DD228121A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR BLIND LOAD DISTRIBUTION IN PARALLEL OPERATION OF SYNCHRONOUS GENERATORS WITH DIFFERENT EXTRACTION CIRCUITS - Google Patents

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DD228121A1 DD26735084A DD26735084A DD228121A1 DD 228121 A1 DD228121 A1 DD 228121A1 DD 26735084 A DD26735084 A DD 26735084A DD 26735084 A DD26735084 A DD 26735084A DD 228121 A1 DD228121 A1 DD 228121A1
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Alfred Helsper
Dieter Hein
Ulrich Seidel
Reinhold Erich
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Seefahrt Inghochschule
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Abstract

Schaltungsanordnung zur Blindlastverteilung beim Parallelbetrieb von Synchrongeneratoren mit unterschiedlichen Erregerschaltungen bei in sich geschlossenen Netzen. Durch die Schaltungsanordnung soll erreicht werden, dass trotz der unterschiedlichen Erregerschaltungen die Forderungen an die Blindlastverteilung eingehalten werden. Dazu werden die Generatorstroeme erfasst, phasenrichtig subtrahiert und eine der Differenz der Blindstroeme proportionale Spannung erzeugt. Mit Hilfe dieser Spannung wird die Erregung des einen Generators so gesteuert, dass die Differenz der Blindstroeme ein Minimum erreicht. Anwendung findet diese Schaltungsanordnung bei Nachruestungen und Modifizierungen von Stromerzeugernetzen, bei denen Generatoren gleicher Erregerart nicht einsetzbar sind. Fig. 1Circuit arrangement for reactive load distribution in parallel operation of synchronous generators with different exciter circuits in self-contained networks. By the circuit arrangement is to be achieved, that despite the different excitation circuits, the requirements are met to the dummy load distribution. For this purpose, the generator currents are detected, subtracted in the correct phase and generates a voltage proportional to the difference of the reactive currents. With the help of this voltage, the excitation of one generator is controlled so that the difference of the reactive currents reaches a minimum. This circuit arrangement applies to retrofits and modifications of power generator networks in which generators of the same type of excitation can not be used. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung;Title of the invention;

Schaltungsanordnung zur Blindlastverteilung beim Parallelbetrieb von Synchrongeneratoren mit unterschiedlichen Erreserschaltunken.Circuit arrangement for reactive load distribution in parallel operation of synchronous generators with different Erreserschaltunken.

inv/enduhss^ebiet der ErfindungIn the case of the invention

Die Srfindung betrifft die Steuerung der Blindlastverteilung eines elektrischen ITetzes, das durch zv;ei oder mehrere parallel arbeitende 'Stromerzeugeraggregate mit unterschiedlichen Erregerschaltungen gespeisü wird.The S r invention relates to the control of reactive load distribution of an electric ITetzes obtained by zv; is gespeisü egg or more parallel working 'Field generators with different exciting circuits.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

In bekannten Stromerzeugeranlagen mit strcmspannungs-zwangskompoundierender Srregereinrichtung (Harzsche Schaltung) de: Generatoren ist es üblich, ausgleichsleitungen aur symmetrischen Blindlastaufteilung zu verwenden. Voraussetzung für den Einsatz solcher iusgleichsleitungen sind jedoch gleicheIn known power generator systems with high voltage compulsory energizing means (resin circuit) of generators, it is common to use compensating lines for symmetric reactive load distribution. Prerequisite for the use of such iusgleichsleitungen are the same

Generatoren mit elektrisch oder elektronisch geregelter Erregereinrichtungen ist das Prinzip der Äusgleichsleitungen nicht anwendbar, so dai3 die Blindlastverteilung durch die Spannungsatatik gesteuert werden muß. Ein Parallelbetrieb von Generatoren mit einer Erregung nach dem Prinzip der Plarzschen Schaltung und solchen mit einer elektrisch oder elektronisch geregelten Erregereinrichtung lsi; aufgrund der nicht ausgleichbaren Spannungsstatik nicht bzw. nur mit hohem -iufv/and durch Schaffung einer Impedanznachbil-Generators with electrically or electronically controlled excitation devices, the principle of Aususgleichsleitungen is not applicable, so dai3 the reactive load distribution must be controlled by the Spannungsatatik. A parallel operation of generators with excitation according to the principle of Plarz's circuit and those with an electrically or electronically controlled exciter lsi; due to the non-compensating voltage statics, or only with high-impedance / and by creating an impedance imitation

_ — λ r\ _ - λ r \

dung mit nachgeordneter Regeleinrichtung möglich. Der hierzu erforderliche Schaltungsaufwand ist deshalb für Stromerzeugeranlagen auf Schiffen sehr aufwendig.possible with subordinate control device. The required circuit complexity is therefore very expensive for power generator systems on ships.

Ziel der Erfindung,.Object of the invention.

Ziel der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Blindlastverteilung "bei Parallelbetrieb von Generatoren mit unterschiedlicher Spannungsstatik und Steuerungsprinaip der Srregerspannung, wie es insbesondere bei Nachrüstungen bzw, Modifizierungen von Generatoren möglich ist. Dadurch wird der Austausch der C-esamtanlage reduziert auf den Ersatz von einzelnen Generatoren,The aim of the invention is a circuit arrangement for controlling the reactive load distribution "with parallel operation of generators with different voltage stability and control Prinaip the Srregerspannung, as is possible in particular for retrofits or modifications of generators generators

Darlegung des 77ea;ens der 'ErfindungExposition of the 77ea ; ens of 'invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung Su schaffen, bei deren Anwendung ein ordnungsgemäßer Parallelbetrieb von Generatoren mit unterschiedlicher Erregerschaltuing realisiert wird und die Forderungen bezüglich der Blindlastverteilung eingehalten werden. Erfindungsgemaß wird die Aufgabe, ausgehend von einer konstanten Generatorspannungj dadurch gelöst, daß der Scheinstrom, der eine proportionale Größe für die Scheinleistung ist, von jedem Generator erfaßt und ausgewertet wird. Die Scheinström® der Generatoren mit strom-, spannungszwangskompoundierender Steuerung der Erregung (Harzsche -Scnai^ung) werden summiert bzw. durch eine Auswahlschaltung ausgewertet. Der so erhaltene Stromwert mit der dazugehörigen Phasenlage wird einer Mischstelle zugeführt. Zwischen diesen und dem ebenfalls mit einem Phasenwinkel behafteten Scheinstrom des Generators mit elektrischer bzw. elektronischer Regelung der Erregerspannung wird die Differenz der Ströme gebildet, die über einen Strom-Spannungswandler einem phasenempfindlichen Gleichrichter zugeführt wird, an deren Ausgang eine Gleichspannung entsteht, deren Vorzeichen und Amplitude von der Phasenlage und Differenzgröße der Blindströme abhängig ist. Diese Gleichspannung wird dem ReglerThe invention has for its object to provide a circuit arrangement Su, in the application of a proper parallel operation of generators with different Erregerschaltuing is realized and the requirements are met with respect to the dummy load distribution. According to the invention, the object is achieved on the basis of a constant generator voltage J in that the apparent current, which is a proportional magnitude for the apparent power, is detected and evaluated by each generator. The Scheinström® of the generators with current, voltage compulsory excitation control (Harzsche detection) are summed or evaluated by a selection circuit. The thus obtained current value with the associated phase position is fed to a mixing point. Between these and the also pending with a phase angle apparent current of the generator with electrical or electronic control of the excitation voltage, the difference of the currents is formed, which is fed via a current-voltage converter to a phase-sensitive rectifier, at whose output a DC voltage is produced, their sign and amplitude depends on the phase difference and magnitude of reactive currents. This DC voltage is the regulator

des elektrischen bzw, elektronisch geregelten Generators zugeführt und der Sollwertspannung so überlagert, daß eine ausregelung auf das Minimum des Differenzblindstromes erfolgt. Damit wird eine symmetrische bzw. durch Wichtung" der Generatorströme vorgegebene Blindstromaufteilung und eine Unterdrückung der Blindausgleichsströme zwischen den Generatoren mit Reglern und derer mit strom-,spannungszwangskompoundierender Erregereinrichtung erreicht.supplied to the electrical or electronically controlled generator and the setpoint voltage superimposed so that a balancing takes place to the minimum of the differential reactive current. Thus, a symmetrical or by weighting "of the generator currents predetermined reactive current distribution and a suppression of the reactive compensation currents between the generators with regulators and those with current, voltage forced-compounding exciter is achieved.

k u sf ührunsrs be is d ie I k u sf be ührunsrs is t he I

ίηαand eines iusführungsbeispiels soll die Erfindung erläutert werden. Entsprechend Figur 1 sollen zwei Generatoren mit strom-, spannungszwangskompoundierender Erregung' (Generator 2), deren Erregerwicklung über eine iusgleichsleitung parallel geschaltet ist und ein Generator mit elektronisch geregelter Srregereinrichtung (Generator I)5 im Parallelbetrieb arbeiten, Die übliche Jetsbelastung bewirkt einen Phasenwinkel mit einem cos. ^rI.ίηαand a iusführungsbeispiels the invention will be explained. According to Figure 1, two generators with current, voltage compelling excitation '(generator 2) whose exciter winding is connected in parallel via a iusgleichsleitung and a generator with electronically controlled Srregereinrichtung (generator I) 5 operate in parallel operation, the usual Jetsbelastung causes a phase angle with a cos. ^ RI.

gewichtet und auf die Mischstelle ό eingespeist. Der Strom I. des elektronisch geregelten Generators ι wirdweighted and fed to the mixing point ό . The current I. of the electronically controlled generator ι becomes

1 "1 "

über das Meßglied 3 erfaßt, gewicntet und auf die Mischstelle 5 eingespeist. Die Polung der Ströme der Generatoren 1 und 2 erfolgt so, daß in der Mischstelle 5 der Differenzstrom Σΐ_ und 2In gebildet wird. Dieser Differeazstrom δ I wird einem Strcm-Spannungswandler 6 und weiterdetected by the measuring element 3, gewicntet and fed to the mixing point 5. The polarity of the currents of the generators 1 and 2 is such that in the mixing point 5 of the differential current Σΐ_ and 2Inn is formed. This difference current δ I becomes a Stcm voltage converter 6 and on

so geschaltet ist, daß er eine dem 31ind3~rcmanteil desis switched so that it is a part of the

deren Polarität von der Phasenlage des 31inds~romanteils von δ I abhängig ist.whose polarity depends on the phase angle of the 31inds ~ novel part of δ I.

Diese Gleichspannung wird als Steuerspannung verwendet und dem Sollwert des elektrischen Spannungsreglers so aufgeschaltet, daß eine Beeinflussung der resultierenden SoIlvvertspannung in dem Sinne erfolgt, daß durch Steuerung der Erregerspannung des Generators Ί der BlindstromanteilThis DC voltage is used as a control voltage and the set value of the electrical voltage regulator is switched so that an influence of the resulting SoIlvvertspannung done in the sense that by controlling the excitation voltage of the generator Ί the reactive current component

des Differenzstromes δ I aus der Mischstelle Ό auf den Wert '1IfUlI" bzw, "Minimum* ausgeregelt wird. Damit wird der Blindausgleiciisstrom zwischen den Genera-, toren 1 und 2 zu Hull und der Blindstrom des elektrischen iietzes wird entsprechend der Wichtung in vorgegebener Form auf die Generatoren aufgeteilt.of the differential current δ I from the mixing point Ό is adjusted to the value ' 1 IfUlI' or, 'minimum *. Thus, the Blindausgleiciisstrom between the genera-, gates 1 and 2 to Hull and the reactive current of the electrical network is divided according to the weighting in a predetermined form to the generators.

Arbeiten entsprechend Figur 1 zwei Generatoren 1 und mehrere Generatoren 2 parallel auf ein elektrisches Hetz, so wird ein Generator 1 als Führungsmaschine für die.Generatorgruppe 1 festgelegt. Der über das Meßglied erfaßte' Strom I dieses Führungsgenerators wird auf die Mischstellen 5 und 11 gegeben. A-uf die Mischstelle 1 wird auch der Strom 1 des anderen Generators 1 (MitnahmegeneratorJ gegeben. In der Mischstelle 1 erfolgt eine Differenzbildung zwischen den Strömen I der Generatoren 1, Der Differenzstrom δ I aus der Mischstelle 1 wird dann über einen Strom-Spannungawandler 6 einem phasenempfindlichen Gleichrichter 7 zugeführt, der eine Steuerspannung erzeugt, deren Amplitude und Polarität der Größe und Phasenlage des Differenzblindstromes δ I aus Mischstelle 1 proportional ist. Diese Steüerspännüng wird dem Spannungssollwert des elektronischen Spannungsreglers des Generators 1 (Mitnahmegenerator) so aufgeschaltet, daß die Erregerspannung so gesteuert wird, daß der Blindstromanteil des Differenzstromes Δ 1 der Mischstelle 1 Hull bzw, zu einem Minimum wird. Damit wird erreicht, daß beide Generatoren 1 entsprechend der Wichtung, in der Phasenlage und amplitude gleich große Blindströme haben. Die weitere Aufteilung der Blindströme mit der dazugehörigen Phasenlage zwischen den Generatoren 1 und 2 erfolgt wie oben erläutert.If, according to FIG. 1, two generators 1 and several generators 2 operate in parallel with an electrical heater, then a generator 1 is defined as a guiding machine for the generator group 1. The detected via the measuring element 'current I this guide generator is placed on the mixing points 5 and 11. The current 1 of the other generator 1 is also fed to the mixing point 1. In the mixing point 1 there is a difference between the currents I of the generators 1, the difference current δ I from the mixing point 1 is then applied via a current-voltage converter 6 a phase-sensitive rectifier 7 which generates a control voltage whose amplitude and polarity is proportional to the size and phase of the differential reactive current δ I from mixing point 1. This voltage adjustment is applied to the voltage setpoint of the electronic voltage regulator of the generator 1 (driving generator) so that the excitation voltage is It is thereby controlled that the reactive current component of the differential current Δ 1 of the mixing point 1 becomes Hull or to a minimum, thereby ensuring that both generators 1 have reactive currents corresponding to the weighting, in the phase position and amplitude associated phasing between the generators 1 and 2 takes place as explained above.

Claims (4)

BrfindungsanssruchBrfindungsanssruch 1. Schaltungsanordnung zur Blindlastverteilung beim Parallelbetrieb von Synchrongeneratoren, von denen mindestens bei einem Generator die iusgangsspannung durch ein externes Signal gesteuert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der a-usgangsstrom des Generators (i) und der Ausgangs strom des Generators (2) erfaßt, durch eine Mischstelle (5) die Differenz der Ströme gebildet und m λ~ u xi j-_i»x© oi_ii.ss ο'^ ^-* ο li-i. *~ ώ ο s ι! ii ui η ^ s *Λ' 3 η G j» c χ1 s ic), s ο *λ' χ θ g ι η 3 ώ phasenempfindlichen Gleichrichters (7) eine der Differenz der- vcrzeichenbehafteten Blindströme proportionale Steuerspannung erzeugt wird, mit deren Hilfe die Führungsgröße des Reglers (3) des steuerbaren Generators (i) so zu verändern ist, daß die Differenz der Blindströme ihr Minimuni erreicht.1. Circuit arrangement for reactive load distribution in parallel operation of synchronous generators, of which the output voltage can be controlled by an external signal at least in one generator, characterized in that the a-output current of the generator (i) and the output current of the generator (2) detected, by a mixing point (5) the difference of the currents is formed and m λ ~ u xi j -i »x © oi_ii.ss ο '^ ^ - * ο li-i. * ~ ώ ο s ι! ii ui η ^ s * Λ '3 η G j »c χ 1 s ic), s ο * λ' χ θ g ι η 3 ώ phase-sensitive rectifier (7) a control voltage proportional to the difference of the reactive currents is generated with whose assistance the control variable of the controller (3) of the controllable generator (i) is to be changed so that the difference of the reactive currents reaches their Minimuni. 2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere nrcht extern gesteuerte Generatoren (2) nach bekannten Verfahren parallel arbeiten, wobei das Meßglied (4) jedem Generator zugeordnet und die Meßgrößen einer auswahlschaltung (10) zugeführt und die ausgewählte Meßgröße auf Mischstelle (5) gegeben wird.2. The circuit arrangement according to item 1, characterized in that several not externally controlled generators (2) operate in parallel by known methods, wherein the measuring element (4) assigned to each generator and the measured variables of a selection circuit (10) supplied and the selected measured variable on mixing point (5 ) is given. 3. Schaltungsanordnung nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschaltung (10) durch eine Schaltung ersetzt wird, welche die Meßgröße aller am IJetz befindlichen Generatoren (2) erfaßt und deren gemittelter Wert des auf lennstrom bezogenen Meßwertes auf die Mischstelle (5) geschaltet wird.3. Circuit arrangement according to item 1 and 2, characterized in that the selection circuit (10) is replaced by a circuit which detects the measured variable of all the IJetz generators (2) and their average value of the lennstrom related measured value to the mixing point (5) is switched. 4. Schaltungsanordnung nach Punkt 1 und 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet j daß mehrere extern gesteuerte Genera-4. Circuit arrangement according to item 1 and 2 or 3, characterized in that j, that a plurality of externally controlled generators toren (ι) parallel arbeiten, wobei jedem Generator (1) ein Meßglied 3 und jedem weiteren Generator (1) eine
Mischstelle (11) zugeordnet und das iusgangssignal die ser Mischstelle (11) über einem Strom-Spannungswandler (6) und einem phasenempfindlichen Gleichrichter (7) au den zugeordneten Generator (1) geschaltet wird.
toren (ι) work in parallel, each generator (1) a measuring element 3 and each other generator (1) a
Assigned mixing point (11) and the iusgangssignal the water mixing point (11) via a current-voltage converter (6) and a phase-sensitive rectifier (7) au the associated generator (1) is switched.
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