DE2220978C2 - Kompoundierter Synchrongenerator - Google Patents

Description

3) der Kompoundierungstransformator (15) in einem erweiterten Wickelkopfraum (3a) angeordnet ist,

b) die zweite Primärwicklung (19) mit einer in Nuten der Ankerwicklung (11) liegenden zusätzlichen Mehrphasen wicklung (20) verbunden ist,

c) die ö-EJe Primärwicklung (16) des Kompoundierungstransformators (15) durch einen aus der Ankerwicklung herausgeführten Stromleiterstab, der ohne Bildung einer in sich geschlossenen Schleife durch das Blechpaket des Kompoundierungstransformators führt, gebildet ist

2. Synchrongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Kompoundierungstransformators (15) direkt von einem Kühlmittel gekühlt ist, das auch zur Kühlung der Ankerwicklung (11) des Synchrongenerators verwendet ist.

3. Synchrongenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das KOhIr: .üel eine Flüssigkeit ist und durch das Kühlsystem des Synchrongenerators sowohl durch die Ankerwicklung (11) als auch eine der Wicklungen des Kompoundierungstransformators (15) gepumpt wird.

4. Synchrongenerator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Kompoundierungstransformators (15) durch ein Kühlmittel gekühlt ist, das auch zur Kühlung des Kerns (30) des Synchrongenerators verwendet ist.

5. Synchrongenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel ein Gas ist, das durch das Kühlsystem des Synchrongenerators sowohl über dessen Kern als auch über den Kern des Kompoundierungstransformators (15) geleitet wird.

6. Synchrongenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompoundierungstransformator (15) in einer ersten Umhüllung angeordnet ist, das Gehäuse des Synchrongenerators eine zweite Umhüllung bildet und Leitungsmittel vorgesehen sind, die die Umhüllungen verbinden und das Kühlmittel zwischen den Umhüllungen leiten.

Die Erfindung bezieht sich auf einen kompoundierten Synchrongenerator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I. Kin derartiger Synchrongenerator ist in der Zeitschrift KTZ-A. l%5,Seiten 577 bis 530. beschrieben.

Krregcrsystcmc für sehr große .Synchrongeneratoren, wie beispielsweise Turbinen-Generatoren, sind bezüglich ihrer Kompliziertheit und ihrer Leistung zusammen mit den Leistungen der Generatoren selbst gewachsen. Frühere Erregersysteme enthielten rotierende Leistungsquellen, wie beispielsweise einen getrennten, von der Turbinen-Generatorwelle angetriebenen Gleichstromgenerator, die über Schleifringe und Bürsten die Felderregung an die rotierende Feidwicklung lieferten. Eine weitere Anordnung, bei der die Erregerleistungsquelle rotiert, verwendet einen Wechselspunnungserreger, welcher durch den Turbinen-Generator angetrie-

to ben wird, wobei noch eine Gleichrichtung und Steuerung der Erregerspannung in externen stationären Gleichrichtersätzen erfolgt.

Das System mit rotierendem Gleichrichter stellt eine weitere Variation dar, bei der Komponenter, der Erregerquelle rotieren. Dort wird ein Wechselspannungserreger von dem Turbinen-Generator angetrieben und liefert über Gleichrichter, welche von der rotierenden Welle getragen werden. Strom an die Feldwicklungen. Eine sehr breite getrennte Kategorie von Erregersy-Sternen bilden die »statischen« Systeme, bei denen die Erregerleistungsnnelle. die Gleichrichter und die Komponenten des Spannungsreglers nicht umlaufen (siehe eingangs genannte ETZ-A, 1965). Obwohl ein derartiger kompoundierter Synchrongenerator eine ausgezeichnete selbstregelnde Leistungsquelle liefert, ist er groß und kostspielig, kompliziert in seiner Anordnung innerhalb des Kraftwerks ur>,-> erfordert getrennte Kühlsysteme und unerwünschte Verbindungen in oder zwischen den isolierten Phasensammelleitern zwischen dem Generator und dem Hauptleistungstransformator.

Es wurde auch bereits versucht, statische Leistungsquellen für die Erregerleistung im Innern der dynamoelektrischen Maschine vorzusehen, wie beispielsweise Hilfswicklungen in dem Wickelkopfbereich (FR-PS 10 50 847) oder Hilfswindungen in den Hauptwicklungsnuten (US-PS 31 32 296, Elektric, 1960. S.246-S.248). Eine Erregerleistungsquelle mit Kompoundierung mittels innerer Wicklungen, die auf den Feldfluß und den Streufluß der Hauptwicklungen air prechen, ist in der US-PS 34 79 543 beschrieben. Es wurden auch Vorschläge gemacht zur Anzapfung der Hauptwicklungen einer dynamoelektrischen Maschine, beispielsweise in der Elektric, I960, S.246-S. 248 sowie in der US-PS 30 35 222, um eine Leistungsquelle für äußere Glcichrichtung zu erhalten. Eine solche Anordnung ist nur geeignet für relativ kleine Synchrongeneratoren.

Es ist ferner bekannt (ETZ-A. 1955, Seiten 353 bis 357 bzw. Elektrotechnik, 1964, Seilen !88. !89). Hie Kompoundierungseinriclitung entweder in einem bcsonde-

5v/ ren Gehäuse unterzubringen oder sie baulich mit dem Generator zu vereinigen, indem sie auf den Generator aufgesetzt wird. Derartige kompoundierte Synchrongeneratoren wurden mit einer Leistung von etwa 3 kVA vorwiegend im Schiffbau verwendet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, für einen Großgenerator ein möglichst kompaktes, in den Generator integriertes Erregersystem zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs ! gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Kompoiindicnirigsirjnsfor

h^r> nijilor mit kleineren Abmessungen ausgeführt werden kann, wodurch er in den Generator integriert und durch dessen Kühlsystem gekühlt werden kann, wodurch er in den Generator integriert und durch dessen Kühlsystem

gekühlt werden kann. Ferner sorgt die Ausführung des Stromwandlerteils des Transformators als Durchsteckwandler für eine einfache Führung der Zuleitungen zu den Statorwicklungen.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Turbinen-Generators mit einer neuen Form des statischen Erregersystems und einem integrierten inneren neutralen und Erregertransformator, der durch das Kühlsystem der dynamoelektrischen Maschine gekühlt ist

F i g. 2 ist eine Teilansicht, teilweise im Schnitt des oberen Endes einer dynamoelektrischen Maschine und veranschaulicht die räumliche Anordnung der Bauteile.

Fig.3 zeigt einen Querschnitt durch die Statornut längs der Linie IH-III der Fi g. 2.

F i g. s zeigt einen kompoundierten Synchrongenerator in schematischer Darstellung mit einem Stator 1 und einem Rotor 2 für den Betrieb innerhalb eines abgeschlossenen Gehäuses 3. Ein Kühlsysiem für den Generator istsymboi'sch dargestellt durch die Küh'schlar.gen 4 und den Zirktf'ationslüfter 5 im Innern des Gehäuses 3, welche mit ein^'n äußeren System 6 zur Ableitung der Wärme außerhalb des Gehäuses verbunden sind. Dieses symbolisch dargestellte Kühlsystem kann eine große Vielzahl von an Sich dem Fachmann bekannten Formen für große dynamoelektrische Maschinen annehmen, beispielsweise die Einzelkühlung oder die Kühlung in Kombination mit einem Gas, beispielsweise Wasserstoff, das von Lüftern auf dem Rotor zirkuliert wird, oder die Kühlung mit Flüssigkeiten, beispielsweise öl oder Wasser, die durch Pumpen über Leitungen zwischen den elektrischen Windungen oder durch Kanäle in den Windungen selbst zirkuliert werden. Beispiele für solche Systeme sind in dem US-Patent 26 95 368 enthalten.

Auf dem Rotor 2 ist eine Feldwicklung 7 angeordnet die über eine Anordnung 8 von Schleifring und Bürste aus einem Ileichrichtersatz 9 in Dreiphasen-Brückenschaltung versorgt wird. Die Steuerung der Gleichrichterspannung wird gewährleistet mit Hilfe von Thyristoren 10, die im Nebenschluß über eine Seite des Ausgangs der Gleichrichterbrücke geschaltet sind.

In den Nuten des Stators des Generators ist in konveniionelbr Weise eine Generatorrauptwicklung 11 angeordnet, die Dreiphasenwicklungen 11a, 116 und tic umfaßt. Jeder Phasensatz, beispielsweise der Satz IJa kann in Wirklichkeit parallel geschaltete Wicklungen umfassen. Er ist jedoch 3?r Einfachheit halber als einzelne Wicklung mit einer Anschlußleitung 12 und einer neutralen oder Masseleitung 13 dargestellt.

Eine konventionelle Anordnung zum Anschluß der Hauptwicklung 11 des Generators würde darin bestehen, die Phasenleiiung 12 und die neutralen oder Masseleitungen 13 aus dem Gehäuse durch Buchsen herauszuführen und dann die Masseleitungen 13 zur Bildung einer äußeren Masseverbindung miteinander zu verbinden und diese Verbindung über einen Erdtransformator hoher Impedanz zu erden, der eine geeignete Schutzrelaisanordnung enthält. In der vorliegenden bevorzugten Anordnung werden jedoch nur die Phasenleitungen 12 aus dem Generatorgehäuse 3 über Buchsen 14 herausgeführt. Die Masseleitungen 13 andererseits stellen hier primäre Wicklungen ohne geschlossene Windung für einen inneren Erregertransformator dar, der schematisch durch die gestrickte Umrahmung 15 dargestellt ist. Obwohl die Masseleitungcn einfach einen Durch-

gang durch einen lamellierten Kern machen, um eine. Primärwicklung ohne geschlossene Windung zu bilden, ist die Primärwicklung in F i g. 1 symbolisch durch Speien 16 dargestellt, welche Primärwindungen andeuten. Nach dem Durchgang durch den Kern des inneren Erregertransformators 15 werden die Masseleitungen 13 an einem gemeinsamen Masseverbindungspunkt 17 miteinander verbunden, der im Innern des Generatorgehäuses 3 angeordnet ist und ohmisch über eine Buchse 17a verbunden ist mit einer außerhalb angebrachten Einrichtung 176 für die Erdung und den Relaisschutz in konventioneller Bauweise. Ebenfalls beeinflußt durch die Masseleitungen 13 sind die getrennten, bei 18 angedeuteten Stromtransformatoren, die für Zwecke der Überwachung, des Schutzes und die Instrumentenanzeige vorgesehen sind und keine Beziehung zur vorliegenden Erfindung besitzen.

Der innere Erregertransformatcr 15 besitzt eine zweite Primärwicklung 19, die von einer zusätzlichen Leistungsquelle auswählbarer Phase versorgt wird. In Fig. 1 nimmt diese die Form einer zusätzlichen Mehrphasenwicklung 20 in der Statorbohrunf an und besitzt vorzugsweise die Form einer flüssigkeitsgekühlten Wicklung, die zusammen mit der Hauptwicklung in den Nuten des Stators des Generators angebracht ist und für jed-^% Phase nur eine halbe Windung besitzt. Jeder Phasenleiter, beispielsweise der Leiter 20a, der Zusatzwicklung wird in die richtige Nut eingesetzt, um die erwünschte Phasenbeziehung bezüglich beispielsweise einer Phasenwicklung 11a der Hauptwicklung zu erhalten. Diese Phasenbeziehung wird bestimmt durch diejenige Nut, in welche die Phasenwicklung 20a eingesetzt wird (vgl. Fig.3, Bezugszahl 40). Die Ausgangsgröße von jeder der Phasen, beispielsweise der Phase 20a, der zusätzlichen Wicklung wi^rd über eine entsprechende Wicklung beispielsweise die Wicklung 19a, der Erreger-Primärwicklung 19 und eine in Reihe geschaltete Drossel 21a einem inneren geerdeten Masseanschluß 22 zugeführt.

Die beiden Primärwicklungen 19a und 16a sind so auf einem gemeinsamen Kern in dem Erregertransformator 15 angeordnet, daß sie eine Spannung in einer entsprechenden Phasenwicklung 23a einer Sekundärwicklung 23 mit Dreiecksschaltung erzeugen. Die Hüsgangsleitungen von der Sekundärwicklung 23 verlassen das Generatorgehäuse über die Buchsen 24 und sind als Dreiphaseneingang mit dem Gleichrichtersatz 9 verbunden. Fig.2 zeigt eine tatsächliche Anordnung von Elementen in einem großen Generator unter Verwendung der gleichen Bezugszahlen für die Darstellung identischer Teile. Ein Schnitt der oberen Hälfte eines Endes des Generators zeigt, daß das gasdichte Gehäuse 3 einen Statorkern 1 in Lzmellenbauweise besitzt mit am UmiÄng angeordneten Nuten zur Aufnahme der Hauptwicklungen 11. Ein Teil des Rotors 2 ist dargestellt und trägt ein Lüftereiement 2a, welches einen Teil des Wasserstoffgaskühlsystems bildet und zur Zirkulation des Gases für den Stator 1 den Rotor 2 durch die verschiedenen Kanäle dieⁿt, wobei das Gas dann durch geeignete Wärmetauscher 25 wieder gekühlt wird, welche im Innern des Gehäuses angeordnet sind,

Die Hauptwicklung 11 wird auch im Innern gekühlt durch ein Flüssigkeitskühlsystem, wie es mit weiterer: Einzelheiten in dem vorgenannten US-Patent 26 95 368 beschrieben ist. Dirses liefert eine Flüssigkeit, beispielsweise entionisiertes Wasser, von inneren Kopfstücken 26 durch isolierte Schläuche 27 zu flüssigkeitsgekühlten Wickelköpfen 28 und von dort durch die hohlen Win-

düngen zur Kühlung und Rezirkulalion am anderen Ende des Generators. Die nicht gezeigten Phasenleiter von der Wicklung 11 werden aus dem unteren Teil des Generators über Hochspannungsbuchsen herausgeführt.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Mittclleiter 13 in den oberen Teil des Generators hinein verlängert. Das Gehäuse 3 wird durch eine Kuppel 3a vergrößert, welche durch geeignete Leitungen 29 zur Kühlung durch Gas eingerichtet ist, welches über den Wärmeaustauscher 25 geführt wird und dann durch die Kuppel 3a zurückströmt, um die darin befindlichen Bauteile zu kühlen. Die Bauteile umfassen den inneren Erregertransformator 15. die Drosseln 21 mit Masseverbindungspunkt 22 und die Masseverbindung 17 der Hauptwicklung, welche mit Hilfe von Buchsen 17a durch das Gehäuse hindurch zu einer außen angebrachten üblichen Erdungs- und Schutzrelaisanordnung geführt ist.

Πρ

beispielsweise den Kenn 30. in Lamellenbauweise für die 3 Phasen. Diese sind in einer gestaffelten Anordnung längs der Oberseite des Generators im Innern der Kuppel 3a angeordnet. Jeder der Kerne 30 ist so angeordnet, daß er Flußverbindungswege zwischen einem Paar primärer Wicklungen, beispielsweise den Wicklungen 16a und 19a. und einer Sekundärwicklung, beispielsweise der Sekundärwicklung 23a, ergibt. Die Primärwicklung 16a umfaßt eine Primärwicklung aus einer einzigen Windung. Diese wird durch einen L-förmigen Hohlleiter 31 gebildet, dessen vertikaler Schenkel durch den Transformatorkern 30 geht. Das obere Ende des Hohlleiters 31 ist mit der Masseverbindung 17 verbunden. Zusammen mit zwei anderen ähnlichen Leitern für die beiden anderen Phasen wird er in einem Bügel 32 gehalten, nachdem er durch den Stromüberwachungstransformator 18 hindurchgelaufcn ist.

Das untere Ende des Hohlleiters 31 ist elektrisch mit einem der neutralen Enden der Phasenwicklungen mit Hilfe einer flexiblen elektrischen Verbindung 33 verbunden. Eine hohle isolierende Hülse 34 steht in Strömungsmittelverbindung mit dem Versorgungsrohr 35 für kaltes Gas und auch mit dem Innern des Leiters 31, und liefert, wie durch die Pfeile gezeigt, einen Kühlgasstrom von dem Wärmeaustauscher 25 durch den Leiter 31 zu einer Auslaßöffnung 36 am Massepunkt. Kühlkanäle 30a sind zwischen den Eisenblechpaketen in den Transformatorkernen 30 angebracht und in ähnlicher Weise durch Prallbleche (nicht gezeigt) zur Strömungsmittelverbindung mit der Versorgungsleitung 35 für kaltes Gas verbunden. Daher werden sowohl die Außenbereiche der in der Kuppel 3a angeordneten Kerne und Wicklungen als auch der Innenteil der neutralen Leitung als Primärwicklung und die Kerne der Erregertransformatoren durch das Generatorkühlgas gekühlt

Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnt wurde, ist die phasenwählbare Leistungsquelle für die andere Primärwicklung: 19 des inneren Erregertransformators eine Zusatzwicklung, die zusammen mit der Hauptwicklung in den Nuten des Generators angeordnet ist. Fig.3 zeigt einen Schnitt durch die Nut des Generators. Die Nuten enthalten isolierte Ankerstäbe 36. die durch schwalbenschwanzanige isolierte Keilteile 37 an ihrer Lage gehalten werden. An drei im gleichen Abstand um die Bohrung des Ankerkernes herum angebrachten Plätzen trägt ein besonders ausgestalteter Keilteil 38 ein isoliertes Leiterteil 40, das aus hohlen Kanälen und festen Drähten zusammengesetzt ist, sich über die Länge des Generatorkernes erstreckt und zu einer Verbindung mit dem synchronen F^:cldfluß des R<> tors eingerichtet ist. Der Leiter 40 bildet dadurch eine Phasenwicklung mit einer halben Windung, die in F i g. I durch die Phasenwicklung 20;) dargestellt ist.
Die drei Leiter 40 sind nut einer geeigneten neutralen Verbindung an einem Ende des Stators des Generators miteinander verbunden. An dem anderen Ende jedoch werden sie aus der Nut herausgeführt und in einer isolierenden Hülle gehalten gemäß der Bezugszahl 41 in

to F i g. 2 zur Verbindung mit der Primärwicklung 19a. Das andere Ende der Primärwicklung 19a wird über einen isolierten Hohlleiter 42 zur Drosselwicklung 21;) und von dort über einen ähnlichen Hohlleiter 43 zur neutralen oder Masseverbindung 22 geführt. Die Masseverbin-

i) dung 22 besitzt die Form eines hohlen Flüssigkeitskopfteilcs (header), der durch ein Schlauchteil 44 mit einem Versorgungskopfteil 45 für kalte Flüssigkeil ähnlich dem Flüssigkeitskopfteil 26 verbunden ist.

In Hrr nhenheschriehenen Weise wird daher eine Reihenschaltung erreicht von einer Phasenwicklung 20;i (welche im Oberteil einer Statornut angebracht ist) durch die Erregerprimärwicklung 19a und die Drosselwicklung 21a zur neutralen Verbindung 22. Dabei ist eine ähnliche Anordnung für alle 3 Phasen vorgesehen.

Ebenso beinhaltet die Einrichtung zur Flüssigkeitskühlung der obigen Anordnung die Schlauchverbindung 44 mit den in Reihe verbundenen Wicklungen 21a. 19a, 20a, welche ic Strömungsmittelverbindung miteinander stehen.

Die offenbarte elektrische Schaltung soll nunmehr vom Standpunkt der Arbeitsweise betrachtet werden. Die Primärwicklung 16 des inneren Erregertransformators spricht dabei auf den Strom an, der durch die Masseleitungen 13 zu und von der inneren Masseverbindung 17 fließt. Daher stellt die Primärwicklung 16 den .Stromtransformator (auch »CT« genannt) der konventionelleren statischen Erregersysteme dar.

Die zusätzliche Wicklung 20 spricht auf den synchronen Fluß oder den Fluß im Luftspalt an, der durch die rotierende Feldwicklung 7 erzeugt wird, und versorgt die andere Primärwicklung 19 des inneren Erregertransformators. Da der synchrone Fluß des Rotors eine »virtuelle Spannung« in der Statorhauptwicklung erzeugt, welche gleich der Klemmenspannung des Generators ist, wenn kein Statorlaststrom fließt, und welche sich beim Fließen eines Statorstromes von der Generaiorklemmenspannung um den Spannungsabfall an der Streureaktanz des Stators unterscheidet, ist die Primärwicklung 19 gleichsam analog der Potentialtransformator- oder »PT«-Wick!ung von vorbekannten statischen Erregersystemen. Sie ist jedoch proportional zur \ \iuellen Spannung des Generators (dem Fluß im Luftspalt) anstatt der Klemmenspannung des Generators (virtuelle Spannung vermindert um Spannungsabfall an der Streureaktanz).

Ein weiterer wichtiger Unterschied bei diesem System besteht darin, daß die Phasenverschiebung dieser Erregerwicklung bezüglich der Hauptwicklung frei gewählt werden kann, um die optimalen Kompoundierungsverhältnisse zwischen den Primärwicklungen für Strom und Potential auf dem Erregertransformator zu erhalten, indem einfach der richtige Nutensatz ausgewählt wird, da die zusätzliche Wicklung 20 in jedem gewünschten Satz der Statornuten angeordnet werden kann. Die zusätzliche Wicklung ergibt daher einen weiteren Grad an Flexibilität, welche bei vorbekannten statischen Erregersystemen nicht erreicht wurde.

Der Zweck der Drosseln (Reaktoren) besteht darin,

die Arbeitsweise des Systems über einen äußerst breiten Bereich von Klemmenbedingungen des Generators sowohl für den stationären Zustand als auch für vorübergehende Zustand": zu stabilisieren. Durch die Bildung einer relativ hohen Impedanz in diesem Wicktungs-/weig des Dreiwicklungstransformators schaffen die Drosseln starrere Kopplung zwischen der strom;)bhängigep '"rimärwicklung 16 und der Sekundärwicklung 23 des Trarisfonnators.

Die Primärwicklungen 16 und 19 schaffen zusammen eine Flußverbindung oder Verknüpfung m^;» den Sekundärwicklungen 23. welche den Gleichrichtersatz versorgen. Daher wird den Schleifringen 8 des Rotors ein gleichgerichteter Feldgleichstrom zugeführt, der nach dem an sich bekannten Kompound-Effekt jetzt sowohl auf den Generatorstrom als auch das Generatorpotential anspricht und so ausgelegt werden kann, daß er eine momentane Erregerzwangswirkung und eine stationäre !selbstregelnd«· Wirkung erzeugt, welche die Generatoransprech/.eit auf ein Minimum herabsetzt und die Steueranforderungen vermindert.

Vom Standpunkt der physischen Anordnung ist der Krregertransformator 15 mit den Wicklungen 16, 19, 23 räumlich kleiner als vorbekanntc Erregeriransformato- - rer. da er wirksam gekühlt wird durch die Kühlsysteme

J des Generators, und zwar in der vorliegenden Ausführungsform sowohl durch die Gaskühlung als auch die Flüssigkeitskühlung. Da er in seinen Abmessungen viel kleiner ist als konventionelle äußere Erregertransformatoren wird es überhaupt erst praktisch möglich, den Erre^ertransformator im Innern anzuordnen und dadurch wird es praktisch, das Generatorkühlsystem zu verwenden und es in die Struktur der inneren Masseleitung des Generators zu integrieren. Ein solcher synergistischer Effekt wird erreicht durch Anordnung des inneren Erregertransformators im Innern oder in nächster Nachbarschaft des Generatorgehäuses, um so das Kühlsystem des Generators auszunutzen.

Durch Verbindung der neutralen Enden der Phasen im Innern anstatt ihrer Herausführung durch neutrale Buchsen wird eine sehr kompakte und bequeme Anordnung erhallen. Die Anbringung der neutralen Verbindungen oder Masseverbindungen oben auf dem Generator bei gleichzeitiger Herausführung der Leitungsenden der Phasen am Boden, macht es räumlich gesehen sehr einfach, die Masseleitungen oder neutralen Leitungen durch die Kerne des inneren Erregertransformators hindurchzuführen, so daß sie Primärwicklungen mit einer Windung ergeben. Gleichzeitig ergibt dieses ein Maximum an Zugänglichkeit für die Installation oder die Wartung der Erregertransformatoren (durch einfaches Entfernen der Kuppel 3a) und es schafft freien Raum am Boden des Generators, so daß die isolierten Phasensammelleiter-Verbindungen in der !eichtest möglichen Weise gemacht werden können. Durch Anordnung der Einrichtung 17b zur Transformatorerdung und zum Relaisschutz für den Generator außerhalb des Generators, jedoch in unmittelbarer Nachbarschaft zum Massepunkt, wird ein Maximum an Zugänglichkeit, Schulz und bequemer Handhabung dieser letzteren Elemente erzielt.

Die dielektrischen Erfordernisse und die dielektrische Beanspruchung dieser statischen Erregeranordnung sind auf ein Mindestmaß gebracht, da der Erregertransformator das neutrale Ende der Generatorphasenwicklungen koppelt und nicht die Phasenenden der einzelnen Phasen und da die Potentialwicklung elektrisch von den Hauptwicklungen isoliert ist.

Die vorstehend offenbarten Anordnungen besitzen zunächst die Vorteile, die allen statischen Erregersystemen zu eigen sind, da die normale rotierende Ausrüstung eines getrennten Erregers beseitigt wird und das s Ende des Generators frei ist, mit Ausnahme der Schleifringe. Durch interne Anordnung der Erregenransformatoren wird beträchtliche Grundrißfliiehe eingespart und getrennte Fundamente werden beseitigt. Ein Maximum an Freiheit für die isolierte Phasensammelleitung

ίο des Generators wird dadurch erhalten, daß die Masseleitung und die Erregerausrüstung für den Generator oben auf dem Generator angeordnet werden. Dies gewährleistet ein Maximum an Zugänglichkeit und gestattet eine Verstärkung des Statorrahmens an seinen Endabschnitten. Es wird ein gutes Ansprechen der Erregung erzielt infolge der innewohnenden selbstregulierenden Wirkung und der laminaren Magnetstrukturen mit geringer Zeitkonstante für die internen Erregertransformatoren. Über einen äußerst weiten Bereich von Betriebsverhältnissen des Generators kann eine optimale Kombination der Erregerzwangswirkung während vorrübergehender (transienter) Vorgänge im System und eine selbstregelnde Wirkung während stationärer Zustände erreicht werden mit einem Minimum an Steuerleistung wegen der größeren Flexibilität, die bei der Auswahl der Kompoundicrungs-Beziehungen bei diesem System verfügbar ist. Die Anordnung des Erregertransformators im Innern des Generatorgehäuses und die Verwendung der Masseleitungen der Hauptwicklungen vermeidet die Notwendigkeit zu einer Unterbrechung der isolierten Phasensammelleitung an dem auf hoher Spannung liegenden Ende der Hauptwicklungen. Die Verwendung der Generatorkühlmittel vermindert in starkem Maße die Abmessungen des Erregertransformators im Gegensatz zu konventionellen äußeren Transformatoren und dies begünstigt seinerseits die Einfügung des Transformators im Innern des Generatorgehäuses. Es wurde daher vofSiehend ein in starkem Maße verbessertes statisches Erregersystem für große dynamoelektrische Maschinen mit Innenkühlung offenbart.

Der Fachmann wird die verschiedensten Möglichkeiten zu einer Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen im Rahmen der allgemeinen Lehre der Erfindung erkennen. Beispielsweise können die Masseverbindungen in einem vergrößerten Anschlußkasten unterhalb des Generators benachbart zu den Hochspannungsbuchsen angebracht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Kompoundierter Synchrongenerator großer Leistung mit einer umlaufender. Feldwicklung, einem Statorkern mit einer mehrphasigen Ankerwicklung und einem Kompoundierungstransformator mit zwei Primärwicklungen und einer gemeinsamen Sekundärwicklung, wobei die erste Primärwicklung im Reihenschluß zur Ankerwicklung zwischen Ankerwicklung und Sternpunkt und die zweite Primärwicklung im Nebenschluß zur Ankerwicklung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß