Verfahren zur Verhütung unzulässiger Spannungszustände in abgeschalteten Netzteilen. Beim Ausfallen irgendwelcher Schalter in Netzen bricht gewöhnlich die Spannung im abgeschalteten Netzteil zusammen, da nicht mehr genügend Magnetisierungs- energien zur Verfügung stehen, um die Felder der Maschinen und Apparate auf recht zu erhalten.
Anders liegen die Ver hältnisse, wenn am abgeschalteten Netzteil Blindleistung erzeugende Maschinen und Ap parate liegen, denn dann wird die Span nung durch diese Blindleistungserzeugung aufrecht erhalten, und der abgeschaltete Netzteil bleibt unter den für ihn in der Wirk- und Blindleistungsbilanz gegebenen Bedingungen im Betrieb, das heisst die ste hende, bleibende Spannung kuppelt sämt liche Maschinen und Apparate und schafft einen Wirk- und Blindleistungsausgleieh zwischen ihnen, so dass sich die Maschinen des abgeschalteten Netzteils in der Regel unter langsamem Sinken der Spannung und der Frequenz langsam stillsetzen. Dies kann zur Folge haben,
dass beim Wiedereinlegen des ausgefallenen, zum Kraftwerk führen- den-Schalters immer noch eine gewisse Span nung im abgeschalteten Netzteil besteht und die Spannungsauslöser darin noch nicht angesprochen haben. Da aber die Maschinen inzwischen auf einen Bruchteil in der syn chronen Drehzahl. abgesunken sind, .so be deutet das Wiedereinlegen des Netzschalters. einen mehr oder weniger vollkommenen Kurzschluss.
Selbst wenn die Frequenz durch Wirkleistungserzeugung im abgeschalteten Netzteil, zum Beispiel durch einen vorhan denen grösseren Motor, nicht wesentlich oder gar nicht abgesunken ist, so kann ein Wie dereinschalten Gefahren bringen, wenn sich die zusammengeschalteten Spannungen ge rade in entgegengesetzter Phasenlage be- Anden. Noch unangenehmer werden die Verhältnisse, wenn der abgeschaltete Netz teil betriebsmässig im Abschaltaugenblick mit einem Blindleistungsüberschuss arbeitet und sich die unverbrauchten Blindleistungen dadurch auswirken müssen,
dass sie durch höhere Magnetisierung sämtlicher ange- schlossenenMaschinen und Apparate eine er hebliche Spannungserhöhung im abges^hal- l-eten Netzteil hervorbringen. -Zur Sicherheit der Anlagen ist es unbedingt notwendig, diesen unerwünschten Vorgängen selbsttätig vorzubeugen.
Nach der Erfindung soll eine Verhütung dieser unzulässigen Spannungszustände im -eschalteten Netzteil mit Blindleistuno,s- , abt, <B>Z,</B> erzeugung dadurch erreicht werden, dass die Blindleistungsa.bgabe der Blindleistungser- zeuger nach der Abschaltung selbsttätig be- schränkl wird.
Die Abbildungen zeigen Beispiele der Erfindung. In der A11. 1 speist Netzschal ter 1 ein Sammelschienensystem \_?, an das neben einer Reihe von gewöhnlichen Ver brauchern 3 eine Blindleistungsmaschine .1, in diesem Fall ein Sy nchronmotor, a.nge- schlossen ist.
Wird die Verbindung mit dein Kraftwerk durch Ausfallen des Schalters 1 unterbrochen, so wird dessen Hilfskontakt 5 ()'(-Öffnet. die Spannungsspule des Schützes 6 jvird stromlos, und der Widerstand 7 wird durch Abfallen des Schützenankers selbsl;- täti- in den Erregerkreis des Synchron motors 1 geschaltet.
Dessen Erregung wird dadurch so zweit geschwächt, dass eine Span nungssteigerung im abgeschalteten Netzteil nicht mehr zu befürchten ist, oder sogar so weit, dass die Spannung in den Sammel schienen -) so stark sinkt, dass sämtliche Spannungsauslöser des abgeschalteten Netz teils sofort ansprechen.
Ein anderes Beispiel zeigt die Abb. ?. Nach dieser Abbildung wird das Ilocbsli < in- 1intigssammelschienensystem 22 über den Netzschalter 1 gespeist;
an dieses System ist ausser einer Reihe von Verbrauchern 3 ein Transformator 8 an,--eschlossen, der die für den Betrieb notwendige Niederspannung (lrzeugt. Im Niederspannungsverbraucher- stromkreis liegen eine Anzahl motorischer Verbraucher 9 und eine Lichtanlage 10;
ferner ist zur Kompensierung des Blind- leituno,',#verbrauches der Niederspannun-s- iiiotoren 9 eine TLondensatorl)attcrie 11 an-
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geschlossen, <SEP> die <SEP> aber <SEP> soj <SEP> gross <SEP> beniessen <SEP> ist,
<tb> dass <SEP> sie <SEP> noch <SEP> Blindl,@istung <SEP> über <SEP> den <SEP> Trans formator <SEP> 8 <SEP> znr <SEP> Blindleistungsentlastung <SEP> der
<tb> Sammelschienen <SEP> ? <SEP> abgibt.
<SEP> Fällt <SEP> der <SEP> Trans formatorschalter <SEP> 13 <SEP> aus, <SEP> so <SEP> wird <SEP> diese <SEP> Blind leistuiigsabgabe <SEP> an <SEP> die <SEP> Sammelschienen <SEP> <B>29</B>
<tb> unterbrochen <SEP> und <SEP> es <SEP> entsteht <SEP> ein <SEP> Blind lcistungsüberschul3 <SEP> an <SEP> den <SEP> Niederspannungs sehienen, <SEP> der <SEP> ein <SEP> Stei@;
,en <SEP> der <SEP> Spannung <SEP> und
<tb> Durchbrennen <SEP> sä <SEP> mtliclier <SEP> Lampen <SEP> zur <SEP> Folge
<tb> haben <SEP> würde. <SEP> Um <SEP> dies <SEP> zu <SEP> vermeiden, <SEP> wird
<tb> durch <SEP> das <SEP> Relais <SEP> 13 <SEP> (,in <SEP> Widerstand <SEP> oder
<tb> eine <SEP> Drossel <SEP> 14 <SEP> parallel <SEP> zur <SEP> Kondensator-.
<tb> Batterie <SEP> geschaltet, <SEP> wodurch <SEP> ein <SEP> Zusammen brechen <SEP> der <SEP> Niederspannung <SEP> herbeigeführt
<tb> wird. <SEP> Damit <SEP> den <SEP> --Psehilderten <SEP> Kurzschluss erscheinungen <SEP> bei <SEP> vorzeitigem <SEP> Wiederein legen <SEP> des <SEP> Sehalters <SEP> 1? <SEP> vorgebeugt <SEP> wird, <SEP> ist
<tb> das <SEP> Relais <SEP> 13 <SEP> so <SEP> einr;
ericlitet, <SEP> dass <SEP> es <SEP> bei
<tb> Unterschreiten <SEP> einer <SEP> bestimmten <SEP> Spannurig
<tb> die <SEP> Kondensatorwirkung <SEP> vernichtet.
<tb>
In <SEP> der <SEP> Abb. <SEP> ' <SEP> ist <SEP> eine <SEP> Blindleistung <SEP> er zeugende <SEP> Maschine <SEP> 1-1, <SEP> die <SEP> ans <SEP> einem <SEP> AsYn chronmotor <SEP> und <SEP> einer <SEP> 1)rehstromerre-#-r niaschine <SEP> 15 <SEP> besteht, <SEP> an <SEP> ein <SEP> Netz <SEP> ? <SEP> ange sz@hlossen. <SEP> Steigt <SEP> die <SEP> Sp:
iiinung <SEP> der <SEP> Sammel schienen <SEP> ? <SEP> infolge <SEP> Blindleistungsüherschuss,
<tb> zum <SEP> Beispiel <SEP> beim <SEP> Ausfallen <SEP> des <SEP> N <SEP> etzsehal ters <SEP> 1, <SEP> so <SEP> steigt <SEP> auch <SEP> der <SEP> in <SEP> der <SEP> Leitung <SEP> 16
<tb> fliessende <SEP> Erregerstrom <SEP> der <SEP> Maschine <SEP> 1'5 <SEP> ver hältnisgleich <SEP> an. <SEP> Diese <SEP> Steigerung <SEP> wird <SEP> durch
<tb> den <SEP> Stromtra.nsforniator <SEP> 17 <SEP> auf-,enommen
<tb> und <SEP> verursacht <SEP> eine <SEP> Betätigun <SEP> g <SEP> des <SEP> Schützes
<tb> 18, <SEP> das <SEP> den <SEP> @rrc@g,e,rstrom@dür <SEP> Blindleistung
<tb> erzeugenden <SEP> Anordnung- <SEP> 14:
1-5 <SEP> vollständig
<tb> unterbricht <SEP> und <SEP> dadurch <SEP> die <SEP> Spannung <SEP> im
<tb> abgeschalteten <SEP> Netzteil <SEP> ? <SEP> sofort <SEP> zum <SEP> Spannung <SEP> bringt-. <SEP> Die <SEP> gleiche <SEP> Wirkung <SEP> tritt
<tb> ein, <SEP> wenn <SEP> der <SEP> Schalter <SEP> 19 <SEP> ausfällt <SEP> und <SEP> der
<tb> gesamte <SEP> Blindleistungsüberschuss <SEP> der <SEP> Ma schine <SEP> 14 <SEP> zur <SEP> Spannungserhöhung <SEP> der <SEP> Blind leistung <SEP> erzeugenden <SEP> Anordnung <SEP> selbst <SEP> dient.
<tb> Es <SEP> ist <SEP> ein <SEP> besonderer <SEP> Vorteil. <SEP> dieser <SEP> All ordnung, <SEP> dass <SEP> sie <SEP> uni <SEP> so <SEP> sicherer <SEP> wirkt, <SEP> je
<tb> grösser <SEP> und <SEP> .je <SEP> schneller <SEP> der <SEP> Spannungsanstieg
<tb> im <SEP> abgeschalteten <SEP> Netzteil <SEP> ist.
<tb>
In <SEP> dein <SEP> Abh. <SEP> -1- <SEP> ist: <SEP> -11Blindl@i@lung
<tb> erzeugend> <SEP> Mas(-hine <SEP> ein <SEP> CTlei@@harom-hr@i,_ niersatz, bestehend atis dein Vordermotor 20, dem Eina.nkerumformer 21 und der Hinter maschine 22 über einen Schalter 23 an das Netz 2 gelegt, das über einen Netzschalter 1 vom Kraftwerk gespeist wird.
Da dieser Regelsatz mit einem Schwungrad 24 ge kuppelt ist und durch Übererregung des Eina.nkerumformers 21 Blindleistung an das Netz abgibt, ist er besonders dazü geeignet, beim Ausfallen des Netzschalters 1 den ab geschalteten Netzteil 2 mit allen andern Verbrauchern 3 noch längere Zeit in Betrieb zu halten. Da, auf jeden 'Fall durch den Leistungsbedarf der Verbraucher 3 eine Verminderung der Drehzahl des Regelsatzes 20, 2 2 eintreten muss, so kann diese Dreh zahlverminderung zur Spannungsvernichtung herangezogen werden.
Am einfachsten ge schieht dies durch einen Iliehkraftschalter, der- bei Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl durch Betätigung der Spannungs spule 25 den Schalter 23 auswirft. Da die vorn Regelsatz 20/22 erzeugte Frequenz dieser Drehzahl verhältnisgleich ist, so kann all die Stelle des Fliehkraftschalters 26 auch ein Frequenzrelais 27 treten,
das die Fre quenz der Sammelschienen 2 misst und bei ihrem Absinken die Abschaltung des Wirk und Blindleistung erzeugenden Regelsatzes 20/22 mit beliebiger Genauigkeit bewirken bann. Schliesslich können noch die Verände rungen in der Blind- und Wirkleistungsver- teilung im abgeschalteten Netzteil, insbeson dere die Richtungsänderungen der Blind- und Wirkleistungsflüsse dazu benutzt wer den, die Beschränkung der Blindleistungs- erzeugung auszulösen. .
In der Abb. 5 sind zwei Sammelschienen systeme 28 und 29 dargestellt, die über einen Kupplungsschalter 30 miteinander verbunden sind. An die Sammelschienen 29 ist ein An triebsmotor 31 angeschlossen, der durch eine Drehstromerregermaschine 32 zu erheblicher Blindleistungserzeugung gezwungen wird.
An den gleichen Sammelschienen 29 hängt (-in weiterer Antriebsmotor 33, der mit einem Schwungrad 34 verbunden ist und dureli eine Drehstromerregermaschine 35 ebenfalls zur Blindleistungserzeugung ge bracht wird, die aber wesentlich geringer ist als die der Maschine 31. Im Teil 36 der Sammelschienen 29 gestaltet sich die Lei stungsverteilung nach den Pfeilen 37. Es fliesst nämlich Wirkleistung (gestrichelter Pfeil) vom Schalter 30 zur Maschine 33 und Blindleistung (ausgezogener Pfeil) von der Maschine 33 zum Schalter 30.
Die von der Maschine 33 und der Maschine 31 über den Schalter 30 abgegebene Blindleistung dient zur Kompensation der an die Sammel schienen 28 angeschlossenen Verbraucher 38. Fällt der Kupplungsschalter 30 aus, so treibt das Schwungrad 34 den Antrieb 31 weiter an, da die Spannung im abgeschalteten Netz teil durch die Erregermaschine gehalten wird. Da die Blindleistungserzeugung durch die Maschine 31 grösser ist als die der Ma schine 33, so wird die Erregung des Motors 33 zum Teil von dem Aggregat 31/32 über nommen.
Es fliesst also in den Leitungs teil 36 Wirk- und Blindleistung nach den Pfeilen 39, das heisst Wirk- und Blind leistung haben' entgegengesetzte Richtung wie vorher. Im Quadrantenbild 6 bedeutet die senkrechte Linie die Wirk-, die wag rechte die Blindleistung. Der Leistungs vektor hat sich aus der Lage 40 in die Lage 41 gedreht. Die Veränderung dieser Vektor lage kann die Beschränkung der Blind- leiStun,gserzeugung der Maschinen 31 und 33 über geeignete Relais bewirken und dadurch eine Erhöhung der Spannung und ein gegen seitiges Speisen der Maschinen mit Wirk leistung verhindern.
Ist an Stelle der Ma schine 33 die Maschine 31 mit einem Schwungrad gekuppelt, so dreht lediglich die Blindleistung ihre Richtung um, und der Blindleistungsvektor geht aus der Lage 40 in die Lage 42. Ist die Maschine 33 mit dem Schwungrad gekuppelt und überwiegt von vornherein die Blindleistungserzeugung der Maschine 33, so geht der Leistungsvek tor im Augenblick des Abschaltens von der Lage 40 in die Lage 43.
Alle diese Lagen veränderun,gen des Leistungsvektors können mit bekannten Mitteln erfasst werden; es handelt sich nur darum, nach den gehebenen Bedingungen das massbebende Relais an eine solche Stelle des Netzes anzubauen, in der eine L < ibenveränderiin- des Leistungs- vektors bei Ausfallen des gefahrbringenden Schalters mit Sicherheit zu erwarten ist.
Die Anmeldung erstreckt sich auf alle Blindleistung erzeugenden Maschinen, sowohl auf solche, die gleichzeitig Wirk- und Blind leistung erzeugen, als auch auf solche, dich leer laufen, das heisst nur so weit eine leistungsaufnahme haben, wie sie sie zier Deckung ihrer Verluste br.iiEClien.