DE1463938B2

DE1463938B2 - DE-EXTRACTION OF COMPOUND GENERATORS

Info

Publication number: DE1463938B2
Application number: DE19631463938
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing 6000 Frank fürt Lohmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Priority date: 1963-11-08
Filing date: 1963-11-08
Publication date: 1971-09-02
Also published as: DE1463938A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Entregung von Kompo- durch ein von den Generatorgrößen beeinflußtes Re-The invention relates to a de-excitation of components by means of a re-

undgeneratoren mit über Halbleitergleichrichter ge- lais der Umschaltvorgang aufhebbar,and generators with a semiconductor rectifier that can be used to cancel the switching process,

speisten Erregungswicklungen und Abbau der magne- Durch zusätzliche Zeitglieder kann der Ent-fed excitation windings and breakdown of the magnetic

tischen Energie durch Gegenerregung und über einen regungsvorgang beliebig gesteuert werden. Die An-table energy can be controlled as required by counter-excitation and an excitation process. The arrival

Widerstand. 5 Ordnung eines Widerstandes parallel zum InduktorResistance. 5 order of a resistor parallel to the inductor

Es ist bekannt, bei kleineren Kompoundgenerato- und zum Reglerausgang erlaubt eine Gegenerregung ren die Entregung des Generators so auszuführen, ohne Spannungserhöhungen im Erregerkreis. Im Andaß der Gleichrichter kurzgeschlossen wird und die fahrbetrieb kann mit Hilfe dieses Widerstandes der magnetische Energie des Induktors in einem Reihen- Generator wie eine Maschine mit getrennter Erregerwiderstand abgebaut wird. Im Zuge der Weiterent- io maschine im Leerlauf erregt werden,
wicklung sind diese Generatoren mit Kompounderre- An Hand eines Beispieles sei die Erfindung näher gung jedoch bereits für Nennleistungen bis zu erläutert:It is known that in the case of smaller Kompoundgenerato- and to the controller output, counter-excitation allows the de-excitation of the generator to be carried out without increasing the voltage in the excitation circuit. In the Andaß the rectifier is short-circuited and the driving operation can be reduced with the help of this resistance of the magnetic energy of the inductor in a series generator like a machine with a separate excitation resistor. In the course of the further de- io machine are excited while idling,
These generators are developed with Kompounderre- On the basis of an example, the invention is explained in more detail, however, for nominal powers up to:

10 MVA und Nennspannungen bis 10 kV ausgelegt In der Figur sind alle Kontakte in der Ruhelage worden. In diesen Fällen sind die üblichen Ent- gezeichnet. Es sei zunächst davon ausgegangen, daß regungsgeräte nicht mehr geeignet, um den Ent- 15 der Generator 3 im Nennbetrieb arbeitet. Über den regungsvorgang bei einer Störung im Generator mög- im Reglerausgang liegenden Gleichrichter 1 wird über liehst schnell zu beenden. Es müssen deshalb kurze die geschlossenen Kontakte H₁ und H₂ dem Induk-Entregungszeiten angestrebt werden. Bei Generatoren tor 2 der Erregerstrom zugeführt. Die Kontakte I dieser Größe machen sich die Erscheinungen, die sind im Nennbetrieb geöffnet. Der Kontakt 4 ist zudurch den Dämpferkäfig hervorgerufen werden, be- 20 nächst noch auf die Spule H₄ geschaltet, jedoch über reits empfindlich bemerkbar. Im Entregungsvorgang den geöffneten Kontakt I₃. Die Entregung wird einwirkt sich der Dämpferkäfig negativ aus, indem er geleitet durch nicht näher dargestellte Schutzrelais dem Abbau des Feldes entgegenwirkt. oder auch von Hand. Ein anstehender »Aus«-Impuls10 MVA and rated voltages up to 10 kV. In the figure, all contacts are in the rest position. In these cases the usual drafts are drawn. It is initially assumed that excitation devices are no longer suitable for generating the generator 3 in nominal operation. Via the excitation process in the event of a fault in the generator, rectifier 1 possibly located in the controller output, it is possible to terminate it quickly. Therefore, the closed contacts H ₁ and H ₂ must be short for the induction de-excitation times. In the case of generators tor 2, the excitation current is supplied. The contacts I of this size make the phenomena that are open in nominal operation. The contact 4 is to be brought about by the damper cage, is initially still connected to the coil H ₄ , but is already very sensitive. _{Open contact I 3 in the} de-excitation process. The de-excitation has a negative effect on the damper cage, in that it counteracts the breakdown of the field through protection relays (not shown in detail). or by hand. A pending "off" pulse

Durch die schweizerische Patentschrift 322 455 ist wird der Spule I_£ zugeführt; damit werden die Kones bei einer Einrichtung zur Schnellentregung von 25 takte I geschlossen. Hierdurch werden der Gleichüber Gleichrichter fremderregten Generatoren be- richter 1 und der Induktor 2 kurzgeschlossen,
kannt, den Induktor mittels zweier zweipoliger Schal- Über den Umschaltkontakt 4 und über Kontakt I₃ ter umzupolen und die durch den Abbau des ma- wird die Spule H_-4 erregt, und die Kontakte H₁, II„ gnetischen Feldes im Induktor frei werdende Energie H₄ öffnen und Kontakt H₃ schließt. Der Widerstand 5 in einem Widerstand, der nur im Entregungsfalle zur 30 ist über den Umschalter 6 parallel zum Gleich-Wirkung kommt, in Wärme umzusetzen. Durch die richter 1 und zum Induktor 2 geschaltet,
nicht unterbrechungslose Umschaltung der Einrich- Die Wirkungsweise ist folgende: Der Erregerstrom, tung nach vorgenannter Patentschrift werden an die der im Normalbetrieb über die Kontakte II in Pfeil-Zusatzeinrichtungen des Parallelstrompfades, wie richtung (ausgezogene Linie) durch den Induktor Ableiter, Gleichrichterventile, erhöhte Anforderun- 35 fließt, wird durch die Umschaltung der Kontakte 1 gen zu stellen sein. Bei nicht einwandfreiem Zustand und II über die nunmehr geschlossenen Kontakte I dieser Geräte kann die Erregerwicklung des Gene- in entgegengesetzter Richtung durch den Induktor rators im Umschaltmoment durch hohe Spannungs- getrieben. Um die hierdurch bedingte Spannungsspitzen gefährdet werden. Ferner läuft der Ent- erhöhung auf einen, für den Gleichrichter und den regungsvorgang nicht selbsttätig ab, sondern die 40 Induktor ungefährlichen Wert zu begrenzen, ist der Gegenspannung muß an einem genau definierten Widerstand 5 vorgesehen, der durch Öffnen des Kon-Zeitpunkt abgeschaltet werden, soll der Generator taktes H₂ wirksam wird. Die im Induktor 2 gespeinicht auf gerade im Störungsfall schädliche Span- cherte magnetische Energie wird im Widerstand 5 in nungswerte durch besagte Gegenspannung auferregt Stromwärme umgesetzt. Der dem ursprünglichen Erwerden. 45 regerstrom entgegengerichtete »negative Erreger-The Swiss patent specification 322 455 is the coil I _{£ is} fed; this closes the cones in a device for rapid de-energization of 25 cycles I. As a result, the rectifier separately excited generators, reporter 1, and inductor 2 are short-circuited,
known to reverse the polarity of the inductor by means of two two-pole switching contacts 4 and contact I ₃ _{and the coil H -4 is} excited by the breakdown of the magnetic field, and the contacts H ₁ , II magnetic field in the inductor are released Energy H ₄ open and contact H ₃ closes. The resistor 5 in a resistor, which is only in the de-excitation case to 30, via the changeover switch 6, comes parallel to the DC effect, to be converted into heat. Connected by the judge 1 and to the inductor 2,
The mode of operation is as follows: The excitation current, according to the aforementioned patent specification, are subject to increased requirements in normal operation via the contacts II in the additional arrow devices of the parallel current path, such as the direction (solid line) through the inductor, arrester, rectifier valves - 35 flows, you will have to set by switching contacts 1 gene. If the condition is not perfect and II via the now closed contacts I of these devices, the excitation winding of the gene can be driven in the opposite direction by the inductor rator at the moment of switching by high voltage. In order to endanger the voltage peaks caused by this. Furthermore, the increase does not run automatically for the rectifier and the excitation process, but rather to limit the 40 inductor harmless value. should the generator clock H ₂ becomes effective. The magnetic energy stored in the inductor 2, which is particularly harmful in the event of a malfunction, is converted into voltage values in the resistor 5 by means of the said countervoltage, excited current heat. The original becoming. 45 excitation current opposing »negative excitation

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, strom« baut zusätzlich das Dämpferfeld in kürzesterThe invention is therefore based on the task of "Strom" also builds the damper field in the shortest possible time

bei einer Entregung von Kompoundgeneratoren mit Zeit ab.with a de-excitation of compound generators with time.

über Halbleitergleichrichter gespeisten Erregungs- Ist die Generatorspannung oder der Generatorwicklungen und Abbau der magnetischen Energie strom auf einen für den Generator ungefährlichen durch Gegenerregung und über einem Widerstand 50 Wert abgeklungen, so fällt der Umschaltkontakt 4 in Maßnahmen vorzuschlagen, durch die dafür gesorgt seine Ruhelage zurück. Dieser wird gesteuert durch ist, daß der Stromkreis einer.hohen Induktivität bei das Relais 7, das abhängig ist von den Generatorvoller Aufmagnetisierung nicht einfach aufgetrennt großen. Über die Spule II_£ werden die Kontakte H₁, wird, sondern vielmehr durch eine besondere Kon- II,, H₄ geschlossen und Kontakt H₃ geöffnet. An taktanordnung dafür gesorgt ist, daß auch bei fehler- 55 Stelle des Relais 7, das von den Generatorgrößen abhaftem Arbeiten der Anordnung der Entregungsvor- hängig ist, kann auch ein Zeitwerk Z, gesteuert über gang sicher beendet wird. Weiterhin sollten zur Lö- Kontakt H₃, mit seinem Kontakt Z₁ treten,
sung dieser Aufgabe möglichst einfache Standard- Durch das Schließen der Kontakte H₁, H₂ sind elemente gewählt werden, um die erforderliche hohe Gleichrichter 1 und Induktor 2 wieder kurzgeschlos-Betriebssicherheit zu erreichen. 60 sen. Damit ist der Entregungsvorgang beendet.Excitation fed via semiconductor rectifier If the generator voltage or the generator windings and the reduction of the magnetic energy current have decayed to a value that is harmless to the generator due to counter-excitation and a resistor 50 value, the changeover contact 4 falls into suggesting measures that ensure its rest position. This is controlled by the fact that the circuit of a high inductance at the relay 7, which is dependent on the generator full magnetization, is not simply separated large. Via the coil II _£ , the contacts H ₁ , are closed and contact H _{3 is} opened, but rather by a special con-II ,, H _4. The clock arrangement ensures that even in the event of a fault in the relay 7, which is dependent on the de-excitation arrangement working in a deficient manner due to the generator variables, a timer Z can also be safely terminated in a controlled manner. Furthermore, to the Lö- contact H ₃ , with his contact Z ₁ ,
Solution of this task as simple as possible standard By closing the contacts H ₁ , H ₂ elements are selected in order to achieve the required high rectifier 1 and inductor 2 again short-circuited operational reliability. 60 sen. The de-excitation process is thus ended.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Zur Wiedererregung kann es notwendig sein, den löst, daß die Entregung unmittelbar durch das Schlie- Induktor durch kurze Stromimpulse wieder zu maßen gegensinnig arbeitender Kontakte, deren Anord- gnetisieren, da durch die Gegenerregung die Remanung so getroffen ist, daß erst nach Kurzschließen nenz vernichtet sein kann. Zum erneuten Zuschalten des Reglerausgangs der Erregergleichstrom im Haupt- 65 wird durch den Steuerimpuls über Kontakt H₄ die erregerkreis des Generators umkehrbar ist, eingeleitet Spule I_A erregt. Die Kontakte I öffnen, damit fließt wird. der sich aufbauende Erregerstrom in der richtigenThis object is achieved according to the invention in that it may be necessary to solve the de-excitation directly through the closing inductor by means of short current impulses to measure contacts working in opposite directions, the arrangement of which, since the counter-excitation affects the remaning that only after short-circuiting can nenz be destroyed. To reconnect the controller output, the direct excitation current in the main 65 is excited by the control pulse via contact H _4, the excitation circuit of the generator is reversible, initiated coil I _A. The contacts I open so that there is flow. the building up excitation current in the correct

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist Richtung durch den Induktor und erregt den Genera-According to a further development of the invention, the direction is through the inductor and excites the generator

tor selbsttätig auf Nennspannung. In besonderen Fällen kann es vorkommen, daß der Generator auf Teilspannungen kleiner als die Nennspannung erregt werden muß. Hierzu ist eine Anfahrhilfe vorgesehen. Der Widerstand 5 wird über den Umschalter 6 in die gestrichelt gezeichnete Position gebracht und gegebenenfalls über nicht dargestellte Anzapfungen dem gewünschten Widerstandswert angepaßt. Werden nun die Kontakte I₁ und I₉ geöffnet, bei geschlossenen Kontakten H₁ und H₂ p'arallel zum Induktor 2, d. h., dieser wird geshuntet. Bis dato mußte man einen separaten Widerstand bereitstellen oder das Polrad mittels Schweißumformer fremderregen. Die Anordnung der Schaltung gestattet auch bei dieser Fahrweise eine vollwertige Schnellregelung.gate automatically to nominal voltage. In special cases it can happen that the generator has to be excited to partial voltages lower than the nominal voltage. A starting aid is provided for this purpose. The resistor 5 is brought into the position shown in dashed lines via the changeover switch 6 and, if necessary, adapted to the desired resistance value via taps (not shown). If the contacts I ₁ and I ₉ are now opened, with the contacts H ₁ and H ₂ closed p 'parallel to the inductor 2, that is, this is shunted. Up until now, you had to provide a separate resistor or externally excite the pole wheel using a welding converter. The arrangement of the circuit allows full rapid control even with this driving style.

Die Vorteile der Erfindung liegen in erster Linie in der hohen Sicherheit, mit der unzulässige Spannungen vermieden werden. Beim Einleiten der Entregung wird vorübergehend der Reglerausgang kurzgeschlossen. Tritt hierbei bereits ein Fehler auf, der die Weiterschaltung der Kontakte hemmt, so ist der Entregungsvorgang damit bereits in jedem Falle sichergestellt. Die Entregungszeiten werden reduziert durch das Einschalten des Parallelwiderstandes und noch weiter verkürzt durch das Aufbringen der Gegenerregung. Der Entregungsvorgang ist also nicht allein von der Gegenerregung abhängig, sondern wird bereits wirksam mit dem Einlegen des Kurzschlusses. Ein wichtiger Vorteil gegenüber den bekannten Entregungseinrichtungen besteht auch darin, daß das von den Generatorgrößen beeinflußte Relais zum Absteuern des Entregungsvorganges keinen Einfluß auf den Entregungsvorgang selbst nimmt, da bei Fehlern in dieser Schaltungsanordnung der Induktor lediglich vollständig entmagnetisiert wird. Nachteile ergeben sich hierdurch nicht, da der Induktor durch Stromimpulse jederzeit wieder auf magnetisiert werden kann. Die vorgeschlagene Einrichtung bietet zudem die Möglichkeit, durch einen Umschalter den Widerstand zur Erregung auf Spannungswerte kleiner als die Nennspannung zu verwenden.The advantages of the invention lie primarily in the high level of security with the inadmissible tensions be avoided. When de-excitation is initiated, the controller output is temporarily short-circuited. If an error occurs that is preventing the contacts from switching on, then the de-excitation process is over thus already ensured in every case. The de-excitation times are reduced by switching on the parallel resistor and shortened even further by applying the counter-excitation. The de-excitation process is therefore not solely dependent on the counter-excitation, but already becomes effective when the short circuit is inserted. An important advantage over the known de-excitation devices also consists in the fact that the relay, which is influenced by the generator variables, is used for shutdown the de-energization process has no influence on the de-energization process itself, since errors in this circuit arrangement the inductor is only completely demagnetized. Disadvantages result not because the inductor can be magnetized again at any time by current pulses. The proposed device also offers the option of changing the resistance by means of a changeover switch to be used for excitation to voltage values lower than the nominal voltage.

Claims

Patent claims:

1. De-excitation of compound generators with excitation windings fed via semiconductor rectifiers and reduction of the magnetic energy by counter-excitation and via a resistor, characterized in that the de-excitation directly by closing contacts working in opposite directions, their arrangement as follows What is made is that the DC excitation current in the main excitation circuit only occurs after the controller output has been short-circuited of the generator is reversible, is initiated.

2. De-excitation according to claim 1, characterized in that by one of the generator sizes affected relay the switching process can be canceled.

3. De-excitation according to claim 1, characterized in that with the switching process a Resistance is placed parallel to the controller output and inductor.

4. de-excitation according to claim 3, characterized in that the resistor by a Changeover switch for excitation to voltage values lower than the nominal voltage can be used.

1 sheet of drawings