DE1090752B

DE1090752B - Arrangement for parallel work of several voltage and load-dependent excited synchronous generators

Info

Publication number: DE1090752B
Application number: DEL33753A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Droste; Dipl-Ing Heinz Janzen
Original assignee: Lloyd Dynamowerke GmbH
Current assignee: Lloyd Dynamowerke GmbH
Priority date: 1959-07-17
Filing date: 1959-07-17
Publication date: 1960-10-13

Description

Anordnung zum Parallelarbeiten mehrerer spannungs- und lastabhängig erregter Synchrongeneratoren Bei Parallelbetrieb von Synchrongeneratoren der gleichen Type ist eine gleichmäßige Verteilung der Blindlast dann gewährleistet, wenn die Erregerströme und damit - gleich große Feldwiderstände vorausgesetzt - auch die Spannungen an den Feldwicklungen der parallel arbeitenden Maschinen gleich groß sind. Gleiche Spannung an allen Feldwicklungen kann in einfacher Weise durch Parallelschalten erzwungen werden. Eine derartige Parallelschaltung ist jedoch bei Anlagen, bei denen jedem Generator eine eigene Erregereinrichtung zugeordnet ist, nur dann möglich, wenn diese einen hohen Innenwiderstand hat, der das Fließen von unzulässigen Ausgleichsströmen über sie verhindert. Diese Voraussetzung ist bei allen bekannten aus Gleichrichtern, Drosseln, Strom- und gegebenenfalls Spannungstransformatoren bestehenden Kompoundierungsanordnungen erfüllt.Arrangement for parallel working of several voltage and load-dependent excited synchronous generators.When synchronous generators of the same type are operated in parallel, an even distribution of the reactive load is guaranteed if the excitation currents and thus - provided that the field resistances are the same - the voltages on the field windings of the machines working in parallel are the same . The same voltage on all field windings can easily be enforced by connecting them in parallel. Such a parallel connection is only possible in systems in which each generator is assigned its own excitation device if it has a high internal resistance that prevents impermissible equalizing currents from flowing through it. This requirement is met in all known compounding arrangements consisting of rectifiers, chokes, current and, if necessary, voltage transformers.

Nachteilig bei dieser einfachen Parallelschaltung der Erregerkreise ist, daß sie nur bei Generatoren mit gleichen Erregerspannungen angewendet werden kann. Dies trifft auch zu für die bekannte Schaltung parallel arbeitender, durch Stromwandler, Drosseln und Gleichrichter in Stromschaltung in galvanischer Kupp- lung erregter Synchrongeneratoren, bei der alle Feldwicklungen mit einer einzigen, gleiche Potentiale verbindenden Leitung verbunden sind.The disadvantage of this simple parallel connection of the excitation circuits is that it can only be used in generators with the same excitation voltages. This also applies to the known circuit of synchronous generators that work in parallel and are excited by current converters, chokes and rectifiers in a current circuit in galvanic coupling, in which all field windings are connected to a single line connecting the same potentials.

Um auch Generatoren mit verschiedenen Erregerspannungen parallel schalten zu können, wurde bereits vorgeschlagen, die Ausgleichsleitungen auf die Wechselstromseite der Gleichrichter zu verlegen, da durch die Wahl entsprechender Anzapfungen am Gleichrichterumspanner eine Anpassungsmöglichkeit der Spannungen besteht (deutsche Patentschrift 946641).To also connect generators with different excitation voltages in parallel To be able to, it has already been suggested to connect the compensating lines to the alternating current side the rectifier, because by choosing the appropriate taps on the rectifier converter there is a possibility of adjusting the voltages (German patent specification 946641).

Es ist ferner bekannt, die Parallelschaltung der Feldwicklungen auch bei verschiedenen Spannungen dadurch zu erreichen, daß die an die Erregerwicklungen der parallel arbeitenden Synchrongeneratoren angeschlossenen Gleichrichter noch mit zusätzlichen Gleichrichtern gleichstromseitig parallel geschaltet sind, die von potentialgleichen Punkten der Gleichrichterumspanner der anderen parallel arbeitenden Synchrongeneratoren aus gespeist werden (deutsche Patentschrift 1040 674). Soll jeder Generator im Falle zu großer Blindleistungsaufnahme auf jeden der parallel arbeitenden Generatoren einwirken, dann sind hierzu vier Ausgleichsleitungen erforderlich, und jedem Generator muß dann ein Hilfsgleichrichter zugeordnet werden.It is also known to achieve the parallel connection of the field windings even at different voltages in that the rectifiers connected to the excitation windings of the synchronous generators operating in parallel are connected in parallel on the DC side with additional rectifiers, which are fed from the same potential points of the rectifier converters of the other synchronous generators operating in parallel (German patent specification 1 040 674). If each generator is to act on each of the generators operating in parallel in the event of excessive reactive power consumption, four equalizing lines are required for this purpose, and an auxiliary rectifier must then be assigned to each generator.

Zweck der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, mit der die Feldwicklungen auch bei verschiedenen Erregerspannungen der einzelnen Generatoren ohne Verwendung zusätzlicher Ausgleichsleitungen parallel geschaltet werden können. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Feldwicklung eines bzw. den Feldwicklungen mehrerer der Generatoren je ein Widerstand zugeordnet wird, der einerseits mit einem Ende der Feldwicklung, andererseits mit einer allen Generatoren gemeinsamen Ausgleichleitung verbunden ist und von einem zusätzlichen Gleichrichter mit einem dem Erregerstrom des zugehörigen Generators proportionalen oder annähernd proportionalen Strom gespeist wird.The purpose of the invention is to create an arrangement with which the field windings can be connected in parallel even with different excitation voltages of the individual generators without the use of additional compensating lines. This is achieved according to the invention in that the field winding of one or the field windings of several of the generators is assigned a resistor each, which is connected on the one hand to one end of the field winding, on the other hand to an equalizing line common to all generators and from an additional rectifier to one of the Excitation current of the associated generator proportional or approximately proportional current is fed.

In dem gezeichneten Schaltscheina des Ausführungsbeispiels ist die Parallelschaltung nur für zwei Generatoren dargestellt. Es ist jedoch offenbar, daß auf die gleiche Weise die Erregerspannungen beliebig vieler Generatoren an die Erregerspannung etwa des Generators 10 der Zeichnung angepaßt werden können.The parallel connection is only shown for two generators in the circuit diagram of the exemplary embodiment. It is evident, however, that the excitation voltages of any number of generators can be adapted to the excitation voltage of the generator 10 of the drawing in the same way.

Im Ausführungsbeispiel arbeiten die Generatoren 10 und 20 parallel auf eine gemeinsame Sammelschiene. Die beiden Feldwicklungen 11 und 21 der Generatoren 10 und 20 erhalten ihren Erregerstrom in bekannter Weise über die Gleichrichter 12 bzw. 22, die auf ihrer Wechselstromseite einerseits von den Generatoren 10 bzw. 20 über die Drosseln 13 bzw. 23 und andererseits von der Sekundärwicklung der Stromtransformatoren 14 bzw. 24 gespeist werden.In the exemplary embodiment, the generators 10 and 20 work in parallel on a common busbar. The two field windings 11 and 21 of the generators 10 and 20 receive their excitation current in a known manner via the rectifiers 12 and 22, which on their alternating current side on the one hand from the generators 10 and 20 via the chokes 13 and 23 and on the other hand from the secondary winding of the Current transformers 14 and 24 are fed.

Es sei beispielsweise angenommen, daß die Erregerspannung des Generators 20 kleiner ist als die des Generators 10. Die Punkte 15 und 25 der Feldwicklungen 11 bzw. 21 sind infolge der galvanischen Kopplung jeder Feldwicklung mit dem Drehstromnetz aus Symmetriegründen Punkte gleichen Potentials. Der Widerstand 26 und das übersetzungsverhältnis des Stromtransformators 27 sind so aufeinander abgestimmt, daß.der über den Hilfsgleichrichter28 und den Widerstand 26 fließende Strom an diesem Widerstand einen solchen Spannungsabfall erzeugt, daß zwischen den Punkten a und b dann keine Spannung besteht, wenn die Erregerströme der beiden Generatoren 10 und 20 die gewünschte Größe haben.It is assumed, for example, that the excitation voltage of generator 20 is lower than that of generator 10. Points 15 and 25 of field windings 11 and 21 are points of equal potential due to the galvanic coupling of each field winding with the three-phase network for reasons of symmetry. The resistor 26 and the transmission ratio of the current transformer 27 are matched so that the current flowing through the auxiliary rectifier 28 and the resistor 26 generates such a voltage drop at this resistor that there is no voltage between points a and b when the excitation currents of the both generators 10 and 20 have the desired size.

Übernimmt der Generator 20 zuviel Blindleistung, dann hat die damit verbundene Erhöhung des Erregerstromes zur Folge, daß sich das Potential des Punktes b gegenüber dem des Punktes a erhöht, und es kommt ein Ausgleichsstrom zum Fließen, der den Generator 20 entlastet und den Generator 10 im Sinne der gewünschten Blindstromverteilung stärker belastet. -Übernimmt aber der Generator 10 zuviel Blindleistung, dann erhöht sich das Potential des Punktes a gegenüber dem Potential des Punktes b, und es fließt jetzt ein Ausgleichsstrom in umgekehrter Richtung.If the generator 20 takes on too much reactive power, the associated increase in the excitation current has the consequence that the potential of point b increases compared to that of point a, and a compensating current flows which relieves the generator 20 and the generator 10 in the More heavily loaded in terms of the desired reactive power distribution. But if the generator 10 takes over too much reactive power, then the potential of point a increases compared to the potential of point b, and a compensating current now flows in the opposite direction.

Es ist auch möglich, an die Stelle des Stromtransfortnators 27 einen an die Klemmen des Gleichrichters 22 angeschlossenen Spannungstransformator zu verwenden, da die dort auftretende Spannung dem Erregerstrom proportional ist. Ebenso kann auch eine geeignete Anzapfung oder eine Zusatzwicklung auf dem Transformator 24 benutzt werden, um eine dem Erregerstrom proportionale Spannung zu erhalten.It is also possible to use a voltage transformer connected to the terminals of the rectifier 22 in place of the current transformer 27, since the voltage occurring there is proportional to the excitation current. Likewise, a suitable tap or an additional winding on the transformer 24 can also be used in order to obtain a voltage proportional to the excitation current.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders dann vorteilhaft, wenn nachträglich eine bereits bestehende Anlage parallel arbeitender Synchronggeneratoren mit gleichen Erregerspannungen und parallel geschalteten Feldwicklungen um einen Generator mit einer anderen Erregerspannung erweitert werden soll. Es ist dann möglich, den neu hinzukommenden Generator durch die erfindungsgenläße Anordnung hinsichtlich der Parallelschaltung der Feldwicklungen in einfacher Weise an die vorhandene Anlage anzupassen, ohne an den Erregeranordnungen der vorhandenen Generatoren Veränderungen vornehmen zu müssen.The arrangement according to the invention is particularly advantageous when subsequently an already existing system of synchronous generators working in parallel with the same excitation voltages and field windings connected in parallel around one Generator is to be expanded with a different excitation voltage. It is then possible the newly added generator through the arrangement according to the invention the parallel connection of the field windings in a simple way to the existing system adapt without changing the excitation arrangements of the existing generators to have to make.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for parallel work of several voltage and load-dependent excited synchronous generators with a DC-side equalizing line common to all generators, characterized in that, in the case of different excitation data of the generators operating in parallel, the field winding of one or the field windings of several of the generators is assigned a resistance which is connected on the one hand to one end of the field winding, on the other hand to the equalization line common to all generators and is fed by an additional rectifier with a current proportional or approximately proportional to the excitation current of the associated generator.

2. Arrangement according to claim 1, characterized by a single or multi-phase current transformer, the primary side in one or more phases of the AC-side connection of the exciter rectifier, whose secondary winding supplies the current proportional to the excitation current. 3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the additional rectifier is connected to the secondary side of a single or polyphase transformer, the primary side of which is connected to the terminals of the exciter rectifier.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1056 725.