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Regelanordnung für den Parallelbetrieb zweier oder mehrerer, ein-oder mehrphasiger Stufenregeltransformatoren
Bei dem Parallelbetrieb zweier oder mehrerer Regeltransformatoren können deren
Stufenschaltwerke, wenn sie nicht überhaupt mechanisch oder elektrisch gekuppelt sind, durch die
Steuerimpulse in gleicher Weise beeinflusst werden, so dass sie während der Umschaltung ihre Stellungen praktisch gleichzeitig ändern und Stellungsverschiedenheiten kaum auftreten. Das meistgeübte Verfahren besteht jedoch darin, dass einer der Transformatoren als der "führende" die Stellung seines
Stufenschaltwerkes über eine automatische Regeleinrichtung etwa im Sinne der Konstanthaltung der
Netz-bzw.
Verbraucherspannung ändert, während der oder die andern, eventuell nur bei Bedarf zuzuschaltenden als "geführte" Transformatoren die Stellung ihres Stufenschaltwerkes der des führenden jeweils über eine Nach-oder Gleichlaufsteuerung angleichen.
Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, einen Parallelbetrieb, d. h. eine annähernd gleichmässige oder z. B. bei verschieden grossen Transformatoren eine andere festgelegte Aufteilung der Belastung zweier oder mehrerer Regeltransformatoren auch dann zu ermöglichen, wenn diese nicht durchwegs gleiche Kenndaten haben. Gegenstand der Erfindung ist nämlich eine Regelanordnung für den Parallelbetrieb zweier oder mehrerer ein-oder mehrphasiger Stufenregeltransformatoren, auch solcher grosser und grösster Leistung, wie z.
B. in der Grössenordnung von 10 MVA und darüber ; erfindungsgemäss ist die Regelanordnung der vorstehenden Art dadurch gekennzeichnet, dass allen Transformatoren eine zum Ausgleich ihrer unterschiedlichen Nenndaten, insbesondere hinsichtlich Kurzschlussspannung oder bzw. und Leerlaufspannung oder bzw. und Anzahl der Regelstufen bzw.
Höhe der Spannungsstufen, dienende Nachregeleinrichtung mit einer die Betriebsgrössen der Transformatoren überwachenden Diskriminatorstufe, vorzugsweise einem Messwerk, zugeordnet ist, wobei in Abhängigkeit von einem Vergleich mindestens der vorzugsweise durch Wandler herabgesetzten Ströme der Transformatoren das Stellglied der Regeleinrichtung die Ausgleichsströme zwischen den Transformatoren durch Stufenschalterbetätigung begrenzt ; hiebei können bei Transformatoren verschiedener Leistungsgrösse die Übersetzungsverhältnisse der Wandler verschieden sein.
Bei durch den Stromvergleich festgestelltem Auftreten eines unerwünschten Differenzstromes erfolgt also eine selbsttätige Nachregelung, u. zw. eines oder beider Transformatoren, im Sinne einer Verkleinerung dieses Stromes. Diese einen befriedigenden Parallelbetrieb sicherstellende Nachregelung kann mit denselben Stufenschaltwerken erfolgen, mit denen auch die gemeinsame Regelung, etwa auf konstante Ober-oder Unterspannung erfolgt, doch können diese beiden Eingriffe dabei regelungstechnisch getrennt durchgeführt werden, etwa indem man einen "führenden" Transformator die Netzspannung regeln lässt und den oder die andern auf annähernde Stromgleichheit oder bei ungleicher Grösse etwa auf annähernde Gleichheit des prozentuellen Belastungsgrades mit dem führenden regelt. Man kann aber z.
B. auch ohne Unterscheidung zwischen führendem und geführtem Regeltransformator die Stufenschaltwerke gleichsinnig zur Änderung der (abgegebenen) Spannung etwa in Abhängigkeit von einem Spannungsregler und zugleich gegensinnig zur Erzwingung günstiger Stromaufteilung aussteuern. Zu letzterem Zweck kann man auch das Stufenschaltwerk nur eines der
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Verkleinerung des genannten Unterschiedes, betätigt. Selbstverständlich kann auch hier statt auf
Gleichheit der Ströme z. B. unter Verwendung von Potentiometern od. dgl. auf ein bestimmtes anderes
Stromverhältnis geregelt werden, etwa wenn die beiden Regeltransformatoren nicht nur in ihren
Kenndaten, sondern auch in der Leistung verschieden sind.
Ist beim Betrieb der parallelarbeitenden Regeltransformatoren mit einem Wechsel der
Energierichtung zu rechnen, so kann, unabhängig davon, ob die erfindungsgemässe Vergleichs- und
Nachregeleinrichtung nur mit Wechselstromgrössen oder, wie zuletzt beschrieben, mit Gleichstromgrössen arbeitet, ein Energierichtungsrelais oder eine andere, die Energierichtung erfassende Einrichtung vorgesehen werden, welche (s), dem Umstand Rechnung tragend, dass je nach der Energierichtung eine bestimmte Änderung der Stufenstellung, d. h. des Übersetzungsverhältnisses, stromsteigernd oder stromschwächend wirkt, den Beeinflussungssinn umkehrt, wenn der Energiefluss zwischen den durch die
Transformatoren verbundenen Systemen bzw. Netzen die Richtung wechselt.
An Stelle elektromechanischer wattmetrischer bzw. auf Energierichtung ansprechender Stromvergleichs-bzw. Steuersysteme können in an sich bekannter Weise auch elektronische, z. B. mit Transistoren oder bzw. und Thyristoren arbeitende Geräte benützt werden.
Um den Spannungsregelbereich der parallelarbeitenden Transformatoren nicht oder nur möglichst wenig durch den für die Nachregelung erforderlichen Bereich zu schmälern, kann es sich als vorteilhaft erweisen, jenen Transformator zum "führenden" zu machen, der die grössere prozentuelle Kurzschlussspannung aufweist bzw. die stärker fallende Strom-Spannungskennlinie besitzt. Insbesondere dann, wenn der eine Transformator im oberen Teil des Regelbereiches und der andere im unteren Teil des Regelbereiches die höhere prozentuelle Kurzschlussspannung aufweist, kann es vorteilhaft sein, beim Durchlaufen des Spannungsstufenregelbereiches an einer bestimmten Stelle, etwa über einen dort angebrachten Hilfskontakt, die Rollen der beiden Transformatoren als führender bzw. geführter zu wechseln.
In Ausgestaltung der Erfindung kann noch sicherheitshalber ein bei grosser Stromdifferenz bzw. grosser Abweichung von der gewünschten Stromaufteilung ansprechendes, gegebenenfalls mit dem Messwerk --3-- einfach in Reihe geschaltetes Schutzrelais vorgesehen werden, das ein optisches oder akustisches Warnsignal auslöst bzw. die Anlage oder etwa nur einen der beiden Transformatoren abschaltet. Sind mehrere geführte Transformatoren vorhanden, so kann jedem ein solches Schutzrelais zugeordnet werden, welches den betreffenden Transformator abschaltet, wenn der Vergleich seines Stromes mit dem des führenden Transformators eine zu grosse Abweichung erweist, die etwa bei einem Versagen der erfindungsgemässen Nachregeleinrichtung eintreten könnte.
Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung bei parallel arbeitenden Regeltransformatoren grosser und grösster Leistung, wie z. B. bei Parallelbetrieb von aus je drei Einphaseneinheiten bestehenden Drehstrombänken bzw. dieser Einphaseneinheiten selbst oder auch von Grenzleistungs-Dreiphaseneinheiten, d. h. überall dort, wo durch Verschiedenheit der Kenndaten bedingte Störungen der Stromaufteilung von grossem Nachteil sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Regelanordnung für den Parallelbetrieb zweier oder mehrerer ein-oder mehrphasiger
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eine zum Ausgleich ihrer unterschiedlichen Nenndaten, insbesondere hinsichtlich Kurzschlussspannung oder bzw. und Leerlaufspannung oder bzw. und Anzahl der Regelstufen bzw. Höhe der Spannungsstufen, dienende Nachregeleinrichtung mit einer die Betriebsgrössen der Transformatoren überwachenden Diskriminatorstufe, vorzugsweise einem Messwerk (3), zugeordnet ist, wobei in Abhängigkeit von einem Vergleich mindestens der vorzugsweise durch Wandler herabgesetzten Ströme der Transformatoren das Stellglied der Regeleinrichtung die Ausgleichströme zwischen den Transformatoren durch Stufenschalterbetätigung begrenzt.
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