DE761904C - Anordnung zur Erregung und Spannungsregelung mehrerer Synchronmaschinen mittels Gleichrichter - Google Patents

Description

• Anordnung zur Erregung und Spannungsregelung mehrerer Synchronmaschinen mittels Gleichrichter Zur Erregung von Synchronmaschinen mittels Gleichrichter sind in den 1ettzten Jahren verschiedene Anordnungen bekanntgeworden. Besonders vorteilhaft haben sich dabei diejenigen Schaltungen gezeigt, die mit Stromschaltung arbeiten und den Erregerstrom aus, einem lastunabhängigen und einem lastabhängigen Anteil zusammensetzen. Dieise Art der Erregung erfordert gar, keine oder nur eine geringe zusätzliche Regelung, da sich der Erregerstrom schon selbsttätig weitgehenid dem Sollwert auch bei Belastung anpa.Bt. Die zusätzliche Regelung kann erfolgen durch Beeinflussung des lastunabhängigen Anteiles, z. B. wenn dieser von einer Blindleistungsmaschine geliefert wird, durch Änderung ihrer Erregung oder durch Gittersteuerung. Das Wesen einer Stromschaltung verlangt jedoch für die Gittersteuerung einen zweiten Anodensatz, der an eine andere Windungszahl des. Gleichrichterums-panners. angeschlossen ist odar auf einem Para.llelstromkrens arbeitet.
• Werden in einem Kraftwerk mehrere Generatoren parallel betrieben, so kann man sie alle in der gleichen Weise err°gen wie einen einzelnen Generator. Hier bietet jedoch die vorliegende Erfindung die -Möglichkeit, die G°samtati:->rdnung wesentlich zu vereinfachen und mit einem einfachen gittergesteuerten Anodensatz für jeden Generatorgleichrichter die gewünschte F@inrzg;lutig zu erhalten. Erfindungsgemäß ist jed-z#r Synchronmaschine ein mit Gittersteuerung v°rs:liener Gleich= richt°_r zugeordnet, und die Gleichrichter werden in Parallelschaltung vom Strom einer auf das gleiche -Netz vorwiegend Blindleistung li-zfcrnden -Maschine -;speist, deren Leistung groß gegenüber der Gleichrichterleistung i,st._ Bei Ahsenkung der Netzspannung liefert die Blindl-istungsmaschine, deren Spannung z. B. durch Gleichrichterstromschaltung noch besondere lastunempfindlich gemacht - werden kann, einen groVen Strom ins -Netz, der auch über den gemeinsamen Gleichrichteramspanner fließen und dal:°r auch von den Gleichrichtern aufgenommen werden muß. Es wird daher allen Generatoren mit absinkender -Netzspannung szlbsttätig ein erhöhter -Erregerstrom zugeführt. d:r=der @bsenlzung entgegenwirkt. Infolge d°r Gittersteuerung, verhalten sich die einzelnen Gleichrichter wie regelbare #Viderstände, so daß der Gesamtstrom im richtigen Verhältnis auf die einzelnen Generä.-toren verteilt werden kann. Bei Annäherung der Netzspannung an den Sollwert nimmt der Gesamterregerstrom von selbst die richtige Größe an. weil die BIindleistungsmaschine ihren Strom verringert. Die Leistung der Blindleistungsmaschine ist genügend groß gegenüber der an dem Gleichrichterumspanner auftretenden Gesamterregerleistung aller Generatar°ii.- Es können daher- von diesem Umspanner beträchtliche L berschußspannungen für die Schnellerr-gung der Generatoren zur Verfügung gestellt «-erden.
• Es ist bei parallel betriebenen Synchrongeneratoren bereits, bekannt, nicht jeden Generator mit einer getrennten- Erregerschaltung zu versehen, sondern eine gemeinsame Erregermaschine zu verwenden. Bei L'bertragung dieser 'Maßnahme auf von Gleichrichte:rn gemäß der obigen Schilderung erregten Svnchronmaschinen wäre es naheliegend, für mehrere Synchronmaschinen einen gemeinsamen großen Scheinwiderstand, ferner einen gemeinsamen Gleichrichter und einen gemeinsamen Gleichrichtertransformator vorzusehen. Gemäß d°r Erfindung werden jedoch nur der große S chei nwi derstand und ge jeb@enenfalls auch noch der Gleichriehtertransformator gemeinsam vorgesehen. während die mit Gittersteuerung ausgerüsteten Gleichrichter für jeden Synchrongenerator gesondert vorgesehen sind. Als großer Scheinwiderstand wird dabei außerdem nicht eine Drosselspule benutzt, sondern eine Blindleistungsmaschine. Durch diese besonderen -Maßnahmen wird einerseits der Vorteil erzielt. daß man mit Hilfe der -eineinsamen Blindleistungsmaschine die gemeinsame Erregung aller Generatoren in weiten Grenzen mit Hilfe der Erregung der Blindleistungsinaschine regeln kann. Andererseits kann man aber auch die Verteilung des Erregerstromes auf die einzelnen Synchromnaschinen in weiten !:grenzen mit Hilfe dLr Gitt2rsteiterutig an den einzelnen Gleichrichtern verlustlos regeln. Der Summenstrom aller Svnclironniaschinen bleibt infolge dieser Regelung derselbe, da dieser Surnnienstrom von der Blindleistungsmaschine vorgeschrieben wird. Die Steuergitter ermöglichen jedoch eine praktisch beliebige und verlustlose Verteilung der gesamten Erregerströme auf die einzelnen -Maschinen. Die gemeinsa.ine Blindleistungsmaschine ist auch deshalb vorteilhaft. weil sie wesentlich billiger wird als mehrere, den einzelnen Svnchronmaschinen zugeordnetekleinere Blindleistungsmaschinen.
• Einige Ausführungsbeispiele lassen den Erfindungsgedanken noch besser erkennen. In Fig. i bezeichnen i und 2 Synchronmaschinen. die durch die Gleichrichter 3 und .l erregt werden. Die Gleichrichter werden in Parallelschaltung von dem Gleichrichterumspanner 3 gespeist, über dessen Erstwicklung die Blindleistungsmaschine 6 an das gleiche Netz angeschlossen ist. Ihre Leistung ist groß -;genüber der Leistung des Umspanners ;. Sie kann nach irgendeinem der bekannten Verfahren erregt werden. Zweckmäßig wird sie lastabhängig erregt. so daß ihre Spannung von Belastungsänderungen nahezu unabhängig ist. Durch eine Zusatzregelun- ; kann die Netzspannung auf genauen Soll-,vert eingeregelt werden. Je stärker die -Netzspannung von ihrem Soflivert abweichen will, desto größer wird der von der Blindleistungsmaschine 6 gelieferte Strom. Im gleichen Maß steigt auch der Erregerstrom der Maschinen i und 2, und die Spannung im Netz wird gesteigert. Da der Umspanner y in Stromschaltung arbeitet, kann er sehr rasch große C'berschußspannungen liefern, so daß die Ausregelung von Spannungseinbrüchen sehr schnell erfolgen kann, dies um so mehr. als sich alle Maschinen daran beteiligen. Eine gleichmäßige Blindlastaufteilung auf alle Maschinen wird dadurch gewährleistet, daß Regler mit Statik und Statikausgleicher die Gitter der Gleichrichter steuern. Die Spannungshaltung wird dabei zweckmäßig einer -Maschine zugewiesen, deren Regler ohne Statik betrieben wird. Ihr Erregergleichrichter kann auch ganz ohne Gittersteuerung gefahren werden, da ihre richtige Erregung schon durch den. veränderlichen Blindstrom der Maschine 6 erfolgt. Statt der Blindleistungsmaschine 6 kann auch einer der Kraftwerksgeneratoren benutzt werden.. Er muß nur vorwiegend mit Blindstrom belastet sein, damit durch Hinderung des Blindstromes, genügend Spielraum für die Erreagerstromregelung vorhanden ist. Das ist normalerweise die Maschine, der die Spannungshaltung zugewiesen ist. Die gesamte Erregeranordnung wird dadurch sehr einfach, da für jeden Generator statt der Erregermaschine- nur ein Gleichrichter und ein. gemeinsamer Gleichrichteirumspanner benötigt wird. Durch die Wahl dies Übersetzungsverhältnisses am Umspanner 5 kann. das Verhältnis der Gesamterregerleistung zurr Leistung der Maschine 6 passend gewählt werden; unter Umständen kann es vorteilhaft sein, den Umspanner 5 regelbar zu machen.
• Statt des einen Gleichrichterumspanners 5 kann auch für- jeden Generator ein Umspanner vorgesehen werden. Die Erstwicklungen liegen dann in Parallelschaltung im Stromkreis der Blindleis@tungsmaschine 6, wie es Fig. 2 zeigt. Der Stromtransformatohr 5 ist hier in zwei Einheiten 5a und 5b aufgeteilt, deren Erstwicklungen parallel liegen. Erreger-. spa,nnung und Erregerstrom können auf diese Weise für jeden Generator passend gewählt werden.
• Das Anfahren erfolgt in der Weise, daß zuerst die Maschine 6 hochagLefahren wird. Mit Hilfe des von ihr abgegebenen Stromes können dann die anderen Maschinen erregt und zugeschaltet werden. Das. Zuschalten einer Maschine zu den bereits laufenden Maschinen erfolgt mit Hilfe einer Gittersteuerung. In gleichem Maße muß die Maschine ,6 ihren Strom ändern, um den vermehrten Erregerstrombedarf zu decken. Das Abschalten erfolgt in -der gleichen Weise durch Gittersperrung. Man kann auch dien Gesamterregerstrom in gleicher . Weise, wie dies für einen Generator schon bekannt ist, aus einem. Lastanteil un:d einem Grundanteil zusammensetzen. In Fig. i ist dies ebenfalls angedeutet. Den Lastanteil übernimmt der Umspanner 8, dessen Erstwieklung vom Gesamtständerstrom der Generatoren durchflossen wird, den Grundanteil die Blindleistungsmaschine 6, die auf diese Weise wesentlich entlastet wird und im wesentlichen nur noch die Feinregelung ausübt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Erregung und Spannungsregelung mehrerer Synchronmaschinen mittels Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Synchronmaschine ein mit Gittersteuerung versehener Gleichrichter zugeordnet ist und daß die Gleichrichter in Parallelschaltung vom Strom einer auf das, gleiche Netz vorwiegend Blindleistung- liefernden Maschine gespelist werden, deren Leistung groß gegenüber des Gleichrichterleistung ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch g@Ckennzeichnet, daß die, Gleichrichter mit Gittersteuerung versehen sind.
3. 3. Anordnung nach. den Ansprüchen: i und 2, dadurch gekennzeichnet, d@äß die Gleichrichter gemeinsam von der Zweitwicklung eines Umspanners gespeist werden, dessen Erstwicklung im Stromkreis der Blindleistungsmaschine liegt. .
4. 4. Anordnung nach den Anisprüch en. i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter von je einem Umspanner gespeist werden, deren Erstwicklungen parallel im Stromkreis der Blindleiistungsmasehine liegen.
5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen i bis, q., gekennzeichnet durch eine lastunabhängige Schaltung des Erregerkreises der Blin.dleis:tungsmaschine.
6. 6. Anordnung nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter noch mit dem Summenstrom aller Generatoren lastabhängig gespeist werden. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der-Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 648 3o2.