DE19629483A1

DE19629483A1 - Monitoring system for electrical machine star-connected stator windings

Info

Publication number: DE19629483A1
Application number: DE1996129483
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr Ing Jurisch; Michael Dr Ing Schwenke
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1998-01-22

Abstract

The monitoring system detects the zero voltages at the terminals of the star-connected stator windings, with evaluation of their operating frequency component for provision of a release signal, with a second release signal provided by filtering out harmonics from the zero voltages to provide an intermediate value (MZ1). The detected zero currents in the stator windings are similarly filtered to provide a second intermediate value (MZ2) with comparison of the phases of both intermediate values, to provide a phase angle compared with a defined range to obtain a release permit signal (AV1). An auxiliary value obtained from at least one intermediate value is compared with a threshold to provide a further release permit signal (AV2), the second release signal supplied in response to both release permit signals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen von in Sternschaltung betriebenen Wicklungen des Stators einer elek trischen Maschine, bei dem die Nullspannung an den Klemmen der Wicklungen gemessen und ihr betriebsfrequenter Anteil als Hilfsmeßgröße zur Gewinnung eines Auslösesignals herangezogen wird und aus der Nullspannung Oberwellen unter Gewinnung einer Zwischenmeßgröße ausgefiltert und die Zwischenmeßgröße zur Bildung eines weiteren Auslösesignals herangezogen wird.The invention relates to a method for monitoring in Star connection operated windings of the stator of an elec trical machine, where the zero voltage at the terminals of the windings measured and their operating frequency share as Auxiliary measurement variable used to obtain a trigger signal becomes and from the zero voltage harmonics under extraction filtered out an intermediate measurement and the intermediate measurement is used to form a further trigger signal.

Ein Verfahren dieser Art ist in dem Buch von H. Clemens und K. Rothe "Schutztechnik in Elektroenergiesystemen", 3. Auf lage, 1961, Seiten 251 bis 253 beschrieben. Dieses bekannte Verfahren dient zur Überwachung der Ständerwicklung eines Ge nerators und wird in der Weise durchgeführt, daß zur Erfas sung von Erdschlüssen in den Wicklungen des Stators bis etwa 90% der Wicklungen die Nullspannung an den Klemmen der Wick lungen gemessen und ihr betriebsfrequenter Anteil mit einem Grenzwert zur Gewinnung eines Auslösesignals verglichen wird. Um einen Hundertprozent-Schutz der Wicklungen zu erreichen, werden nicht nur die Oberwellen der Nullspannung an den Klem men der Wicklungen als einem Meßort erfaßt, sondern es werden zusätzlich an einem weiteren Meßort zwischen dem Sternpunkt der Wicklungen und Erde über einen Spannungswandler die an dieser Stelle auftretenden dritten Oberwellen der Nullspan nung abgegriffen. Sind die über die Klemmen der Wicklungen erfaßten Oberwellen größer als die über den Spannungswandler gewonnenen Oberwellen, dann wird dies als Zeichen dafür ange sehen, daß ein sternpunktnaher Erdschluß in den Wicklungen des Ständers aufgetreten ist und ein weiteres Auslösesignal erzeugt; beim Auftreten eines der beiden Auslösesignale wird ein Steuersignal für einen Leistungsschalter zum Abschalten der Wicklungen des Stators erzeugt.A method of this kind is described in the book by H. Clemens and K. Rothe "Protection technology in electrical energy systems", 3rd on lage, 1961, pages 251 to 253. This well known The method is used to monitor the stator winding of a Ge nerators and is carried out in such a way that for capturing solution of earth faults in the windings of the stator up to approx 90% of the windings the zero voltage at the terminals of the wick lungs measured and their operating frequency share with a Limit value for obtaining a trigger signal is compared. To achieve 100% protection of the windings, not only the harmonics of the zero voltage at the terminal men of the windings as a measuring point, but it will be additionally at another measuring point between the star point of the windings and earth via a voltage converter third harmonics of the zero span occurring at this point tapped. Are those over the terminals of the windings detected harmonics larger than those via the voltage converter won harmonics, then this is given as a sign see that a ground fault close to the neutral point in the windings of the stand has occurred and another trigger signal generated; when one of the two trigger signals occurs a control signal for a circuit breaker to open of the windings of the stator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überwachen von in Sternschaltung betriebenen Wicklungen des Stators einer elektrischen Maschine anzugeben, mit dem eine Überwachung auf Erdschlüsse zuverlässig und mit vergleichs weise geringem Aufwand durchgeführt werden kann.The invention has for its object a method for Monitoring windings of the Specify the stator of an electrical machine with which one Monitoring for earth faults reliably and with comparative wise little effort can be performed.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der ein gangs angegebenen Art erfindungsgemäß der in die Wicklungen hineinfließende Nullstrom erfaßt und durch Filterung eine den Oberwellen des Nullstromes entsprechende weitere Zwischenmeß größe gebildet; beide Zwischenmeßgrößen werden hinsichtlich ihrer Phasenlage zueinander überprüft, und bei einem außer halb eines vorgegebenen Winkelbereichs liegenden Phasenwinkel zwischen den beiden Zwischenmeßgrößen wird ein Auslösevor signal erzeugt; aus der einen Zwischenmeßgröße wird durch Um wertung eine einen unsymmetrischen Betrieb der Wicklungen und/oder Schaltvorgänge berücksichtigende Hilfsgröße gewon nen, mit der Hilfsgröße wird ein Schwellenwert eingestellt, und bei einer den Schwellenwert übersteigenden weiteren Zwischenmeßgröße wird ein weiteres Auslösevorsignal erzeugt; bei gleichzeitigem Auftreten beider Auslösevorsignale wird das weitere Auslösesignal gewonnen.To solve this problem, one of the methods gangs specified type according to the invention in the windings incoming zero current is detected and a filtering Further intermediate measurements corresponding to harmonics of the zero current size formed; both intermediate parameters are considered checked their phase relationship to each other, and with one exception phase angle lying within a predetermined angular range a trigger is made between the two intermediate parameters signal generated; one intermediate measurement is converted to Um an asymmetrical operation of the windings and / or auxiliary variable taking switching operations into account a threshold value is set with the auxiliary variable, and another one exceeding the threshold A further pre-trigger signal is generated for the intermediate measurement variable; if both trigger signals occur simultaneously the further trigger signal is obtained.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be steht darin, daß bei ihm Meßwerte nur an einem einzigen Meß ort, nämlich an den Klemmen der Wicklungen, erfaßt werden, so daß bei einem sehr lang gestreckten Stator einer elektrischen Maschine eine Übertragung von Meßwerten von einem Meßort zu einem anderen nicht erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird darin gesehen, daß mit der aus der einen Zwischenmeßgröße gebildeten Hilfsgröße ein sich in Abhängigkeit von der Nullspannung verändernder Schwellenwert für die weitere Zwischenmeßgröße gewonnen wird, wodurch ein Fehlansprechen bei unsymmetrischem Betrieb oder bei Zu- und Abschaltvorgängen verhindert wird.A major advantage of the method according to the invention is that with him only one measurement location, namely at the terminals of the windings, can be detected that with a very long stator an electrical Machine to transfer measured values from a measuring location to another is not required. Another advantage the inventive method is seen in that with the auxiliary variable formed from the one intermediate measurement variable changing depending on the zero voltage A threshold value for the further intermediate measurement variable is obtained, causing a false response in asymmetrical operation or is prevented during connection and disconnection processes.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus dem einen Auslösevorsignal nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung ein zusätzliches Auslösesignal gewonnen. Damit ist sichergestellt, daß ein Auslösesignal auf jeden Fall auch beim Ausbleiben eines weiteren Auslösevor signals dann erzeugt wird, wenn das eine Auslösevorsignal für eine relativ lange Zeit angestanden hat.In an advantageous development of the invention The procedure is based on a trigger signal after a predetermined time delay an additional trigger signal won. This ensures that a trigger signal is on in any case even if there is no further trigger signals is generated when the one trigger signal for has been around for a relatively long time.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens werden eine dem betriebsfrequenten Anteil der Nullspannung entsprechende Hilfsmeßgröße und eine dem betriebsfrequenten Anteil des Nullstromes entsprechende weitere Hilfsmeßgröße hinsichtlich ihrer Phasenlage zueinan der überprüft, und bei einem außerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs liegenden Phasenwinkel zwischen den beiden Hilfsmeßgrößen wird ein Auslösehilfssignal erzeugt; aus der einen Hilfsmeßgröße wird durch Umwertung eine einen unsymme trischen Betrieb der Wicklungen und/oder Schaltvorgänge be rücksichtigende weitere Hilfsgröße gewonnen, und mit der wei teren Hilfsgröße und bei einer den Schwellenwert überstei genden weiteren Hilfsmeßgröße wird ein weiteres Auslöse hilfssignal erzeugt; bei gleichzeitigem Auftreten beider Aus lösehilfssignale wird das eine Auslösesignal gewonnen.In a further advantageous embodiment of the inventions The method according to the invention becomes one of the operating frequencies Proportion of the auxiliary voltage corresponding to the zero voltage and one corresponding to the operating frequency portion of the zero current further auxiliary measured variable with respect to their phase relationship which checks, and at one outside of a predetermined one Angular range lying phase angle between the two Auxiliary measurement variables a triggering auxiliary signal is generated; from the An auxiliary measurement variable becomes an asymmetrical one by conversion trical operation of the windings and / or switching operations be taking into account further auxiliary variable, and with the white lower auxiliary variable and if the threshold value is exceeded The further auxiliary measurement variable is a further trigger auxiliary signal generated; if both off occur simultaneously Auxiliary trigger signals are obtained the one trigger signal.

Durch diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird sichergestellt, daß ein Auslösesignal auch dann gebildet wird, wenn aus Oberwellenanteilen des Nullstromes und der Nullspannung gebildete Größen nicht zu einem Steuersignal für einen den Stator abschaltenden Leistungsschalter geführt haben, sich jedoch aus den betriebsfrequenten Anteilen des Nullstromes und der Nullspannung das eine Auslösesignal ab leiten läßt.This configuration of the method according to the invention it is ensured that a trigger signal is also formed is when from harmonic components of the zero current and the Variables formed zero voltage do not become a control signal for a circuit breaker that switches off the stator have, however, from the operating frequency shares of the Zero current and the zero voltage the one trigger signal leads.

Auch bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah rens wird es als vorteilhaft angesehen, wenn aus dem weiteren Auslösehilfssignal nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung ein ergänzendes Auslösesignal gewonnen wird.Even with this embodiment of the method according to the invention rens it is considered advantageous if from the rest Triggering auxiliary signal after a predetermined time delay an additional trigger signal is obtained.

Mit besonderem Vorteil läßt sich das erfindungsgemäße Verfah ren dann anwenden, wenn der Stator der elektrischen Maschine der Langstator einer Magnetschwebebahn ist, weil in diesem Falle der einzige Meßort an den Klemmen des Langstators von besonderem Vorteil ist; Übertragungsleitungen für Meßsignale sind nämlich nicht erforderlich. Bei von Wicklungen eines Langstators einer Magnetschwebebahn gebildeten Wicklungen wird ständig die Betriebsfrequenz gemessen und bei der Aus filterung der Oberwellen des Nullstromes und der Nullspannung berücksichtigt; ein die Wicklungen des Langstators speisender Wechselrichter wird hinsichtlich seines Sternpunktes niederohmig geerdet.The process according to the invention can be used with particular advantage Use when the stator of the electrical machine the long stator of a maglev train is because in this The only measuring point at the terminals of the long stator from is a particular advantage; Transmission lines for measurement signals are not necessary. When winding one Long stators of a magnetic levitation formed windings the operating frequency is constantly measured and when it is switched off filtering the harmonics of the zero current and the zero voltage considered; a feeding the windings of the long stator Inverter is regarding its star point grounded with low resistance.

Zur Erläuterung der Erfindung ist inTo explain the invention is in

Fig. 1 ein auf Erdschlüsse zu überwachender Stator mit dem ihn speisenden Teil eines Energieversorgungsnetzes und einer Meßeinrichtung zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens als Blockschaltbild und in Fig. 1 is a stator to be monitored for earth faults with the part of a power supply network feeding it and a measuring device for carrying out the method according to the invention as a block diagram and in

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Meßeinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wie dergegeben. Fig. 2 shows an embodiment of a measuring device for carrying out the method according to the invention as shown.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist ein zu überwachender Abschnitt 1 eines als Langstator 1 einer ansonsten nicht weiter darge stellten elektrischen Maschine ausgebildeter Stator mit nur aus Darstellungsgründen jeweils doppelt eingezeichneten Wick lungen 2, 3 und 4 versehen, die im Stern geschaltet und somit an ihrem jeweils einen Ende in einem Sternpunkt 5 zusammenge faßt sind. An Klemmen 6, 7 und 8 des zu überwachenden Ab schnittes 1 des Langstators liegt ein Kabelumbauwandler 9, mit dem der Nullstrom Io durch den Abschnitt 1 als Summen strom durch die Wicklungen 2, 3 und 4 gemessen wird. Der Null strom Io wird über einen Eingang E1 einer Meßeinrichtung 10 zugeführt.As can be seen in FIG. 1, a section 1 to be monitored, a stator designed as a long stator 1 of an otherwise not shown Darge electrical machine with only for the sake of illustration only two windings 2 , 3 and 4 provided that switched in the star and thus on their ends in a star point 5 are summarized. At terminals 6, 7 and 8 of the section to be monitored from one of the long stator is a ring core transformer 9, with which the zero current Io through the portion 1 as sums current through the windings 2, 3 and 4 is measured. The zero current Io is fed to a measuring device 10 via an input E1.

Die Meßeinrichtung 10 ist über einen weiteren Eingang E2 mit der Nullspannung Uo beaufschlagt, die in dem dargestellten Beispiel über Hochspannungswiderstände 11 aus den Spannungen an einem Sammelschienenabzweig 13 mit Phasenleitern 14, 15 und 16 gewonnen ist. An den Sammelschienenabzweig 13 ist über einen Leistungsschalter 17 der zu überwachende Abschnitt 1 des Langstators angeschlossen; der Leistungsschalter 17 ist über eine strichliert angedeutete elektrische Verbindung 18 von der Meßeinrichtung 10 betätigbar. Der Sammelschienenab zweig 13 ist ferner mit einem Streckenkabel 19 verbunden, das im Falle einer Magnetschwebebahn über nicht dargestellte Um richter gespeist ist. Ferner ist in der Figur nicht gezeigt, daß die Umrichter mit ihrem gemeinsamen Sternpunkt über einen niederohmigen Widerstand mit Erde verbunden sind.The measuring device 10 is supplied with the zero voltage Uo via a further input E2, which is obtained in the example shown via high-voltage resistors 11 from the voltages on a busbar branch 13 with phase conductors 14 , 15 and 16 . Section 1 of the long stator to be monitored is connected to the busbar branch 13 via a circuit breaker 17 ; the circuit breaker 17 can be actuated by the measuring device 10 via an electrical connection 18 indicated by a broken line. The busbar branch 13 is also connected to a section cable 19 , which is fed in the case of a magnetic levitation train to judge, not shown. Furthermore, the figure does not show that the converters are connected to earth with their common star point via a low-resistance resistor.

Wie die Fig. 1 ferner erkennen läßt, weist der Abschnitt 1 des Langstators Wicklungskapazitäten nach Erde auf, die als Ersatzkapazitäten 20, 21 und 22 dargestellt sind. Über diese Kapazitäten fließt auch im erdschlußfreien Fall ein Nullstrom über eine Erdverbindung 23 und über den nicht gezeigten Er dungswiderstand zum Sternpunkt der ebenfalls nicht darge stellten Umrichter.As can also be seen in FIG. 1, section 1 of the long stator has winding capacitances to earth, which are shown as substitute capacitances 20 , 21 and 22 . A zero current flows over these capacitances even in the case of a ground fault, via a ground connection 23 and via the ground resistance (not shown) to the star point of the converter, also not shown.

Die in Fig. 2 in ihrem prinzipiellen Aufbau dargestellte Meßeinrichtung 10 gemäß Fig. 1 ist mit einer Frequenzmeßein richtung 30 versehen, die über den Eingang E2 an der Nullspannung Uo liegt und die jeweilige Betriebsfrequenz der elektrischen Maschine ermittelt, die bei einer Magnetschwebe bahn großen Änderungen unterliegt. Außerdem ist an den Ein gang E2 ein erster Bandpaß 31 angeschlossen, der über die Frequenzmeßeinrichtung 30 jeweils auf die aktuelle Betriebs frequenz der elektrischen Maschine abgestimmt ist und daher an seinem Ausgang 32 eine Hilfsmeßgröße MH1 abgibt, die in ihrer Größe nur jeweils dem betriebsfrequenten Anteil der Nullspannung Uo entspricht. Mit der Nullspannung Uo ist ein weiterer Bandpaß 33 beaufschlagt, der mittels der Frequenz meßeinrichtung 30 auf die jeweils dritte Oberwelle abgestimmt ist und demzufolge eine Zwischenmeßgröße MZ1 an seinem Aus gang 34 abgibt, die der dritten Oberwelle der Nullspannung Uo proportional ist.The measuring device 10 shown in FIG. 2 in its basic structure according to FIG. 1 is provided with a Frequency measuring device 30 , which is connected to the zero voltage Uo via the input E2 and determines the respective operating frequency of the electrical machine, which makes major changes in a magnetic levitation train subject to. In addition, a first bandpass filter 31 is connected to the input E2, which is tuned via the frequency measuring device 30 to the current operating frequency of the electrical machine and therefore outputs an auxiliary measurement variable MH1 at its output 32 , the size of which only corresponds to the operating frequency portion of the Zero voltage corresponds to Uo. With the zero voltage Uo another bandpass filter 33 is applied, which is tuned to the third harmonic in each case by means of the frequency measuring device 30 and consequently outputs an intermediate measurement variable MZ1 at its output 34 which is proportional to the third harmonic of the zero voltage Uo.

Mittels eines zusätzlichen Bandpasses 35, der über den Ein gang E1 mit dem Nullstrom Io beaufschlagt ist, wird mit Un terstützung der Frequenzmeßeinrichtung 30 eine weitere Hilfs meßgröße MH2 gebildet, die der jeweiligen Grundwelle des Nullstromes Io entspricht. Mittels eines ergänzenden Bandpas ses 37 wird wiederum mit Unterstützung der Meßeinrichtung 30 an einem Ausgang 38 eine weitere Zwischenmeßgröße MZ2 er zeugt, die der dritten Oberwelle im Nullstrom Io proportional ist.By means of an additional bandpass 35 , which is supplied with the zero current Io via the input E1, a further auxiliary measurement variable MH2 is formed with the support of the frequency measuring device 30 , which corresponds to the respective fundamental wave of the zero current Io. By means of a supplementary Bandpas ses 37 , with the support of the measuring device 30 , an additional intermediate measurement variable MZ2 is generated at an output 38 , which is proportional to the third harmonic in the zero current Io.

Die Bandpässe 33 und 37 können in Abweichung von den obigen Angaben auf andere nullsystembildende Oberwellen abgestimmt sein.The bandpasses 33 and 37 can be coordinated with other harmonic-forming harmonics, deviating from the above information.

Wie die Fig. 2 ferner erkennen läßt, wird in einem in der Figur oberen Auswerteteil 39A in später noch näher beschrie bener Weise ein Auslösesignal AS1 und in einem in der Figur unteren Auswerteteil 39B ein weiteres Auslösesignal AS2 er zeugt. Dazu werden dem Auswerteteil 39B die eine Zwischen größe MZ1 und die weitere Zwischenmeßgröße MZ2 zugeführt. Da bei werden beide Zwischenmeßgrößen in einem Phasenmeßglied 40 darauf überprüft, ob der Phasenwinkel zwischen ihnen in einem Bereich zwischen 75 bis 105° kapazitiv liegt; ist dies nicht der Fall, dann ist von einem Erdschluß in den Wicklungen des zu überwachenden Abschnittes 1 des Langstators auszugehen, und es wird von einem Schwellenwertbaustein 41 ein Auslöse vorsignal AV1 erzeugt. Dieses Signal liegt an einem Eingang 42 eines UND-Gliedes 43. Ein anderer Eingang 44 des UND-Gliedes 43 ist mit einem weiteren Auslösevorsignal AV2 beauf schlagt, wenn der eingestellte Schwellenwert eines weiteren Schwellenwertbausteins 45 überschritten ist. Der weitere Schwellenwertbaustein 45 ist mit einem Eingang 46 unmittelbar mit der weiteren Zwischenmeßgröße MZ2 beaufschlagt und liegt mit einem weiteren Eingang 47 an einer Umwertestufe 48, die eingangsseitig mit der einen Zwischenmeßgröße MZ1 beauf schlagt ist. In dieser Umwertestufe 48 wird die eine Zwischenmeßgröße MZ1 so umgewertet, daß bei unsymmetrischem Betrieb der elektrischen Maschine oder bei Zu- und Abschalt vorgängen an ihrem Ausgang eine Hilfsgröße H1 entsteht, die den Schwellenwert für den weiteren Schwellenwertbaustein 45 so anhebt, daß von der weiteren Zwischenmeßgröße MZ2 kein weiteres Auslösevorsignal AV2 erzeugt wird. Es wird somit der jeweilige Netzzustand berücksichtigt und dafür gesorgt, daß nur bei Erdschlüssen im Abschnitt 1 ein Auslösevorsignal AV2 entstehen kann. In diesem Falle ergibt sich auch das Aus lösevorsignal AV2, so daß bei gleichzeitigem Vorliegen des einen Auslösevorsignals AV1 am Ausgang des UND-Gliedes 43 das weitere Auslösesignal AS2 auftritt, auf das hin über ein nachgeordnet es ODER-Glied 49 am Ausgang 50 ein Steuersignal ST auftritt, mit dem der in Fig. 1 dargestellte Leistungs schalter 17 betätigbar ist.As can also be seen in FIG. 2, a trigger signal AS1 is shown in an upper evaluation part 39 A in a manner described in more detail below, and a further trigger signal AS2 in a lower evaluation part 39 B. For this purpose, the evaluation part 39 B is supplied with an intermediate variable MZ1 and the further intermediate variable MZ2. Since both intermediate measurement variables are checked in a phase measuring element 40 to determine whether the phase angle between them is capacitive in a range between 75 to 105 °; if this is not the case, then an earth fault in the windings of the section 1 of the long stator to be monitored is to be assumed, and a trigger signal AV1 is generated by a threshold value module 41 . This signal is at an input 42 of an AND gate 43 . Another input 44 of the AND gate 43 is acted upon by a further trigger pre-signal AV2 when the set threshold value of a further threshold value module 45 is exceeded. The further threshold value module 45 is directly supplied with the further intermediate measurement variable MZ2 with an input 46 and is connected with a further input 47 to a conversion stage 48 which is loaded with the one intermediate measurement variable MZ1 on the input side. In this conversion stage 48 , the one intermediate measurement variable MZ1 is converted so that in the case of asymmetrical operation of the electrical machine or during connection and disconnection processes, an auxiliary variable H1 arises at its output, which raises the threshold value for the further threshold value module 45 in such a way that of the further intermediate measurement variable MZ2 no further trigger advance signal AV2 is generated. The respective network status is thus taken into account and it is ensured that a triggering pre-signal AV2 can only occur in the event of earth faults in section 1 . In this case, there is also the trigger signal AV2, so that when a trigger signal AV1 is present at the output of the AND gate 43, the further trigger signal AS2 occurs, to which a control signal ST is output via a downstream OR gate 49 at the output 50 occurs with which the power switch 17 shown in FIG. 1 can be actuated.

Ein zusätzliches Auslösesignal AS3 ergibt sich dann, wenn nach einer vorgegebenen Zeitdauer, die von einer Zeitstufe 51 bestimmt ist, das eine Auslösevorsignal AV1 noch immer an steht, weil dies dann ein Zeichen dafür ist, daß im Abschnitt 1 ein Erdschluß aufgetreten ist, obwohl das weitere Auslöse signal AS2 nicht aufgetreten ist. Auch in diesem Falle wird dann das Steuersignal ST an den Leistungsschalter abgegeben.An additional trigger signal AS3 results when, after a predetermined period of time, which is determined by a time stage 51, the trigger signal AV1 is still present, because this is a sign that an earth fault has occurred in section 1 , although that further trigger signal AS2 has not occurred. In this case too, the control signal ST is then output to the circuit breaker.

Der in seinem Aufbau dem Auswerteteil 39B entsprechender Aus werteteil 39A arbeitet ähnlich wie der Auswerteteil 39B, nur werden hier betriebsfrequente Anteile des Nullstromes Io und der Nullspannung Uo verarbeitet. Dies geschieht in der Weise, daß die eine Meßhilfsgröße MH1 und die weitere Hilfsmeßgröße MH2 in einem weiteren Phasenmeßglied 61 hinsichtlich ihrer Phase miteinander verglichen werden; ergibt sich auch hier, daß ein Phasenwinkel zwischen 75 und etwa 105° kapazitiv ver lassen wird, dann spricht eine Schwellenwertstufe 62 an und gibt ein Auslösehilfssignal AH1 an ein weiteres UND-Glied 63 ab. Die eine Hilfsmeßgröße MH1 wird außerdem einer Umwer tungsschaltung 64 zugeführt, in der eine weitere Hilfsgröße H2 gebildet wird. Mit dieser weiteren Hilfsgröße ist dafür gesorgt, daß eine nachgeordnete Schwellenwertanordnung 65 nur dann an ihrem einen Ausgang 66 ein weiteres Auslöse hilfssignal AH2 abgibt, wenn der zu überwachende Abschnitt 1 nicht durch Unsymmetrien oder Zu- und Abschaltvorgängen ge stört ist. Zur Gewinnung des weiteren Auslösehilfssignals AH2 liegt an einem Eingang 67 der Schwellenwertanordnung 65 die weitere Meßhilfsgröße MH2; überschreitet diese weitere Meß hilfsgröße MH2 in ihrem Wert jeweils mit der weiteren Hilfs größe H2 eingestellten Schwellenwert, dann tritt am Ausgang der Schwellenwertanordnung 65 das weitere Auslösehilfssignal AH2 auf, das ebenfalls an einem Eingang des UND-Gliedes 63 liegt. Treten beide Auslösehilfssignale AH1 und AH2 gleich zeitig auf, dann wird am Ausgang des UND-Gliedes 63 das eine Auslösesignal AS1 erzeugt, das über das ODER-Glied 49 zur Ausgabe eines Steuersignals ST für den Leistungsschalter 17 führt. In its construction to the evaluation section 39 B corresponding values from some 39 A operates 39 B similar to the evaluation part, only power-frequency components of the neutral current Io and the zero voltage Uo be processed here. This takes place in such a way that the one auxiliary measurement variable MH1 and the further auxiliary measurement variable MH2 are compared with one another with respect to their phase in a further phase measuring element 61 ; it also results here that a phase angle between 75 and approximately 105 ° is capacitively left, then a threshold value stage 62 responds and emits an auxiliary trigger signal AH1 to a further AND gate 63 . The one auxiliary measurement variable MH1 is also fed to a conversion circuit 64 in which a further auxiliary variable H2 is formed. With this further auxiliary variable it is ensured that a subordinate threshold value arrangement 65 only outputs a further triggering auxiliary signal AH2 at its one output 66 if the section 1 to be monitored is not disturbed by asymmetries or connection and disconnection processes. To obtain the additional auxiliary trigger signal AH2, the further auxiliary measurement variable MH2 is located at an input 67 of the threshold value arrangement 65 ; If this further measurement auxiliary variable MH2 exceeds the threshold value set with the additional auxiliary variable H2, then the additional triggering auxiliary signal AH2 occurs at the output of the threshold value arrangement 65 , which is also at an input of the AND gate 63 . If both auxiliary trigger signals AH1 and AH2 occur simultaneously, then one trigger signal AS1 is generated at the output of the AND gate 63 , which leads via the OR gate 49 to output a control signal ST for the circuit breaker 17 .

Steht das eine Auslösehilfssignal AH1 am Ausgang der Schwel lenwertstufe 62 für eine Zeitdauer an, die größer als die von einem weiteren Zeitglied 68 vorgebende Zeitdauer ist, dann wird auch ein ergänzendes Auslösesignal AS4 an das ODER-Glied 49 abgegeben und daraufhin das Steuersignal ST erzeugt.If there is a triggering auxiliary signal AH1 at the output of the threshold value stage 62 for a period of time that is greater than the period specified by a further timer 68 , then a supplementary trigger signal AS4 is also output to the OR gate 49 and the control signal ST is then generated.

Nach den vorangehenden Ausführungen dürfte verständlich sein, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren sehr gut mittels einer Datenverarbeitungsanlage durchführen läßt, der über Ab tast-Halte-Schaltungen und Analog-Digital-Wandler dem Null strom Io und der Nullspannung Uo entsprechende digitale Werte zugeführt werden.After the preceding explanations it should be understandable that the inventive method very well a data processing system can be carried out via Ab Tast-hold circuits and analog-digital converters to zero current Io and the zero voltage Uo corresponding digital values be fed.

Claims

1. A method for monitoring windings operated in star connection ( 2 , 3 , 4 ) of a stator ( 1 ) of an electrical machine with an ineffectively grounded star point ( 5 ) for earth faults, in which

- The zero voltage (Uo) at the terminals ( 6 , 7 , 8 ) of the windings ( 2 , 3 , 4 ) is measured and their operating frequency component is used as an auxiliary measurement variable (MH1) to obtain a trigger signal (AS1) and
- harmonics are filtered out from the zero voltage (Uo) to obtain an intermediate measurement variable (MZ1) and the intermediate measurement variable (MZ1) is used to form a further trigger signal (AS2),

characterized in that

- The zero current (Io) flowing into the windings ( 2 , 3 , 4 ) is detected and a further intermediate measurement variable (MZ2) corresponding to the harmonics of the zero current (Io) is formed by filtering,
- Both intermediate measured variables (MZ1, MZ2) are checked with respect to their phase relationship to one another,
a triggering pre-signal (AV1) is generated at a phase angle between the two intermediate measurement variables (MZ1, MZ2) lying outside a predetermined angular range,
an auxiliary variable (H1) taking into account asymmetrical operation of the windings and / or switching operations is obtained from the one intermediate measurement variable (MZ1),
- A threshold value is set with the auxiliary variable (H1) and a further trigger signal (AV2) is generated in the case of a further intermediate measurement variable (MZ2) which exceeds the threshold value and
- If both trigger signals (AV1, AV2) occur at the same time, the further trigger signal (AS2) is obtained.

2. The method according to claim 1,
characterized in that

- An additional trigger signal (AS3) is obtained from a trigger signal (AV1) after a predetermined time delay.

3. The method according to claim 1 or 2,
characterized in that

an auxiliary measured variable (MH1) corresponding to the operating frequency component of the zero voltage (Uo) and and a further auxiliary measured variable (MH2) corresponding to the operating frequency component of the zero current (Io) are checked with respect to their phase relationship to one another,
a triggering auxiliary signal (AH1) is generated at a phase angle lying outside a predetermined angular range between the two auxiliary measurement variables (MH1, MH2),
- from the one auxiliary measurement variable (MH1), a further auxiliary variable (H2) taking into account asymmetrical operation of the windings and / or switching operations is obtained by conversion,

a threshold value is set with the further auxiliary variable (H2) and a further auxiliary trigger signal (AH2) is generated if the further auxiliary measured variable (MH2) exceeds the threshold value and

- If both triggering auxiliary signals (AH1, AH2) occur at the same time, one triggering signal (AS1) is obtained.

4. The method according to claim 3,
characterized in that

- A supplementary trigger signal (AS4) is obtained from the one auxiliary trigger signal (AH1) after a predetermined time delay.

5. The method according to any one of the preceding claims,
characterized in that

- In the case of windings ( 2 , 3 , 4 ) of a section 1 of a long stator of a magnetic levitation windings, the operating frequency is continuously measured and taken into account when filtering out the harmonics of the zero current (Io) and the zero voltage (Uo) and
- One of the windings ( 2 , 3 , 4 ) of the long stator supplying network part ( 19 ) with respect to its neutral point is grounded ge.