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Anlage mit wenigstens zwei elektrischen Maschinen
Es ist bekannt, elektrische Maschinen im Stillstand zu heizen, um Kondenswasserniederschläge mit Sicherheit zu verhindern und um die Lebensdauer der Maschinen, deren Wicklungen gegen rasche Temperaturänderungen empfindlich sind, zu erhöhen.
Zur Stillstandsheizung ist es bekannt, das stillstehende Wasser in den Kühlern der Maschinen zu erwärmen. Nachteilig ist hiebei der Energieaufwand. Bei Anlagen mit zwei oder mehreren mit Wärmeaustauschern zur Verlustwärmeverwertung ausgerüsteten elektrischen Maschinen, insbesondere Wasserkraftgrossgeneratoren und Transformatoren, ist es bekannt, die jeweils ausser Betrieb befindlichen Maschinen zur Stillstandsheizung mit ihren nunmehr als Heizkörper dienenden Wärmeaustauschern an den Heizmittelkreis der belasteten Maschinen anzuschliessen.
Nachteilig ist bei dieser Ausführung der grosse Aufwand, der durch die Anordnung von Wärmeaustauschern zusätzlich zu Kühlern, die vorzugsweise allein zur Abfuhr der bei Vollast der zu kühlenden Maschine entstehenden Verlustwärme ausreichen, sowie durch die Anordnung eines geschlossenen Heizmittelkreises mit wenigstens einer Pumpe für das Heizmittel bedingt ist.
Die Erfindung betrifft eine Anlage mit wenigstens zwei elektrischen Maschinen, deren jede mit mehreren parallelgeschalteten Kühlern und wenigstens eine mit einem Reservekühler versehen ist, wobei zur Stillstandsheizung ein durch die Verlustwärme wenigstens einer im Betrieb befindlichen Maschine erwärmtes flüssiges Wärmeübertragungsmittel dient. Die oben erwähnten Nachteile sind erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass an die Abflussleitung jedes Reservekühlers eine jeweils zu den Kühlern aller andern Maschinen führende, wahlweise einschaltbare Verbindungsleitung angeschlossen ist, wodurch das in dem oder den Reservekühlern über die Taupunktstemperatur der Wicklung der stillstehenden Maschine gebrachte Kühlmittel den Kühlern ausser Betrieb befindlicher Maschinen zuführbar ist.
Gegenüber der in der österr. Patentschrift Nr. 189 697 angegebenen Anlage besitzt die erfindungsgemässe keine Wärmeaustauscher, sondern nur Kühlelemente u. zw. pro Maschine um ein als Reserve dienendes Kühlelement mehr als unbedingt nötig wäre. Zu diesem Reservekühler ist zu sagen, dass das Kühlsystem eines Generators immer überdimensioniert ist. Ob die erforderliche Sicherung durch Überdimensionierung jedes einzelnen Kühlelemente oder durch Anordnung eines zusätzlichen Kühlelemente erfolgt ist gleichgültig und wirkt sich eigentlich so aus, dass man normalerweise ein Kühlelement stilllegt oder das Kühlwasser drosselt. Hingegen wird gemäss der Erfindung das oder die stillgelegten Kühlelemente für die Stillstandsheizung einer andern Maschine eingesetzt.
Es stehen also gemäss der Erfindung ein oder mehrere Reservekühlelemente, die keinen nennenswerten Mehraufwand darstellen, einem zu-
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dazu erforderlichen Armaturen, Umwälzungen usw. der oben angeführten bekannten Anlage gegenüber.
Etwaige Bedenken gegen die Verwendung des Reservekühlers statt eines Wärmeaustauschers können zerstreut werden : Die Warmluft tritt mit derselben Temperatur ein, wie im Falle einer Anordnung mit Wärmeaustauschern und wie im Normalfall bei den andern Kühlelementen. Die Wärmeverluste der auf
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Generatoren des Kraftwerkes Ybbs-Persenbeug ergeben, dass die zu deckendenWärmeverlusteindie Umgebung bei Betriebstemperatur in der Grössenordnung von etwa 3% der durch das Kühlwasser abzuführenden Wärmemenge, bezogen auf Vollast, betragen.
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Hiezu kommt, dass man den Luftraum des stillstehenden Generators nur annähernd auf der Kaltlufttemperatur halten muss, da der wesentlichste Grund für eine Stillstandsheizung das Vermeiden von Taupunktsunterschreitungen ist, um ein Feuchtwerden der Wicklung und damit eine Verschlechterung des Isolationswertes zu vermeiden. Da die Warmlufttemperatur der Maschine etwa 250C höher liegt als die Kaltlufttemperatur, anderseits die Oberfläche (Heizfläche) der Kühler in der stillstehenden Maschine sehr gross ist, liegt klar zutage, dass eine geringe Übertemperatur dieser Kühler für die Konstanthaltung der Lufttemperatur in der stehenden Maschine ausreicht.
Dies wird noch dadurch unterstützt, dass gemäss der Erfindung beide Seiten der Kühlelemente Wärme abstrahlen, während bei den Wärmeaustauschern nach einer bereits bekannten Ausführung dies nur auf einer Seite der Fall ist.
Bei der praktischen Ausführung ist es günstig, alle Reservekühler über je ein Absperrventil an eine gemeinsame Verbindungsleitung anzuschliessen. Bei dieser einfachsten Ausführung strömt das erwärmte Kühlmittel aus den Reservekühlern der in Betrieb befindlichen Maschinen über die gemeinsame Verbindungsleitung in den Reservekühler und danach gleichzeitig in die übrigen Kühler der stillgesetzten Maschine.
Zur Erzielung einer gleichmässigen Verteilung der zugeführten Wärme in der stillgesetzten Maschine ist jede Maschine vorteilhaft zusätzlich an der Zulaufseite aller ihrer Kühler über ein Absperr- ventil an die gemeinsame Verbindungsleitung angeschlossen, sodass sich das erwärmte Kühlmittel aus der
Verbindungsleitung in der normalenDurchströmungsrichtung gleichmässig über alle Kühler verteilen kann.
Dabei dient vorzugsweise das bei laufender Maschine in bekannter Weise den Kühlmitteldurchsatz der
Kühler temperaturabhängig steuernde Regulierventil der stillgesetzten Maschine zur Drosselung des Kühl- mitteldurchsatzes in den Reservekühlern der laufenden Maschine, die das erwärmte Kühlmittel zur Still- standsheizung liefern.
Dieses Regulierventil der stillgesetzten Maschine kann durch einen Thermostaten gesteuert werden, der z. B. imWarmluftkreis der stillgesetzten Maschine eingebaut ist. Dessen Sollwert kann bei Maschinen- stillstand auf die zur Heizung erforderliche Temperatur eingestellt werden. Es ist auch möglich, auf einen zweiten Raumthermostaten umzuschalten, der auf die Temperatur der Stillstandsheizung fix ein- gestellt ist.
Mit geringem Mehraufwand ist es auch möglich, die Maschinen mit einer zusätzlichen Abflussleitung zu versehen, damit die Kühler vom erwärmten Kühlmittel in der entgegengesetzten Richtung als bei Kühlung durchströmt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Jede der Maschinen M, M'usw. ist mit je drei parallelgeschalteten Kühlern 1 bzw. l'versehen, die über je ein Ventil 2 bzw. 2'und ein gemeinsames Ventil 3 bzw. 3'an eine gemeinsame Kühlmittelversorgung angeschlossen sind. Abflussseitig sind die Kühler 1 bzw. l'über je ein Ventil 4 bzw. 4'mit einem Regulierventil 5 bzw. 5'verbunden, das zur Regelung des Kühlmitteldurchsatzes in Abhängigkeit von der Temperatur in der Maschine M bzw. M'dient. Parallel zu den Kühlern 1 bzw. l'weist jede Maschine M bzw.
M'einen Reservekühler 6 bzw. 6'mit vor-bzw. nachgeschalteten Ventilen 7 und 8 bzw. 7'und 8'auf. Überdies sind die Reservekühler 6 und 6'an ihrer Abflussseite über je ein Absperrventil 9 bzw. 9'an eine gemeinsame Verbindungsleitung 10 angeschlossen, die über je ein Absperrventil 11 bzw. 11'für jede der Maschinen M, M'mit der Zulaufseite aller Kühler 1 und 6 bzw. l'und 6'verbunden ist. Im Normalbetrieb sind bei allen in Betrieb befindlichen Maschinen M, M'usw. die Ventile 3,2 und 4 bzw. 3', 2'und 4'offen, während die Regulierventil 5 bzw. 5'den Kühlmitteldurchsatz regeln und die Ventile 7,8, 9 bzw. 7', 8', 9'der Reservekühler 6 bzw. 6'geschlossen sind.
Bei Stillsetzung der Maschine M'wird deren Heizung beispielsweise von der in Betrieb verbleibenden Maschine M übernommen. Der Reservekühler 6 der letzteren wird durch Öffnen des Ventiles 7 und des Absperrventiles 9 in Betrieb genommen und an die gemeinsame Verbindungsleitung 10 angeschlossen, während die Kühler l* der Maschine M'durch Schliessen des Ventiles 3'von der Kühlmittelversorgung abgetrennt und durch Öffnen des Absperrventiles 11'an ihrer Zulaufseite an die Verbindungsleitung 10 angeschlossen werden. Das im Reservekühler 6 erwärmte Kühlmittel, insbesondere Wasser, fliesst über Absperrventil 9, Verbindungsleitung 10 und Absperrventil 11'in die parallelgeschalteten Kühler 1', deren Ventile 2'und 4'geöffnet bleiben.
Die Durchflussmenge des erwärmten, zur Stillstandsheizung dienenden Kühlmittels, dessen Weg durch Pfeile angedeutet ist, wird durch das Regulierventil 5'der geheizten Maschine M'geregelt.
Der Raumbedarf für eine erfindungsgemässe Stillstandsheizung ist so gering, dass ihr Einbau auch bei bereits bestehenden Anlagen keine Schwierigkeiten verursacht.