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Verfahren zum Betrieb eines Notstromaggregates
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Notstromaggregates für die Stromversorgung von Verbrauchern, die normalerweise von einem Wechselstromnetz und bei gestörtem Wechselstromnetz von einem an einen Verbrennungsmotor ankuppelbaren Generator gespeist werden, dessen Welle über eine auch während des Betriebes lösbare Kupplung mit einem Schwungrad gekuppelt ist, das drehmomentschlüssig mit einem an das Wechselstromnetz anschaltbaren Motor verbunden ist, wobei die genannten Einrichtungen zusammen das Notstromaggregat bilden.
In Dauerversuchsständen, auf Flugplätzen für Befeuerungsanlagen u. dgl. werden Notstromaggregate als Stromquellen bei Netzausfall verwendet. Bei solchen Notstromaggregaten ist eine Verbrennungskraftmaschine über eine elastische Kupplung fest mit dem Generator verbunden. Fällt das Wechselstromnetz aus, so wird die Verbrennungskraftmaschine elektrisch oder mittels Druckluft gestartet. In einigen Industrieanlagen übernehmen bei Störungen im öffentlichen Netz Hausgeneratoren, die vorher parallel mit dem Netz arbeiten, die Versorgung von Verbrauchern, die unter allen Umständen mit Strom versorgt werden müssen (Techn. Zentralblatt, Elektrotechnik, lO. Jahrgang, [1960], S. 805 und 2012/13).
Auf Flugplätzen wird bei Flugbetrieb mit herabgesetztem Wetterminima für einen Teil der Befeuerungsanlage eine Unterbrechungszeit kleiner oder gleich 1 sec gefordert, während für die restliche Befeuerungsanlage eine Ausfallzeit kleiner oder gleich 15 sec zugelassen wird. Mit einem normalen Notstromaggregat beträgt die Zeit, bis der Verbrennungsmotor den Antrieb im reinen Notstrombetrieb übernehmen kann, mehr als 1 sec. Es ist daher erforderlich, dass eine sogenannte Schnellbereitschaftsanlage für einen Teil der Befeuerungsanlage zur Verfügung steht. Bei einem bekannten Schnellbereitschaftsaggregat (franz. Patentschrift Nr. 1. 138. 677) ist zwischen Dieselmotor und Schwungmasse eine Elektrokupplung angeordnet, während die Schwungmasse über eine während des Betriebes nicht lösbare Kupplung mit dem Generator verbunden ist.
Ein Motor treibt bei Bereitschaft des Aggregates normalerweise über einen Keilriementrieb den Generator mit der Schwungmasse an, während die Elektrokupplung zum Dieselmotor entregt ist und der Dieselmotor stillsteht. Bei Netzausfall wird die Elektrokupplung erregt und hiedurch der Dieselmotor hochgerissen, der dann den Antrieb des Aggregates innerhalb von Bruchteilen 1 sec übernimmt.
Der Einsatz eines Schnellbereitschaftsaggregates macht es erforderlich, dass ein Motor die Schwungmasse und den Generator dauernd auf Drehzahl hält. Die dadurch bedingten laufend hohen Betriebskosten sind bei einem andern bekannten Stromversorgungsaggregat (franz. Patentschrift Nr. 1. 203. 649) dadurch herabgesetzt, dass die Verbraucher bei gestörtem Wechselstromnetz von einem an einen Verbrennungsmotor ankuppelbaren Generator gespeist werden, dessen Welle über eine auch während des Betriebes lösbare Kupplung mit einem Schwungrad gekuppelt ist.
Ein derart ausgebildetes Aggregat hat den Vorteil, dass es bei abgekuppelter Schwungmasse im Stillstand als normales Notstromaggregat einsatzbereit ist und mit an den Generator gekuppelter Schwungmasse bei umlaufendem Generator und Stillstand des Verbrennungsmotors als Schnellbereitschaftsaggregat in
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Bereitschaft steht. Von dem Aggregat werden also zwei Betriebsarten beherrscht, so dass man mit einem einzigen Aggregat auskommt.
Fällt beim Einsatz des Notstromaggregates als Schnellbereitschaftsaggregat die Netzversorgung aus, so werden die Verbraucher vom Netz getrennt und auf den Generator geschaltet, der die Antriebsenergie für kurze Zeit dem Schwungrad entnimmt. Zugleich wird der Verbrennungsmotor durch Einlegen der zwischen Generator und Verbrennungsmotor angeordneten Kupplung hochgerissen. Der Verbrennungsmotor kann auf diese Weise den Antrieb des Generators in weniger als 1 sec übernehmen.
Während der Verbrennungsmotor hochgerissen wird, sinkt jedoch die Drehzahl des Schwungrades, so dass von der Verbrennungsmaschine Energie nicht nur an die elektrischen Verbraucher, sondern zusätzlich zum Beschleunigen des Schwungrades abgegeben werden muss, bis dieses mit dem Generator auf Nenndrehzahl gebracht ist. Die Nennleistung des Generators liegt bei dem bekannten Aggregat daher beachtlich unterhalb der Nennleistung des Dieselmotors.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beibehaltung der Vorteile eines Notstromaggregates mit an beiden Wellenenden des Generators angeordneten Kupplungen die Nennleistung mit einfachen Mitteln zu steigern. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass bei einem Netzausfall zunächst nur ein Teil und nach einer Wartezeit die übrigen vom Aggregat unbedingt zu versorgenden Verbraucher auf das Aggregat geschaltet werden. Auf diese Weise bietet das neue Aggregat eine grössere Leistungsreserve bei Lastübernahme, so dass die Nenndrehzahl in kurzer Zeit erreicht werden kann. Dabei kann das Aggregat mit der vollen Leistung betrieben werden.
Während bei den bekannten Aggregaten die zur Beschleunigung der Schwungmasse dienende Leistungsreserve nur etwa 4 bis 10 sec lang ausgenutzt werden kann, ist es möglich, bei einem Betrieb des Aggregates nach dem erfindungsgemässen Verfahren die Leistungsreserve auch während des Betriebes zu nutzen.
Setzt man das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise für Befeuerungsanlagen ein, so ist es möglich, alle Verbraucher, die nur eine kleinere Ausfallzeit als 1 sec vertragen, unmittelbar nach Netzausfall auf das Aggregat zu schalten und dann nach einer Wartezeit von etwa 10 sec die übrigen Befeuerungsanlagen nachträglich an das gleiche Aggregat anzuschalten, da zu diesem Zeitpunkt das Aufholen der Drehzahl bereits abgeschlossen ist und die volle Nennleistung der Antriebsmaschine zur Verfügung steht. Eine Leistungsreserve ist daher nicht mehr erforderlich. Dadurch wird erreicht, dass das verwendete Aggregat eine höhere Gesamtleistung abgeben kann als ein Schnellbereitschaftsaggregat gleicher Antriebsmaschinenleistung.
Ein Ausführungsbeispiel eines für die Anwendung der Erfindung geeigneten Aggregates wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, die ein Notstromaggregat für eine Befeuerungsanlage auf Flugplätzen zeigt.
Im Normalbetrieb werden nicht dargestellte Verbraucher aus dem Wechselstromnetz gespeist. Bei Netzausfall schaltet eine selbsttätig arbeitende Schalteinrichtung die Verbraucher auf ein unabhängiges Aggregat um. Bei diesem Aggregat sind auf einem Grundrahmen-2-ein Generator-l-, ein Dieselmotor--3--und ein Schwungrad--4--angeordnet. Der Generator--l--ist zwischen dem Verbrennungsmotor --3-- und dem Schwungrad --4-- angeordnet und mit seinen beiden Wellenenden über auch während des Betriebes lösbare Kupplungen--5, 6-- mit dem
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die zu den Verbrauchern führen.
Die Kupplungen-5 und 6-sind zweckmässigerweise als Elektrokupplungen ausgebildet. Bei erregter Kupplung--5--, also bei kraftschlüssiger Verbindung von Schwungrad--4--und Generator hat das Aggregat die Eigenschaften einer Schnellbereitschaftsanlage. Dabei wird der Generator--l--mit dessen Schwungrad--4--durch den Verbrennungsmotor--3-
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--10-- überKupplung --6-- steht das Aggregat als übliches Notstromaggregat zur Verfügung.