DE1084366B

DE1084366B - Kompoundierte, parallel arbeitende Synchrongeneratoren

Info

Publication number: DE1084366B
Application number: DEST13366A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Herbert Noppe
Original assignee: HANS STILL AG
Current assignee: HANS STILL AG
Priority date: 1958-01-22
Filing date: 1958-01-22
Publication date: 1960-06-30

Description

Kompoundierte, parallel arbeitende Synchrongeneratoren Wenn Synchrongeneratoren parallel arbeiten sollen, ist es wünschenswert, daß sowohl der Wirklastanteil als auch der Blindlastanteil jedes Generators, bezogen auf dessen Nennleistung, den gleichen Wert aufweist. Da man bestrebt ist, die Spannung bei den Synchrongeneratoren unabhängig von der Belastung konstant zu halten, ist der Parallelbetrieb nicht in jedem Fall möglich, da bei parallel arbeitenden Generatoren eine ungleiche Blindlastverteilung auftritt. Um gleiche Blindlastverteilung zu erreichen, sind mehrere Hilfsmaßnahmen bekanntgeworden. Beispielsweise kann man die Generatorfelder parallel schalten. Jedoch ist eine derartige Schaltung nicht immer anwendbar, beispielsweise bei räumlich getrennten Standorten der Generatoren. Es ist also auch nicht möglich, in dieser Weise einen einzelnen Zusatzgenerator parallel mit einem starren Netz arbeiten zu lassen, wenn die selbständige Spannungsregelung durch Kompoundierung herbeigeführt wird.
Bei Anwendung von Reglern ist es möglich, den Spannungsgeber mit einer strom- und phasenwinkelabhängigen Zusatzspannung zu beaufschlagen, so daß dann auch bei parallel arbeitenden Generatoren eine gleiche Blindlastverteilung erzwungen wird. Diese erforderliche Zusatzspannung wird dabei durch einen Stromwandler erzeugt, der auf eine Bürde arbeitet, an welcher die gewünschte Spannung abfällt.
In der deutschen Patentschrift 960 558 ist bereits ein Zusatztransformator verwendet. Diese Schaltung ist so angeordnet, daß damit ein besserer Abgleich der Kompoundierungsschaltung erreicht wird. Für einen Parallelbetrieb ist diese Anordnung nicht vorgesehen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung bzw. ein Verfahren, nach dem unter Verzicht auf Ausgleichsleitungen zwischen den Generatorfeldern ein Parallelarbeiten zweier stromkompoundierender Generatoren oder eines solchen mit einem starren Netz möglich ist. Dabei verändert die regelnde Zusatzspannung, welche aus der üblichen Kompoundierungseinrichtung aus Drossel, Stromwandler und Gleichrichter gewonnen wird, den Erregerstrom so, daß der betreffende Generator eine statische Spannungskennlinie erhält, die vom Ankerstrom des Generators und seinem Leistungsfaktor unabhängig ist. Erfindungsgemäß wird hierzu in Reihe mit der Luftspaltdrossel eine Bürde geschaltet, die auf bekannte Weise von einem primär vom Generatorankerstrom durchflossenen weiteren Zusatzstromwandler gespeist wird.
Durch dieses Verfahren wird die Generatorspannung abhängig vom Leistungsfaktor gesenkt oder angehoben. Wird die Last induktiv, dann senkt sich die Spannung, wird die Last kapazitiv, hebt sich die Spannung. Der in der Kompoundierung erforderliche Eingriff kann sowohl in dem Teil erfolgen, der die Leerlauferregung liefert, als auch in dem Teil, der den lastabhängigen Anteil der Erregung erzeugt.
Eine derartige Einrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. In dieser Figur bedeuten 11 und 21 die parallel arbeitenden Drehstromgeneratoren, 12 und 22 die Felder der Generatoren, 13 und 23 die Erregergleichter, 14 und 24 die Kompoundierungsstromwandler; 15 und 25 Luftspaltdrosseln; die bis jetzt aufgezählten Teile sind auch bei den Generatoren im Einzelbetrieb erforderlich. 16 und 26 sind Zusatzwandler für den Parallelbetrieb und 17 und 27 Bürden für diesen Stromwandler. Diese Bürden können sowohl reine Wirkwiderstände als auch gemischte Widerstände als auch reine Blindwiderstände sein. 18 und 28 sind die Generatorschalter. An der Bürde 17 bzw. 27 wird durch die Stromwandler 16 bzw. 26 eine Spannung erzeugt, diese Spannung ist in ihrer Größe abhängig vom Generatcrstrom und in ihrer Phasenlage abhängig vom Phasenwinkel der Generatorbelastung. Die an den Drosseln 15 bzw. 25 wirkenden Spannungen bestehen also jetzt aus der Generatorspannung und der Bürdenspannung. Bei ungleicher Phasenlage der beiden Generatorbelästungen liegen auch an den Drosseln 15 und 25 verschiedene Spannungen, so daß verschiedene Erregerströme in den Generatoren fließen. Diese Erregerströme sind hierdurch so beeinflußt, daß sie die Abweichung der Phasenwinkel zu verkleinern bestrebt sind. Diese Schaltung ist auch geeignet, wenn ein Generator mit einem starren Netz parallel arbeiten soll, hierbei würde der Generator den einmal eingestellten Belastungsstrom abgeben, ohne daß Veränderungen des Phasenwinkels möglich sind, da hierdurch eine Rückwirkung auf den Erregerstrom erfolgt, die eine Abweichung des Blindstromes sofort rückgängig macht.
Da die für den Parallelbetrieb benötigten zusätzlichen Teile, der Zusatzwandler 16 bzw. 26 und die Bürde 17 bzw. 27, relativ groß sind, ist es günstig, Bürde und Stromwandler durch einen Wandler zu ersetzen, der mit einem Luftspalt versehen ist, welcher einen beträchtlichen Magnetisierungsstrom erfordert.
Dann unterscheidet sich die Durchflutung der Primärwicklung von -der Durchflutung der Sekundärwicklung erheblich. Die Differenz der beiden Ströme dient zur Magnetisierung des Luftspaltes, so daß die Wandlerbleche gesättigt werden. Diese Schaltung ist in Fig. 2 dargestellt.
Eine weitere Abwandlung ist in Fig. 3 dargestellt, nach welcher der Zusatzwandler 16 in der Weise auf den Erregerstrom wirkt, daß die Primärwicklung des Zusatzwandlers 16 mit der Sekundärwicklung des Kompoundierungswandlers 14 in Reihe geschaltet ist. Auch hierbei ist es möglich, den Zusatzwandler 16 mit Bürde oder, bei Anwendung eines Luftspaltes, auch ohne Bürde zu verwenden, wie in Fig. 4 dargestellt.
In einer nicht dargestellten Weiterentwicklung wird die Kompoundierung dadurch verbessert, daß an eine Anzapfung der Luftspaltdrossel eineZusatzdrossel 19 ohne Luftspalt gelegt wird, deren Bleche sich bei Nennbetrieb im Sättigungsknick befinden sollen. Dabei ist es möglich, diese gesättigte Zusatzdrossel an eine zusätzliche Wicklung auf der Luftspaltdrossel anzuschließen. Die gesättigte Zusatzdrossel beeinflußt dann die Generatorspannung sehr wesentlich, da sie auf die Größe des Erregerstromes einwirkt. Der bereits oben beschriebene Zusatzwandler kann dabei mit seiner Sekundärwicklung mit der gesättigten Zusatzdrossel in Reihe geschaltet werden; dabei kann der Zusatzwandler sowohl mit Bürde als auch mit Luftspalt ausgeführt werden. Da bereits kleine Spannungsänderungen, die durch den Zusatzwandler hervorgerufen werden, einen Einfluß auf die Zusatzdrossel haben und damit auch einen großen Einfluß auf den Erregerstrom, kann die Leistung des Zusatzwandlers erheblich verkleinert werden.
Wenn der Zusatzwandler auf die gesättigte Zusatzdrossel 19 arbeitet, kann er sowohl nach Fig. 5 und 6 primär vom Generatorankerstrom gespeist werden als auch nach Fig.7 und 8 primär vom Sekundärstrom des Kompoundierungswandlers. Wenn die Generatoren, die mit einer derartigen Parallelbetriebseinrichtung versehen sind, im Einzelbetrieb fahren sollen, so kann man den Zusatzwandler primär oder sekundär kurzschließen. Hierdurch wird die Spannungsgenauigkeit im Einzelbetrieb noch verbessert.
Die vorliegende Schaltung bietet für kompoundierte Generatoren den Vorteil, daß sie ebenso wie geregelte Generatoren parallel arbeiten können, ohne daß besondere Ausgleichsschaltungen zwischen den Generatoren erforderlich sind. Auf die bekannte Parallelschaltung der Felder kann verzichtet werden. Außerdem ist es bei dieser Schaltung auch möglich, solche Generatoren parallel zu betreiben, bei denen Ausgleichsverbindungen nicht möglich sind oder den Generator an einem starren Netz zu betreiben.

Claims

PATENTANSPHOCHE: 1. Kompoundierter Synchrongenerator für Parallelschaltung mit Erregung durch Stromkompoundierung über Drossel, Kompoundierungswandler und Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Luftspaltdrossel (15) eine Bürde (17) geschaltet ist, die auf bekannte Weise von einem primär vom Generatorankerstrom durchflossenen weiteren Zusatzstromwandler (16) gespeist wird.
2. Synchrongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Zusatzstromwandlers (16) in Reihe mit der Sekundärwicklung des Kompoundierungswandlers (14) geschaltet ist.
3. Synchrongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstromwandler (16) mit einem Luftspalt versehen ist und die Bürde (17) fehlt.
4. Synchrongenerator nach Anspruch 1, mit einer Stromkompoundierung und einer weiteren Zusatzdrossel, die an eine Anzapfung oder an eine Zusatzwicklung der Luftspaltdrossel angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Zusatzdrossel (19) die Sekundärwicklung des Zusatzstromwandlers (16) und dessen Bürde (17) geschaltet sind, wobei die Primärwicklung des Zusatzwandlers vom Generatorankerstrom durchflossen wird.
5. Synchrongenerator nach Anspruch 1, mit einer weiteren Zusatzdrossel, die an eine Anzapfung oder an eine Zusatzwicklung der Luftspaltdrossel angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Zusatzdrossel (19) die Sekundärwicklung des Zusatzstromwandlers (16) und dessen Bürde (17) geschaltet sind, wobei die Primärwicklung des Zusatzwandlers (16) mit der Sekundärwicklung des Kompoundierungswandlers (14) in Reihe geschaltet ist.
6. Synchrongenerator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzwandler (16) mit einem Luftspalt versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 960 558.