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Anordnung zum selbsttätigen Parallelschalten von Wechselstromnetzen
Für das Parallelschalten von Synchronmaschinen bzw. von Wechselstromnetzen sind
Vorrichtungen bekannt, die auf selbsttätigem Wege dafür sorgen, .daß die parallel
zu schaltenden Spannungen einerseits in oder Größe nicht allzusehr voneinander abweichen,
anderseits mindestens annähernde Frequenz- und Phasenübereinstimmung besitzen. Die
Anordnung ist derart, daß die parallel zu schaltenden Spannungen über Relais in
der Größe, in der Frequenz und in der Phase miteinander verglichen werden, wobei
der Impuls für das Einlegen des Hauptschalters nur dann freigegeben wird, wenn für
alle drei Größen mindestens annähernde Gleichheit vorhanden ist.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man beim
Parallelschalten der beiden Spannungen eine größere Toleranz in der Phasenlage zulassen
kann, wenn die Spannung eines Netzes unter ihrem normalen Wert liegt. Gewöhnlich
wird die Spannung des Hauptnetzes zwischen ihrem Normalwert und Null schwanken,
während die Spannung des zuzuschaltenden Generators im wesentlichen auf ihrem normalen
Wert konstant gehalten werden kann. Sinkt nun die Netzspannung, so muß der zuzuschaltende
Generator so schnell wie möglich ans Hauptnetz geschaltet werden, um die sinkende
Netzspannung wieder hochzudrücken. Gemäß der Erfindung sind nun zusätzliche Einrichtungen
vorgesehen, die eine größere Toleranz in der Phasenübereinstimmung nur dann zulassen,
wenn die Spannung nur eines der parallel zu schaltenden Netze unter ihren normalen
Wert gesunken ist.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2o, 21
und 22, 23 sind die Leiter des Hauptnetzes und die des zuzuschaltenden Generators.
An das Hauptnetz ist ein Transformator L'.0 angeschlossen, der auf einen Gleichrichter
41 arbeitet. Zwischen Hauptnetz und Generator ist der Transformator 32 geschaltet,
dem die Resultierende der Hauptnetz- und Generatorspannungen zugeführt wird. Zu
diesem Zwecke sind die Leitungen 2o und 22 über die Hilfsleitung 24 miteinander
verbunden. Der Transformator 32 arbeitet auf einen Gleichrichter 33, der mit dem
Gleichrichter 41 in Reihe geschaltet ist. Eine Batterie 42 ist an ein Potentiometer
43 angeschlossen, das denSpannungenderGleichrichter 33 und 41 entgegenwirkt. Der
Transformator 25 besitzt eine Primärwicklung 26, die über die Impedanz 27 an die
Leiturigen 22 und 23 angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung28.desTransformators
speisteinenGleichrichter
3q., -der seinerseits die Betätigung der
Kontakte 36 des Relais 35 veranlaßt. 30 ist eine auf dem mittleren Schenkel
des Transformators 25 untergebrachte Dämpferwicklung, in deren Stromkreis ein regelbarer
Widerstand 31 eingeschaltet ist. Auf dem mittleren Schenkel befindet sich noch die
Wicklung 29, die durch die Differenzspannung der Potentiometerspannung und der in
Reihe geschalteten Gleichrichterspannungen erregt wird.
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Die Anordnung arbeitet nun folgendermaßen: Spannung und Frequenz des
Netzes 2o, 21 seien normal und der das Netz 22, 23 speisende Generator werde auf
Synchronismus gebracht und besitze die normale Spannung. Die Resultieren=de der
Spannungen der zwei Wechselstromkreise wird der Primärwicklung des Transformators
32 zugeführt. Mittels des Gleichrichters 33 wird ein der Resultierenden der zwei
Wechselspannungen proportionaler Gleichstrom der Wicklung 29 zugeführt. Solange
als die Wechselspannungsresultierende einen Strom vorher bestimmter Größe durch
die Wicklung 29 v eranlaßt, bleibt die Spannung der Sekundärwicklung 28 unter einer
für die Auslösung des Schalters 35 notwendigen Größe. Da jedoch die Wechselspannungsresultierende
sinkt, wenn die Frequenzen der beiden Kreise einander genügend nahe liegen, sinkt
dementsprechend auch der Gleichstrom durch die Wicklung 29; hierdurch wird die Spannung
der Wicklung a8 auf die zur Auslösung des Schalters 35 notwendige Größe gebracht.
In diesem Falle ist die zwischen der Abnahme des Gleichstromes un=d der Vergrößerung
der Wechselspannung liegende Verzögerungszeit nicht groß genug, um zu verhindern,
daß die Wechselspannung bei kurzzeitigem Synchronismus ihren Höchstwert erreicht.
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Die Dämpferwicklung 30 verhindert, daß die Spannung in der
Wicklung 28 einen für die Auslösung des Relais 35 notwendigen Wert erreicht, solange
bis eine vorher bestimmte Zeit nachdem Eintritt des Synchronismus verstrichen ist.
Diese Zeit ist notwendig, um ein Parallelschalten bei nur momentanem Synchronismus
zu verhindern, wenn die Frequenzunterschiede der beiden Netze zu groß sind, um ein
sicheres Parallelschalten zu gestatten. Nur wenn die Frequenzen der beiden Netze
innerhalb eines vorher bestimmten Bereiches liegen, wird die Spannung der Wicklung
28 genügend ansteigen, um den Schalter 35 zu steuern.
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Die Anordnung nach der Erfindung arbeitet nun folgendermaßen: Sind
die Netz- und Maschinenspannungen normal, aber nicht in Phase, so wird ein der resultierendenSpannung
proportionalerStrom durch die Wicklung 29 fließen. Dieser Strom sinkt auf Null,
wenn die Spannungen der beiden Netze genau im Synchronismus sind. Das Potentiometer
.43 wird nun so eingestellt, daß im Synchronismus in der Wicklung 29 kein Strom
fließt. Diese Forderung ist dann erfüllt, wenn die Spannung des Potentiometers gleich
der .des Gleichrichters 41 ist. Solange die Netzspannung und die Generatorspannung
ihren normalen Wert besitzen, wird der Strom in der Wicklung 29 gering genug sein,
um das Relais 35 auszulösen, wenn die Hauptwechselspannungen einen vorher gegebenen
Winkel miteinander bilden. Nimmt aber die Netzspannung, nachdem der Synchronismus
erreicht worden ist, ab, dann sinkt dadurch die Spannung des Transformators ¢o,
entsprechend steigt die Spannung des Transformators 32; im Gleichrichterkreis tritt
also keine Veränderung ein.. Dies bedeutet, daß, wenn die Netzspannung unter ihren
Normalwert sinkt, eine Parallelschaltung in einem weiteren -Winkelbereich eintreten
wird, als wenn Netz- und Generatorspannung normal sind. Ohne die Kompensationseinrichtung
wird ein Sinken :der Netzspannung eine genauere Phasenübereinstimmung erfordern,
bevor die resultierende Spannung auf einen Wert gesunken ist, der genügt, um den
Hauptschalter auszulösen.