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Anordnung zur Scl1neIlregelullg von Phasenschiebern.
Zu den schwierigsten Aufgaben, die der Betrieb elektrischer Kraftübertragungsanlagen zu lösen hat, gehören die, welche durch die schwankende Belastung der Stromverbraucher, die-durch diese Belastungsschwankungen entstehenden Spannungsschwankungen und die damit eintretende Gefährdung der Stabilität der Übertragung gestellt werden. In Netzen, an die Verbraucher mit stark schwankender Belastung angeschlossen sind, kann die Kraftwerkbelastungskurve innerhalb kürzester Zeit um mehrere hundert Prozent schwanken. Falls nun nicht besondere Vorkehrungen getroffen sind, folgt die Spannung diesen Belastungsschwankungen derart, dass ernsthafte Schädigungen der an die Leitung angeschlossenen Stromverbraucher die Folge sind.
Man hat auf die verschiedenste Weise versucht, die Spannungsschwankungen auszugleichen.
Ein bekanntes Verfahren hiezu besteht darin, dass man durch sogenannte Phasenschieber abhängig von der Belastung Blindleistungen beim Verbraucher oder im Kraftwerk der Leitung zuführt. Die zur Erzeugung der Blindleistung verwendeten Synchronmaschinen zeigen nun aber den Nachteil, dass ihre Regelung den schnellen Belastungs-und Spannungssehwankungen des Netzes, an das sie angeschlossen sind, nicht zu folgen vermag ;
es ist also mit den bisher bekannten Mitteln nicht möglich gewesen, die von einem Phasenverschieber einem Netz zugeführte Blindleistung mit stets ausreichender Geschwin- digkeit zu regeln, um den Verbraucher in dem gewünschten Masse von Spannungsschwankungen zu befreien und eine bei Überschreiten der Stabilitätsgrenze notwendig eintretende Unterbrechung in der Stromlieferung zu vermeiden.
Die Erfindung gibt nun eine Anordnung zur schnellen Regelung der durch Phasenschieber in ein Netz eingeführten Blindleistung. Erfindungsgemäss wird zwischen Phasenschieber und Netz eine Zusatzspannung eingefügt, deren Anstieg unabhängig von der magnetischen Trägheit des Phasenschiebers ist.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die als Phasenschieber dienende Synchronmaschine 1 arbeitet über einen Zusatztransformator 2 auf das Netz 3. Durch Umsehaltung des Zusatztransformators lässt sich die Belastung des Phasenschiebers stossweise erhöhen, ohne dass sich eine etwa durch die magnetische Trägheit des Phasenschiebers bedingte Verzögerung innerhalb des letzteren bemerkbar macht.
In Fig. 2 sind die physikalischen Vorgänge, die für die beschriebene Regelung des Phasenschiebers massgebend sind, an Hand der Charakteristik des Phasenschiebers dargestellt. Die Kurve stellt die bekannte Leerlaufcharakteristik dar. Eg sei die normale Spannung an den Klemmen des Phasenschiebers.
Die dazu gehörige Erregung ergibt sich durch Aufzeichnung des Potierschen Dreieckes, dessen Katheten für cors. T = 0, d. h. reine Blind13istungserzeugung, ghieh dem Produkt aus Statorstrom und Reaktanz sowie der durch die Ankerrückwirkung hervorgerufenen Gegenerregung sind. Nach den bisher bekannten Regelungsverfahren wird eine Veränderung der Blindleistung bei gleichbleibender Spannung Eg durch Änderung der Erregung hervorgerufen. Infolge der magnetischen Trägheit der Maschine arbeitet eine derartige Regelung, wie bereits erwähnt, verhältnismässig langsam. Erfindungsgemäss wird dagegen die an den Klemmen des Phasenschiebers liegende Spannung durch Umschaltung am Zusatztransformator stufenweise erhöht.
Es sei nun beispielsweise angenommen, dass bei'dem Transformator 2 (Fig. 1) mit Hilfe einer Umschaltung je nach der Richtung der zugeführten Zusatzspannung eine Erhöhung oder Erniedrigung
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der Spannung Eg auf Eg'oder Eg" erzielt würde. Durch Aufzeichnung der entsprechenden, dem ersten Dreieck ähnlichen Potierschen Dreiecke ergibt sich sofort, wie in Fig. 2 dargestellt, dass auch bei gleichbleibendem Erregerstrom die von der Maschine abgegebene Blindleistung in weitesten Grenzen schwankt, da infolge der Krümmung der Charakteristik die Spannungsverringerung verhältnismässig gering ist gegenüber der Stromvergrösserung und umgekehrt.
Da diese Änderung der Blindleistungsabgabe von der Änderung des Flusses unabhängig ist, wird durch die Anordnung nach der Erfindung die beabsichtigte Schnellregelung der Blindleistung und damit der Netzspannung erzielt. Für die Umschaltung am Transformator lassen sich die zahlreichen Schaltungen verwenden, die man bereits zur Spannungsregelung mittels Zusatztransformatoren entwickelt hat. Man kann also beispielsweise durch kombinierte Umschaltung des Erreger-und Zusatztransformators ohne Wicklungsunterteilung eine mehrstufige Regelung erzielen ; falls dies nicht ausreicht, kann man daneben auch den Zusatztransformator mit Anzapfungen versehen.
Die gleiche Wirkung, wie bei der Erregung des Zusatztransformators vom Netz aus erreicht man, wenn man an den Zusatztransformator Kondensatoren anschaltet. Auch hier wird die an den Klemmen des Phasenschiebers liegende Spannung stufenweise ohne Verzögerung erhöht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Schnellregelung von Phasenschiebern in elektrischen Verteilungsnetzen, gekennzeichnet durch einen zwischen Phasenschieber und Netz eingefügten regelbaren zusätzlichen Spannungserzeuger, dessen Spannungsanstieg unabhängig von der magnetischen Trägheit des Phasenschiebers ist.