CH146095A

CH146095A - Einrichtung zum Verhüten des Aussertrittfallens von Wechselstromgeneratoren.

Info

Publication number: CH146095A
Authority: CH
Inventors: Cie Aktiengesellschaft Boveri
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1929-02-28
Filing date: 1930-02-11
Publication date: 1931-03-31

Description

Einrichtung zum Verhüten des Aussertrittfallens von Wechselstromgeneratoren. Für das Aufrechterhalten der Geschwin digkeit von Wechselstromgeneratoren, die ein gemeinsames Netz speisen und die an voneinander entfernten Stellen, zum Beispiel in getrennten Zentralen, aufgestellt sind, ist es bekannt, die Frequenz von mit den Gene ratoren gekuppelten Hilfsmaschinen in einem doppeltgespeisten Motor als Kuppelglied zu vergleichen.

Als doppeltgespeister Motor wird beispielsweise ein Synchronoskop verwendet, dessen Rotor von der Frequenz der einen Hilfsmaschine und dessen Stator von der Frequenz der andern Hilfsmaschine gespeist wird;

wobei Rotor und Stator mehrphasig, oder aber .einer von beiden nur einphasig ge speist wird. Der Rotor des Synchronoskops betätigt 'eine Kontaktvorrichtung, die auf ein Regulierorgan der Antriebsmaschine des Ge- nerators einwirkt.

Beim Auftreten von Kurzschlüssen in Wechselstromnetzen bei geschlossenem Kup- pelschalter kommt es nun häufig vor, dass Maschinen alxsser Tritt fallen. Dies bat grosse Ausgleichströme zur Folge, welche un erwünschte Betriebsstörungen durch Anspre chen von Relais und Abschaltungen ver ursachen. Es ist darum erforderlich, die Ge neratoren bei derartigen Störungen so schnell wie möglich auf die richtige Drehzahl zu bringen.

Die Verwendung der bekannten Ein richtung bringt den Nachteil mit sich, dass besondere Verbindungsleitungen zwischen den dieVergleichsfrequenzen liefernden Hilfs motoren erforderlich sind, so dass die Anlage umständlich und teuer wird.

Es ist bekannt, dass in einem von zwei Generatoren mit den Frequenzen und co, gespeisten Netz zwei Frequenzen vor handen sind, von denen die eine
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und die andere
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beträgt. Letztere ist die Schwebungs- frequenz, während die erstere Frequenz )x als Vergleichsfrequenz zum Synchronisieren der Generatoren benutzt werden kann.

Die Erfindung besteht darin, dass in einem Wechselstromnetz bei geschlossenem' Kuppelschalter die Synchronisiereinrichtung dauernd eingeschaltet und sowohl von der im Netz vorhandenen Betriebsfrequenz, als auch von einer der Drehzahl eines das Netz speisenden Generators entsprechenden Fre quenz zum Ansprechen gebracht wird, wo bei letztere durch einen mit dem zu synchro nisierenden Generator gekuppelten Wechsel strom-Hilfsgenerator erzeugt wird, so dass ein Aussertrittfallen der Generatoren und die damit verbundenen Nachteile, sowie das Öff nen des Kuppelschalters und damit verbun denes Neusynchronisieren vermieden sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1. die Verwendung eines auf Frequenzunterschiede ansprechendenKon- taktorganes, Abb. 2 die Verwendung eines auf Leistung ansprechenden richtungsabhän gigen Organes. Bei dem Beispiel nach Abb. 1 hängt an dem Netz 12 der Generator 1, der von der Turbine 2 angetrieben wird. Auf der Generatorwelle sitzt ein kleiner Hilfs generator B. Die Frequenz des Ililfsgenera.- tors 3 ist proportional der Drehzahl des Hauptgenerators 1.

Die Spannung des Hilfs- generators 3 wird an den Rotor 6 über die Schleifringe 7, und die Netzspannung wird durch einen Spannungswandler 4 an den Stator 5 eines Asynchronmotors angeschlos sen, der als Verstellorgan für die Drehzahl der Turbine 2 dient. Auf der Rotorwelle des Asynchronmotors sitzt fest ein Kontaktarm 9, der zwischen Steuerkontakten 10, 11 be weglich ist und der durch die Federn 8 in der Nullstellung gehalten wird.

Entspricht die Drehzahl des Generators der Netzfrequenz, so ist das Drehmoment des Asynchronmotors bezw. des Kontakt- organes Null. Je nachdem, ob der Generator zu schnell oder zu langsam laufen will, ent- steht dagegen ein Drehmoment in der einen oder andern Richtung. Diese wechselnden Drehmomente werden zur Regulierung der Drehzahl der Turbine verwendet.

Dadurch wird erreicht, da,ss der Generator, bevor er ausser Tritt geraten ist, automatisch synchro nisiert wird, ohne da.ss eine Öffnung eines Schalters erfolgt, so dass der Betrieb unge- stört bleibt. Dabei ist es zweckmässig, den Hauptschalter nach dem erstmaligen Syn chronisieren und Para.llelschalten in seiner Schliesslage zu verriegeln. Der Hilfsgenerator benötigt eine Erre gung. Diese kann der Erregung des Haupt generators entnommen werden. Um die Än-- derung der Erregerspannung unwirksam zu machen, kann der Hilfsgenerator mit stark gesättigtem Eisen gebaut werden.

Bei Ver wendung eines Hilfsgenerators mit Polen aus permanenten Magneten kann die Erregung gänzlich weggelassen werden.

Der Hilfsgenerator muss mit dem Haupt generator zwangläufig verbunden sein, da mit die Phasenlage sich nicht verändert. Zu diesem Zweck empfiehlt es sieh, einen- Zahn- radantrieb zu verwenden. Die Übersetzung des Antriebes kann entsprechend der norma len Drehzahl des Generators gewählt werden, so dass derselbe Hilfsgenerator für beliebige Drehzahlen beibehalten werden kann.

Bei Veränderung des Leistungsfaktors des Generators ändert sich die Polradver- schiebung und damit die Ruhelage des Kon- taktorganes. Um in diesem Fall eine uner wünschte Regulierung zu verhüten, müssten die Kontakte 10, 11 genügend weit ausein ander entfernt sein, so dass eine Regulierung nur vorkommt, wenn die Polradverschiebung des Generators derart ist, dass ein Ausser trittfallen zu befürchten ist, -das heisst wenn das Kontaktorgan ganze Umdrehungen ma chen würde,

wenn es nicht durch das Auf treffen des Kontaktörgaues 9 an den Kontak ten 10; 11 verhindert würde. Eine andere Möglichkeit, die unerwünschte Regulierung zu vermeiden, besteht darin, die Kontakte in Übereinstimmung mit dem Leistungsfaktor des Generators zu verschieben.

Diese Vorrichtung erfordert für den Hilfs generator eine besondereGleichstromerregung. Diese Gleichstromerregung ist bei der An ordnung gemäss Abb. 2 vermieden. Bei die ser Anordnung wird wieder der am Netz 12 hängende Generator 1 von der Turbine 2 an getrieben.-- Auf der Generatorwelle sitzt der Hilfssynchrongenerator 3, dessen Statorwick- lung mit 14 bezeichnet ist.

Der Stator wird vom Spannungswandler 4 gespeist. 16, ist ein Leistungsregler, der zweckmässig mit Wälzsektorregulierkontakten ausgerüstet ist und den Hilfsmotor 17 für das Regulier organ 18 der Turbine 2 beeinflusst. Der Lei stungsregler wird zum Beispiel durch eine Feder in seiner Mittellage gehalten. Der Rotor des Hilfsgenerators 3 wird zweck mässig als Kurzschlussanker (Käfigwieklung) ausgebildet, damit Schleifringe vermieden sind.

Solange die Generatordrehzahl der Netz frequenz entspricht, wird kein Energiefluss und somit kein Leistungsausgleich zwischen Hilfsgenerator und Netz erfolgen und der Leistungsregler daher nicht beeinflusst wer den. Strebt der Generator 1 dagegen einer über- oder untersynchronen Drehzahl zu, das heisst, besteht die Möglichkeit des Aussertritt- fallens für denselben, so wird Energie vom Hilfsgenerator 3 und 14 zum Spannungs- wandler 4 bezw. in umgekehrter Richtung fliessen.

Der Leistungsregler spricht an und beeinflusst in Abhängigkeit von der Energie- richtung den Hilfsmotor 17, der je nach sei ner Drehrichtung das Regulierorgan 18 der Turbine verstellt. Sobald die Generatordreh- zahl der Netzfrequenz wieder angepasst ist, hört der Leistungsausgleich zwischen Hilfs generator und Netz 12 auf und der Lei stungsregler nimmt wieder seine Mittellage ein.

Um die Empfindlichkeit der Regulier einrichtung zu steigern, werden zweckmässig die Leerlaufsverluste des Hilfsgenerators klein gehalten, während seine Leistungs abgabe bei einer gegebenen Schlupffrequenz möglichst gross gemacht wird.

Die Einrichtung gemäss- der Erfindung kann ohne weiteres zum automatischen Syn chronisieren und Parallelschalten von Gene ratoren benutzt werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zum Verhüten des Ausser trittfallens von Wechselstromgeneratoren bei geschlossenem Kuppelschalter des gemein samen Netzes durch Regelung der Drehzahl der Antriebsmaschine der Generatoren, da durch gekennzeichnet, dass die Synchronisier einrichtung dauernd eingesehaltet und so wohl von der im Netz vorhandenen Betriebs frequenz, als auch von einer der Drehzahl eines Generators entsprechenden Frequenz beeinflusst wird, wobei letztere durch einen mit den zu synchronisierenden Generatoren gekuppelten Wechselstrom-Hilfsgenerator er zeugt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1.

Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, das der Hilfs generator vom Hauptgenerator getrennte Erregung besitzt. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, das der Hilfs generator Pole aus permanenten Magneten besitzt. 3. Vorrichtung nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, das der Hilfs generator stark gesättigtes Eisen besitzt und von der Erregermaschine des Haupt- generators aus erregt wird. 4.

Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, das der Hilfs generator mit dem Hauptgenerator durch Zahnradantrieb gekuppelt ist, dessen Übersetzung der normalen Drehzahl des Generators entspricht. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Haupt schalter nach dem erstmaligen Synchroni- Bieren und Parallelschalten in seiner Schliesslage selbsttätig verriegelt wird. 6.

Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Kontakt organ für die Regelung der Antriebs maschine des Generators ein auf Leistung ansprechendes richtungsabhängiges Relais verwendet wird, das in Abhängigkeit vom Energiefluss zwischen Netz und Hilfs generator das Regulierorgan der Antriebs maschine verstellt. 7. Vorrichtung _ nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, da.ss das Leistungs- relais mit Wälzsektorregulierkontakten ausgerüstet ist. 8.

Vorrichtung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, da.ss der Rotor des Hilfsgenerators als Kurzschlussanker aus geführt ist.