DE1105969B - Spannungswaechter fuer Synchrongeneratoren mit veraenderlicher Drehzahl - Google Patents

Description

• Spannungswächter für Synchrongeneratoren mit veränderlicher Drehzahl In gewissen Anwendungsfällen werden Synchrongeneratoren mit verschiedenen Drehzahlen betrieben. Solche Fälle liegen beispielsweise bei Achsgeneratoren von Schienenfahrzeugen vor. Bei konstanter Erregung ändern sich Spannung und Frequenz proportional mit der Drehzahl. Es kann die Aufgabe gestellt sein, eine unzulässige Abweichung der Spannung von dieser Proportionalität, die etwa durch eine Überlastung verursacht ist, zu überwachen. Beispielsweise soll die Überwachungseinrichtung bei einer über den Drehzahlabfall hinausgehenden Absenkung der Spannung ansprechen. Ein Spannungswächter bekannter Bauart ist für die Lösung dieser Aufgabe nicht verwendbar, da die gleichzeitig stattfindende Frequenzänderung das Abfallen des Relaisankers störend beeinflußt.
• Es ist bekannt, einen überwiegend induktiven Widerstand in einen Stromkreis zu schalten, um den Strom proportional der Spannung und umgekehrt proportional der Frequenz zu machen, was eine Voraussetzung für die richtige Funktion eines Spannungswächters in jedem Betriebszustand ist. Ein als induktiver Widerstand eingesetztes Relais ist jedoch als Spannungswächter, der bei nicht mehr frequenzproportionalem Spannungszusammenbruch ansprechen soll, wegen der hohen Schaltdifferenz zwischen Ein-und Ausschaltung nicht brauchbar. Durch die Erfindung soll dieser Mangel behoben und gleichzeitig die Verwendung bekannter Relais als Spannungswächter ermöglicht werden.
• Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannungswächter, der unabhängig von der Frequenz bei gleicher prozentualer Abweichung der Spannung von der der Frequenz zugeordneten Spannung anspricht, für Synchrongeneratoren mit veränderlicherDrehzahl und proportional veränderlicher Spannung und Frequenz. Erfindungsgemäß ist entweder ein überwiegend induktives Relais an einen ohmschen oder ein überwiegend ohmsches Relais an einen ohmisch-kapazitiven Spannungsteiler angeschlossen und durch einen zeitabhängigen Kontakt der dem Relais vorgeschaltete Teilwiderstand des Spannungsteilers während des Hochlaufens des Synchrongenerators zur Vergrößerung der Abschaltempfindlichkeit überbrückt.
• Die Anpassung des Ansprechwertes auf gleiche prozentuale Abweichung vom Sollwert unabhängig von der Frequenz bei Verwendung eines ohmschen Spannungsteilers und einem überwiegend induktiven Relais kann durch einen Anpassungskondensator parallel zu dem Relais erfolgen. Zur Einstellung der Empfindlichkeit des Spannungswächters kann vorzugsweise der vorgeschaltete Teilwiderstand des Spannungsteilers einstellbar ausgebildet sein.
• Die Bilder 1 und 2 geben Ausführungsbeispiele der Erfindung wieder. In der Anordnung nach Bild 1 ist ein Wechselstromrelais 1 vorhanden, dessen Impedanz überwiegend induktiv ist. Es wird über einen Spannungsteiler gespeist, der durch die beiden ohmschen Widerstände 2 und 3 gebildet wird. Der dem Relais vorgeschaltete Widerstand 2 ist einstellbar. Er wird durch den zeitabhängig betätigten Kontakt 4 überbrückt. Dem Relais selbst ist weiterhin ein Anpassungskondensator 5 parallel geschaltet. Die Gesamtanordnung wird über die Klemmen 8 an die Ausgangsspannung des Synchrongenerators angeschlossen.
• Im Normalbetrieb des Generators ändern sich die Spannung und die Frequenz proportional mit der Drehzahl. Mit abnehmender Frequenz wird aber der überwiegend induktive Widerstand des Relais 1 im gleichen Verhältnis kleiner. Die ebenfalls abnehmende Teilspannung an der Relaisspule bewirkt somit einen nahezu konstanten, von der Drehzahl unabhängigen Strom in der Relaisspule. Die geringen, noch verbleibenden Schwankungen des Relaisstromes können noch vollständig kompensiert werden durch die Parallelschaltung des Anpassungskondensators 5 zur Relaisspule, so daß der Abfallstrom des Relais 1 über dem gesamten Frequenzbereich konstant bleibt. Erst eine zusätzliche, also fehlerhafte Absenkung der Spannung und damit des Relaisstromes kann ein Abfallen des Relais 1 herbeiführen.
• Um den Abfallstrom des Relais 1 durch den Widerstand 2 unabhängig von dem erforderlichen Einschaltstrom einstellen zu können, wird dieser Widerstand 2 bei der Inbetriebnahme der Anlage durch den zeitabhängigen Kontakt 4 teilweise oder ganz überbrückt. Damit wird erreicht, daß der Ansprechstrom für das Relais 1 mit Sicherheit überschritten wird. Diese Kombination der Schaltungen für den frequenzunabhängigen Konstantstrom im Relais und für den erhöhten Einschaltstrom gestattet die Verwendung normaler Relais oder Kleinschütze als Spannungswächter.
• In der Anordnung nach Bild 2 wird ein Gleichstromrelais verwendet, das über den zwischengeschalteten Gleichrichter 7 gespeist wird. Der Widerstand 2 und der Kondensator 6 bilden einen Spannungsteiler, an dessen kapazitivem Teil der Wechselstromeingang des Gleichrichters 7 angeschlossen ist. Der Vorwiderstand 2 ist einstellbar und wird durch den zeitabhängig betätigten Kontakt 4 überbrückt. Der Anschluß an den Generator erfolgt wiederum über die Klemmen B.
• Mit abnehmender Frequenz wird der kapazitive Widerstand des Kondensators 6 im gleichen Verhältnis größer. Ist der Absolutbetrag der Kondensatorspannung klein gegenüber der Spannung am Vorwiderstand 2, dann wird die Kondensatorspannung trotz kleiner werdender Gesamtspannung wegen des zunehmenden Teilerverhältnisses nahezu konstant bleiben. Damit erhält das Relais 1 über den Gleichrichter 7 eine von der Frequenz nicht abhängende, konstante Spannung. Auch hier kann erst eine erhöhte, fehlerbedingte Spannungsabsenkung das Relais 1 zur Auslösung bringen. Die Einstellung des Relaisstromes geschieht am Vorwiderstand 2. Eventuell kann -auch ein getrennter Regelwiderstand für die genaue Justierung der Ansprechwerte vorgesehen werden.
• Auch bei der Schaltung nach Bild 2 wird durch die Überbrückung des Vorwiderstandes 2 durch den zeitabhängigen Kontakt 4 bei der Inbetriebnahme das Relais 1 sicher und unabhängig von dessen Abfallstrom zum Anziehen gebracht. Während das Relais 1 in der Schaltung Bild 1 im wesentlichen einen indul-ztiven Widerstand darstellen muß oder durch Vorschalten einer Drossel der induktive Widerstand im Meßkreis zu bilden ist, sind an das Relais 1 der Schaltung Bild 2 keinerlei besondere Bedingungen zu stellen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Spannungswächter, der unabhängig von der Frequenz bei gleicher prozentualer Abweichung der Spannung von der der Frequenz zugeordneten Spannung anspricht, für Synchrongeneratoren mit veränderlicher Drehzahl und proportional veränderlicher Spannung und Frequenz, dadurch gekennzeichnet, daß entweder ein überwiegend induktives Relais an einen ohmschen oder ein überwiegend ohmsches Relais an einen ohmisch-kapazitiv en Spannungsteiler angeschlossen ist und daß durch einen zeitabhängigen Kontakt der dem Relais vorgeschaltete Teilwiderstand des Spannungsteilers während des Hochlaufens des Synchrongenerators zur Vergrößerung der Abschaltempfindlichkeit überbrückt wird.
2. 2. Spannungswächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem überwiegend induktiven Relais ein Anpassungskondensator parallel geschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 939 703, 634 338; deutsche Auslegeschriften Nr. 1004 710, 1075 731; französische Patentschrift Nr. 1 159 232.