DE1057210B - Arrangement to increase the stability of a synchronous machine - Google Patents
Arrangement to increase the stability of a synchronous machineInfo
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- DE1057210B DE1057210B DEM12760A DEM0012760A DE1057210B DE 1057210 B DE1057210 B DE 1057210B DE M12760 A DEM12760 A DE M12760A DE M0012760 A DEM0012760 A DE M0012760A DE 1057210 B DE1057210 B DE 1057210B
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/16—Synchronous generators
- H02K19/36—Structural association of synchronous generators with auxiliary electric devices influencing the characteristic of the generator or controlling the generator, e.g. with impedances or switches
Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
PATENTSCHRIFT 1 057PATENT 1 057
H 02p; jH 02p; j
ANMELDETAG: 30. J A N U A R 1952 REGISTRATION DATE: JANUARY 30, 1952
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL:
AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:ISSUE OF
PATENT LETTERING:
14. MAI 1959 May 14, 1959
22. OKTOBER 1959OCTOBER 22, 1959
STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT 1 057 210 (M 127160 VIII b / 21 c)AGREES WITH EXPLAINING LETTER 1 057 210 (M 127160 VIII b / 21 c)
Die Stabilität der Energieübertragung mit Synchrongeneratoren ist bekanntlich besonders in zwei Fällen gefährde^, einmal bei Übertragung von elektrischer Energie auf große Entfernung und zum anderen im Schwachlastbetrieb parallel arbeitender Kraftwerke, wenn die Generatoren zur Erzeugung kapazitiver Blindleistung im untererregten Zustand laufen und dabei in die Nähe der Stabilitätsgrenze kommen. Es besteht die Gefahr, daß die Generatoren zu pendeln beginnen. Das Einsetzen von Pendelungen äußert sich unter anderem durch Schwankungen des Lastwinkels. Ein bekanntes Verfahren, die Stabilität von Synchronmaschinen zu erhöhen, sieht die Beeinflussung der Erregung in Abhängigkeit von der ersten oder weiteren Ableitungen der Lastwinkeländerung vor.The stability of energy transmission with synchronous generators is known to be particularly important in two ways Cases endanger ^, on the one hand with the transmission of electrical energy over great distances and on the other in low-load operation of power plants working in parallel, if the generators for the generation of capacitive Reactive power run in the underexcited state and come close to the stability limit. There is a risk that the generators will begin to oscillate. The onset of pendulums expresses itself among other things due to fluctuations in the load angle. A well-known process, the stability of synchronous machines to increase sees the influencing of the arousal depending on the first or further Derivatives of the load angle change.
Es sind Geräte bekannt, die die Größe der Last.-winkeländerung bzw. des Lastwinkels elektrisch erfassen. Die neue Anordnung hat den Vorteil, daß sie gegenüber diesen Geräten einfach ist und gestattet, ein Element zu verwenden (stroboskopische Meßeinrichtung), das auf anderen Gebieten vielfach verwendet ist. Die Erfindung beruht darauf, daß die stroboskopische Meßeinrichtung zur Erfassung der Lastwinkeländerung einen Fotozellenabgriff enthält, der eine ihr proportionale Spannung (z. B. in Impulsform) liefert, und dem Fotozellenabgriff eine elektrische Differentiationseinrichtung zur Bildung der Ableitung (Ableitungen) der Lastwinkeländerung angeschlossen ist.Devices are known which electrically detect the size of the load angle change or the load angle. The new arrangement has the advantage that it is simple compared to these devices and allows to use an element (stroboscopic measuring device) which is widely used in other fields is. The invention is based on the fact that the stroboscopic measuring device for detecting the Change in load angle contains a photocell tap which generates a voltage proportional to it (e.g. in the form of a pulse) supplies, and the photocell tap an electrical differentiation device to form the Derivation (derivatives) of the change in load angle is connected.
Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnung Bezug genommen; es zeigtFor further explanation, reference is made to the drawing; it shows
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der stroboskopischen Anordnung, und zwar in der Teilfig. (a) in Vorderansicht und in der Teilfig. (b) in Seitenansicht;Fig. 1 shows an embodiment of the stroboscopic arrangement, namely in the Teilfig. (a) in front view and in the Teilfig. (b) in side view;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Schaltung zur Erzeugung von Lichtblitzen.2 shows a schematic representation of the circuit for generating flashes of light.
In Fig. 1 ist mit W das Wellenende der zu messenden bzw. steuernden Synchronmaschine bezeichnet. Auf ihm ist eine Kreisscheibe 51 montiert, die zur einen Hälfte undurchsichtig, und zur anderen durchsichtig ist. Diese Scheibe wird von den Lichtblitzen der Stroboskopeinrichtung .B1 und B2 durchleuchtet; die mit dem Netz bzw. der Generatorspannung synchronisiert sind. Gegenüber den Lichtblitzstroboskopen B1 und B2 befinden sich eine oder mehrere zusammengeschaltete Fotozellen P1 und P2, die auf dem Träger T annähernd diametral zueinander angeordnet sind. Der Träger T kann gleichachsig mit der Scheibe gedreht werden. An seinem unteren Ende befindet sich ein Spannungsteiler Sp, auf dem je nach Stellung des Trägers verschiedene Spannungswerte abgegriffen werden können. Am Umfang des Trägers ist eine Skala angebracht, die die Größe des jeweiligen Lastwinkels abzulesen gestattet.In Fig. 1, W denotes the shaft end of the synchronous machine to be measured or controlled. A circular disk 5 1 is mounted on it, one half of which is opaque and the other is transparent. This disc is illuminated by the flashes of light from the stroboscopic device .B 1 and B 2; which are synchronized with the grid or the generator voltage. Opposite the light flash stroboscopes B 1 and B 2 are one or more interconnected photocells P 1 and P 2 , which are arranged on the carrier T approximately diametrically to one another. The carrier T can be rotated coaxially with the disk. At its lower end there is a voltage divider Sp, on which different voltage values can be tapped depending on the position of the carrier. A scale is attached to the circumference of the girder, which allows the size of the respective load angle to be read off.
Anordnung zur Erhöhung
der Stabilität einer SynchronmaschineOrder to increase
the stability of a synchronous machine
Patentiert für:Patented for:
Dr.-Ing. Richard Modlinger,
Unterföhring bei MünchenDr.-Ing. Richard Modlinger,
Unterföhring near Munich
IO Dr.-Ing. Richard Modlinger, Unterföhring bei München, ist als Erfinder genannt wordenIO Dr.-Ing. Richard Modlinger, Unterföhring near Munich, has been named as the inventor
Bei stationärem Synchronbetrieb der Maschine befinden sich die Fotozellen hinter der undurchsichtigen Hälfte der Kreisscheibe und sind so von den Lichtquellen B1 und B2 abgeschirmt. Bei Änderung des Lastwinkels wird zunächst eine Fotozelle teilweise oder vollkommen, bei größeren Änderungen mehrere Fotozellen beleuchtet, wodurch an diesen Spannungsimpulse mit einer Amplitude, verhältnisgleich der Größe der Lastwinkeländerung, und mit einer Impulszahl, entsprechend der Anzahl der Lichtblitze des Stroboskopes, entstehen. Proportional der Höhe der Spannung wird ein automatischer Kondensator betätigt, der — eventuell über einen Verstärker — den Träger T mit den auf ihm angeordneten Fotozellen so lange verdreht, bis diese durch den undurchsichtigen Teil der Scheibe 5" verdeckt werden und damit der Lichtwirkung des Lichtstroboskopes entzogen sind.When the machine is in stationary synchronous operation, the photocells are located behind the opaque half of the circular disk and are thus shielded from light sources B 1 and B 2. When the load angle changes, one photocell is first partially or completely illuminated, and with larger changes several photocells are illuminated, resulting in voltage pulses with an amplitude that is proportional to the size of the load angle change and with a number of pulses corresponding to the number of flashes of light from the stroboscope. Proportional to the level of the voltage, an automatic capacitor is activated, which - possibly via an amplifier - rotates the carrier T with the photocells arranged on it until they are covered by the opaque part of the disc 5 "and thus deprived of the light effect of the light stroboscope are.
Je nachdem sich der Lastwinkel vergrößert oder verkleinert, wird eine der diametral liegenden Fotozellenanordnung P1 oder P2 erregt, was einer Drehung des Trägers im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn entsprechend der Funktion- - des Kompensator zur Folge hat. Der Träger wird infolgedessen in eine der Größe des Lastwinkels entsprechende Stellung gebracht. Die Geschwindigkeit der Nachstellung des Trägers kann durch bekannte Mittel gemäß der Rückführung einer Regelung verändert werden. Die Laufzeiten sind $0 abgestimmt, daß sie im Verhältnis zu der Schwingungsdauer von Pendelungen lang sind. Somit werden die schnellen Pendelungen des Lastwinkels bei Unstabilitäten Spannungen erzeugen, die der Größe der Lastwinkeländerung verhältnisgleich sind, weil die Nachdrehvorrichtung diesen raschen Pendelungen nicht folgen kann. Die Geschwindigkeit der Lastwinkeländerung wird durch eine nachgeschaltete Differentiationseinrichtung in bekannter Weise gewonnen. Die Beschleunigung läßt sich ebenfallsDepending on whether the load angle increases or decreases, one of the diametrically positioned photocell arrangements P 1 or P 2 is excited, which results in a clockwise or counterclockwise rotation of the carrier according to the function of the compensator. As a result, the carrier is brought into a position corresponding to the size of the load angle. The speed of adjustment of the carrier can be varied by known means in accordance with the feedback of a control. The running times are coordinated so that they are long in relation to the period of oscillation of pendulums. In the event of instabilities, the rapid oscillations of the load angle will thus generate tensions which are proportional to the magnitude of the change in the load angle, because the post-turning device cannot follow these rapid oscillations. The speed of the change in the load angle is obtained in a known manner by a downstream differentiation device. The acceleration can also
909 626/219909 626/219
durch eine weitere Differentiation in bekannter Weise erreichen. Sie ist z. B. darstellbar durch eine Spannung an einem Widerstand. Bei mehrpoligen Synchronmaschinen kann die zur stroboskopischen Messung verwendete Scheibe über ein Getriebe so gedreht werden, daß ihre Drehzahl der der zweipoligen Maschine entspricht. Eine Vergrößerung des Lastwinkels ist durch Übersetzung der Antriebsdrehzahl der Scheibe auf einen vielfachen Wert der Drehzahl der zweipoligen Maschine möglich. Die Anzahl der Lichtblitze muß dazu nicht erhöht werden. Wird die Anordnung in dieser Form betrieben, so erfolgt z. B. auf vier Umdrehungen der Scheibe ein Lichtblitz. Betreibt man die Scheibe mit einem Bruchteil der Drehzahl der zweipoligen Maschine, so muß eine entsprechende Anzahl von undurchsichtigen Segmenten auf der Kreisscheibe angebracht sein. An Stelle der durchsichtigen Scheibe kann auch eine zur Hälfte schwarze und zur anderen Hälfte weiße Scheibe verwendet sein. Die Fotozellen sind dann auf der gleichen Seite wie die Lichtblitzstroboskope auf dem Träger T angeordnet. can be achieved by further differentiation in a known manner. She is z. B. can be represented by a voltage across a resistor. In multi-pole synchronous machines, the disc used for stroboscopic measurement can be rotated via a gear so that its speed corresponds to that of the two-pole machine. The load angle can be increased by translating the drive speed of the pulley to a multiple of the speed of the two-pole machine. The number of flashes of light does not have to be increased for this. If the arrangement is operated in this form, then, for. B. a flash of light on four revolutions of the disc. If the disk is operated at a fraction of the speed of the two-pole machine, a corresponding number of opaque segments must be attached to the circular disk. Instead of the transparent disk, a disk that is half black and the other half white can also be used. The photocells are then arranged on the carrier T on the same side as the light flash strobes.
Um genaue Messungen zu erhalten, müssen die Stroboskoplampen B1 und B2 Lichtblitze mit steiler Begrenzung über die Zeit erzeugen, z.B. durch eine Schaltung der Lichtblitzstroboskope, wie sie Fig. 2 schematisch darstellt. In Fig. 2 ist mit B2 der Lichterzeuger, mit St eine zu B2 parallel geschaltete Entladungsstrecke dargestellt. Das Löschen der Lampe wird durch Zünden der Entladungsstrecke erreicht.In order to obtain precise measurements, the stroboscope lamps B 1 and B 2 must generate light flashes with a steep limitation over time, for example by switching the light flashing stroboscopes, as shown schematically in FIG. In FIG. 2, B 2 shows the light generator, and St shows a discharge path connected in parallel with B 2. The lamp is extinguished by igniting the discharge path.
Die oben beschriebene Anordnung wird verwendet zur Stabilisierung von Synchronmaschinen, indem die Ausgangsspannung der Differentiationseinrichtung auf einen Spannungsregler Einfluß nimmt und dieser die Erregung der Synchronmaschine bei Lastwinkelvergrößerung im Sinne einer Stabilisierung verstärkt.The arrangement described above is used to stabilize synchronous machines by the Output voltage of the differentiation device influences a voltage regulator and this the excitation of the synchronous machine increases when the load angle increases in the sense of stabilization.
Claims (2)
Zeitschrift ETZ, 1933, S. 491;
deutsche Patentschriften Nr. 570662, 602 557,
100, 817 771, 600 097.Considered publications:
Journal ETZ, 1933, p. 491;
German patents No. 570662, 602 557,
100, 817 771, 600 097.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEM12760A DE1057210B (en) | 1952-01-30 | 1952-01-30 | Arrangement to increase the stability of a synchronous machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEM12760A DE1057210B (en) | 1952-01-30 | 1952-01-30 | Arrangement to increase the stability of a synchronous machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1057210B true DE1057210B (en) | 1959-05-14 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEM12760A Pending DE1057210B (en) | 1952-01-30 | 1952-01-30 | Arrangement to increase the stability of a synchronous machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1057210B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1149808B (en) * | 1960-08-18 | 1963-06-06 | Bbc Brown Boveri & Cie | Device for damping the oscillations of the pole wheel of a synchronous machine with controlled excitation |
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-
1952
- 1952-01-30 DE DEM12760A patent/DE1057210B/en active Pending
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