AT403102B

AT403102B - Synchronisiervorrichtung

Info

Publication number: AT403102B
Application number: AT0047193A
Authority: AT
Inventors: Michael Ing Cech
Original assignee: Elin Energieversorgung
Priority date: 1993-03-11
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1997-11-25
Also published as: ATA47193A

Description


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   Die Erfindung betrifft eine Synchronisiervorrichtung zum Parallelschalten eines Synchrongenerators und eines Wechselstromnetzes mit je einer Messschaltung für die Spannung und die Frequenz des Generators und des Wechselstromnetzes sowie den Phasenwinkel zwischen der Netz- und der Generatorspannung, mit Steuerausgängen für die Drehzahlregelung des Generatorantriebes zum Abgleich des Istwertes der Generatorfrequenz auf einen an die Netzfrequenz angepassten Sollwertbereich einerseits und für eine Spannungsre-   gelung   des Generators zum Abglelch der Generatorspannung auf die Netzspannung andererseits und mit einer Schaltbefehlausgabe für den Generatorhauptschalter,

   der bei einem   Soll-Istwertabgleich   der Spannung und der Frequenz in   Abhängigkeit   von einem Soll-lstwertabgleich des Phasenwinkels mit einer durch einen Rechner aus der Frequenzdifferenz und der vorgebbaren Schaltzeit des Generatorhauptschalters ermittelten Sollwertvorgabe ansteuerbar ist, wobei während der Inbetriebsetzung des Generators die Ermittlung der optimalen Stellbefehle für den Drehzahlregler durch Versuche erfolgt, bei denen die Regelantwort auf den jeweiligen Stellbefehl für den Drehzahlregler des Generatorantriebes der Rechner erfasst und In einem Speicher ablegt und der Rechner aus allen Regelantworten den für jede Soll-Istwertdifferenz der Spannung und der Frequenz optimalen   Stellbefehl   bzw.

   die optimale Befehlsdauer und Befehispause für den Drehzahlregler ermittelt, und wobei der Rechner die Ermittlung der optimalen Stellbefehle mittels eines Programmes selbsttätig durchführt (nach Patent Nr.   398 866.).   



   Um eine stabile und rasche Synchronisierung für einen Synchrongenerator mit einem beliebigen Generatorantrieb sicherzustellen, wird in der AT-PS-395 792 eine Synchronisiereinrichtung vorgeschlagen, bei der eine Messschaltung zum Bestimmen von Kennwerten für die Abhängigkeit des zeitlichen Drehzahlverlaufes des Generatorantriebes von einer   Steuersignalbeaufschlagung   seiner Drehzahlregelung und ein Speicher für diese Kennwerte vorgesehen sind. Ein Rechner kann sodann die für einen Frequenzabgleich erforderliche   Steuersignalgrösse   für die gewünschte Drehzahländerung aus den gespeicherten Kennwerten errechnen. In dieser veröffentlichten Anmeldung wird die Messschaltung nicht näher beschrieben. Weiters wird auch nicht darauf eingegangen, zu welchen Zeitpunkten diese Messschaltung die Kennwerte im Speicher ablegt.

   Es wird nur in der Beschreibung erwähnt, dass die   Abhängigkeit   des zeitlichen Drehzahlverlaufes von einer Steuersignalbeaufschlagung der Drehzahlregelung über die Frequenzmessung erfasst werden kann. 



   Wie bereits im Hauptpatent ausgeführt, ist es Aufgabe der Erfindung, die eingangs erwähnte Synchroni-   slervorrlchtung   derart zu verbessern, dass für einen Stellbefehl an den Drehzahlregler des Generatorantriebes das Verhalten der Regelstrecke Generator und Generatorantrieb noch besser berücksichtigt wird. 



   Entsprechend einer Weiterbildung der bereits Im Hauptpatent beschriebenen Erfindung ist vorgesehen, dass nach durchgeführter Abglelchung der Frequenzdifferenz auf Null eine vom Rechner gesteuerte,   phasenwinkelabhängige,   überlagerte Frequenzverstellung die Ermittlung von optimalen Stellbefehle für den Drehzahlregler des Generatorantnebes in bezug auf den Phasenwinkel der beiden zu synchronisierenden Systeme zueinander durch mehrmalige Wiederholung von jeweils zwei Schaltschritten erfolgt, bei denen jeweils nach Einstellung eines definierten Schlupfes und daraus resultierender Frequenzdifferenz zwischen Generator und Netz jeweils eine neuerliche Abgleichung der Frequenzdifferenz auf Null erfolgt und der Phasenwinkel schrittweise auf Null geführt wird. 



   Mit dieser weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäss dem Hauptpatent ist eine Synchronisierung noch schonender durchführbar. 



   Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rechner die Ermittlung der Stellbefehle für die   Phasenwinkel-Abglelchung   mittels eines Programmes selbsttätig durchführt. 



   Durch den Einsatz eines Programmes ist es möglich, die erfindungsgemässe Einrichtung in eine vollautomatische Anlage einzubinden
Die Erfindung wird anhand eines In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. 



   Die Fig. zeigt ein Netz 7, welchem über einen Generatorhauptschalter 2 ein Generator 5 zuschaltbar ist. 



  Der Generatorantrieb 4, der mit der Welle des Generators 5 gekuppelt ist, kann beispielsweise eine 
 EMI1.1 
 rechner beinhaltet, wird die Spannung U, die Frequenz f und die Phasenlage vor und nach dem Generatorhauptschalter 2 zugeführt. Die Synchronisiereinrichtung 1 ermittelt daraus den Synchronisierungszeitpunkt und gibt entsprechende Befehle an einen Regler 4 des Generatorantriebes 3. Das vor der Inbetriebnahme ermittelte Regelverhalten des Generatorantriebes ist In der Synchronisiereinrichtung 1 gespeichert und wird   mitberücksichtigt.   Die Spannungsverstellung des Generators erfolgt über eine Eregung 6. Ein entsprechendes Stellsignal wird ebenfalls von der Synchronisiereinrichtung 1 bereitgestellt. 



   Handelt es sich bei den zu synchronisierenden Systemen um ein stabiles Netz und einen Generator mit einer genauen Drehzahlregelung, so wird mit der erfindungsgemässen Synchronisiereinrichtung die Frequenzdifferenz innerhalb kurzer Zeit auf Null abgeglichen ; der Phasenwinkel beharrt auf einem undefinierten Wert. In dieser Situation greift nun die   phasenwinkeiabhängige   Frequenzverstellung ein und gibt ein 

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 winkelproportionales Verstellsignal ab.

   Dadurch wird ein definierter Schlupf in der Grössenordnung zwischen 0, 01 und 0, 03 Hz eingestellt, womit sich der Phasenwinkel ändert. Ändert sich nun die Netzfrequenz, so wird durch die   überlagerte Frequenzverstellung   die Frequenzdifferenz wieder auf Null ausgeregelt, und es greift wiederum die   phasenwinkelabhängige   Frequenzverstellung ein. Auf diese Weise wird der Phasenwinkel schrittweise auf Null geführt.

Claims

Patentansprüche 1. Synchronisiervorrichtung zum Parallelschalten eines Synchrongenerators und eines Wechselstromnet- zes mit je einer Messschaltung für die Spannung und die Frequenz des Generators und des Wechsel- stromnetzes sowie den Phasenwinkel zwischen der Netz- und der Generatorspannung, mit Steueraus- gängen für die Drehzahlregelung des Generatorantriebes zum Abgleich des Istwertes der Generatorfre- quenz auf einen an die Netzfrequenz angepassten Sollwertbereich einerseits und für eine Spannungsre- gelung des Generators zum Abgleich der Generatorspannung auf die Netzspannung andererseits und mit einer Schaltbefehlausgabe für den Generatorhauptschalter, der bei einem Soll-Istwertabgleich der Spannung und der Frequenz in Abhängigkeit von einem Soll-lstwertabgleich des Phasenwinkels mit einer durch einen Rechner aus der Frequenzdifferenz und der vorgebbaren Schaltzeit des Generator- hauptschalters ermittelten Sollwertvorgabe ansteuerbar ist, wobei während der Inbetriebsetzung des Generators die Ermittlung der optimalen Stellbefehle für den Drehzahlregler durch Versuche erfolgt, bei denen die Regelantwort auf den jeweiligen Stellbefehl für den Drehzahlregler des Generatorantriebes der Rechner erfasst und in einem Speicher ablegt und der Rechner aus allen Regelantworten den für jede Soll-Istwertdifferenz der Spannung und der Frequenz optimalen Stellbefehl bzw. die optimale Befehlsdauer und Befehlspause für den Drehzahlregler ermittelt, und wobei der Rechner die Ermittlung der optimalen Stellbefehle mittels eines Programmes selbsttätig durchführt (nach Patent Nr. 398 866), dadurch gekennzeichnet, dass nach durchgeführter Abgleichung der Frequenzdifferenz auf Null eine vom Rechner (1) gesteuerte, phasenwinkelabhängige, überlagerte Frequenzverstellung die Ermittlung von optimalen Stellbefehle für den Drehzahlregler (4) des Generatorantriebes (3) in bezug auf den Phasenwinkel der beiden zu synchronisierenden Systeme zueinander durch mehrmalige Wiederholung von jeweils zwei Schaltschritten erfolgt, bei denen jeweils nach Einstellung eines definierten Schlupfes und daraus resultierender Frequenzdifferenz zwischen Generator (5) und Netz (7) jeweils eine neuerli- che Abgleichung der Frequenzdifferenz auf Null erfolgt und der Phasenwinkel schrittweise auf Null geführt wird.
2. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (1) die Ermittlung der Stellbefehle für die Phasenwinkel-Abgleichung mittels eines Programmes selbsttätig durchführt.