Einrichtung zum selbsttätigen Synchronisieren und Parallelschalten von Wechselstromnetzen. Zum selbsttätigen Synchronisieren von Wechselstromgeneratoren an ein Netz wur den bereits Vorrichtungen benutzt, bei denen der Ständer bezw. der Läufer eines Induk tionsmotors am Netz liegt, während der Läufer bezw. Ständer mit den Klemmen des parallelzuselialtenden Generators in Verbin dung steht. Der Läufer des Motors dreht sich so lange im einen oder andern Sinne, wie die Periodenzahl des zuzuschaltenden Generators grösser oder kleiner ist als die des Netzes.
Die Drehung des Läufers wird dazu benutzt, den Geschwindigkeitsregler der An triebsmaschine des Generators abhängig vom Frequenzunterschied mechanisch zu ver stellen. Diese Vorrichtung erfordert ver hältnismässig grosse und teure Motoren, deren Ständer und Läufer dreipliasig gespeist wer den müssen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein richtung zum selbsttätigen Synchronisieren und Parallelschalten von Wechselstroms netzen und besteht darin, dass jedem parallel zu schaltenden Stromkreis<B>je</B> ein die Syn- ehronisiervorrichtung steuerndes Relais mit zwei Magnetwicklungen zugeordnet ist, wo von<B>je</B> eine von der Summenspannung der Stromkreise dauernd in Reihe gespeist wer den, während die beiden andern durch das frequenzuuterschiedempfindliche Organ ge steuert werden, derart, dass abhängig von der Phasenlage der Stromkreise eine dieser beiden Wicklungen eine Zusatzspannung er hält.
<B>In</B> der Zeichnung sind zwei AusfUh- rungsbeispiele der neuen Einrichtung veran schaulicht, wobei in beiden Fällen für glei che Einzelteile gleiche Bezugszeichen ge wählt sind.
In Fig. <B>1</B> bezeichnet a einen selbsttätigen Parallelschaltapparat der Wälzsektorregel- kontakt-Bauart. Seine wesentlichen Teile sind das Zeitrelais<B>b</B> und die Wälzsektoren- Regelvorrichtung <B>e.</B> Der Kontakt<B>d</B> des Zeit- relais <B>b</B> steuert den EinschaItmagneten des Netzschalters<B>f,</B> der die Parallelschaltuiig der Netze I, II bewirkt.
An diesen liegen die Synchronisierwandler <B><I>g, h.</I></B> Ausserdem sind zwei Relais<I>i,<B>k</B></I> zum Steuern des Piegel- motors m vorgesehen, der die Synchronisie rung des parallelzuschaltenden Netzes II veranlasst. Jedes Relais i, k hat zwei Magnet wicklungen n, o bezw. <B><I>p, q.</I></B> Die Wick lungen n und<B>p</B> liegen in Reihe mit den Sekundärwicklungen der Wandler<B><I>g,</I></B> rh und werden infolgedessen von der Summenspan nung der Netze 1,<B>11</B> gespeist.
Jede der bei den andern Wicklungen o, q wird für sich an die Spannung der Sekundärwicklung des Wandlers<B>g</B> gelegt,<B>je</B> nachdem sieh die Dreh trommel r der Regelvorrichtung c im einen oder andern Sinne dreht und so sich der Kontakt s an den linken oder rechten Gegen- konfakt t legt.
Die Bewegungen der Drehtrommel r wer den hier nach dem Ferraris-Prinzip durch ein Magnetsystem erzeugt, dessen Wick lungen u, v derart abgegliellen sind, dass bei gleicher Phasenlage der Netze<B>1,</B> 11 keine Drehkraft auf die Trommel r ausgeübt wird. Falls jedoch ein Phasen- bezw. Frequenz- unterschied besteht--, dreht sie sich und damit auch ihr Kontakt s nach der einen oder an dern Richtung, wodurch entweder die Wick lung o oder q an die Sekundärspannung des \ffandlers <B>g</B> angeschlossen wird.
Die Wieklungen ii, o bezw. <B><I>p, q</I></B> beider Relais<I>i,<B>k</B></I> sind so abgestimmt, dass nur das Relais i oder<B>k</B> anspricht, wenn nicht nur die Wicklungen<B>p</B> und n an der Summen spannung der Wandler<B>g,</B> li, liegen, sondern auch die zweite Wicklung o oder q Span nung erhält, das heisst an der Sekundär wicklung des Wandlers<B>g</B> liegt.
Ausserdem ist hier vorausgesetzt, dass die den Wick lungen n., o bezw. p# q der Relais i bezw. <B>k</B> aufgedrückten Spannungen phasengleieli oder annähernd phasengleieli sind.
Je nachdem das eine oder ande're Relais anspricht, wer den die Klemmen des Motors in im einen oder andern Sinne an das Hilfsnetz<B>x</B> angesehlos- sen. Er dreht sieh somit nach der einen oder andern Richtung und verstellt zum Beispiel den Drehzahlregler iv der Antriebsmaschine <B>y</B> des parallel zu schaltenden Generators<B>v.</B> Das Schalten der Relais<I>i.</I> lg erfolgt demnach impulsweise, und zwar abhängig vom Fre- quenzunterschied der Netze I, II, <B>je</B> nach dem, ob der Kontakt s der Drehtrommel r den rechten oder linken Gegenkontakt<B>1</B> be rührt.
Werden diese Relais als Zeitrelais aus gebildet, deren Ablaufzeit grösser ist, als die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Im pulsen liegende Zeitdauer, so bleibt somit das eine Relais während der Impulse dauernd geschlossen, und der Motor m, regelt dauernd im Sinne der Annäherung der Frequenz des Netzes II an die des Netzes I. Stimmen beide Frequenzen überein, so schliessen sieh die Kontakte<B>d,</B> des Relais<B>b.</B> der Einschalt magnet des Netzschalters<B>f</B> erhält Spannung vom Hilfsnetz<B>x</B> und schliesst den Schalter, womit die Parallelschaltung der Netze<B>1</B> und II vollzo#,en ist.
Bei der Schaltung nach Fig. 2, dient als <B>1 ,</B> requenzunterschiedempfindliches Orgar eiii na-eh dem -Drehfeldprinzip arbeitendes Syn- ehronoskop, dessen Ständer<B>1</B> nur ei-nphasjt-r iind dessen Läufer<B>2,</B> dreiphasig, oder um gekehrt, gespeist wird.
Die Speisung erfolgt, über die Synchronisierwandler <B>g,</B> h. wovon der erste an zwei Phasen des Netzes I und der zweite<B>-</B> abweichend von der Ausfüb- rung naeh Fig. <B>1 -</B> an die drei Phasen des Netzes II angeschlossen ist. Je nacb dem Unterschied zwischen den Frequenzen der Netze<B>1, 11</B> dreht sich der Läufer 2- in der einen oder andern Richtung und nimmt die mit ihm gekuppelte Trommel r samt deren Kontakt s mit. Das übrige Arbeitsspiel stimmt mit dem der Ausführung nach Fig. <B>1</B> überein.
Das Ansprechen der Synchronisierrelais i..<B>k</B> kann in beliebiger relativer Phasenlage der Spannungen der Netze I, II erzwungen werden, zum Beispiel in der Phasen-Oppo- sitionsstellung. Zu diesem Zweck ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in die Stromleit-ung der von der Summenspannung p,e rf speisten Magnetwicklungen n, <B>p</B> der Re lais i' ic ein Umkehrtransformator<B>3</B> ein- Ceschaltet,
der die Phase der Spannung der <B>n</B> Wicklung n oder<B>p</B> gegenüber der Phase der Spannung der Wicklungen des Zeitschalt- relais b um<B>180 '</B> verschiebt.
Device for automatic synchronization and parallel connection of alternating current networks. For the automatic synchronization of alternators to a network were already used devices in which the stand BEZW. the runner of an induction motor is on the network, while the runner BEZW. Stand is connected to the terminals of the generator to be connected in parallel. The rotor of the motor rotates in one sense or the other as long as the number of periods of the generator to be connected is greater or less than that of the network.
The rotation of the rotor is used to mechanically adjust the speed controller of the drive machine to the generator depending on the frequency difference. This device requires relatively large and expensive motors whose stator and rotor must be fed in three phases.
The invention relates to a device for automatic synchronization and parallel connection of alternating current networks and consists in that each circuit to be connected in parallel is assigned a relay with two magnet windings that controls the synchronization device, where of < B> each </B> one of the total voltage of the circuits is continuously fed in series, while the other two are controlled by the frequency difference-sensitive organ in such a way that one of these two windings receives an additional voltage depending on the phase position of the circuits.
In the drawing, two exemplary embodiments of the new device are illustrated, the same reference numerals being chosen for the same individual parts in both cases.
In FIG. 1, a denotes an automatic parallel switching device of the rolling sector control contact type. Its essential parts are the timing relay <B> b </B> and the rolling sector control device <B> e. </B> The contact <B> d </B> of the timing relay <B> b </B> controls the switch-on magnet of the power switch <B> f, </B> which causes the parallel connection of the networks I, II.
The synchronizing converters <B> <I> g, h. </I> </B> are connected to these. There are also two relays <I> i, <B> k </B> </I> for controlling the mirror motor m provided, which initiates the synchronization of the network II to be connected in parallel. Each relay i, k has two magnet windings n, o respectively. <B> <I> p, q. </I> </B> The windings n and <B> p </B> are in series with the secondary windings of the converters <B> <I> g, </ I > </B> rh and are consequently fed by the total voltage of networks 1, <B> 11 </B>.
Each of the other windings o, q is applied separately to the voltage of the secondary winding of the converter <B> g </B>, <B> depending </B> as you see the rotary drum r of the control device c in one or the other Senses and so the contact s is placed on the left or right counter contact t.
The movements of the rotary drum r are generated here according to the Ferraris principle by a magnet system whose windings u, v are adjusted in such a way that, given the same phase position of the networks <B> 1, </B> 11, there is no torque on the drum r is exercised. However, if a phase or If there is a difference in frequency, it rotates and thus its contact s in one or the other direction, whereby either the winding o or q is connected to the secondary voltage of the converter <B> g </B>.
The weighings ii, o respectively. <B> <I> p, q </I> </B> of both relays <I> i, <B> k </B> </I> are matched so that only relay i or <B> k </B> responds if not only windings <B> p </B> and n are at the total voltage of converters <B> g, </B> li, but also the second winding o or q voltage received, that means on the secondary winding of the converter <B> g </B>.
It is also assumed here that the windings n., O respectively. p # q the relay i respectively. <B> k </B> applied voltages are in phase or approximately in phase.
Depending on whether one or the other relay responds, the terminals of the motor are connected in one way or the other to the auxiliary network <B> x </B>. It thus turns in one direction or the other and, for example, adjusts the speed controller iv of the drive machine <B> y </B> of the generator <B> v. </B> to be connected in parallel. The switching of the relays <I> i. </I> lg accordingly takes place in pulses, depending on the frequency difference of the networks I, II, <B> each </B> according to whether the contact s of the rotary drum r is the right or left counter contact <B> 1 < / B> touched.
If these relays are designed as time relays whose expiry time is longer than the time between two consecutive pulses, one relay remains closed during the pulses and the motor m regulates continuously in the sense of approximating the frequency of the network II to that of the network I. If both frequencies match, see the contacts <B> d, </B> of the relay <B> b. </B> the switch-on magnet of the power switch <B> f </B> receives voltage from the auxiliary network <B> x </B> and closes the switch, whereby the parallel connection of networks <B> 1 </B> and II is complete.
In the circuit according to FIG. 2, a synchronous sonoscope, which operates according to the rotating field principle, is used as the frequency difference-sensitive orgar, the stand of which is only single-phase whose rotor <B> 2 </B> is three-phase, or vice versa, is fed.
The power is supplied via the synchronizing converter <B> g, </B> h. of which the first is connected to two phases of the network I and the second is connected to the three phases of the network II, unlike the embodiment shown in FIG. 1. Depending on the difference between the frequencies of the networks <B> 1, 11 </B>, the rotor 2- rotates in one direction or the other and takes the drum r coupled to it along with its contact s. The rest of the work cycle corresponds to that of the design according to FIG. 1.
The response of the synchronizing relay i .. <B> k </B> can be forced in any relative phase position of the voltages of the networks I, II, for example in the phase opposition position. For this purpose, in the embodiment according to FIG. 2, the relay i'ic is a reversing transformer in the current line of the magnet windings n, p, e rf fed by the sum voltage p, e rf > switched on,
which shifts the phase of the voltage of the <B> n </B> winding n or <B> p </B> by <B> 180 '</B> in relation to the phase of the voltage of the windings of the timer relay b.