DE2041924C - Vorrichtung zur unterbrechungs freien Stromversorgung von Wechsel stromverbrauchern - Google Patents

Description

45

Die Erfindung betrifft eine ein- oder mehrphasige Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversor gung von Wechselstromverbrauchern, die mit einem über einen automatischen Kopplungsschalter und eine Drosselspule mit einem Hauptnetz elektrisch gekoppelten Hilfsnetz, an welches diese Verbraucher angeschlossen sind, und mit einer unmittelbar mit dem Hilfsnetz verbundenen Wechselstrommaschine mit automatischer Regelung der Spannung versehen ist, die bei Normalbetrieb als Wechselstrommotor einen Energiespeicher auflädt, der bei Störung des Hauptnetzes diese Maschine vorübergehend als Hilfsgenerator treibt.

Bei einer derartigen Vorrichtung wird nach dem Wegfall der Spannung im Hauptnetz von der dann als Hilfsgenerator arbeitenden Wechselstrommaschine dem Hilfsnetz Leistung geliefert. Bei einer derartigen Vorrichtung darf beim Umschalten des Hilfsnetzes vom Hauptnetz auf den Hilfsgenerator die Spannung im Hilfsnetz nur in sehr geiingem Maße abfallen, insbesondere wenn z. B. an das Hilfsnetz Computer aufschlössen sind.

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 Kcppelschalter unterbrochenen kurzgeschlossenen Kreis im Hauptnetz Leistung liefern. Der Abfall der Spannung im Hilfsnetz hängt vom Verhältnis der Reaktanz der Drosselspule, die die Kopplung zwischen dem Hauptnetz und dem Hilfsnetz bildet, zur Streureaktanz der Wechselstrommaschine ab. Die Größe der Reaktanz der Drosselspule kann mit Rücksicht auf die angestrebte Schutzwirkung auf das Hilfsnetz, was die Spannungsänderungen im Hauptnetz anbelangt, nicht unter einem bestimmten Wert gewählt werden. Die Größe der Streureaktanz der Wechselstrommaschine ist vorbestimmt. Es ist daher auch bei einer sehr schnell reagierenden Wechseistrommaschine niclu möglich, zu verhindern, daß plötzliche Spannung? änderungen im Hauptnetz, z. B. bei Kurzschlu."·. wenigstens teilweise dem Hilfsneiz weitergegeben werden.

Aus der britischen Patentschrift 1 066 150 ist e^ zur Verhinderung einer Spannungsabsenkung an der Verbraucherschiene bei einer Störung des Hauptnetzes bekannt, durch eine Strombegrenzungskupplung ein Einspeisen des Hilfsgenerators auf das gestörte Hauptnetz bis zu dessen endgültiger Abtrennung zu verhindern. Aus der deutschen Patentschrift 194 196 ist es bekannt, durch induktive Kopplung mittels Reihentransformatoren einen Belastungsausgleich zwischen zwei ein- oder mehrphasigen Wechselstromerzeugern herzustellen, die au! einen gemeinsamen Verbraucher einspeisen Dit.ser Stand der Technik zeigt jedoch keine Mittel auf, die zusätzlich zum Ausgleich einer Spanntmgsabsenkung an der Verbraucherschiene einen unbeeinflußten Normalbetrieb ermöglichen.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher bei der eingangs dargestellten Vorrichtung darin zu sehen, zusätzlich neben dem Ausgleich einer Spannungsabsenkung an der Verbraucherschiene einen unbeeinflußten Normalbetrieb zu erzielen.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelösl, daß das Hilfsnetz zudem über einen Transformator mit positiv magnetisch gekoppelten Wicklungen an die zwischen dem Hauptnetz und der Wechselstrommaschine geschaltete Drosselspule gekoppelt ist, indem eine Wicklung des Transformators zu der Drosselspule oder einem Teil· derselben parallel geschaltet ist.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß ein Abfall der Spannung in; Hilfsnetz wenigstens teilweise durch die Spannung ausgeglichen wird, die von der Reaktanz im Hauptnetz durch Transformation in das Hilfsnetz induziert wird.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert.

In F i g. 1 ist das Hauptnetz 1 über eine Reihenschaltung eines Kopplungsschalters 2, einnr Drosselspule 3, einer Wicklung eines Transformators 4 und eines Schalters 5 mit dem Hilfsnetz 6 verbunden. Die genannte Reihenschaltung ist durch eine Leitung, in der ein Schalter 13 angeordnet ist, überbrückbax, zwecks Außerbetriebsteilung der Vorrichtung. Die Vorrichtung für die Notversorgung besteht aus einer

Sfke_geLrdefUttiowi: ^'^ange.egtwird, wird im Ausführungsbeispiel über

einer mechanisch mit der Maschine 12 gekuppelten ^{die Wlcklun}g ^{4 eine} Spannung von y -yc = y£

Gleichstrommaschine 11 und einer elektrisch mit induziert. Durch die Reihenschaltung der Sekundär-

der Maschine 11 gekoppelten Gleichstrommaschine 10, 5 wicklung 4 zwischen Hauptnetz und Hilisnetz wird

die über e.ne ausschaltbare Kupplung 8 wieder me- _J. * 1 _r . _ 2 _

chanisch mit einem Dieselmotor? gekuppelt werden ^{diese s}P^annun8 ^von y^{£ zu der} Spannung von ~t

kann. Es ist einleuchtend, daß für den Antrieb der im Punkt 14 addiert, so daß die Gesamtspannung

Maschine 10 auch andere Mittel anwendbar sind, im Hilfsnetz (6) E bleibt.

ζ.ti. Akkumulatoren. Auch können die Maschinen io In F i g 2 ist die Drosselspule 3 die Primärwick-

10 und 11 kombiniert werden. Auf der Achse des lung des Transformators, die durch Aufwicklung

Ankers der Maschine 10 ist ein Schwungrad 9 ar.ge- der Drosselspule 3 auf denselben Kern wie Wick-

⁰Fm'' u- ^^{ahrend des} Umschalten von Netz- lung 4 gebildet ist. Auch bei dieser Ausführung ist

auf Notbetrieb vorübergehend die Maschine 10 treibt. das Übersetzungsverhältnis vorzugsweise gleich den;

Mit den Reglern 10α und 11a wird die Erregung 15 Verhältnis zwischen der Streureaktanz 15 und de

der Maschinen geregelt. Reaktanz der Drosselspule 3.

r-ails schlagartige Änderungen im Hauptnetz auf- In F i g. 3 sind die Phasenwicklungen einer drei treten, ζ. Β bei Kurzschluß im Hauptnetz, wird, phasigen Vorrichtung /-'ckzackgeschaltet. Bei der bevor durch Öffnung des Schalters 2 der kurz- selben erfolgt Umwandlung zwischen einer der ai, geschlossene Kreis unterbrochen wird, die Ma- 20 Primärwicklung dienenden Drosselspulen Ua, !'.·. schinel2 sowohl dem Hilfsnetz wie dem kurzge- oder Wa und einer der als Sekundärwicklung die sclilossenen Kreis im Hauptnetz Leistung liefern. nenden Spulen U_c, V_c oder W₀. Die mit einer de: Uie Große der Spannung im Punkt 14 wird dann Spulen Ua, Va oder Wa elektrisch gekoppelte; durch das Verhältnis zwischen der Größe der Reak- Spulen U_e, V_c oder W_c sind mit einer anderen oer tanz der Drosselspule 3 und der Größe der Streu- 35 Spulen Ua, Va oder Wa magnetisch gekoppelt. Mil reaktanz 15 der Maschine 12 bestimmt. Falls die dieser Maßnahme ist es möglich, die Spannung irr Reaktanz der Drosselspule 3 das Zweifache der Punkt 14, 14' oder 14" gleich groß zu machen, wir Mreureaktanz 15 beträgt, wird die Spannung im die Spannung im Hauptnetz und im Hilfsnetz. Funkt 14 zwei Drittel der Generatorspannung E F i g. 4a zeigt, für eine Phase, das Vektordiagramm betragen. Indem erfindungsgemäß eine positiv magne- 30 für die Konfiguration, bei der keine Zickzackschaitsche Kopplung zwischen einer im kurzgeschlossenen tung angewandt wird, und

Kreis im Hauptnetz angeordneten Reaktanz und Fig. 4b zeigt die Konfiguration, bei der dies dem Hilfsnetz angeordnet wird, kanndieserSpannungs- der Fall ist. Die Gleichheit der Spannungen der abfall wenigstens teilweise ausgeglichen werden. Ein Maschine, des Hauptnetzes und des Hilfsnetzes hai guter Ausgleich wird namentlich dann erzielt, wenn 35 einen günstigen Einfluß auf die Aufrechterhaltun» das Übersetzungsverhältnis und die Spannung auf der Netzspannung bei Übergang von Notbetrieb der Primärwicklung so gewählt werden, daß der auf Netzbetrieb durch Schließen des Schalters 2, Spannungsabfall im Punkt 14 durch die in der Wick- was automatisch erfolgt, wenn die inzwischen zufcing 4 induzierte Spannung gerade ausgeglichen wird. rückgekehrte Spannung im Hauptnetz nahezu gleich Im Ausfuhrungsbeispiel nach F i g. 1 ist zu diesem 40 der Maschinenspannung ist. Ferner hat die Zickzack-Zweck ein Transformator vorgesehen, dessen Über- schaltung einen günstigen Effekt beim Übergang •etz mgsverhältnis gleich dem Verhältnis zwischen von Netzbetrieb auf Notbetrieb und beim Auftreten der Streureaktanz 15 und der Reaktanz der Drossel- von Kurzschluß im Hauptnetz. Jpule3 ist. Im vorliegenden Beispiel beträgt dieses Die Zickzackschaltung ist sowohl bei der Aus-Verhaltnis 1:2. Indem an die Primärwicklung 16 45 führung nach F i g. 1 wie bei der Ausführung nach des Transformators die Spannung über die Drossel- F i g. 2 anwendbar.

Hierzu J BIr.lt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ein- oder mehrphasige Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung von Wechselstromverbrcuchern, die mit einem über einen automatischen Kopplungsschalter und eine Drosselspule mit einem Hauptnetz elektrisch gekoppelten Hilfsnetz, an welches diese Verbraucher angv .llossen sind, und mit einer unmittelbar mit dem Hilfsnetz verbundenen Wechselstrommaschine mit automatischer Regelung der Spannung versehen ist, die bei Normalbetrieb als Wechselstrommotor einen Energiespeicher auflädt, der bei Störung des Hauptnetzes diese Maschine vorübergehend als Hilfsgenerator treibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsnetz zudem · über einen Transformator mit positiv magnetisch gekoppelten Wicklungen an die zwischen dem Hajptnetz und dieser Maschine geschaltete Drosselspule gekoppelt ist, indem eine Wicklung de Transformators zu der Drosselspule oder einem Teil derselben parallel geschaltet ist.

2. Vorrichtung r.ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Wicklung des Transformators die Drosselspule oder ein Teil derselben ist.

3. Mehrphasige Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dab die Phasenwicklungen des Transformators zickzackgeschaltet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Über-Setzungsverhältnis des Transformators gleich dem Verhältnis zwischen der Streureaktanz der Wechselstrommaschine und der Reaktanz der Drosselspule ist.

40