AT42141B - Einrichtung zur selbsttätigen Verteilung der wattlosen Belastung und zur Vermeidung wattloser Ausgleichströme bei parallel arbeitenden Generatoren. - Google Patents

Description

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  Einrichtung zur selbsttätigen Verteilung der wattlosen Belastung und zur Vermeidung wattloser   Ausgleichströme   bei parallel arbeitenden Generatoren. 



   Die Erfindung hat den Zweck, die Schwierigkeiten zu beseitigen,   welche heim Pnrallt-   betrieb mehrerer Wechselstromgeneratoren auftreten, deren Erregung durch je einen sellbsttätigen Spannungsregler beeinflusst wird. Diese Schwierigkeiten beruhen im wesentlichen darauf.   dass   sowohl die magnetischen Eigenschaften der   Erregerkreise der Generatoren als auch du'   mechanischen Eigenschaften der Spannungsregler mehr oder weniger   von einander abweichen.   



  So kann beispielsweise bei eintretendem   Spannungsabfall im Netz die zum Ausgjeich des   Spannungsabfalls erforderliche Erhöhung der Erregerspannung bei den   verschiedenen Generatoren   ungleichmässig und mit verschiedener Geschwindigkeit erfolgen. Die hierdurch entstehenden Abweichungen von der richtigen Erregerspannung, welche eine   ungleichmässige Verteilung der   wattlosen Belastung und wattlose Ausgleichströme zwischen den Generatoren zur Folge haben, 
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 ponente der Belastung geregelt und das Auftreten von wattlosen Ausgleichströmen vermieden, indem bei unrichtiger Verteilung der Strombelastung und beim Vorhandensein von Ausgleich- 
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   In der Zeichnung ist die Anordnung beispielsweise für drei auf die Sammelschienen s parallel arbeitende Drehstromerzeuger g g' g" dargestellt. Die Regelung auf konstante Spannung wird durch drei Regler r   r'r"bewirkt.   In der Zeichnung sind als Regler beispielsweise die   be-     kannten Tirrillregler (vergl.   Patentschrift Nr.   158415)   schematisch dargestellt, und zwar in ihrer einfachsten Form, indem das periodische   Kurzschliessen   der Widerstände w w' w" in den Neben- 
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 wieder hergestellt ist.

   Die Wicklungen   A/ k der Relais   sind an   Sekundärwicklungen m m' m" #   von Stromwandlern t t" angeschlossen, deren Primärwicklungen p p' p" in je einer Hauptstromleitung des zugehörigen Generators liegen. Jeder Stromwandler hat noch eine zweite Sekundärwicklung n bezw. n'bezw. n", welche einem später zu erörternden Zwecke dient, und welche wir uns vorläufig fortgelassen denken. 



   Gemäss der Erfindung sind nun die Übersetzungsverhältnisse zwischen Primär-und Sekundärkreis so gewählt, dass bei richtiger Verteilung des Netzstromes auf die drei Generatoren die   Sekundärspannungen   sämtlicher Stromwandler gleich gross sind : ferner sind die Enden der   Sekundärwicklungen   sämtlicher Stromwandler parallel zueinander angeordnet, derart, dass die Sekundärspannungen bei richtiger Verteilung des Netzstromes sich gegenseitig aufheben, so dass die Sekundärkreise m   m'm" und   somit auch die Wicklungen   A// in   diesem Falle stromlos sind. 



   Wenn jedoch die richtige Stromverteilung nicht vorhanden ist und ein Teil der Generatoren zu hoch, der andere Teil zu niedrig belastet ist, so ist die Sekundärspannung derjenigen Stromwandler, welche zu den zu hoch belasteten Generatoren gehören, höher als die   Sekundärspannung   der übrigen Stromwandler. Die Folge davon ist das Auftreten von Ausgleichströmen in den 
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 in   verstärktem   Masse auftreten, wenn zwischen den hoch erregten und den zu niedrig erregten Generatoren Ausgleichströme fliessen, da diese in den Stromwandlerwicklungen der zu hoch erregten Generatoren in   umgekehrter Richtung fliessen   als in denjenigen der zu niedrig erregten Generatoren.

   Infolgedessen sind die durch Ausgleichströme hervorgerufenen Sekundärspannungen der Stromwandler in diesem Falle nicht mehr entgegengesetzt, sondern gleichgerichtet und   werden   sich deshalb addieren. Die in den Stromwicklungen h h' h" der Relais hervorgerufenen Ströme werden nun verschieden gerichtet sein, je nachdem der zugehörige Generator zu hoch oder zu niedrig erregt ist, und ihre Amperewindungen werden sich dementsprechend zu den Amperewindungen der   Spannungswicklungenff/f"entweder   addieren oder von denselben subtrahieren. 



  Man verbindet nun die   Stromwicklungen   untereinander und mit den Stromwandlern so,   d@ss   sich ihre Amperewindungen für den Fall, dass der zugehörige Generator zu hoch erregt ist, zu den Amperewindungen der   Rpannungswicklung   addieren, im umgekehrten Falle dagegen   N- (in   ihnen subtrahieren. Um das auf diese Weise gestörte Gleichgewicht der Hebel   k k wieder   herzustellen, müssen die Spannungsregler je nach der Richtung des Stromes in der Stromwicklung die Erregung der Generatoren soiange erniedrigen bezw. erhöhen, bis die   Ströme in d"n   Wicklungen h h'h"verschwunden sind, d. h. bis das richtige Belastungsverhältnis hergestellt und die Ausgleichströme beseitigt sind. 



   Es ist zu beachten, dass sich die Amperewindungen der Spulenpaare f h. f' h' und f" h" nicht arithmetisch, sondern vektoriell addieren, und dass es daher von wesentlicher Bedeutung ist. ob ein Phasenunterschied zwischen diesen Amperewindungen besteht oder nicht. In det Zeichnung ist beispielsweise mit Absicht. der Stromwandler jedesmal in die mittlere Leitung 
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 Leitungen liegen. Nun folgt aus der Theorie, dass in einem Drehstromnetz die   Wattkomponcnte   des Stromes in irgend einer Leitung der Phase nach um 900 gegen die Spannung zwischen den beiden anderen Leitungen verschoben ist. Infolgedessen besteht auch bei reiner Wattbelastung 
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 bezw. in den Wicklungen h h' h" einerseits und dem Strom in den Wicklungen f f' f" andererseits eine Phasenverschiebung von 900.

   Da sich die Amperewindungen der beiden Wicklungen vektonell addieren und die Amperewindungen der   Stromwiek1ung   praktisch höchstens 10-200/0 derjenigen der   Spannungswieklung   betragen sollen, so wird eine Differenz in der reinen   Wattbelastung   der Generatoren den Regler wenig beeinflussen. Sobald jedoch die Generatoren wattlosen Stem liefern, treten bei unrichtiger   Verteilung dieses Stromes   auf die Generatoren bezw. beim   voir-   
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 sind und sich dementsprechend unmittelbar arithmetisch addieren bezw. subtrahieren. In diesem Fall werden also die Regler kräftig beeinflusst.

   Bei Einphasengeneratoren muss man eine Phasenverschiebung zwischen den Strömen in den beiden Wicklungen künstlich hervorrufen, indem man entweder den Strom in der Spannungswicklung gegen die Wattkomponente des Generatorstromes oder den Sekundärstrom des Stromwandlers gegen den Primärstrom verschiebt. Man kann sich dabei der bekannten Schaltungen bedienen, welche bei Instrumenten nach Ferraris Prinzip angewendet werden, um eine 90  Phasenverschiebung zwischen den wirksamen Feldern hervorzurufen. 



   Ein Nachteil der beschriebenen Einrichtung besteht darin, dass, wenn sich bei richtiger Verteilung des Netzstromes auf die Generatoren die Sekundärspannungen der Stromwandler t   l't"   

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 gegenseitig aufheben und die Sekundärwicklungen   matromlos sind,   die Primärwicklungen p    pi pli der Stromwandler   in dem Eisenkern ein kräftiges Feld hervorrufen,   80   dass durch den grossen induktiven Widerstand ein   verhältnismässig   grosser Spannungsabfall bewirkt wird. Um diesem   Ubelstand   abzuhelfen, kann man noch je eine zweite Sekundärwicklung (n   n'n")   auf den Stromwandlern anbringen.

   Diese Wicklungen werden nun so zusammengeschaltet, so dass sich bei richtiger Stromverteilung ihre Spannungen nicht aufheben, sondern addieren. Bei richtiger Verteilung des Netzstromes entspricht dann dem Primärstrom sämtlicher Stromwandler ein und derselbe Sekundärstrom, und dieser   fliesst   hintereinander durch die Wicklungen n n'n" und hebt die Induktion im Eisen und damit den induktiven Widerstand der Primärwicklungen fast völlig auf. Durch die   Vorgänge, in   den Wicklungen n   n'n"wird   die vorher beschriebene Wirkung der Wicklungen m m' m" nicht beeinträchtigt, weil in den ersteren nur derjenige Strom fliesst, dessen Übertragung auf die letzteren, und dessen Einwirkung auf den Regler durch die Gegenschaltung der Wicklungen m   ?    verhindert wird. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur selbsttätigen Verteilung der wattlosen Belastung bei parallel arbeitenden 
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 der ausser einer von der Generator-bezw. Netzspannung beeinflussten Wicklung eine zweite von den Sekundärspannungen der in die Hauptleitungen der Generatoren eingeschalteten Stromwandler gespeiste Hilfswicklung besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklungen der Stromwandler, von denen jede mit der Hilfsspule des Spannungsreglers des sie speisenden Generators in Reihe geschaltet ist, parallel zueinander angeordnet sind, derart, dass bei richtige Verteilung des Gesamtstromes auf die einzelnen Generatoren die   Sekundärwicklungen   der Stromwandler und die mit ihnen in Reihe geschalteten Hilfswicklungen stromlos bleiben, während in ihnen bei unrichtiger Verteilung des Gesamtstromes bezw.

   beim Vorhandensein wattloser Ausgleichsströme Ströme von solcher Richtung und Phase auftreten, dass die Erregung der zu gering belasteten Generatoren erhöht, diejenige der zu hoch belasteten erniedrigt wird.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder von den Stromwandlern (t t'....) ausser der die Hilfswicklung beeinflussenden Sekundärwicklung (m m'....) noch eine zweite Sekundärwicklung (n n'....) erhält, die alle so zueinander geschaltet sind, dass der in ihnen fliessende Strom das Auftreten einer hohen Induktion im Eisenkern der Stromwandler und damit das Auftreten eines hohen induktiven Spaunungsabfalles in den Primärwicklungen (p pi....) verhindert. EMI4.1 welche wir uns vorläufig fortgelassen denken.

   Gemäss der Erfindung sind nun die Übersetzungsverhältnisse zwischen Primär- und Sekundärkreis so gewählt, dass bei richtiger Verteilung des Netzstromes auf die drei Generatoren# die Sekundärspannungen sämtlicher Stromwandler gleich gross sind ; ferner sind die Enden der# Sekundärwicklungen sämtlicher Stromwandler parallel zueinander angeordnet, derart, dass die : EMI4.2 Wenn jedoch die richtige Stromverteilung nicht vorhanden ist und ein Teil der Generatoren zu hoch, der andere Teil zu niedrig belastet ist, so ist die Sekundärspannung derjenigen strom-in wandler, welche zu den zu hoch belasteten Generatoren gehören, höher als die Sekundärspannung# der übrigen Stromwandler.

   Die Folge davon ist das Auftreten von Ausgleichströmen in deri. Sekundärwicklungen m m'mund in den Spulenwicklungen h h' h". Diese Erscheinung wird in verstärktem Masse auftreten, wenn zwischen den hoch erregten und den zu niedri erregten# Generatoren Ausgleichatröme niessen, da diese in den Stromwandlerwicklungen der zu holz EMI4.3 werden nun verschieden gerichtet sein, je nachdem der zugehörige Generator zu hoch oder zu niedrig erregt ist, und ihre Amperewindungen werden sich dementsprechend zu den Ampere EMI4.4 Man verbindet nun die Stromwieklungen untereinander und mit den Stromwandlern so, dol sich ihre Amperewindungen für den Fall, dass der zugehörige Generator zu hoch erregt ist,

   zu# den Amperewindungen der Spannungswicklung addieren, im umgekehrten Falle dagegen von# ihnen subtrahieren. Um das auf diese Weise gestört Gleichgewicht der Hebel k k' k" wieder# herzustellen, müssen die Spannungsregler je nach der Richtung des Stromes in der Stromwicklunn die Erregung der Generatoren solange erniedrigen bezw. erhöhen, bis die Ströme in den EMI4.5 nicht arithmetisch, sondern vektoriell addieren, und dass es daher von wesentlicher Bedeutung ist, ob ein Phasenunterschied zwischen diesen Amperewindungen besteht oder nicht.

   In da Zeichnung ist beispielsweise mit Absicht der Stromwandler jedesmal in die mittlere Leitung des Drehstromgenerators gelegt, während die Spamiungswicklungenff'f"an den beiden andere Leitungen liegen. Nun folgt aus der Theorie, dass in einem Drehstromnetz die Wattkomponents des Stromes in irgend einer Leitung der Phase nach um 900 gegen die Spannung zwischen den beiden anderen Leitungen verschoben ist. Infolgedessen besteht auch bei reiner Wattbelastung der Generatoren zwischen dem Strom in den Sekundärwicklungen der Stromwandler m m' m" EMI4.6 eine Phasenverschiebung von 900.

   Da sich die Amperewindungen der beiden Wicklungen vekto@el addieren und die Amperewindungen der Stromwicklung praktisch höchstens 10-20% derjenigen der Spannungswicklung betragen sollen, so wird eine Differenz in der reinen Wattbelastung der Generatoren den Regler wenig beeinflussen. Sobald jedoch die Generatoren wattlosen Strom liefern, treten bei unrichtiger Verteilung dieses Stromes auf die Generatoren bezw. beim Vor- EMI4.7 Fall werden also die Regler kräftig beeinflusst. Bei Einrhasengeneratoren muss man eine Phasen- Verschiebung zwischen den Star-'nef in den beiden Wicklungen künstlich hervorrufen, indem man entweder den Strom in der Spannungswicklung gegen die Wattkomponente des Generator- stromes oder den Sekundärstrom des Stromwandlers gegen den Primärstrom verschiebt.

   Man kann sich dabei der bekannten Schaltungen bedienen, welche bei Instrumenten nach FerrarisPrinzip angewendet werden, um eine 90 Phasenverschiebung zwischen den wirksamen Feldern hervorzurufen.

   Ein Nachteil der beschriebenen Einrichtung besteht darin, dass, wenn sich bei richtiger EMI4.8