ohne Reserve ist die zwi&chen dem Rotor und Erde geschaltete Reihenschaltung mit C_¥, Ly und den Zwischenwandlern.The low-sensitive stages P 2 of both protective devices are switched so that they have the same response angle (-60 °) and thus the same response value for Re. With the two highly sensitive stages P1, the possibility is shown of allowing different levels of response to these stages in the two protective devices at different values for R _E. The high-sensitivity stage in protection device I has a response angle of t-60 ° and in protection device II a response angle of + 30 ° (see Fig. Bund 6). As a result, a total of 3 differing in the threshold levels are adjustable. Both protective devices in common and thus without reserve is the series connection with C _¥ , Ly and the intermediate transformers connected between the rotor and the earth.

Tritt dort eine Unterbrechung auf, fallen beide Schutzeinrichtungen aus. Um einen solchen Fall zu erfassen, sind verschiedene Möglichkeiten denkbar. So kann z. B. in Reihe zu Ly ein Stromrelais geschaltet werden, das auf den bei R_E = °° bereits fließenden Strom anspricht. Fig.8 zeigt eine andere Möglichkeit:If an interruption occurs there, both protective devices fail. To capture such a case, various possibilities are conceivable. So z. B. in series to Ly a current relay are switched, which responds to the at R _E = °° already flowing stream. Fig.8 shows another possibility:

Der Ringmodulator liefert außer der für den Richtungsentscheid benötigton Gleichgroße auch stets noch einen überlagerten Wechselanteil, jedoch nur dann, wenn beide zu vergleichenden Eingangsgrößen am Ringmodulator anstehen. Auf diesen Wechselanteil spricht die mit der niedrigempfindlichen Stufe P2 gekoppelten Überwachungseinheit 0 an. Dadurch wird nicht nur der Kreis mit L_v, C_v auf Unterbrechung, sondern auch die vom Spannungswandler GW zugeführte Spannung überwacht. Diese „Seibstüberwachumj" kann selbstverständlich in beiden Schutzeinrichtungen oder auch in allen 4 Stufen realisiert werden.The ring modulator also delivers a superimposed alternating component, in addition to the same size required for the directional decision, but only if both are present at the ring modulator for comparison input variables. The monitoring unit 0 coupled to the low-sensitivity stage P2 responds to this alternating component. As a result, not only the circuit with L _v , C _{v is} monitored for interruption, but also the voltage supplied by the voltage converter GW. Of course, this "self-monitoring" can be implemented in both protective devices or in all 4 stages.

Claims

1. A method for operating a Rotorerdschlußcchutzes for synchronous generators with a arranged between the rotor circuit and earth series connection of a coupling capacitance, an inductance and a Meßspannungsquelle, in which as a criterion of the phase angle between the Meßwechselspannung and the latter of this via the series circuit and the insulation resistance of the rotor circuit against Earth driven current is used, characterized in that the size of the coupling capacitance, the inductance and the frequency of the Meßwechselspannungsquelle the series circuit matched to each other and the distance of the resonant frequency of infinite insulation resistance from the coupling capacitance, the inductance and the capacity of the rotor circuit to earth formed series resonant circuit of the frequency of the Meßwechselspannungsquelle be chosen so far that the adjusting current is almost purely capacitive, while the distance of the Resonanzfre Frequency of the series resonant circuit formed in resistance-free ground fault only from the coupling capacitance and inductance of the frequency of Meßwechselspannungsquelle is so far that Jaß the adjusting current is almost purely inductive and that as a response criterion at least one, but preferably two phase angle values, the particular values of Isoulationswidetuandes be set, which are between the extreme values of the possible phase shift.

2. The method according to item 1, characterized in that used as Meßwechselspannung a voltage of the three-phase system of the generator and the specified as response criterion phase angle limit with the help of another, derived from the three-phase system, the Meßwechselspannung a certain phase reference voltage is obtained.

3. Circuit arrangement for carrying out the method according to item 1 and 2, characterized in that the measuring alternating voltage derived from the generator voltage converter (GW) and is coupled via an intermediate converter (UW) in the series circuit, while the adjusting current over a lying in the series circuit Current transformer to the one input of a phase comparison circuit (P) and via a further intermediate converter (W) from the generator voltage converter (GW) derived, the specific phase reference to the measuring AC voltage having comparison voltage to the other input of the phase comparison circuit (P) is connected.

4. Circuit arrangement according to item 3, characterized in that a plurality of current transformers are provided in the series circuit, each of which is coupled to the one input of a phase comparison circuit (P 1, P2), while for the connection of the associated comparison voltages to the other inputs of the phase comparison circuits (P 1, P2) are provided to different phases of the generator voltage converter (GW) coupled intermediate converter (W).