Parallelsehaltrelals. In den Kraftwerken ist es heute noch allgemein üblich, die Parallelsehaltung der einzelnen Synchronmaschinen entweder nach der Hell- oder nach der Dunkelschaltung von Hand auszuführen. Diese beiden Schaltungs arten haben bekanntlich ihren Namen erhal ten von der Verwendung von Lampen, die im Moment des Synchronismus bei der Hell schaltung am stärksten aufleuchten und bei der Dunkelschaltung dunkel bleiben müssen. Die bei den Pendelungen im Sychronismus herrschenden Verhältnisse sind am deutlich sten ersichtlich in einem Zeitdiagramm ent sprechend Abb. 1 beiliegender Zeichnung.
Die Parallelschaltung der zuzuschaltenden Maschine hat bei der Hellschaltung (Dia gramm H) im äusserst flach verlaufenden Maximum der Schwebungskurve Sch zu er folgen, während bei der Dunkelschaltung (Diagramm D) der Moment des Synchronis mus<B>S</B> durch den Schnittpunkt der Schwe- bungskurven mit der Zeitaxe sehr deutlich und scharf markiert ist.
In Abb. 1 bedeutet ferner: 1V-.--Netzspannung; S'p=Spannung der zuzuschaltenden Maschine; Su=Sum- menspannung von Netz und Maschine.
Ein brauchbares Parallelschaltrelais zur automatischen Zuschaltung von Synchron maschinen muss genau, wie bei der Schaltung von Hand, feststellen, ob Synchronismus vorhanden ist, und dann, wenn dieser genü gend lange anhält, das heisst wenn die Schwebungen genügend langsam vor sich gehen, im geeigneten Moment das Schliessen des Maschinenschalters veranlassen.
Zu die sem Zwecke muss das Parallelschaltrelais aus einem die Phasengleichheit, beziehungs weise Phasenopposition anzeigenden Organ und aus einem Zeitorgan bestehen, das vom ersteren im richtigen Augenblick freigegeben wird und das nach seinem Ablauf das Schlie ssen des Maschinenschalters über einen Hüp- fer mit Haltespule durch den üblichen Fern antrieb besorgen lässt.
Wir nehmen an, die Ablaufzeit des Zeitorganes sei ti, und die Zeit, die der Fernantrieb braucht vom Mo ment der Kontaktgabe durch das Zeitrelais bis zum Schliessen der Hauptkontakte des Maschinenscbalters sei t2. Gibt nun das Anzeige organ das Zeitorgan zum Beispiel erst im Phasenoppositionspunkt <B>S</B> frei, so wird, wie in Abb. 2 gezeigt, die Parallelschaltung erst im Zeitpunkt B erfolgen, wo sich die Ma schinen eventuell schon beträchtlich weit vom Phasenoppositionspunkt ,S entfernt haben.
Der erste Gedanke zur Behebung dieses Nachteils führt auf die Lösung, das Anzeige- organ so unempfindlich einzustellen, dass es schon das Zeitorgan freigibt, wenn die Schwebungskurve Soli noch die Differenz spannung von E$ besitzt (Fig.3). Erfolgt der Schnitt der Schwebungskurve unter stei lem Winkel, so wird das Parallelschaltrelais ebenfalls wieder zur Unzeit parallel schalten.
Das Parallelschaltrelais muss also so ergänzt sein, dass es die Steilheit der Schwebungs- kurve im Synchronismusmoment feststellen kann.
Gemäss vorliegender Erfindung ist nun das Parallelschaltrelais so eingerichtet, dass dem Synchronismus anzeigenden Gerät ge stattet ist, die Steilheit der Schwebungs- kurve Soli beim Schnitt mit der Zeitlinie Z zu messen, derart, dass die Parallelschaltung nur dann erfolgen kann, wenn diese Steilheit unter ein bestimmtes Mass gesunken ist. Es wird dies dadurch erreicht, dass das Zeit organ nur vom Moment des Schnittpunktes der Schwebungskurve mit der Geraden E" an bis zum Phasenoppositionspunkt S laufen kann.
Folgen sich die Schwebungen rasch aufeinander, das heisst übersteigt die Steil heit der Schwebungskurve, die zum Beispiel durch den Winkel a in Abb. 3 dargestellt werden kann, ein bestimmtes Mass, so kommt der Zeitpunkt A, in welchem die Zeit ti des Zeitorganes abgelaufen ist, zeitlich nach dem Phasenoppositiönspunkt S' zu liegen. Dann wird 'der Ablauf des Zeitrelais schon im Punkte C unterbrochen, und es erfolgt keine Kontaktgabe an den Hüpfer des Fern antriebes.
Verläuft die Schwebungskurve (wie in Abb. 4) weniger steil als dem Win kel ay=arc tg
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entspricht, so läuft das Zeitorgan völlig ab und macht am Ende seiner Bahn Kontakt. Dadurch ist Gewähr gegeben, dass die Parallelschaltung möglichst nahe am Phasenoppositionspunkt S erfolgt. Die ungenaueste Parallelschaltung erfolgt dann, wenn a" den Grenzwert a gerade er reicht. Dann wird mit einer Differenzspan nung
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zusammengeschaltet, die durch Einstellen tiefer Spannung E" und langer Zeit 1i beliebig klein gemacht werden kann.
Konstruktiv kann der Erfindungsgedanke zum Beispiel gemäss der schematischen Abb. 5 ausgeführt werden.
Sowohl das Anzeigeorgan als auch das Zeitorgan seien nach dem Ferrarisprinzip gebaut. Für ersteres kann man beispiels weise zwei Triebmagnete wählen, die in Dunkelschaltung an zwei verschiedene Pha sen in üblicher Weise angeschlossen werden. Diese Triebmagnete wirken auf zwei zusam menhängende, um eine Welle 1 drehbare Aluminiumsektoren. Beim Phasenoppositions- punkt S fallen die Sektoren infolge des Gewichtes in die Nullage und schliessen dort mit den beiden Kontakten Ki, I12 den Stromkreis des Zeitorganes.
Die beiden Kon takte K, und K2 sind nicht fest angeordnet, sondern liegen auf einem Hebel 3, der um einen Punkt 2 möglichst nahe an 1 mit leichter Reibung drehbar ist. Stehen die bei den zusammenzuschaltenden Wechselspan nungen in Phase miteinander, dann entsteht das maximale Drehmoment an den beiden Sektoren und dreht sie in unserem Bilde nach rechts. Bei dieser Drehung öffnen sich die Kontakte Ihr und K2, und am Ende ihres Weges stossen die Sektoren mit Hilfe des Mitnehmers 4 den Hebel 3 aus der horizontalen Lage vom Anschlag 5 weg bis zum einstellbaren Anschlag 6.
Dadurch wer den die Kontakte .Ki und K2 den Sektoren wieder um den Winkel x entgegengedreht entsprechend der Differenzspannung Eg. Beim nächsten Abnehmen der Schwebung kehren die Sektoren infolge des Gewichtes nach links zurück, und die Kontakte Ki und K2 werden schon bei E,; geschlossen und blei ben es bis zum Phasenoppositionspunkt jS', da die Sektoren den Hebel 3 mitnehmen bis zum Anschlag 5.
Sofort beim Wiederanstei gen der Schwebung lösen sich die Kontakte Ki, K?, da der Hebel 3 infolge der leichten Reibung in seiner Endlage verbleibt, und das Spiel wiederholt sich, bis die Zeit zwi schen 0 und ,S im Zeitdiagramm, Abb. 4, grösser ist als ti.
Eine weitere Bedingung zur Verhütung von Fehlschaltungen ist die, dass das beweg liche Schaltstück des Zeitorganes sofort in seine Nullage zurückkehrt, sobald sich die Kontakte .gi, K2 öffnen, das heisst sobald der Triebmagnet (nicht gezeichnet) strom los ist.
Dies kann durch eine sich in diesem Moment lösende Kupplung erfolgen, zum Beispiel eine elektromagnetische, deren Mag net in Serie mit dem Triebmagnet des Zeitorganes liegt.
Abb. 6 zeigt das vollständige Schema einer automatischen Parallelschalteinrichtung mit dem Parallelschaltrelais, das den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet. Durch Ein stecken des Synchronisiersteckers g wird die Spannung der au das Netz N zu schalten den Generatorleitungen G auf die Synchroni- siersammelschienen 1r gegeben.
Das Parallel- schaltrelais a wird ebenfalls an die Schie nen lt angeschlossen durch Schliessen des Schalters c, der mit einer Auslösespule ver sehen ist. Bei beziehungsweise kurz vor Synchronismus schaltet das Phasenorgan die in Serie liegenden Trieb- und Kupplungs spulen<I>k,</I> beziehungsweise<I>l</I> des Zeitorganes ein. Sind die Schwebungen günstig für das Zuschalten, so kommt das Zeitorgan zum Ablauf und schaltet seinerseits die Erreger spule des Hüpfers b ein.
Diese zieht den Hüpferanker an, der nun von der vom Strom der Hilfsstromquelle i des Olschalterantriebes d durchflossenen Haltespule festgeBalten wird bis das Einschalten des Ölschalters erledigt ist. Die Erregerspule des Hüpfers b schliesst beim * Anziehen ihres Ankers den Kontakt 1-2 und damit den Stromkreis der Aus lösespule des Schalters e. Dieser klinkt aus und schaltet das Parallelschaltrelais wieder von den Sammelschienen la ab. Die Parallel schaltung ist erfolgt.
Es wurde der Fall angenommen, dass die Spannung der zuzuschaltenden Maschine durch einen üblichen Spannungsregler auto matisch auf die Netzspannung reguliert werde. Es kann aber auch als weitere Bedingung für das Parallelschalten das Vorhandensein der Spannungsgleichheit gestellt werden. In diesem Falle wird der Stromkreis des Ein- schalthüpfers des Fernantriebes durch ein an sich bekanntes Spannungsvergleichsrelais un terbrochen, solange die beiden Spannungen nicht übereinstimmen.