DE2351662B2

DE2351662B2 - POWER SUPPLY SYSTEM WITH A COMBUSTION ENGINE AND A SYNCHRONOUS GENERATOR

Info

Publication number: DE2351662B2
Application number: DE19732351662
Authority: DE
Inventors: Helmut 8521 Bubenreuth Volkmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-10-15
Filing date: 1973-10-15
Publication date: 1976-08-12
Also published as: DE2351662A1; JPS5066719A

Description

2020th

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungseinrichtung mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Synchrongenerator, die Verbraucher mit großen Einschaltstrom, insbesondere Elektromotoren speist, bei der die Verbraucher bei einer unterhalb der Nennspannung liegenden Spannung zugeschaltet werden, und bei der vor oder mit dem Zuschalten der Verbraucher die Generatorspannung abgesenkt und während des Anlaufvorganges der Verbraucher langsam auf die volle Nennspannung gesteigert wird. The invention relates to a power supply device with an internal combustion engine and a synchronous generator, which feeds consumers with large inrush currents, in particular electric motors, in which the consumers are switched on at a voltage below the nominal voltage, and in which the generator voltage is switched on before or with the switching on of the consumers lowered and the consumer is slowly increased to the full rated voltage during the start-up process.

Eine derartige Stromversorgungseinrichtung ist durch die deutsche Patertanmeldung Aktz.: St 6062, 21d 31/01 (bekanntgemacht am 16. 6. 1954) bekannt. Dort ist ein Verfahren zum Anschließen eines belasteten Netzes an ein als Reservestromquelle dienendes Stromerzeugungsaggregat beschrieben, das bei Ausfall der normalen Stromversorgung eingeschaltet und durch ein Schütz mit dem Verbrauchernetz bei abgeschalteter normaler Stromquelle verbunden wird. Dabei wird die Verbindung des Stromerzeugungsaggregates mit dem Verbrauchernetz bereits dann durch das Schütz vorgenommen, wenn das Stromerzeugungsaggregat während des Hochlaufvorganges erst eine weit unter dem Sollwert liegende Spannung, etwa 40 bis 60%. erreicht hat. Das bekannte Stromerzeugungsaggregat dient als Notstromaggregat, das bei Ausfall der Netzspannung die Versorung der Verbraucher übernimmt. Das Notstromaggregat besteht aus einem von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generator, dessen Spannung beim Hochfahren verhältnismäßig flach ansteigt. Beim Ausfall der Netzspannung läuft das Stromerzeugungsaggregat seslbsttätig an und das Schütz schaltet bei Erreichen einer verhältnismäßig niedrigen Generatorspannung die Verbraucher weit vor Erreichen der Nenndrehzahl zu. Dadurch wird eine Überlastung des Aggregates vermieden, da die angeschlossenen Verbraucher mit langsam steigender Spannung des Generators schonend an die Nennleistung herangeführt werden, wie dies bei Verwendung eines Anlaßtransformators der Fall wäre.Such a power supply device is by the German patent application Aktz .: St 6062, 21d 31/01 (announced on June 16, 1954). There is a procedure for hooking up a charged one Network to a power generator serving as a reserve power source described, which in the event of failure the normal power supply switched on and through a contactor to the consumer network when switched off normal power source. This is the connection of the power generator with the consumer network already made by the contactor when the power generating set During the run-up process, a voltage that is far below the setpoint value, approximately 40 to 60%. has reached. The well-known power generator serves as an emergency power generator, which in the event of failure of the Mains voltage takes over the supply of the consumers. The emergency generator consists of one of an internal combustion engine driven generator, the voltage of which is relatively high when starting up rises flat. If the mains voltage fails, the power generator starts up automatically and that When a relatively low generator voltage is reached, the contactor switches the consumer far before reaching the nominal speed. This avoids overloading the unit because the connected Consumers with slowly increasing generator voltage gently to the nominal power be introduced, as would be the case when using a starting transformer.

In neuerer Zeit werden als Generatoren bei Energieerzeugungsaggregaten kompoundierte Synchrongeneratoren eingesetzt. Diese Generatoren zeichnen sich durch einen sehr schnellen Aufbau der Spannung und einer kurzen Spannungs-Ausregelzeit bei Lastzuschaltungen aus. Die Anwendung des bekannten Verfahrens der Zuschaltung von Verbrauchern mit großem Einschaltstrom (Elektromotoren. Transformatoren od. dgL) bringt bei kompoundierten Generatoren nicht mehr den gewünschten Erfolg, da bei Zuschaltung der Verbraucher bei einem unter Nennspannung liegenden Wert bis zum Erreichen der Nennspannung nicht mehr genügend Zeit verbleibt, um das Aggregat vor Oberlast zu schützen. Das Energieerzeugungsaggregat muß daher überdimensioniert werden oder es müssen aie Verbraucher nach einem anderen bekannten Verfahren gestaffelt zugeschaltet werden. Im letzteren Fall ist ein Mehraufwand durch zusätzliche Schaltorgane gegebeaMore recently, they are used as generators in power generation units compounded synchronous generators are used. These generators stand out due to a very fast build-up of the voltage and a short voltage settling time when switching on loads the end. The use of the known method of connecting loads with a large inrush current (Electric motors, transformers or the like) does not help with compounded generators the desired success, because when the consumer is switched on at a voltage below the nominal value Value until the nominal voltage is reached, there is no longer enough time to protect the unit from overload to protect. The power generation unit must therefore be oversized or it must be aie consumer can be switched on staggered according to another known method. In the latter case is a Additional effort due to additional switching elements

Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufwand für die Überdimensionierung herabzusetzen, ohne daß die Verbraucher gestaffelt zugeschaltet zu werden brauchen. The object of the invention is to reduce the cost of oversizing without the Consumers need to be switched on in stages.

Die Lösung der Aufgabe besteht bei einer Stromversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß darin, daß bei Anwendung eines kompoundierten Synchrongenerators zum Verändern der Spannung eine Einrichtung zum Schwächen bzw. Verstärken der Generatorerregung vorgesehen ist. Auf diese Weise kann das Aggregat bei Gewährleistung eines sicheren Anlaufes eines großen motorischen Verbrauchers bzw. Zuschalten eines Transformators möglichst klein gehalten werden. Dabei werden die an sich vorteilhaften Charakteristiken der kompoundierten Generatoren (dynamisches Verhalten) unverändert beibehalten. Die Verbrennungskraftmaschine (Dieselaggregat) kann den Aufschaltvorgang mit geringerer Leistung als bisher überbrücken. Dadurch ist die Gefahr des Verrußens bei Betrieb im unteren Lastbereich verringert und der Gesamtwirkungsgrad wird verbessert. Die höhere Ausnutzung des Aggregates bringt eine Kostenersparnis mit sich.The solution to the problem consists in a power supply device of the type mentioned according to the invention in that when using a compounded Synchronous generator for changing the voltage a device for weakening or amplifying the generator excitation is provided. In this way, the unit can be guaranteed a safe start-up of a large motor consumer or switching on a transformer if possible can be kept small. The characteristics of the compounded Keep generators (dynamic behavior) unchanged. The internal combustion engine (diesel generator) can bridge the connection process with less power than before. This is the danger of sooting during operation in the lower load range is reduced and the overall efficiency is improved. The higher utilization of the unit results in cost savings.

Die Spannungsabsenkung durch Schwächen der Erregung kann auf verschiedene Weise erreicht werden, beispielsweise:The tension reduction by weakening the excitation can be achieved in different ways, for example:

a) durch direktes Einschalten eines Widerstandes in den Erregerkreis,a) by directly switching on a resistor in the excitation circuit,

b) be: geregelten Generatoren durch Einschalten eines Widerstandes über den Reglereingang oder durch Statikveränderung bzw. Istwertvorgabe.b) be: controlled generators by switching on a resistor via the controller input or by changing the droop or specifying the actual value.

Die Herabsetzung der Spannung eines Synchrongenerators durch Verändern eines in den Erregerkreis eingeschalteten Widerstandes zur Erzielung eines Sanftanlaufes von Asynchronmotoren ist durch die US-PS 28 95 096 an sich bekannt. Hier wird jedoch eine Erregungsänderung des Synchrongenerators lediglich bis zum Erreichen eines vorgegebenen unteren Drehzahlwertes der Asynchronmotoren vorgenommen. Die Steuerung des weiteren Hochlaufes der Asynchronmotoren bis zur Nenndrehzahl wird über eine Transmission mit änderbarem Übersetzungsverhältnis bewirkt, die zwischen Synchrongenerator und einem diesen antreibenden netzgespeisten Asynchronmotor angeordnet ist.The reduction of the voltage of a synchronous generator by changing one in the excitation circuit switched on resistance to achieve a soft start of asynchronous motors is through the US-PS 28 95 096 known per se. Here, however, there is only a change in the excitation of the synchronous generator carried out until a predetermined lower speed value of the asynchronous motors is reached. the Control of the further run-up of the asynchronous motors up to the nominal speed is carried out via a transmission with changeable transmission ratio causes the between synchronous generator and one driving it Mains-fed asynchronous motor is arranged.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten schematischen Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the schematic exemplary embodiment shown in the drawing explained.

Das in der Figur gezeigte Stromerzeugungsaggregat, bestehend aus einer Verbrennungskraftmaschine 1 und einem kompoundierten Generator 2 mit Erregereinrichtung 3, speist über die Sammelschienen 10 und das Motorschütz 8 einen motorischen Verbraucher 9. Dieser ist in seiner Nennleistung im Verhältnis zur Aggregatnennleistung sehr groß. Um den Aufschaltvorgang des motorischen Verbrauchers 9 vom bereits laufendenThe power generation unit shown in the figure, consisting of an internal combustion engine 1 and a compounded generator 2 with excitation device 3, feeds via the busbars 10 and the Motor contactor 8 a motor consumer 9. This is in its nominal power in relation to the aggregate nominal power very large. To the connection process of the motor consumer 9 from the already running

Aggregat 1. Z 3 zu ermöglichen, wird im gleichen Moment, in dem der motorische Verbraucher 9 über das Schütz 8 zugeschaltet wird, ein Zusatzwiderstand 5 über das Relais 6 in den Erregerkreis eingeschaltet. Dies bewirkt eine Minderung der Erregung und damit eine Senkung der Generatorspannung. Der motorische Verbraucher9 entwickelt somit ebenfalls ein der Spannung proportional niedrigeres Moment. Der Wirkieistungsbedarf an das Stromversorgungsaggregat wird herabgesetzt Nach erfolgtem Hochlauf des motorischen Verbrauchers 9 wird der Zusatzwiderstand 5 über ein abfallverzögenes Zeitglied (Relais 6) überbrückt. Somit ist der Nennbetriebszustand, d.h. die Nennspannung und auch das Nennmoment des motorischen Verbrauchers 9 erreicht. Der Sollwerteinsteller 4 dient zum genauen Einstellen der Generatorspannung.To enable aggregate 1. Z 3, at the same moment in which the motor consumer 9 is switched on via the contactor 8, an additional resistor 5 is switched on via the relay 6 in the excitation circuit. This causes a reduction in the excitation and thus a reduction in the generator voltage. The motor consumer9 thus also develops a torque that is proportionally lower than the voltage. The real power requirement of the power supply unit is reduced. After the motor consumer 9 has run up, the additional resistor 5 is bridged by a delayed timer (relay 6). The nominal operating state, that is to say the nominal voltage and also the nominal torque of the motor consumer 9, is thus reached. The setpoint adjuster 4 is used to set the generator voltage precisely.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Power supply device with an internal combustion engine and a synchronous generator. feeds the consumer only with a large inrush current, in particular electric motors, in which the consumer be switched on at a voltage below the nominal voltage, and at the before or when the consumers are switched on, the generator voltage is lowered and during the start-up process the consumer is slowly increased to the full nominal voltage, characterized in that that when using a compounded synchronous generator (2) for changing the voltage a device for weakening or increasing the generator excitation is provided is