DE1154864B - Three-phase power supply system for ships with synchronization devices for the generators working in parallel on the network - Google Patents
Three-phase power supply system for ships with synchronization devices for the generators working in parallel on the networkInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/40—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
- H02J3/42—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator with automatic parallel connection when synchronisation is achieved
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Description
Drehstrom-Versorgungsanlage für Schiffe mit Synchronisiereinrichtungen für die parallel auf das Netz arbeitenden Generatoren In allgemeinen haben Drehstrom-Versorgungsanlagen mit parallel auf das Netz arbeitenden Generatoren zum Para11elschalten der Generatoren Synchronisiereinrichtungen mit Spannungsmessern, Frequenzmessern und Synchronoskopen oder Phasen-] ampenanordnungen in Hell-, Dunkel- oder Drehlichtschaltungen. Bei Drehstromnetzen auf Schiffen wird diese Art der Synchronisierung vorwiegend angewendet.Three-phase power supply system for ships with synchronizing devices for the working on the power parallel generators in general have three-phase supply systems with operating on the network in parallel generators ampenanordnungen to Para11elschalten generators synchronizing with voltmeters, frequency meters and Synchronoskopen or phase] in bright or dark or rotating light switching. This type of synchronization is mainly used for three-phase networks on ships.
Die Bedienung dieser Synchronisiergeräte und die Wahl des richtigen Schaltaugenblicks setzen beim Bedienungspersonal jedoch eine gewisse Erfahrung voraus. Wird z. B. versehentlich in einem Augenblick der Phasenopposition geschaltet, so können zwischen dem Netz und der zuzuschaltenden Maschine so große Ausgleichsströme auftreten, daß Wicklungs-bzw. Schleifringschäden die Generatoren betriebsunfähig machen. Häufiger noch tritt jedoch ein Verschweißen der Generator-Selbstschalterkontakte auf. Zum Losbrechen derselben muß in vielen Fällen das Sammelschienensystem der Zentrale spannungslos gemacht werden. Für diese Zeit wird, bei Drehstromanlagen für den Schiffsantrieb, das Schiff manövrierunfähig.How to use these synchronizers and how to choose the right one However, switching moments require a certain amount of experience on the part of the operating personnel. Is z. B. accidentally switched in a moment of phase opposition, so such large equalizing currents can occur between the network and the machine to be connected occur that winding or. Slip ring damage the generators inoperable do. However, welding of the generator circuit breaker contacts occurs more frequently on. To break away the same, the busbar system must in many cases Central are de-energized. For this time, with three-phase systems for ship propulsion, the ship incapable of maneuvering.
Bei dieselelektrischen Schiffs-Drehstrom-Versorgungsanlagen, die schon längere Zeit in Betrieb sind, wird es oft schwierig, die Frequenz der zuzuschaltenden Maschine genügend genau an die Netzfrequenz anzugleichen, da die Diesel-Drehzahlregler bei Seegang und den starken Erschütterungen an Bord keine genüpnde Drehzahlkonstanz halten. Dadurch ergeben sich so kurze Schwebungsfrequenzen, daß die Zeiträume, während der Synchronisationsbedingungen herrschen, sehr kurz werden. Dadurch kommen Fehlschaltungen in Phasenopposition vor, wodurch ernste Gefahrenzustände für das Schiff entstehen.In the case of diesel-electric three-phase current supply systems for ships, they do are in operation for a long time, it is often difficult to determine the frequency of the to be switched on The machine must be matched to the mains frequency precisely enough because the diesel speed controller in rough seas and the strong vibrations on board no sufficient speed constancy keep. This results in beat frequencies that are so short that the periods during the synchronization conditions are very short. This leads to incorrect switching in phase opposition, creating serious hazards for the ship.
Besonders schwierig war bisher die Verwendung von schnell regelnden steifen Drehstromgeneratoren, d. h. solchen Generatoren, deren Erregerstrom einen überwiegend lastunabhängigen Anteil enthält, weil ihr Betriebsverhalten eine sehr sorgfältige Durchführung der Synchronisation erfordert und die bei Bedienun2sfefileri-. auftretenden Stromstöße besonders groß werden läßt. Andererseits bringt, hiervon abgesehen, die Anwendung derartiger Drehstromgeneratoren auf Schiffen Vorteile mit sich, auf die man nicht gerne verzichten will.The use of fast regulating devices has been particularly difficult up to now rigid alternators, d. H. such generators whose excitation current is a contains a predominantly load-independent portion because its operating behavior is a very requires careful execution of the synchronization and the operation filer. occurring current surges can be particularly large. On the other hand, brings from this apart from that, the use of such three-phase generators on ships has advantages that you don't want to do without.
Zur Beseitigung der genannten Nachteile wird nunmehr erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die zum Synchronisieren und Zuschalten dienende Schalteinrichtung nur einen einzigen Betätigungsgriff aufweist, der in zwei Stufen schaltbar und so ausgebildet ist, daß bei vorzeitigem Zuschalten der zweiten Stufe keine Schaltwirkung auf die Hauptschaltkontakte übertragen wird.In order to eliminate the disadvantages mentioned, the invention is now carried out proposed that the switching device used for synchronizing and switching on has only a single operating handle that can be switched in two stages and so on it is designed that if the second stage is switched on prematurely, there is no switching effect is transferred to the main switching contacts.
Für die Ausführung der Schalteinrichtung ist es vorteilhaft, daß sie zur Vermeidung einer Schaltwirkung bei vorzeitigem Schalten der zweiten Stufe ein zwischen dem Betätigungsgriff und den Hauptschaltkontakten angeordnetes Schaltschloß aufweist, das eine Kupplung zwischen denselben erst nach dem Ablauf einer bestimmten Zeit nach der Betätigung der ersten Schaltstufe herstellt.For the implementation of the switching device, it is advantageous that they to avoid a switching effect if the second stage is switched on prematurely Switch lock arranged between the operating handle and the main switch contacts has that a coupling between the same only after the expiry of a certain Time after actuating the first switching stage.
Die Zeichnung zeigt als ein Ausführungsbeispiel ein Schema der Schaltung einer Drehstrom-Versorgungsanlage gemäß der Erfindung in einpoliger Darstellung für beliebig viele, parallel an das Versorgungsnetz anschaltbare Generatoren, von denen zwei mit ihren Synchronisiereinrichtungen gezeichnet sind.The drawing shows a schematic of the circuit as an exemplary embodiment a three-phase supply system according to the invention in a single-pole representation for any number of generators that can be connected in parallel to the supply network, from which two are drawn with their synchronizers.
Die Hauptschiene l ist über den Trennschalter 2 und die Drosselspule 3 mit der Nebenschiene 4 verbunden. An die Nebenschiene 4 sind über die fernbetätigten Schalter 5 die Generatoren G1 und G2 anschließbar.The main rail l is via the circuit breaker 2 and the choke coil 3 connected to the secondary rail 4. To the secondary rail 4 are remote-controlled Switch 5, the generators G1 and G2 can be connected.
Die Kontakte 6, 7 und 8 des Selbstschalters Si können während des Einschaltens der ersten Schaltstufe über die Betätigungsstange 9 nach unten bewegt werden. Am anderen Ende der Betätigungsstange 9 ist das mit einer Raste für die Sperrkugel K versehene Schaltstück 10 und der Betätigungsgriff 11. Sind die Kontakte 6, 7 und 8 in ihrer der ersten Schaltstufe zugeordneten Stellung, dann werden die Kontakte 7 und F nur dann von der Betätigungsstange 9 noch weiter nach unten mitgenommen, wenn ein über die Unterspannungsspule U beeinflußbares Schalterschloß des Selbstschalters S1 wirksam ist. Durch Verschieben des Schaltstückes 10 nach unten werden auch die Kontakte 12 und 13 des Schalters S2 betätigt.The contacts 6, 7 and 8 of the self-switch Si can during the Switching on the first switching stage via the actuating rod 9 is moved downwards will. At the other end of the operating rod 9 is the one with a detent for Locking ball K provided switching piece 10 and the operating handle 11. Are the contacts 6, 7 and 8 in their position assigned to the first switching stage, then the Contacts 7 and F are only then taken further down by the actuating rod 9, if a via the undervoltage coil U can be influenced Switch lock of the circuit breaker S1 is effective. By moving the contact piece 10 after contacts 12 and 13 of switch S2 are also operated at the bottom.
Das als Verzögerungsrelais ausgebildete ZeitgliedZ hat zum Einschalten der Signallampe L den Kontakt 14 und zum Einschalten der Unterspannungsspule U den Kontakt 15. Sowohl die Wicklung des Zeitgliedes Z als auch diejenige des Fernschalters 5 können über die Kontakte 6 und 12 an Spannung gelegt werden.The timer Z, designed as a delay relay, has to be switched on the signal lamp L the contact 14 and to turn on the undervoltage coil U the Contact 15. Both the winding of the timing element Z and that of the remote switch 5 can be connected to voltage via contacts 6 and 12.
über den Kontakt 13 des Schalters S2 kann die Wicklung des Öffnungsrelais Ö Spannung erhalten, wodurch dessen Kontakte 16 und 17 den Arbeitsstromkreis der Rückleistungsschutzvorrichtungen Ri und R, öffnen.Via contact 13 of switch S2, the winding of the opening relay Ö voltage received, whereby its contacts 16 and 17 the working circuit of the Open reverse power protection devices Ri and R.
Durch den Überbrückungsschalter ü wird die Unterspannungsspule U unmittelbar an Spannung gelegt.The bypass switch ü causes the undervoltage coil U to become direct put on tension.
Zum Synchronisieren des Generators G1 wird der Betätigungsgriff 11 zunächst so lange nach unten bewegt, bis sich die Sperrkugel K in der Raste des Schaltstücks 10 befindet. Damit ist die erste Schaltstufe des Selbstschalters S1 eingeschaltet und sind die Kontakte 6, 12 und 13 geschlossen, während in dieser Stellung die Kontakte 7 und 8 noch geöffnet bleiben.To synchronize the generator G1, the actuating handle 11 is first moved downward until the locking ball K is in the detent of the contact piece 10 . The first switching stage of the circuit breaker S1 is thus switched on and the contacts 6, 12 and 13 are closed, while the contacts 7 and 8 still remain open in this position.
Dadurch erhält sowohl die Wicklung des Fernschalters 5 als auch des Zeitgliedes Z Spannung. Der Fernschalter 5 wird betätige und verbindet den Generator G, über die Nebenschiene 4, die Drossel 3 und den Trennschalter 2 mit der Hauptschiene 1, wodurch in bekannter Weise auf den Generatorläufer ein synchronisierendes Moment einwirkt, bis in kurzer Zeit der Generator G1 mit den die Hauptschiene 1 speisenden anderen Generatoren synchron läuft.This gives both the winding of the remote switch 5 and the timing element Z voltage. The remote switch 5 is actuated and connects the generator G, via the secondary rail 4, the throttle 3 and the disconnector 2 to the main rail 1, whereby a synchronizing torque acts in a known manner on the generator rotor until the generator G1 with the die in a short time Main rail 1 feeding other generators runs synchronously.
Das Zeitglied Z ist so eingestellt, daß es erst nach erfolgter Synchronisierung des Generators 1 schaltet. Dabei öffnet dann der Kontakt 14, wobei die Signallampe L erlischt, und schließt der Kontakt 15, wodurch die Unterspannungsspule U erregt wird und die Verriegelungseinrichtung des Selbstschalters S1 so beeinflußt, daß die Kontakte 7 und 8 beim weiteren Schalten durch die Betätigungsstange 9 nach unten weiterbewegt werden können.The timing element Z is set so that it does not switch until the generator 1 has been synchronized. Then the contact 14 opens, the signal lamp L goes out, and the contact 15 closes, whereby the undervoltage coil U is energized and the locking device of the automatic switch S1 is influenced in such a way that the contacts 7 and 8 are moved further downwards by the actuating rod 9 during further switching can be.
Nach Erlöschen der Signallampe L wird durch den Betätigungsgriff 11 das Schaltstück 10 und die Betätigungsstange 9 mit den Kontakten 7 und 8 bis zum Erreichen der zweiten Schaltstufe weiter nach unten bewegt. Dadurch schließen nun auch die Kontakte 7 und 8 des Selbstschalters S1, während die Kontakte 12 und 13 des Schalters S2 öffnen. Der Generator G1 ist dann unmittelbar an die Hauptschiene 1 gelegt, und sämtliche Synchronisiergeräte sind spannungslos und außer Funktion gesetzt, während jedoch das Schalterschloß noch wirksam bleibt, da die Nullspannungsspule U jetzt über den Kontakt 7 Spannung erhält.After the signal lamp L has gone out, the operating handle 11 the switching piece 10 and the operating rod 9 with the contacts 7 and 8 to Moving further down when reaching the second switching stage. This will now close also the contacts 7 and 8 of the self-switch S1, while the contacts 12 and 13 of switch S2 open. The generator G1 is then directly on the main rail 1 and all synchronizing devices are dead and inoperative set, while the switch lock still remains effective because the zero voltage coil U now receives voltage via contact 7.
Wird der Betätigungsgriff 11 des Selbstschalters Si schon vor Erlöschen der Signallampe L zur zweiten Schaltstufe bewegt, dann werden die Kontakte 7 und 8 nicht mitgenommen, da die Unterspannungsspulen über den Kontakt 15 nicht erregt und das Schaltschloß nicht wirksam ist. Damit ist erreicht, daß vorzeitiges Schalten die Anlage nicht gefährdet. Beim Ausschalten des Selbstschalters S, wird in bekannter Weise das Schalterschloß mechanisch entklinkt, und die stark federvorgespannten Kontakte 6, 7 und 8 öffnen schlagartig, bevor der Kontakt 12 des Schalters S, sich schließt. Dadurch wird ein Nachschalten des Fernkontakts 5 verhindert. Da durch den Kontakt 13 des Schalters S2 über das Öffnungsrelais Ö und seine Kontakte 16 und 17 die Rückleistungs-Schutzeinrichtungen R, und R2 der Generatoren für die Dauer des Synchronisierungsvorganges außer Betrieb gesetzt werden, wird verhindert, daß bei zu grob vorgenommenem Frequenzausgleich diese Schutzeinrichtungen ansprechen. Nach dem Anschalten des Generators steht dadurch die gesamte Zeitverzögerung der Rückleistungs-Schutzeinrichtungen zur Lastübernahme durch Verstellen des Drehzahlschalters der dem Generator zugeordneten Dieselmaschine zur Verfügung.If the operating handle 11 of the self-switch Si before it goes out the signal lamp L moves to the second switching stage, then the contacts 7 and 8 not taken because the undervoltage coils via contact 15 are not energized and the key switch is not effective. This means that premature switching is achieved the system is not endangered. When switching off the self-switch S, is known in Way, the switch lock mechanically unlatched, and the heavily spring-loaded Contacts 6, 7 and 8 open suddenly before contact 12 of switch S opens closes. This prevents the remote contact 5 from being switched on. Through this contact 13 of switch S2 via opening relay Ö and its contacts 16 and 17 the reverse power protection devices R, and R2 of the generators for the duration of the synchronization process are put out of operation, it is prevented that If the frequency equalization is too rough, trigger these protective devices. After the generator is switched on, the entire time delay is available Reverse power protection devices for load transfer by adjusting the speed switch the diesel engine assigned to the generator is available.
Damit der Generator auch angeschaltet werden kann, wenn die Schnellsynchronisierungsanlage defekt ist, ist der überbrückangsschalter Ü vorgesehen, über den die Unterspannungsspule dauererregt werden kann, wodurch das Schalterschloß an den Kontakten des Selbstschalters ebenfalls dauernd wirksam bleibt. In diesem Falle muß jedoch vor dem Anschalten mit Hilfe einer anderen noch vorhandenen Einrichtung synchronisiert werden.So that the generator can also be switched on when the high-speed synchronization system is defective, the bridging switch Ü is provided, via which the undervoltage coil can be permanently excited, whereby the switch lock on the contacts of the self-switch also remains permanently effective. In this case, however, must be done before switching on be synchronized with the help of another existing facility.
Claims (3)
Priority Applications (2)
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DEL33695A DE1154864B (en) | 1959-07-10 | 1959-07-10 | Three-phase power supply system for ships with synchronization devices for the generators working in parallel on the network |
FR832282A FR1261821A (en) | 1959-07-10 | 1960-07-07 | Three-phase current supply installation for ships with synchronization devices for generators operating in parallel with the network |
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ID=7266386
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Citations (3)
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1959
- 1959-07-10 DE DEL33695A patent/DE1154864B/en active Pending
-
1960
- 1960-07-07 FR FR832282A patent/FR1261821A/en not_active Expired
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Also Published As
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FR1261821A (en) | 1961-05-19 |
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