DE1084366B

DE1084366B - Compounded synchronous generators working in parallel

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.Compounded synchronous generators working in parallel If synchronous generators are to work in parallel, it is desirable that both the active load share as also the reactive load share of each generator, based on its nominal power, the has the same value. Since the aim is to keep the voltage at the synchronous generators To keep it constant regardless of the load, parallel operation is not in possible in any case, since generators working in parallel have an unequal reactive load distribution occurs. In order to achieve the same reactive load distribution, several auxiliary measures are necessary known. For example, the generator fields can be connected in parallel. However, such a circuit is not always applicable, for example in the case of spatial separate locations of the generators. So it is also not possible in this one Assign a single additional generator to work in parallel with a rigid network leave if the independent voltage regulation is brought about by compounding will.

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.When using regulators, it is possible to control the voltage generator with a To apply current and phase angle dependent additional voltage, so that then too In the case of generators working in parallel, an equal reactive load distribution is enforced will. This required additional voltage is generated by a current transformer, who works on a burden at which the desired voltage drops.

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.In the German patent specification 960 558 there is already an additional transformer used. This circuit is arranged so that a better balance of the Compounding circuit is achieved. This arrangement is for parallel operation not provided.

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.The invention relates to a circuit or a method according to parallel work without using compensating lines between the generator fields two current-compounding generators or one with a rigid network is possible. The regulating additional voltage changes the one from the usual one Compounding device obtained from choke, current transformer and rectifier the excitation current so that the generator in question has a static voltage characteristic which is independent of the armature current of the generator and its power factor is. According to the invention, a load is connected in series with the air gap throttle for this purpose, the other through which the generator armature current primarily flows in a known manner Auxiliary current transformer is fed.

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.This procedure makes the generator voltage dependent on the power factor lowered or raised. If the load becomes inductive, the voltage will decrease the load is capacitive, the voltage increases. The one required in compounding Intervention can take place both in the part that supplies the idle excitation, as also in the part that generates the load-dependent portion of the excitation.

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.Such a device is shown in FIG. In this figure 11 and 21 mean the three-phase generators working in parallel, 12 and 22 the Fields of the generators, 13 and 23 the exciter equals, 14 and 24 the compounding current transformers; 15 and 25 air gap chokes; the parts listed so far are also with the Generators required in individual operation. 16 and 26 are additional converters for the Parallel operation and 17 and 27 loads for this current transformer. These burdens can both pure resistances and mixed resistances as well as pure reactances be. 18 and 28 are the generator switches. At the burden 17 or 27 is through the Current transformer 16 or 26 generates a voltage, this voltage is in its size depending on the generator current and its phase position depending on the phase angle of the Generator load. The voltages acting on the throttles 15 and 25 respectively exist So now from the generator voltage and the burden voltage. If the phase position is unequal of the two generator loads are also different at the chokes 15 and 25 Voltages so that different excitation currents flow in the generators. These Excitation currents are influenced in such a way that they reduce the deviation of the phase angle strive to downsize. This circuit is also suitable when using a generator to work in parallel with a rigid network, in this case the generator would do the once Output the set load current without changing the phase angle are possible, since this has a retroactive effect on the excitation current, which is a Immediately reverses the deviation of the reactive current.

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.Since the additional parts required for parallel operation, the Additional converter 16 or 26 and the burden 17 or 27 are relatively large, it is advantageous to burden and to replace the current transformer with a transformer that is provided with an air gap which requires a considerable magnetizing current.

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.Then the flow through the primary winding differs from -der Substantial flooding of the secondary winding. The difference between the two currents is used to magnetize the air gap, so that the converter sheets are saturated. These The circuit is shown in FIG.

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.Another modification is shown in Fig. 3, according to which the Additional converter 16 acts on the excitation current in such a way that the primary winding of the additional converter 16 with the secondary winding of the compounding converter 14 in Is connected in series. Here, too, it is possible to use the additional converter 16 with a burden or, if an air gap is used, can also be used without a burden, as shown in Fig. 4 shown.

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.In a further development, not shown, the compounding improved by the fact that an additional throttle is connected to a tap of the air gap throttle 19 is placed without an air gap, the sheets of which are in the saturation kink during nominal operation should be located. It is possible to connect this saturated additional choke to an additional one To be connected to the winding on the air gap choke. The saturated additional throttle influences then the generator voltage is very important, as it affects the size of the excitation current acts. The additional converter already described above can with its secondary winding be connected in series with the saturated additional choke; the additional converter can be carried out with both a burden and an air gap. Since even small voltage changes, which are caused by the additional converter, have an influence on the additional choke and thus also have a great influence on the excitation current, the power of the additional converter can be reduced considerably.

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.If the additional converter works on the saturated additional choke 19, it can be primarily fed by the generator armature current according to FIGS. 5 and 6 and also according to FIGS. 7 and 8 primarily from the secondary current of the compounding converter. If the generators provided with such a parallel operation device are to drive in individual operation, you can use the additional converter primary or short-circuit secondary. This improves the voltage accuracy in individual operation still improved.

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.The circuit at hand offers the for compounded generators The advantage that they can work in parallel like regulated generators without that special equalization circuits are required between the generators. The well-known parallel connection of the fields can be dispensed with. Also is it is also possible with this circuit to operate such generators in parallel, where compensation connections are not possible or the generator on one operate rigid network.

Claims

PATENT APPEAL: 1. Compounded synchronous generator for parallel connection with excitation by current compounding via choke, compounding converter and Rectifier, characterized in that in series with the air gap throttle (15) a load (17) is connected, which in a known manner from a primarily from the generator armature current through which further additional current transformer (16) is fed.

2. Synchronous generator according to claim 1, characterized in that the primary winding of the additional current transformer (16) connected in series with the secondary winding of the compounding converter (14) is.

3. Synchronous generator according to claim 1, characterized in that the additional current transformer (16) is provided with an air gap and the burden (17) is missing.

4. Synchronous generator according to claim 1, with a current compounding and a further additional choke, which are connected to a tap or to an additional winding of the air gap choke is, characterized in that the secondary winding is in series with the additional choke (19) of the additional current transformer (16) and its burden (17) are connected, the primary winding generator armature current flows through the additional converter.

5. Synchronous generator according to claim 1, with a further additional throttle which is connected to a tap or to an additional winding of the air gap choke is connected, characterized in that that in series with the additional choke (19) the secondary winding of the additional current transformer (16) and its burden (17) are connected, the primary winding of the additional converter (16) connected in series with the secondary winding of the compounding converter (14) is.

6. Synchronous generator according to claim 4 or 5, characterized in that the additional converter (16) is provided with an air gap. Documents considered: German Patent No. 960 558.