DE2041924A1 - Device for the continuous supply of electricity - Google Patents

Device for the continuous supply of electricity

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DE2041924A1 DE19702041924 DE2041924A DE2041924A1 DE 2041924 A1 DE2041924 A1 DE 2041924A1 DE 19702041924 DE19702041924 DE 19702041924 DE 2041924 A DE2041924 A DE 2041924A DE 2041924 A1 DE2041924 A1 DE 2041924A1
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Description

Dipl. phys. Gerhard LiedlDipl. Phys. Gerhard Liedl

MünJ.cn 22, Sicinsdorfstr. 21-22MünJ.cn 22, Sicinsdorfstr. 21-22

Ecke Zwiibrückenslr., TsI. 2f G462 *? Π /Corner of Zwiibrückenslr., TsI. 2f G462 *? Π /

Heeraaf N.V., Hengelo (o), die NiederlandeHeeraaf N.V., Hengelo (o), the Netherlands

"Vorrichtung zur kontinuierlichen Stromlieferung""Device for the continuous supply of electricity"

Die Erfindung betrifft eine ein- oder mehrphasige Vorrichtung zur kontinuierlichen Speisung von Nutzgeräten mit Wechselstrom, welche Vorrichtung mit einem über einen automatischen Kopplungsschalter und eine Drosselspule mit einem Hauptnetz elektrisch gekoppelten Hilfsnetz, an welches diese Nutzgeräte angeschlossen sind, und mif einer unmittelbar mit dem Hilfsnetz verbundenen Wechselstrommaschine mit automatischer Reglung der Spannung versehen ist, welche Maschine bei Normalbetrieb als Wechselstrommotor einen Energiesammler treibt, der bei Störung des Hauptnetzes diese Maschine vorübergehend als Hilfsgenerator treibt.The invention relates to a single-phase or multi-phase device for the continuous supply of utility devices with alternating current, which device with an automatic coupling switch and a Choke coil with a main network electrically coupled auxiliary network to which these utility devices are connected are, and with an AC machine directly connected to the auxiliary network with automatic Regulation of the voltage is provided, which machine in normal operation as an AC motor has an energy collector drives, which temporarily drives this machine as an auxiliary generator in the event of a fault in the main network.

Bei einer derartigen Vorrichtung wird nach dem Wegfall der Spannung im Hauptnetz von der dann als Hilfsgenerai ··.. arbeitenden Wechselstrommaschine dem Hilfsnetz Leistun geliefert. Gegenwärtig wird bei einer derartigen Vorricr .,-ung gefordert, dass bei Umschaltung des Hilfsnetzes vo. Speisung von dem Hauptnetz aus auf Speisung von dem Hilfsgenerator aus, die Spannung im Hilfsnetz nur in sehr geringem Masse abfallen darf. Dies ist namentlich der Pa/.In such a device, after the voltage in the main network has been removed, power is supplied to the auxiliary network by the alternating current machine, which then works as an auxiliary generator. At present, with such a Vorricr., - Unrequired that when switching the auxiliary network, Feed from the main network to feed from the auxiliary generator, the voltage in the auxiliary network may only drop to a very small extent . This is namely the Pa /.

1098U/U4 8.1098U / U4 8.

2Ü419242Ü41924

wenn z.B. an das Hilfsnetz Komputer angeschlossen sind.if, for example, computers are connected to the auxiliary network.

Ein Starker vorübergehender Abfall der Spannung im Hilfsnetz kann insbesondere auftreten, wenn im Hauptnetz Kurzschluss auftritt. Die als Generator wirksame Wechselstrommaschine wird dann sowohl dem Hilfsnetz wie dem noch nicht von dem Koppelschalter unterbrochenen kurzgeschlossenen Kreis im Hauptnetz Leistung liefern. Der Abfall der Spannung im Hilfsnetz wird dann von dem Verhältnis zwischen derA strong temporary drop in voltage in the auxiliary network can occur in particular if a short circuit occurs in the main network. The alternating current machine that acts as a generator is then short-circuited both to the auxiliary network and to the one that has not yet been interrupted by the coupling switch Supply circuit in the main network. The drop in voltage in the auxiliary network is then determined by the ratio between the

Reaktanz der Drosselspule, die die Kopplung zwischen dem Hauptnetz und dem Hilfsnetz bildet, und der Verbreitungsreaktanz der Wechselstrommaschine bildet. Die Grösee der Reaktanz der prosselspule kann mit Rücksicht auf die angestrebte Schutzwirkung auf das Hilfsnetz, was die Spannungsänderungen im Hauptnetz anbelangt, nicht kleiner als ein bestimmter Wert gewählt werden. Die Grosse der Verbreitungsreaktanz der Wechselstrommaschine ist eine autonome Tatsache. Es ist unter diesen Umständen auch bei einer sehr schnell W reagierenden Wechselstrommaschine nicht möglich zu verhindern, dass plötzliche Spannungsänderungen im Hauptnetz, z.B. bei Kurzschluss, wenigstens teilweise dem Hilfsnetz weitergegeben werden.Reactance of the reactor, which forms the coupling between the main network and the auxiliary network, and the diffusion reactance of the alternating current machine. The size of the reactance of the pulse coil cannot be chosen to be smaller than a certain value with regard to the desired protective effect on the auxiliary network, as far as the voltage changes in the main network are concerned. The magnitude of the spread reactance of the alternator is an autonomous fact. It can not be prevented under these circumstances even with a very fast-reacting W alternator possible that sudden changes in voltage on the main network, eg short circuit, at least in part, the auxiliary power is shared.

Mit der Erfindung soll dieser Nachteil behoben werden. Dies wird dadurch erreicht, dass bei einer derartigen Vorrichtung das Hilfsnetz zudem über einen Transformator mit positiv magnetisch gekoppelten Wicklungen mit einer zwischen dem Hauptnetz und dieser Maschine geschalteten Impedanz gekoppelt ist. 1098 U/1448 The invention is intended to remedy this disadvantage. This is achieved in that in such a device the auxiliary network is also coupled via a transformer with positively magnetically coupled windings with an impedance connected between the main network and this machine . 1098 U / 1448

Durch diese Massnahme wird erreicht, dass ein Abfall der Spannung im Hilfsnetz wenigstens teilweise durch die Spannung ausgeglichen wird, die durch die Umwandlung der Spannung über die Impedanz im Hauptnetz in das Hilfsnetz introduziert wird.This measure ensures that a decrease in the Voltage in the auxiliary network is at least partially offset by the voltage generated by the conversion of the Voltage is introduced into the auxiliary network via the impedance in the main network.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemässen Vorrichtung ergeben sich aus der Beschreibung einer Anzahl Ausführungsbeispiele nach der Zeichnung.Further features and advantages of the device according to the invention emerge from the description of a Number of embodiments according to the drawing.

In Fig. 1 ist das Hauptnetz 1 über eine Reihenschaltung eines Kopplungsschalters 2, einer Drosselspule 3, einer Wicklung eines Transformators 4 und eines Schalters 5 mit dem Hilfnetz 6 verbunden. Die genannte Reihenschaltung ist durch eine Leitung, in der ein Schalter 13 angeordnet ist, überbrückt, zwecks Ausserbetriebstellung der Vorrichtung. Die Vorrichtung für die Notversorgung besteht aus einer Wechselstrommaschine 12 und einer Schaltung 12a für automatische Reglung der Spannung, sowie einer mechanisch mit der Maschine 12 gekuppelten Gleichstrommaschine 11 und einer elektrisch mit der Maschine 11 gekoppelten Gleichstrommaschine 10, die, über eine ausschaltbare Kupplung 8 wieder mechanisch mit einem Dieselmotor 7 gekuppelt werden kann. Es ist einleuchtend, dass für den Antrieb der Maschine 10 auch andere Mittel anwendbar sind, z.B. Akkumulatoren. Auch können die Maschinen 10 und 11 kombiniert werden. Auf der Achse des Ankers der Maschine 10 ist ein Schwungrad 9In Fig. 1, the main network 1 is connected in series a coupling switch 2, a choke coil 3, a winding of a transformer 4 and a switch 5 connected to the auxiliary network 6. Said series connection is formed by a line in which a switch 13 is arranged is bridged for the purpose of putting the device out of operation. The device for the emergency supply consists of an alternating current machine 12 and a circuit 12a for automatic regulation of the voltage, as well as a mechanical one DC machine 11 coupled to machine 12 and a DC machine electrically coupled to machine 11 10, which can be mechanically coupled again to a diesel engine 7 via a disengageable clutch 8. It is evident that other means can also be used for driving the machine 10, for example accumulators. The machines 10 and 11 can also be combined. on the axis of the armature of the machine 10 is a flywheel 9

1098U/U481098U / U48

angeordnet, das während des Umschaltens von Netz- auf Notbetrieb vorübergehend die Maschine 10 treibt. Mit den Reglern 10a und 11a wird die Feldstärke der Maschinen geregelt.arranged, which temporarily drives the machine 10 during the switch from mains to emergency operation. With the controllers 10a and 11a regulate the field strength of the machines.

Falls schlagartige Änderungen im Hauptnetz auftreten, z.B. bei Kurzschluss im Hauptnetzt, wird, bevor durch Öffnung des Schalters 2 der kurzgeschlossene Kreis unterbrochen wird, die Maschine 12 sowohl dem Hilfsnetz wie dem kurzgeschlossenen Kreis im Hauptnetz Leistung liefern. Die Grosse der Spannung im Punkt 14 wird dann durch das Verhältnis zwischen der Grb'sse der Reaktanz der Drosselspule 3 und der Grosse der Verbreitungcreaktanz 15 der Maschine 12 bestimmt. Falls die Reaktanz der Drosselspule 3 das Zweifache der Verbreitungsreaktanz 15 beträgt, wird die Spannung im Punkt 14 zwei Drittel der Generatorspannung E betragen. Indem erfindungsgemäss eine positiv magnetische Kopplung zwischen einer im kurzgeschlossenen Kreis im Hauptnetz angeordneten Impedanz und dem Hilfsnetz angeordnet wird, kann dieser Spannungsabfall wenigstens teilweise ausgeglichen werden. Ein guter Ausgleich wird namentlich erzielt, wenn das Umwandlungsverhältnis und die Spannung auf der Primärwicklung so gewählt wird, dass der Spannungsabfall im Punkt 14 durch die in der Wicklung 4 induzierte Spannung gerade ausgeglichen wird. Im AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 1 ist zu diesem Zweck ein Transformator angeordnet, dessenIf sudden changes occur in the main network, for example a short circuit in the main network, before the short-circuited circuit is interrupted by opening the switch 2, the machine 12 supplies power to both the auxiliary network and the short-circuited circuit in the main network. The magnitude of the voltage at point 14 is then determined by the ratio between the magnitude of the reactance of the choke coil 3 and the magnitude of the diffusion reactance 15 of the machine 12. If the reactance of the choke coil 3 is twice the propagation reactance 15, the voltage at point 14 will be two thirds of the generator voltage E. By arranging, according to the invention, a positive magnetic coupling between an impedance arranged in the short-circuited circuit in the main network and the auxiliary network, this voltage drop can be at least partially compensated for. A good balance is achieved if the conversion ratio and the voltage on the primary winding are chosen so that the voltage drop at point 14 is just compensated for by the voltage induced in winding 4. In the exemplary embodiment according to FIG. 1 , a transformer is arranged for this purpose

1 0 9 H 1 Λ / 1 /, /. 8 - 4 -1 0 9 H 1 Λ / 1 /, /. 8 - 4 -

2UA192A2UA192A

Umwandlungsverhältnis gleich dem Verhältnis zwischen der Verbreitungsreaktanz 15 und der Reaktanz der Drosselspule 5 ist. Im vorliegenden Beispiel beträgt dieses Verhältnis 1/2. Indem an die Primärwicklung 16 'des Transformators die Spannung Über die Drosselspule 3 angelegt wird, wird im AusfUhrungsbeispiel über die Wicklung 4 eine Spannung von 1 . 2 E = 1 E induziert. Durch dieThe conversion ratio is equal to the ratio between the propagation reactance 15 and the reactance of the reactor 5. In the present example this ratio is 1/2. By applying the voltage across the choke coil 3 to the primary winding 16 'of the transformer, a voltage of 1 is generated across the winding 4 in the exemplary embodiment. 2 E = 1 E induced. Through the

2 3 32 3 3

Reihenschaltung der Sekundärwicklung 4 zwischen HauptnetzSeries connection of the secondary winding 4 between the main network

und Hilfsnetz/and auxiliary network /

wird diese Spannung von 1/3 E zu der Spannung von 2/3 E im Punkt 14 addiert, so dass die Gesamtspannung im Hilfsnetz 6 E bleibt.this voltage of 1/3 E is added to the voltage of 2/3 E in point 14, so that the total voltage in the auxiliary network 6 E remains.

In Fig. 2 ist die Drosselspule 3 die Primärwicklung des Transformators, die durch Aufwicklung der Drosselspule 3 auf denselben Kern wie Wicklung 4 gebildet ist. Auch bei dieser Ausführung ist das Umwandlungsverhältnis vorzugsweise gleich dem Verhältnis zwischen der Verbreitungsreaktanz 15 und der Reaktanz der Drosselspule 3· In Fig. 2, the inductor 3 is the primary winding of the Transformer, which is formed by winding the choke coil 3 on the same core as winding 4. Also at In this embodiment, the conversion ratio is preferably equal to the ratio between the propagation reactance 15 and the reactance of the reactor 3

In Fig. 3 sind die Phasenwicklungen einer dreiphasigen Vorrichtung zickzackgeschaltet. Bei derselben erfolgt Umwandlung zwischen einer der als Primärwicklung dienenden Drosselspulen Ua, Va oder Wa und einer der als Sekundärwicklung dienenden Spulen U , Vn oder Wn. DieIn Fig. 3, the phase windings of a three-phase device are zigzagged. In the same, conversion takes place between one of the choke coils Ua, Va or Wa serving as the primary winding and one of the coils U, V n or W n serving as the secondary winding. the

CC CCC C

mit einer der Spulen Ua, Va oder Wa elektrisch gekoppelten Spulen U , V oder W ist mit einer anderen der Spulen Ua, Va oder Wa magnetisch gekoppelt. Mit dieserCoils U, V or W electrically coupled to one of the coils Ua, Va or Wa is magnetically coupled to another of the coils Ua, Va or Wa. With this

Massnahme ist ee möglich die Spannung im Punkt 14, 14·Measure is ee possible the tension in point 14, 14

1090H/1U8
- 5 -1090H / 1U8
- 5 -

2ÜA19242ÜA1924

oder 14" gleich gross zu machen wie die Spannung im Hauptnetz und im Hilfsnetζ.or to make 14 "the same as the voltage in the main network and in the auxiliary networkζ.

Pig. 4a zeigt, für eine Phase, das Vektordiagramm für die Konfiguration, "bei der keine Zickzackschaltung angewandt wird undPig. 4a shows, for one phase, the vector diagram for the configuration "in which there is no zigzag connection is applied and

Fig. 4b zeigt die Konfiguration, bei der dies wohl der Fall ist. Die Gleichheit der Spannungen der Maschine, des Hauptnetzes und des Hilfsnetzes hat einen günstigen Einfluss auf die Aufrechterhaltung der Netzspannung bei Uebergang von Notbetrieb auf Netzbetrieb durch Schliessen des Schalters 2, was automatisch erfolgt, wenn die inzwischen zurückgekehrte Spannung im Hauptnetz nahezu gleich der Maschinespannung ist. Ferner hat die Zickzackschaltung einen günstigen Effekt bei Uebergang von Netzbetrieb auf Notbetrieb und beim Auftreten von Kurzschluss im Hauptnetz.Fig. 4b shows the configuration in which this is probably the Case is. The equality of the voltages of the machine, the main network and the auxiliary network has a favorable effect Influence on the maintenance of the mains voltage during the transition from emergency operation to mains operation by closing of switch 2, which takes place automatically if the voltage in the main network that has meanwhile returned is almost equal to the Machine voltage is. Furthermore, the zigzag circuit a favorable effect in the transition from network operation to emergency operation and in the event of a short circuit in the main network.

Die Zickzackschaltung ist sowohl bei der Ausführung nach Fig. 1 wie bei der Ausführung nach Fig. 2 anwendbar.The zigzag circuit can be used both in the embodiment according to FIG. 1 and in the embodiment according to FIG.

1098U/U48 - 6 -1098U / U48 - 6 -

Claims (6)

PatentansprücheClaims 1 ./Ein- oder mehrphasige Vorrichtung, zur kontinuierlichen-Speisung von Nutzgeräten mit Wechselstrom, welche Vorrichtung mit einem Über einen automatischen Kopplungsschalter und eine Drosselspule mit einem Hauptnetz elektrisch gekoppelten Hilfsnetz, an welches diese Nutzgeräte angeschlossen sind, und mit einer unmittelbar mit dem Hilfsnetz verbundenen Wechselstrommaschine mit automatischer Reglung der Spannung versehen ist, welche Maschine bei Normalbetrieb als Wechselstrommotor einen Energiesammler treibt, der bei Störung des Hautpnetzes diese Maschine vorübergehend als Hilfsgenerator treibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsnetz zudem über einen Transformator mit positiv magnetisch gekoppelten Wicklungen mit einer dem Hauptnetz und dieser Maschine'geschalteten Impedanz gekoppelt ist.1 ./Single or multi-phase device, for continuous supply of utility devices with alternating current, which device with an automatic coupling switch and a choke coil with a main network electrically coupled auxiliary network to which these utility devices are connected are, and with an AC machine directly connected to the auxiliary network with automatic regulation of the Voltage is provided, which machine in normal operation as an AC motor drives an energy collector, which at Disturbance of the main network temporarily drives this machine as an auxiliary generator, characterized in that the Auxiliary network also via a transformer with positively magnetically coupled windings with one of the main network and this machine 'switched impedance is coupled. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz durch die Drosselspule oder einen Teil derselben gebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the impedance through the choke coil or a part the same is formed. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Wicklung des Transformators zu der Drosselspule oder einem Teil derselben parallelgeschaltet ist.3. Apparatus according to claim 1-2, characterized in that one winding of the transformer to the choke coil or part of it is connected in parallel. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1- 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Wicklung des Transformators die Drosselspule oder einen Teil derselben ist.4. Apparatus according to claim 1- 2, characterized in that one winding of the transformer is the choke coil or part thereof. 1 0 9 ." 1 u I 1 /, /4 81 0 9. "1 u I 1 /, / 4 8 5. Mehrphasige Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenwicklungen des Transformators zickzackgeschaltet sind.5. Multi-phase device according to claims 1-4, characterized in that the phase windings of the transformer are zigzagged. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwandlungsverhältnis des Transformators gleich dem Verhältnis zwischen der Verbreitungsreaktanz der Wechselstrommaschine und. der Reaktanz der Drosselspule ist.6. Apparatus according to claim 1-5, characterized in that the conversion ratio of the transformer is the same the relationship between the spread reactance of the alternator and. the reactance of the reactor is. 1098U/1U8 - 8 -1098U / 1U8 - 8 -
DE19702041924 1969-09-16 1970-08-24 Device for the uninterrupted power supply of AC consumers Expired DE2041924C (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
NL6914022 1969-09-16
NL696914022A NL141726B (en) 1969-09-16 1969-09-16 DEVICE FOR UNINTERRUPTED POWER SUPPLY IN A SUPPLY NETWORK CONNECTED TO A MAIN NETWORK.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2041924A1 true DE2041924A1 (en) 1971-04-01
DE2041924B2 DE2041924B2 (en) 1972-10-05
DE2041924C DE2041924C (en) 1973-04-26

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EP0872942A2 (en) 1997-04-14 1998-10-21 PILLER-GmbH System for stabilising a power supply network
NL1013829C2 (en) * 1998-12-15 2001-12-19 Seg Schaltanlagen Elektronik G Device for supplying electrical consumers of an island network with a mains part of electrical energy.

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Also Published As

Publication number Publication date
DE2041924B2 (en) 1972-10-05
NL141726B (en) 1974-03-15
BE755401A (en) 1971-03-01
GB1309858A (en) 1973-03-14
NL6914022A (en) 1971-03-18

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E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977