DE1948695C3

DE1948695C3 - Verfahren zur Verbesserung der Spannungskonstanz von im Parallelbetrieb arbeitenden Stromversorgungsaggregaten

Info

Publication number: DE1948695C3
Application number: DE1948695A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. Schmidt; Horst Ing.(Grad.) Scholz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1969-09-26
Filing date: 1969-09-26
Publication date: 1979-01-18
Also published as: DE1948695A1; DE1948695B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Spannungskonstanz von im Parallelbetrieb arbeitenden Stromversorgungsaggregaten bei Störung eines der Aggregate mil Hilfe den einzelnen Aggregaten nachgeschalteter Energiespeicher und Schaltschützc sowie eine Einrichtung zur Firfassung von Störungen, die im Störungsfall das Umschalten des Verbrauchers mit Hilfe einer elektronischen Umschaltvorrichtung unter Verwendung der Schaltschütze über ein vorübergehendes Anschließen an ein Bereitschaftsnetz steuert, bei Wechselstromversorgungsanlagen ferner mit einer Synchronisiereinrichtung, mittels welcher die Stromversorgungsaggregate mit einem Wechselstrombereitschaftsnetz im Gleichlauf gehalten werden, darin bestehend, daß bei Störung eines der Aggregate der gemeinsame Ausgang der Stromversorgungsaggregate und der Verbraucher mit Hilfe eines elektronischen Schalters an das Bereitschaftsnetz geschaltet werden und nach Trennung des gestörten Aggregates von der Anlage mittels öffnens seines zugehörigen Schaltschützes :owie nach Einregelung der bei einer Störung intakt gebliebenen Aggregate auf die der Anlage zuvor entnommene Gesamtversorgungsleistung wiederum mit Hilfe des elektronischen Schalters vom Bereitschaftsnetz getrennt werden nach DBP 19 35 206.8.
Nach diesem Verfahren wird bei Störung eines der

AggFcgcic ZüRuCltSt cifi 5CnF SCniictiCS LfffiSCuEiiCH uCS

Verbrauchers an das Bereitschaflsnetz und anschließend ein ebenso schnelles Zurückschalten des Verbrauchers vom Bereitschaftsnetz an die ungestörten, noch betriebsfähigen Aggregate ermöglicht. Desgleichen ist nach Wiederherstellung der Betriebsbercitschaft des gestörten Aggregates ein schnelles Zurückschalten des Verbrauchers von den ungestörten Aggregaten über das Bereitschaftsnetz an die Gesamtheit der Aggregate nach diesem Verfahren möglich. Beim Zurückschalten eines Wechselstromverbrauchers vom Bereitschaftsnetz auf die ungestörten noch betriebsfähigen Wechselstromaggregate, oder auch beim Zurückschalten des Verbrauchers vom Bereitschaftsnetz auf die Gesamtheit der Wechselstromversorgungsaggregate sinkt die Wechselspannung am Verbraucher vorübergehend unerwünscht stark ab. Da in solchen Fällen der Verbraucher von einem bei Belasiung.sänderung spannungskonstanten Netz auf Stromversor^nigsaggregate, die bei Bclastungsänderung spannungsnachgebend sind, deren Spannung daher nachgeregeit werden muß, geschaltet wird, liegt die Verbraucherspannung eine oft unzulässig lange Zeit unterhalb der gewünschten Sollspannung. Um bei diesen Zurückschaltvorgängen das Absinken der Verbraucherspannung und die Zeitdauer ihres Nachregelns auf den Sollwert in zulässigen Grenzen zu halten, macht die Erfindung von einer an sich bekannten, stufenweisen Belastungsänderung der Stromversorgungsaggregate unter Verwendung mindestens eines mit einem Überbrückungsschaltschütz versehenen Zusatzbeiastungswiderstandcs Gebrauch.

Erfindungsgemäß wird (werden) zunächst das (die) dem (den) ungestörten bzw. betriebsbereiten Slromversorgungsaggrcgat(en) zugeordneten) Schaltschütz(e) geschlossen und gleichzeitig das Überbrückungsschaltschütz eines mit dem elektronischen Schalter und dem Netzschütz in Reihe geschalteten Zusatzbelastungswiderstandes geöffnet und sodann wird im Minimum des abklingenden Stromes im spannungskonstanten Netz der elektronische Schalter bei einem Stromnulldurchgang geöffnet.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird bei diesem Zurückschalten des Verbrauchers vom ßercilschaflsncl/. auf betriebsbereite bzw. wieder betriebsbereite Slromversorgungsaggregate von einem vorhandenen Notschaltschütz, das die Reihenschaltung des elektronischen Schalters mit dem Zusat/.belastungs-

widerstand und dem Netzschütz überbrückt und dadurch den Verbraucher mit dem Bereitschaflsnetz verbindet, Gebrauch gemacht.

Zunächst wird (werden) wieder das (die) dem betriebsbereiten bzw. wieder betriebsbereiten Aggregat zugeordnete(n) Schaltschütz(e) geschlossen, aber gleichzeitig auch der elektronische Schalter geschlossen, worauf anschließend das zuvor geschlossene Notschaltschütz und das !"!berbrückungsschütz des Zusatzbelastungswiderstandes geöffnet werden und sodann im " Minimum des abklingenden Stromes im spannungskonstanten Netz der elektronische Schalter bei einem Stromnulldurchgang geöffnet wird.

Die betreffenden Zurückschaltverfahren sind auch bei einer Wechselstrom Versorgungsanlage mit mehreren, ' einzeln den Stromversorgungsaggregaten zugeordneten, elektronischen Schaltern durchführbar. Dazu wird in den Stromzweigen der elektronischen Schalter je ein Zusatzbelastungswiderstand mit einem Überbrückungsschütz benötigt. -''

Ein Ausführangsbeispie! der Erfindung wird im folgenden an Hand der F i g. 1 und 2 näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Wechselstromversorgungsanlage mit zwei im Parallelbetrieb arbeitenden Wechselrichtern;

F i g. 2 veranschaulicht den Zurückschaltvorgang an Hand von vier Diagrammen a) bis d), die den zeitlichen Verlauf der Verbraucherspannung und der dem Bereitschaflsnetz sowie den Wechselrichtern entnommenen Ströme darstellt. *

In F i g. 1 ist der erste Wechselrichter mit 1, der zweite Wechselrichter mit 2, der Verbraucher mit 3, das Bereitschaftsnetz mit N, der elektronische Schalter mit 8, der Zusatzbelastungswiderstand mit R, das Überbrükkungsschütz mit Sr, das Netzschütz mit S/v und die >' Wechselrichterschaltschütze mit Si und S₂ bezeichnet, ferner sind die Energiespeicher der Wechselrichter mit Ei und E₂ und das Notschaltschütz mit S»bezeichnet.

In Fig. 2 bedeutet

4(1

U] die Verbraucherspannung, s. Diagramm a),

is der dem Bereitschaftsnetz N entnommene Verbraucherstrom, s. Diagramm b),

/ι der dem Wechselrichter 1 entnommene Verbraucherstrom, s. Diagramm c), _r>

i₂ der rlem Wechselrichter 2 entnommene Verbraucherstrom, s. Diagramm d).

Die weiteren Bezugszeichen der Fig. 2 sind im folgenden erläutert.

Infolge Ausfallens des Wechselrichters I sei der <" Verbraucher 3 auf den Wechselrichter 2 und nach Wiederherstellung der Betriebsbereitschaft des Wechselrichters 1 zunächst wieder an das Bereitschaftsnetz geschaltet worden. In diesem Zustand (vgl. Fig. 2, Diagramm a) und b), vor dem Zeitpunkt to) speist das '·'> Bereitschaftsnetz N allein den Verbraucher 3 mit einem über das geschlossene Überbrückungsschütz Sr und den ebenfalls geschlossenen elektronischen Schalter 8 fließenden konstanten Strom in ein. Die Verbraucherspannung U) ist konstant und beträgt beispielsweise 220 '>" Volt. Im Zeitpunkt ίο wird durch ein Signal das Zurückschalten des Verbrauchers 3 vom Bereitschaftsnetz N auf die Wechselrichter 1 und 2, deren Ausgangsspannungen die gleiche Höhe wie da«. Bereitschaftsnetz haben, eingeleitet. Dabei werden gleichzeitig die Schaltschütze S\ und S₂ geschlossen und das Überbrückungsschütz Sa wird geöffnet. Wenn die Schaltschütze Si und S₂ etwas früher geschlossen werden als das Überbrückungsschülz S« geöffnet wird, liegt während einer kurzen Zeit nach dem Beginn des Zurückschaltens noch die volle Spannung des Bereitschaftsnetzes am Verbraucher. Beim Einschalten des Zusatzbelastungswiderstandes R sinkt die Verbraucherspannung U₃ ein Stück weit ab (s. Diagramm a)); der Verbraucherteilstrom iß beginnt abzunehmen, während die Verbraucherteilströme /Ί und i₂ von Null ausgehend zunehmen (s. Diagramm c) und d)). Der Zusatzbelastungswiderstand R kann so groß bemessen werden, daß die Verbraucherspannung beispielsweise nicht mehr als 10 % absinkt.

Es wurde festgestellt, daß der aus dem Bereitschaftsnetz entnommene Verbraucherteilai.om ;'a den im Diagramm b) dargestellten Verlauf aufweist, d. h., daß er nach einer gewissen Zeit ganz auf Null absinkt. Während dieser Zeit ergibt sich ein nahezu korstant bleibender Verbrauchergesamistrom /j. Das vollständige Abklingen des Stromes i_B wird dazu ausgenutzt, um die gegenparallelgeschalteten Thyristoren des elektronischen Schalters 8 im Nulldurchgang des Stromes selbsttätig zu löschen. Die Zündimpulse für die Thyristoren werden daher, noch bevor der Strom /« Null wird, unterbrochen oder weggenommen. Es hat sich gezeigt, daß bei Aufrechterhaltung der Zündimpulse der Strom /ß ähnlich wie die Ströme /Ί und /': nach dem Zeitpunkt I₀ wieder zunimmt. Die Zündimpulse können in bekannter Weise z. B. mit Hilfe einer von einem Zeitglied oder einem Stromwandler gesteuerten elektronischen Schalteinrichtung unterbrochen bzw. weggenommen werden. Nachdem im Zeitpunkt t· die Thyristoren des elektronischen Schalters 8 gelöscht worden sind, speisen die Wechselrichter 1 und 2 zusammen den Verbraucher 3 ein, wobei die Verbraucherspannung den gewünschten Sollwert uscnn aufweist. Im Zeitpunkt U ist daher der Zurückschaltvorgang beendet. Nach diesem Zeitpunkt kann dann das Überbrückungsschütz 5« wieder geschlossen werden.

Da nach dem Einschalten des Zusatzbelastungswidcrstandes R der Strom //? vollständig abklingt und die Thyristoren des elektronischen Schalters 8 gelöscht werden, ergibt sich der Vorteil, daß die dynamische Belastung (Belastungsänderung) der Wechselrichter und das Absinken der Verbraucherspannung erheblich geringer werden, als wenn das Zurückschalten ohne Zusatzbclastungswiderstand vorgenommen würde.

hs können mit dem nctzseitigen elektronischen Schalter und dem netzseitigen Schaltschütz auch mehrere Zusatzbelastungswiderstände in Reihe geschaltet sein, welchen je ein Überbrückungsschütz zugeordnet ist. die während des Zeitraumes, in dem der Netzstrom abklingt einzeln nacheinander hin/.ugeschaltet werden

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der Spannungskonstanz von im Parallelbetrieb arbeitenden Strom- ' Versorgungsaggregaten bei Störung eines der Aggregate, mit Hilfe den einzelnen Aggregaten nachgeschalteter Energiespeicher und Schaltschütze sowie einer Einrichtung zur Erfassung von Störungen, die im Störungsfali das Umschalten des "> Verbrauchers mit Hilfe einer elektronischen Umschaltvonrichtung unter Verwendung der Schaltschütze über ein vorübergehendes Anschließen an ein Bereiuschaftsnetz steuert, bei Wechselstromversorgungsanlagen ferner mit einer Synchronisierein- '■ richtung, mittels welcher die Stromversorgungsaggregate mit einem Wechselstrombereitschaftsnetz in Gleichlauf gehalten werden, darin bestehend, daß bei Störung eines Aggregates der gemeinsame Ausgang der S.rom Versorgungsaggregate und der -'" VcFuFäüCner mit ϊ line eines cickiroFnschcii Schalters an dais Bereitschaftsneiz geschaltet werden und nach Trennung des gestörten Aggregates von der Anlage mittels Öffnen seines zugehörigen Schaltschützes sowie nach Einregelung der bei einer -'"· Störung intakt gebliebenen Aggregate auf die der Anlage zuvor entnommene Gesamtversorgungsleistung wiederum mit Hilfe des elektronischen Schalters vom Bercitschaftsnetz getrennt werden nach DBP 19 35 206.8, dadurch gekenn- "' zeichnet, d<1 zunächst das (die) dem (den) ungestörten bzw. betriebsbere'·™ Stromversorgungsaggregat(en) zugeordnete^) Schallschutz^) geschlossen wird (werden) und <-(eichzeitig das Überbriickungsschütz eines mit dem elektronischen ^; Schalter und dem Netzschütz in Reihe geschalteten Zusatzbeiastungswiderstandcs geöffnet wird und daß sodann im Minimum des abklingenden Stromes im spannungskonstanten Netz der elektronische Schalter beim Stromnuüdurchgang geöffnet wird. ''

2. Verfahren nach Anspruch I, unter Verwendung eines bei Stromversorgungsanlagen vorhandenen Notschaltschützes, das die aus dem elektronischen Schalter, dem Zusatzbelastungswidcrstand und dem Nctzschülz gebildete Reihenschaltung und den ·' Verbraucher mit dem Bercitschaftsnetz verbindet überbrückt, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das (die) dem (den) ungestörten bzw. betriebsbereiten Stromversorgungsaggregat(cn) zugeordnete^) Schallschutz^) geschlossen, aber gleichzeitig auch '" der elektronische Schalter geschlossen wird, worauf anschließend das zuvor geschlossene Notschaltschütz und das Überbrückungsschiitz des Zusatzbelastungswiderstandes gcöffncl werden und sodann im Minimum des abklingenden Stromes im span- " nungskonütanten Net/, der elektronische Schalter bei einem Stromnulldurchgang geöffnet wird.