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"Disposition d'usines électriques à réglage automatique de tension ".
Lorsque deux ou plusieurs alternateurs électriques re- liés en parallèle sont pourvus de régulateurs automatiques de tension qui sont ajustés pour tenir la tension constante aux bornes des machines, on n'est pas sur d'éviter qu'un ou plu- sieurs des alternateurs ne sont surexcités de façon à fournir -une partie de la puissance réactive nécessaire aux autres ma- chines qui sont sousexcitées. La chute de tension causée par le courant réactif circulant ainsi dans les machines surexci-
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@ tées, resp. l'élévation de tension dans les machines sousex- citées, couvre complètement la différence de tension induite, et par conséquence les régulateurs ne peuvent pas réagir pour la différence d'excitation.
Cette distribution indéfinie de la charge réactive constitue naturellement un inconvénient.
On a tenté de supprimer cet inconvénient en pourvoyant les ré- gulateurs avec un arrangement de compoundage qui ne tient la tension des machines constante que pour un certain déphasage.
Cet arrangement a cependant eu pour conséquence que la tension de l'usine est devenue fortement dépendante du déphasage dans la ligne, ce qu'on veut éviter si possible.
D'après la présente invention, le but indiqué d'éviter des courants réactifs équili brants est achevé en faisant in- fluencer le régulateur de chaque alternateur non seulement par le courant individuel de l'alternateur dans le sens négatif, c'est-à-dire de façon à abaisser l'excitation sous l'influen- ce d'un courant réactif sortant de l'alternateur maisaussi par le courant dans la ligne ou les lignes par une impédance de compoundage agissant dans le sens positif. Ce dernier com- poundage peut être réglé soit pour compenser seulement l'ac- tion abaissante de tension du compoundage individuel, si l'on veut tenir la tension constante aux bornes de l'alternateur, soit pour tenir la tension constante dans un point distant de l'usine, c'est-à-dire être plus fort dans une proportion cor- respondante.
Deux modes d'exécution de l'invention sont représentés d'une façon schématique dans le dessin annexé dans les figu- res 1 et 2.
Dans la figure 1, deux alternateurs 10, 20 opèrent direc- tement sur un jeu de barres 1, d'où sort une ligne . Chaque alternateur est pourvu d'un régulateur de tension 11, 21 res- pectivement, dont les connexions avec l'alternateur ne sont
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pas représentées, étant donnéqu'elles sont de nature généra- lement connue et peuvent en outre varier d'après les circon- stances. Le régulateur est soumis à une tension composée de la tension d'un transformateur de tension 12, 22 recpective- ment et les tensions de deux impédances de compoundage 13, 14 et 23, 24 respectivement.
Entre les bornes des dernières, on produit des tensions proportionnelles aux courants sortants, L'une impédance pour chaque alternateur, désignée par 13 ou 23, est traversée par le courant d'un transformateur d'intensité 15, 25, intercalé dans la connexion entre l'alternateur 10, 20 et le jeu de barres 1. Les autres impédances 14, 24 sont traversées par le courant d'un transformateur d'intensité 4 dans la ligne sortante 2. Les impédances 13, 14 et 24,24 sont composées par des inductances et des résistances, de préfé- rence réglables. Elles sont ajustées de façon que l'action des impédances 13 et 23 sur les régulateurs soit indépendante du courant actif sortant des machines, mais dépendante du cou- rant réactif de manière à abaisser l'excitation pour un ac- croissement de ce courant.
Les impédances 14 et 24, au con- traire, doivent être ajustées pour compenser, pour toutes les charges, la chute de tension causée par les impédances 13 et 23 et éventuellement aussi la chute de tension dans une partie de la ligne, si l'on veut tenir la tension constante à une distance correspondante de l'usine.
Le régulateur tendant toujours à tenir constante la ten- sion y appliquée, on peut évidemment toujours- en choisis- sant la partie de l'impédance 14, 24, respectivement, corres- pondant à la ligne de façon à donner une chute de tension égale à la chute réelle dans une certaine section de la ligne- obtenir une tension constante au bout de cette section pour toutes les charges.
Dans la figure 2, des transformateurs 16, 26, respective- ment, sont intercalés entre les alternateurs 10,20 et le jeu
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de barres 1. La tension au secondaire des transformateurs sera évidemment la même pour les deux unités, et le compoun- dage des alternateurs doit être choisi avec cette condition en vue. Ce compoundage est accompli au moyen des impédances 17, 27 qui sont alimentées par des transformateurs d'inten- sité 15, 25 dans les conducteurs sortant des machines . Pour empêcher la formation de courants réactifs d'équilibrage en- tre les machines, ces impédancas doivent cependant être choi- sies de façon à ne pas compenser entièrement la chute de ten- sion dans les transformateurs. Eventuellement. elles peuvent être omises.
Pour compenser la chute de tension non compensée par les impédances 17, 27 et éventuellement une certaine chute de tension dans les lignes, on emploie ici, en analogie avec la figure 1, les impédances de compoundage 14, 24 traversées par des courants proportionnels aux courants dans la ligne. Dans le cas de plusieurs lignes, le courant traversant les derniè- res impédances doit être proportionnel à la valeur moyenne des courants dans les lignes. Cela peut être accompli en re- liant en série les transformateurs d intensité alimentant les impédances.
Comme les secondaires des transforn.ateurs d'intensité 54,64 dans leslignes 5, 6 doivent être misà la terre individuellement pour la raison de sûreté, ils ne peu- vent pas être directement reliés en série, et par conséquence on emploie des transformateurs intermédiaires 55, 65, dont, ' les secondaires sont reliés en série. Four empêcher une t op haute saturation dans les derniers transformateurs, si les courants des lignes diffèrent d'une trop grande quantité, on peut munir les transformateurs de résistances en parallèle 56, 66 ou bien avec des enroulements tertiaires opposant l'un à l'autre.
Les deux impédances de compoundage agissant sur le même régulateur peuvent être combinées en une, dont différentes
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parties sont alimentéesdes différents transformateurs d'in- tensité. Ces parties peuvent du reste aussi avoir des parties communes entre elles.
REVENDICATIONS.
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1./ Un arrangement des usines électriques à plusieurs alternateurs pourvus de régulateurs automatiques de tension influencés non seulement par la tension des alternateurs mais aussi par la tension aux bornes des impédances traversées par des courants proportionnels aux courants de charge /impédances de compoundage/, caractérisé en ce que chaque régulateur est influencé par le courant individuel de son alternateur de façon à abaisser l'excitation sous l'influence d'un courant réactif sortant de l'alternateur et aussi par le courant dans la ligne ou les lignespar une impédance de compoundage agis- sant dans le sens positif.
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"Arrangement of electric plants with automatic voltage adjustment".
When two or more electric alternators connected in parallel are provided with automatic voltage regulators which are adjusted to keep the voltage constant at the terminals of the machines, it is not sure to avoid that one or more of the alternators does not. are overexcited so as to supply part of the reactive power necessary to the other machines which are underexcited. The voltage drop caused by the reactive current thus flowing in overexcited machines
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@ tees, resp. the voltage rise in the underexcited machines completely covers the induced voltage difference, and consequently the regulators cannot react to the excitation difference.
This indefinite distribution of the reactive load naturally constitutes a drawback.
An attempt has been made to eliminate this drawback by providing the regulators with a compounding arrangement which holds the voltage of the machines constant only for a certain phase shift.
However, this arrangement has resulted in the plant voltage becoming highly dependent on the phase shift in the line, which is to be avoided if possible.
According to the present invention, the stated object of avoiding equilibrating reactive currents is achieved by causing the regulator of each alternator to be influenced not only by the individual current of the alternator in the negative direction, i.e. ie so as to lower the excitation under the influence of a reactive current leaving the alternator but also by the current in the line or the lines by a compounding impedance acting in the positive direction. This latter compounding can be adjusted either to compensate only for the lowering voltage action of the individual compounding, if the voltage is to be kept constant at the terminals of the alternator, or to keep the voltage constant at a distant point. of the factory, that is, to be stronger in a corresponding proportion.
Two embodiments of the invention are shown schematically in the accompanying drawing in Figures 1 and 2.
In figure 1, two alternators 10, 20 operate directly on a busbar 1, from which a line exits. Each alternator is provided with a voltage regulator 11, 21 respectively, the connections of which with the alternator are not
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not shown, as they are of a generally known nature and further may vary depending on the circumstances. The regulator is subjected to a phase-to-phase voltage of the voltage of a voltage transformer 12, 22 respectively and the voltages of two compounding impedances 13, 14 and 23, 24 respectively.
Between the terminals of the latter, one produces voltages proportional to the outgoing currents, the one impedance for each alternator, designated by 13 or 23, is crossed by the current of a transformer of intensity 15, 25, interposed in the connection between the alternator 10, 20 and the busbar 1. The other impedances 14, 24 are crossed by the current of a current transformer 4 in the outgoing line 2. The impedances 13, 14 and 24,24 are composed by inductors and resistors, preferably adjustable. They are adjusted so that the action of impedances 13 and 23 on the regulators is independent of the active current leaving the machines, but dependent on the reactive current so as to lower the excitation for an increase in this current.
The impedances 14 and 24, on the other hand, must be adjusted to compensate, for all loads, the voltage drop caused by the impedances 13 and 23 and possibly also the voltage drop in a part of the line, if the we want to keep the voltage constant at a corresponding distance from the plant.
The regulator always tending to keep the voltage applied thereto constant, it is obviously always possible - by choosing the part of the impedance 14, 24, respectively, corresponding to the line so as to give an equal voltage drop at the actual drop in a certain section of the line - obtain a constant voltage at the end of this section for all loads.
In figure 2, transformers 16, 26, respectively, are interposed between the alternators 10, 20 and the set
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of busbars 1. The voltage at the secondary of the transformers will obviously be the same for both units, and the compunding of the alternators must be chosen with this condition in mind. This compounding is accomplished by means of the impedances 17, 27 which are fed by current transformers 15, 25 in the conductors exiting the machines. To prevent the formation of reactive balancing currents between the machines, these impedances must however be chosen so as not to fully compensate for the voltage drop in the transformers. Eventually. they can be omitted.
To compensate for the voltage drop not compensated by the impedances 17, 27 and possibly a certain voltage drop in the lines, one uses here, in analogy with figure 1, the compounding impedances 14, 24 crossed by currents proportional to the currents in the row. In the case of several lines, the current passing through the last impedances must be proportional to the average value of the currents in the lines. This can be accomplished by serially connecting the current transformers supplying the impedances.
As the secondaries of current 54.64 transformers in lines 5, 6 must be individually earthed for safety reasons, they cannot be directly connected in series, and therefore intermediate transformers are used. 55, 65, of which, 'the secondaries are connected in series. Oven prevent a high saturation t op in the last transformers, if the line currents differ too much, we can provide the transformers with resistors in parallel 56, 66 or else with tertiary windings opposing one to the other.
The two compounding impedances acting on the same regulator can be combined into one, of which different
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parts are supplied by different current transformers. These parts can also have parts common to each other.
CLAIMS.
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1. / An arrangement of power plants with several alternators provided with automatic voltage regulators influenced not only by the voltage of the alternators but also by the voltage at the terminals of the impedances crossed by currents proportional to the load currents / compounding impedances /, characterized in that each regulator is influenced by the individual current of its alternator so as to lower the excitation under the influence of a reactive current leaving the alternator and also by the current in the line or the lines by a compounding impedance acting in the positive direction.