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Anlaßv rfahr en für synchrone Motor-Generatoren von Pumpspeicherwerk
er.
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Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden japanischen
Patentanmeldung Sho 50-67155 vom 4. Juni 1975 beansyucht.
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Die Erfindung betrifft ein Anlaßverfahren für synchrone Motor-Generatoren
von Pumpspeicherwerken, die jeweils mehrere Motor-Generatoren enthalten, sowie eine
Schleifringläufer-Asynchronmaschine, die an einem der Motor-Generatoren gekuppelt
ist und als Zusatz eine Feldregelvorrichtung mit veränderlichen Frequenzen aufweist,
bei welchen die Schleifringläufer-Asynchronmaschine als Anlaßmotor für den mit ihr
gekuppelten Motor-Generator angelassen wird, der dadurch angefahren wird. Dieses
übliche Verfahren zum Anfahren von Motor-Generatoren, die in einem Pumspeicherwerk.
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als Motoren während des Pumpbetriebes verwendet werden sollen, mittels
einer jeweils direkt am Motor-Generator gekuppelten Schleifringläufer-Asynchronmaschine
ist sehr aufwendig, da es für jeden Motor-Generator eine eigene Schleifringläufer-Asynchronmaschine
erfordert. Es ist weiterhin bekannt, die Motor-Generatoren über einen getrennten
Generatorsatz mit variabler Frequenz anzulassen, jedoch hat dieses Verfahren den
Nachteil, daß der Generatorsatz mit seiner Leistung entsprechend der für das Milassen
der Motor-Generatoren notwendigen hohen Leistung ausgelegt sein muß.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Anlaßverfabren
zu schaffen, bei dem die Ausrüstungskosten wirtschaftlich sind und das nur eine
Schle.ifringläufer-Asynchrommaschine und eine Feldregelvorrichtung mit veränderlichen
Frequenzen von äußerst kleiner Erregerleistung zur Verwendung bei mehreren
Motor-Generatoren
benötigt. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung davon aus, daß die Schleifringläufer-Asynchronmaschine
als Anlaßmotor für den mit ih: gekuppelten Motor-Generator angelassen wird, der
dadurch ange;'ahren wird ünd dann wird gemäß der Erfindung nach Abschluß des Aj-'lfahrens
der eine Motor-Generator synchronisiert und als Motor verwendet, während die Schleifringläufer-Asynchronmaschine
nun c;ls fremderregt er A.synchrongenerator betrieben wird, der über die i'31dregelvorrichtung
jeweils eine Wechselstromerregung erhält ui.d schließlich werden, jeweils nacheinander
durchgeführt, die anderen Motor-Generator mit niedriger Frequenz angefahren, die
vom tremderregten Asynchrongenerator geliefert und durch Änderung der Frequenz der
Wechselstromerregung von einem niedrigen Wert auf die Netzfrequenz gebracht wird.
Der zuerst angefahrene Motor-Generator wird also dann als Motor für den Asynchron.generator
zum nacheinander durchgeführten Anlassen der anderen Motor-Generatoren nach dem
an sich bekannten Anlaßverfahren mit niedrigen Frequenzen verwendet, die von der
als Asynchrongenerator betriebenen Schleifringläufer-Asynchronmaschine geliefert
werden. Dies ergibt den Vorteil, daß die Installierung einer einzigen, mit einer
Feldregelvorrichtung für v:eränderliche Frequenzen versehenen Schleifringläufer-Asynchronmaschine
von verhältnismäßig geringer Leistung ausreichend für die Durcführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung ist.
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Im folgenden sei die Erfindung anhand des in den Fig. 1 und 2 der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch das Schaltbild eines Pumpspeicherwerkes,
während in Fig. 2 das Schaltbild der Feidregelvorrichtung zum Erregen der Schleifringläufer-Asynchronmaschine
bei deren Betrieb als Asynchrongenerator dargestellt ist.
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In einem Pumspeicherwerk sind mehrere Motor-Generatoren 1, 2, 3, 4
installiert, an die jeweils direkt Pumpenturbinen 5, 6, 7, 8 gekuppelt sind. Während
des Kraftwerkbetriebes arbeiten die Pumpenturbinen
5, 6, 7, 8 als
Turbinen und treiben dadurch die Motor-Generatoren 1, 2, 3, 4 an, die jetzt als
Generator arbeiten.
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Währer.1 des Hochpumpens des Wassers werden die Motor-Generatoren
1, 2, 5, 4 dagegen als elektrische Motoren betrieben, die dadurch die Puapenturbinen
5, 6, 7, 8 als Pumpen antreiben.
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An dem Motor-Generator 1 ist als einziger direkt eine Schleifringlä-wfer-Asynchronmaschine
9 gekuppelt. Die Sekundärwicklung dieser Schleifringläufer-Asynchronmaschine 9 ist
über den Schalter 10 mit einem veränderlichen Widerstand 11 verbunden, außerdem
über den Scllalter 12 mit einer Gleichstromerregervorrichtung 13 mit GleicL~4chtern
und über den Schalter 14 mit einer Feldregelvorrichtung 15. Ferner sind die Motor-Generatoren
1, 2, 3, 4 jeweils über einen Schalter 16 mit dem Netz 17'verbunden. Zur Verbindung
der Sekundärwicklung der Schleifringläufer-Asynchronmaschine 9 mit dem Netz 17 dient
der Schalter 18. Außerdem sind die Motor-Generatoren 2, 3, 4 noch jeweils über einen
Schalter 19 ebenfalls mit der Primärwicklung der SchleiSringläuSer-Asynchrollaaschine
9 verbunden.
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Sollen nun die Motor-Generatoren 1, 2, 3, 4 während des Pumpbetriebes
als Motoren arbeiten, so werden sie mit dem Anlaß'er fahren gemäß der Erfindung
wie folgt angefahren: Durch Öffnen aller Schalter 16 und 19, sowie der Schalter
12 und 14 und Schließen der Schalter 18 und 10 wird der sekundärseitige veränderliche
Widerstand 11 in die Ausgangsposition gebracht und die Schleifringläufer-Asynchronmaschine
9 als Anlaßmotor gestartet. Dadurch wird der direkt gekuppelte Motor-Generator 1
angefahren und seine Rotationsgeschwindigkeit wird allmählich vergrößert. Wenn die
Rotationsgeschwindigkeit des Motor-Generators 1 eine Umlaufgeschwindigkeit erreicht,
die der Netz-Frequenz f1 des Netzes 17 entspricht, so wird der Anlaßwiderstand 11
durch Öffnen des Schalters 10 abgetrennt und die Uchleifringläufer-Asynchronmaschine
9 durch Schließen des Schalters 12 mit Gleichstrom aus der Gleichstromerregervorrichtung
13 gespeist.
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Die Schleifringläufer-Asynchronmaschine 9 wird dadurch wie ein
S:ynchronmotor
betrieben, der seine Synchrongeschwindigkeit erreicht hat. Danach wird der Schalter
16 des Motor-Generators 1 geschlossen, während die Schalter 18 und 12 geöffent werden,
so daß der Motor-Generator 1 mit iem Netz 17 verbunden ist, synchronisiert wird
und aus dem Netz 17 Leistung entnimmt. Der'Motor-Generator 1 arbeitet somit wie
ein normaler am Netz 17 angeschlossener Synchronmotor, so daß sein AnlE:3verfahren
abgeschlossen ist und er die synchrone Rotationsgesclrwindigkeit N1 aufweist. Die
vom Netz 17 abgetrennte Schleifringläufer-Asynchronmaschine 9 wird zu diesem Zeitpunkt
allein vom Motor-Generator 1 mit der Rotationsgeschwindigkeit N1 angetrieben.
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Um als nächstes den Motor-Generator 2 zu starten, läßt man die Schleifringläufer-Asynchronmaschine
9 als fremderregten Asynchrongenerator arbeiten, dessen Leistung für ein Anlassen
mit niedrigen Frequenzen verwendet wird. Dazu ist der Schalter 14 geschlossen, so
daß die Sekundärwicklung der Schleifringläuier-Asynchronmaschine 9 über die Feldregelvorrichtung
15 mit einem Wechselstrom mit variablen Frequenzen erregt ist. Wie in Fig. 2 dargestellt,
dient als Feldregelvorrichtung 15 ein Umrichter mit Gleichstromzwischenkreis, dessen
abgegebene, zur Erregung der Schleifringläufer-Asynchronmaschine 9 verwendete Frequenz
f2 bis zur Netzfrequenz f1 verändert werden kann. Die Schleifringläufer-Asynchronmaschine
9 rotiert, da sie von dem Motor-Generator 1 angetrieben wird, mit der konstanten
Rotationsgeschwindigkeit N1, die in Fig. 2 als Pfeil N1 angedeutet ist. Durch die
Erregung der Sekundäflricklungen der Schleifringläufer-Asynchronmaschine 9 mit der
Frequenz f2 über die Schleifringe 20, bildet sich ein rotierendes Magnetfeld mit
einer Rotationsgeschwindigkeit N2 entsprechend der Frequenz f2. Diese Rotationsgeschwindigkeit
N2 errechnet sich nach der Formel 120 . f2 N2 = P wobei P die Polzahl ist.
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In Fig. 2 ist das rotierende Magnetfeld der Erregung mit dem Pfeil
N2 bezeichnet, der entgegengesetzt zur Umdrehungsrichtung
des Läufers
steht. Dadurch ergibt sich die Rotationsge.^chwindigkeit des in der Schleifringläufer-Asynchronmasc.hine
9 umlaufenden resultierenden magnetischen Feldes als N1 - N2, was am Grund der Ständerwicklung
gemessen werden kann. Steuert man die J':eldregel vorrichtung 15 mit veränderlichen
Frequenzen, um eine zeränderliche Frequenz f2 zu erhalten, so ergibt sich die Ausgangsfrequenz
f der als fremderregter Asynchrongenerator betriebenen S:.hleiSringläufer-Asynchronmaschine
9 durch die Formel P . (N1 - N2) f - Hz 120 und der Wert der Frequenz f kann von
Null Hz bis zur Letzfrequenz geregelt werden, um die Leistung für das Anlassen mit
niedrigen Frequenzen zu erhalten.
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Um den Motor-Generator 2 anzulassen, wird nur der diesem Motor-Generator
zugeordnete Schalter 19 geschlossen und die Ausgangsfrequenz 1 des fremderregten
Asynchrongenerators wird allmählich von Null an vergrößert. Dadurch wird der Motor-Generator
2 angelassen und wenn er so beschleunigt ist, daß er die Synchrongeschwindigkeit
erreicht hat, die der Netzfrequenz des Netzes 17 entspricht, so wsrd der Schalter.
19 geöffnet und der Schalter 16 geschlossen, so daß der Motor-Generator 2 am Netz
17 synchronisiert wird und seinen normalen Betrieb als elektrischen Synchronmotor
aufnimmt, dessen Leistung von dem Netz 17 geliefert wird. Die Motor-Generatoren
3 und 4 werden danach ihrerseits nacheinander mit dem selben Verfahren angelassen.
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1 Anspruch 2 Figuren