DE1017267B - Erregermaschinenloser, selbsterregter und selbstregelnder Synchrongenerator - Google Patents

Description

• Erregermaschinenloser, selbsterregter und selbstregelnder Synchrongenerator Arbeitet ein selbstregelnder Synchrongenerator im Parallelbetrieb mit dem Netz, so wird die Größe der Spannung vom Netz bestimmt und die Erregung des Generators mittels eines Sollwerteinstellers der Regeleinrichtung an die Netzspannung angepaßt. Der Sollwerteinsteller dient als Blindlasteinsteller. Bei Netzspannungsänderungen muß die Erregung des Generators mittels des Sollwerteinstellers an die geänderte Netzspannung angepaßt werden, da sonst der Generator bei zu großer Netzspannung kapazitiv belastet und bei zu kleiner Netzspannung sehr leicht induktiv überlastet wird. Der Generator wird dann durch den Generatorschalter vom Netz abgeschaltet.
• Voraussetzung für einen stabilen Parallelbetrieb des Generators mit dem Netz ist, daß die Generatorspannung mit steigendem Blindstrom Ib abfällt, so daß sich ein stabiler Schnittpunkt der Belastungskennlinie des Generators mit dem starren Netz einstellt (Fig. 1).
• Die zur Erzielung einer abfallenden Kennlinie verwendeten Anordnungen arbeiten aber nur dann einwandfrei, wenn die Netzspannung U" nicht allzu stark schwankt. Sinkt nämlich die Netzspannung U" z. B. um p o/o und besitzt der Generator eine bei Nennblindstrom um s °/o abfallende Belastungskennlinie, so steigt der vom Generator in das Netz gelieferte Blindstrom um Zwar kommt der Generator bei größer werdendem Strom schließlich in Sättigung, so daß die Zunahme des Generatorstromes sich kleiner, als nach der obigen Formel berechnet, einstellt; die in neuester Zeit jedoch für starke Stoßbelastungen mit großer Übererregungsfähigkeit ausgelegten selbstregelnden Generatoren neigen besonders dazu, bei Netzspannungsänderungen thermisch unzulässige Ströme in das Netz zu liefern, so daß der Generatorschutzschalter ansprechen muß.
• Es sind bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen vor Überschreiten eines bestimmten zulässigen Blindstromes die Erregung des Generators so weit reduziert wird, daß sich eine stark abfallende Belastungskennlinie ergibt, so daß der Generator auch bei stark schwankender Netzspannung einen thermisch noch zulässigen Generatorstrom nicht überschreitet. Insbesondere bei erregermaschinenlosen selbsterregten und selbstregelnden Synchrongeneratoren, bei denen die last- und cos-phi-abhängige Zusatzerregung mittels Stromtransformatoren gebildet und einer Grunderregung überlagert wird, wobei die Übersetzung der Stromtransformatoren durch eine Gleichstromvormagnetisierung geändert werden kann, ist es bekannt, daß beim Überschreiten eines einstellbaren Generatorstromes die Übersetzung der Stromtransformatoren und damit die Erregung des Generators so verändert wird, daß der zulässige Generatorstrom nicht überschritten wird. Dies erfolgt derart, daß eine Anordnung zur Strombegrenzung vorgesehen ist, wobei ein magnetischer Begrenzungsverstärker auf die Magnetisierungswicklungen der Stromtransformatoren einwirkt, der bei Überschreiten eines Sollwertes des Generatorstromes geöffnet wird. Die in dieser Schaltung verwendeten Meßglieder und ebenso der magnetische Begrenzungsverstärker verteuern aber die Anlage erheblich und können außerdem nur von Fachleuten eingestellt werden.
• Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine wesentlich einfachere und vorteilhaftere Schaltanordnung zu schaffen, die ohne weiteres von jedermann leicht bedient werden kann und dazu auf kostspielige Meßglieder und teuere Ma gnetbegrenzungsverstärker verzichtet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im Vormagnetisierungskreis ein Gleichrichter angeordnet ist, der wechselstromseitig an eine aus den Sekundärwicklungen zweier Stromwandler und zweier gleicher Widerstände gebildete Brücke angeschlossen ist, wobei die Stromwandler primärseitig vom Generatorstrom durchflossen werden und das Übersetzungsverhältnis der beiden Stromwandler untereinander gleich, jedoch ihre Sättigungsspannung verschieden ist, so daß bei Überschreiten eines bestimmten Generatorgrenzstromes ein Brückenstrom fließt, der über den Vormagnetisierungskreis die Erregung des Generators verkleinert.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
• Fig. 2 zeigt das Prinzipschaltbild für induktive Blindstrombegrenzung, und Fig. 3 zeigt die Wirkungsweise der Strombegrenzungsschaltung an Hand eines Diagramms.
• In Fig. 2 speisen zwei Stromwandler 1 und 2 mit gleichem Übersetzungsverhältnis, aber verschiedenen Sättigungsspannungen, die primärseitig vom Generatorstrom Il durchflossen werden, über zwei einstellbare ohmsche Widerstände 3 und 4 ähnlich einer Brückenschaltung einen Gleichrichter 5. Über den Gleichrichter 5 fließt der Brückenstrom 123=121-I2=' Solange die Stromwandler 1 und 2 noch nicht gesättigt sind, sind die Sekundärströme der Wandler I21 und 122 gleich und der Differenzstrom I23 = 0. Die Spannung an den Stromwandlern 1 und 2 ist proportional den ohmschen Widerständen 3 und 4. Kommt beispielsweise einer der beiden Stromwandler 1 und 2 bei größer werdendem Generatorstrom Il in Sättigung, so fließt über den Gleichrichter 5 ein Differenzstrom I23, da der Strom 42 nicht gleich dem Strom Izl ist. Der Differenzstrom I23 wird als Zusatzstrom über den Gleichrichter 6 den Stromtransformatoren 11 im Vormagnetisierungskreis eingespeist, wodurch die Übersetzung der Stromtransformatoren kleiner wird, so daß die Errregerwicklung 8 des Generators 9 über die Gleichrichter 10 schwächer erregt wird und damit der Generatorblindstrom absinkt. Durch geeignete Dimensionierung der Stromwandler 1 und 2 und der ohmschen Widerstände 3 und 4 kann die in den Vormagnetisierungskreis 7 einspeisende Leistung beliebig groß gewählt werden.
• Anstatt der ohmschen Widerstände 3 und 4 können auch Induktivitäten oder Kapazitäten oder beliebige Impedanzen verwendet werden. Außerdem können auch nichtlineare Widerstände verwendet werden.
• Fig.3 veranschaulicht die Wirkungsweise der Strombegrenzungsschaltung an Hand eines Diagramms. Mit steigendem Generatorstrom Il kommt beispielsweise der Strom-%vandler 2 im Punkt 1 in Sättigung, d. h., es fließt im Brückenzweig ein Strom I23. Dieser Brückenstrom 43 steigt so lange an, bis auch der Stromwandler 1 im Punkt 2 in Sättigung ist. Man erhält dadurch einen geknickten Verlauf des resultierenden Stromes I233. Zweckmäßigerweise wird einer der beiden Stromwandler mit einem hochpermeablen Blech, das einen ausgeprägten Sättigungsknick besitzt, ausgeführt.
• Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch so ausgeführt werden, daß die Stromwandler 1 und 2 gleich und die Widerstände 3 und 4 untereinander verschiedene Werte aufweisen, so daß dadurch die Stromwandler 1 und 2 infolge der unterschiedlichen Bürde bei verschiedenen Strömen in Sättigung kommen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Erregermaschinenloser, selbsterregter und selbstregelnder Synchrongenerator, bei dem die last- oder cos-plii-abhäiigige Zusatzerregung mittels Stromtransformatoren gebildet und einer Grunderregung überlagert wird, wobei die Übersetzung der Stromtransformatoren durch eine Gleichstromvorinagnetisierung geändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß im Vormagnetisierungskreis (7) ein Gleichrichter (5) angeordnet ist, der wechselstromseitig an einer aus den Sekundärwicklungen zweier Stromwandler (1, 2) und zweier ohmscher Widerstände (3, 4) gebildeten Brücke angeschlossen ist, wobei die Stromwandler (1, 2) primärseitig vom Generatorstrom (h) durchflossen werden und das Übersetzungsverhältnis der beiden Stromwandler untereinander gleich, jedoch ihre Sättigungsspannung verschieden ist, so daß bei Überschreiten eines bestimmten Generatorgrenzstromes (Il) ein Brückenstrom (I23) fließt, der über den Vormagnetisierungskreis (7) die Erregung des Generators (9) verkleinert.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Stromwandler mit hochpermeablem Blech mit ausgeprägtem Sättigungsknick ausgeführt ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromwandler gleich ausgelegt sind und die ohmschen Widerstände der Brückenschaltung voneinander verschieden gewählt werden, so daß dabei die Stromwandler bei verschiedenen Sekundärströmen in Sättigung kommen.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt der ohmschen Widerstände Induktivitäten oder Kapazitäten oder beliebige Impedanzen vorgesehen sind.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt der ohmschen Widerstände nichtlineare Widerstände vorgesehen sind.