DE2923846C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum synchronen Zuschalten einer Generator-Turbineneinheit auf ein Wechselstromnetz mittels eines Synchronisiergerätes, das ein Zusatzgerät aufweist, das abhängig von der Abweichung vom Synchronisationszeitpunkt den Turbinendrehzahlregler Impulse zur Erhöhung/Erniedri­ gung der Drehzahl zuführt.

Ein Synchronisiergerät zur Durchführung dieses Verfahrens ist durch den Beitrag: Reisinger, W.: Synchronisiergerät für Generatoren (Autosyg-Gerät). In: ELIN-Zeitschrift, Jahrgang 20, 1968, Seiten 8-13, bekannt. Dort werden bei Annäherung der Ist-Drehzahl der Generator-Turbineneinheit an die Soll­ drehzahl Impulse für Drehzahl-Höherver­ stellung bzw. Drehzahl-Tieferverstellung auf den Turbinendrehzahlregler gegeben. Dieser Drehzahl­ verstellimpuls wird in jeder Schlupffrequenzperiode abgegeben, wobei seine Polarität davon abhängt, ob die Drehzahl über oder unter der synchronen Drehzahl liegt. Dazu wird von dem Synchronisiergerät die Schlupffrequenz­ grenze und der Phasenwinkel der beiden Eingangsspannungen gemessen.

Es wurde nun festgestellt, daß bei Verwendung eines empfindlichen PI-Reglers für den Synchronisationsvorgang bei einem relativ starren Netz das Synchronisiergerät für die Zuschaltung des Generators auf das Netz noch weitere Steuerimpulse auf den Regler gibt, obwohl praktisch keine Drehzahlabweichung vom Sollwert mehr festgestellt wird, jedoch der Phasenwinkel zwischen der Netz- und der Generator­ spannung außerhalb der Parallelschaltbedingung liegt. Die weiteren Steuerimpulse werden nach einer Wartezeit von etwa 5 bis 8 sec abgegeben, und zwar in Richtung des letzten Befehls. Wenn dann keine Parallel­ schaltung des Generators mit dem Netz erfolgt, werden weitere Drehzahlverstellbefehle in undefinierter Richtung gegeben. Diese Situation entsteht dadurch, daß die bekannten Synchronisiergeräte bei Erreichen der Solldrehzahl zur Korrektur des Phasenwinkels offenbar einen Befehl zur Drehzahländerung in einer Richtung geben, jedoch bei großer Phasendifferenz vor Erreichen der Phasengleichheit bereits wieder einen entgegengesetzten Befehl veranlassen, um die jetzt verstellte Drehzahl zu korrigieren. Danach erfolgt erneut ein Befehl zur Korrektur des Phasenwinkels in der ersten Richtung und so weiter. Dieser Zustand führt zu erheblichen Synchronisierzeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art verfügbar zu machen, das bei Verwendung üblicher Synchro­ nisiergeräte die Synchronisierzeiten wesentlich verkürzt.

Diese Aufgabe wird gemäß Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Mit diesem Verfahren wird ein Zustand in der Nähe des Synchronisationspunktes (synchronnahe Zustand) erfaßt, bei dem der Schlupf gleich Null ist und der Phasenwinkel außerhalb der Parallelschaltbedingungen liegt. Die erläu­ terte Selbstkorrektur des Synchronisiergerätes wird durch Sperren der Befehle für eine Verstelleinrichtung unter­ bunden, d. h. es wird der synchrone Zustand so lange aufrecht erhalten, bis der Phasenwinkel in die für die Parallelschaltbedingungen erforderliche Lage gelaufen ist. Für die Synchronisation und das Parallelschalten des Generators werden in der Regel nicht mehr als 40 bis 50 sec benötigt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dem Anspruch 2 zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Beispiels einer Zusatzeinrich­ tung erläutert.

Das Synchronisiergerät 1 gibt über die Schalter 101 und 102 Impulse zur Erniedrigung bzw. Erhöhung der Drehzahl zur Drehzahlverstellung auf den Turbinendrehzahlregler (Regler) 2. Diese Impulse treten bei minimaler Drehzahlabweichung der Generator­ drehzahl von dem vorgegebenen, der Netzfrequenz entspre­ chenden Sollwert wechselweise auf, wenn der Phasenwinkel zwischen Generatorspannung und Netzgerät soweit außer­ halb der Parallelschaltbedingung liegt, daß eine Phasen­ angleichung durch einen Drehzahländerungsbefehl mit an­ schließendem Rückstellbefehl nicht erzielt wird. Diese Impulse werden jeweils über die Transistoren 5, 6 und über die Schmitt-Trigger 8, 7 zunächst von einer Flip- Flop-Stufe 11 erfaßt, welche Impulswechsel von Drehzahl­ erhöhung auf -erniedrigung oder umgekehrt auf einen ersten Zähler 14 gibt. Je nach Einstellung des Abgriffs 28 werden bei einem ersten vorbestimmten Zählerstand, im allgemeinen 2 bis 4, das Relais 27 über die Diode 15, den Spannungs­ teiler 16, 16′ und den Transistor 18 betätigt und dadurch über den Schalter 31 die Impulse zur Erniedrigung der Drehzahl des Synchronisiergeräts 1 zum Regler 2 gesperrt. Es werden also nur noch Impulse zur Erhöhung der Drehzahl vom Syn­ chronisiergerät 1 an Regler 2 gegeben. Es ist somit möglich, daß durch eine gegenüber dem bekannten Verfahren zeitlich ausgedehntere, jedoch vorübergehende Drehzahlerhöhung mit anschließender Drehzahlkorrektur auch bei großen Phasen­ winkel in relativ kurzer Zeit neben der Frequenzgleichheit auch Phasengleichheit für das Parallelschalten der Genera­ tor-Turbinen-Einheit erreicht wird.

Gleichzeitig mit der Sperrung der Impulse zur Erniedri­ gung der Drehzahl wird ein Zeitglied 20 und über das Verknüpfungsglied 30 ein zweiter Zähler 19 ange­ stoßen. Als Zeitglied 20 dient ein einstellbarer Monoflop mit einer Zeitverzögerung von 20 bis 50 sec. Nach dieser Zeit erscheint an seinem Ausgang ein Signal, das die beiden Zähler 14 und 19 auf Null zurückstellt, falls bis dahin noch keine Parallelschaltung der Generator-Turbinen- Einheit mit dem Wechselstromnetz erfolgt ist. Durch die Zurückstellung des ersten Zählers 14 wird das Relais 27 entregt und die Verriegelung durch den Schalter 31 aufgehoben, die Impulse zur Erniedrigung der Drehzahl gelangen damit wieder zum Regler (2), der normale Regelungszustand tritt wieder ein. Wenn der Phasenwinkel zwischen Generatorspannung und Netzspannung immer noch außerhalb der Parallelschaltbedingung liegt, wird der beschriebene Vorgang wiederholt.

Der zweite Zähler 19 zählt über das Verknüpfungsglied 32 alle in dieser Zeit vom Synchronisiergerät 1 ausgehenden Impulse und soll bei einer größeren Drehzahlabweichung (z. B. plötzliche Frequenzänderung im Netz) entsprechend einem am Abgriff 29 eingestellten zweiten bestimmten Zählerstand von etwa 5 bis 8 sicherstellen, daß die Rege­ lung im Normalbetrieb weiterarbeiten kann, ohne daß erst die Verzögerungszeit des Zeitgliedes 20 abzuwarten ist. Dazu werden bei Erreichen des vorher gewählten Zähler­ standes im zweiten Zähler 19 über den Abgriff 29 und die Verknüp­ fungsglieder 21 und 22 der erste Zähler 14, der zweite Zähler 19 selbst und das Zeitglied 20 auf Null zurückgesetzt. Durch die Zurücksetzung des ersten Zählers 14 wird wiederum das Relais 27 entregt und die Verriegelung durch den Schalter 31 aufge­ hoben. Dadurch empfängt der Regler 2 wieder alle vom Syn­ chronisiergerät 1 ausgehenden Impulse; es ist ebenfalls der normale Regelungszustand wieder hergestellt.

Anstelle einer vorübergehenden Sperrung der Impulse zur Erniedrigung der Drehzahl könnte das Verfahren auch mit der vorübergehenden Sperrung der Impulse zur Erhöhung der Drehzahl durchgeführt werden.

Um sicherzustellen, daß nach Einschalten des Zusatzgerätes die Zählerstände auf Null stehen, werden die Ausgänge vom zweiten Zähler 19 und vom Zeitglied 20 über ein NOR-Glied 21 auf ein UND-Glied 22 gegeben, an dessen zweitem Eingang ein Verzögerungsglied liegt, das aus dem Kondensator 24 und der Parallelschaltung des Widerstandes 23 mit der Diode 25 besteht und beim Einschalten des Zusatzgeräts einen Rück­ stellimpuls erzeugt.

Eine Freilaufdiode 26 liegt parallel zum Relais 27. Ferner ist ein Eingangsnetzwerk vorgesehen, das aus den Wider­ ständen 41 bis 46, den Kondensatoren 51 und 52 und den Dioden 64 und 65 besteht. Der angeregte Zustand des Relais 27 wird durch die Leuchtdiode 62 angezeigt. Durch das Nicht-Glied 12 und das Verknüpfungsglied 13 wird der erste Zähler 14 nach Erreichen des vorbestimmten Zählerstandes gesperrt.

Claims (2)

1. Verfahren zum synchronen Zuschalten einer Generator-Turbi­ neneinheit auf ein Wechselstromnetz mittels eines Synchroni­ siergerätes, das ein Zusatzgerät aufweist, das abhängig von der Abweichung vom Synchronisationspunkt, dem Turbi­ nendrehzahlregler Impulse zur Erhöhung/Erniedrigung der Drehzahl zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zusatzgerät

• - in der Nähe des Synchronisationspunktes, bei nicht überein­ stimmen der Phasenlage, wechselweise Impulse zur Erhöhung und Erniedrigung der Drehzahl an den Turbinendrehzahlregler (2) gegeben werden und
• - ein erster Zähler (14) diese Impulswechsel bis zu einer ersten bestimmten Anzahl zählt, und
• - wenn diese erste bestimmte Anzahl erreicht ist, die Über­ tragung der Impulse entweder derjenigen zur Erhöhung oder derjenigen zur Erniedrigung der Drehzahl zu dem Turbinen­ drehzahlregler (2) gesperrt wird, und
• - gleichzeitig ein Zeitglied (20) und ein zweiter Zähler (19) in Gang gesetzt werden, wobei
• - der zweite Zähler (19) alle während der Laufzeit des Zeit­ gliedes (20) vom Synchronisiergerät (1) ausgehenden Impul­ se zur Erhöhung und Erniedrigung der Drehzahl bis zu einer zweiten bestimmten Anzahl zählt, und schließlich
• - beide Zähler (14, 19) und das Zeitglied (20) zurückgesetzt werden und die Sperrung der Impulsübertragung aufgehoben wird, wenn der zweite Zähler (19) die zweite bestimmte Anzahl erreicht hat und auch wenn die Laufzeit des Zeitglie­ des (20) abgelaufen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wechselweise auftretenden Impulse zur Erhöhung und Erniedrigung der Drehzahl jeweils über Schmitt-Trigger (8, 7) mittels einer Flip-Flop- Schaltung (11) erfaßt werden.