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Selbsttätige Regelvorrichtung für parallel arbeitende Wechselstromgeneratoren.
Um bei parallel arbeitenden Wechselstromgeneratoren die wattlosen Ströme so zu verteilen,
daß jede Maschine einen Strom von der Phase liefert, die dem Mittelwert der Stromphase
des ganzen Netzes entspricht, hat man besondere Regelvorrichtungen geschaffen. Diese
arbeiten meist in .der Weise, daß ein Relais, das mit zwei Wicklungen, einer Spannungsspule
und einer Stromspule versehen ist, die Erregung des iGenezators entsprechend den
auftretenden Ausgleichströmen so lange verändert, bis die Stromphase wieder den
gewünschten, vorher eingestellten Wert hat. Die eine Wicklung des Relais hat man
z. B. von einem Serientransformator gespeist, die andere von einem einstellbaren
Phasenumformer, mit dem die Phasen in den Wicklungen ohneÄnderung ihrerAmperewindungszahlen
gegeneinander verdreht werden. Der hohe Preis der Phasenumformer führte dazu, billigere
Einrichtungen zu suchen, die dieselbe Aufgabe erfüllten. Es wurden schließlich Widerstandsanordnungen
verwendet, die jedoch keineswegs den gestellten Anforderungen genügten, besonders
deswegen nicht, weil die beiden Widerstandshälften, die zwischen zwei Leitungen
des Mehrphasennetzes angeschlossen waren, genau aufeinander ahgeglichen
«-erden
mußten und eine außerordentlich sorgfältige Einstellung erforderten.
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Nach der Erfindung werden die parallel geschalteten Generatoren dadurch
selbsttätig geregelt, daß die Einstellung der Richtung des wirksamen Stromvektors
durch Widerstandsanordnungen oder Drosselspulen erfolgt, die parallel zur Sekundärwicklung
eines oder mehrerer Stromwandler geschaltet sind und veränderlich sein können. Hierbei
wird von der an sich bekannten Einrichtung Gebrauch gemacht, daß man Strom- und
Spannungsvektor in dein Vorsclialtwiderstand der Spannungsspule mischt: man braucht
so das Relais nur mit einer Spule auszurüsten.
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Die Alyb. i gibt ein Beispiel der neuen Schalteinrichtun` wieder.
Es bezeichnet in einen der parallel arbeitenden Drehstromgeneratoren, a den Stromwandler
in der Phase R, h den Stromwandler in der Phase S, r den Widerstand im Stromkreis
des Transformators a, s den Widerstand im Stromkreis .des Stromwandlers
b. d die Relaisspule und c einen Vorschaltwiderstand. Die Widerstände i -und
s werden also von den dazugehörigen Stromwandlern mit Strom gespeist; außerdem fließt
durch diese Widerstände r und s noch Strom, der von der Spannung zwischen den Phasen
R und S herrührt. Wie die einzelnen Ströme sich zusammensetzen. oder lvelche Spannung
für die Relaisspulen übrigbleibt. läßt sich am besten an Hand des Vektordiagrammes
in der Ahh. a verfolgen. Die Vektoren E,. und F_, sind Aie Spannungsverluste in
den Widerständen r und s, die vom Strom der Netzspannung zwischen R und S erzeugt
werden: e,. und e, sind die Spannungsverluste, die von den Stromtransformatoren
a und h erzeugt werden, also um i20'. entsprechend der Richtung der Phasen R und
S. gegeneinander versetzt sind. An rlem Gesamtwiderstand rs tritt die ,rpanntingsdifferenz
nD auf. Der Vektor F_,. ist die Spannungsdifferenz an dem Widerstand c und hat dieselbe
Richtung wie die Vektoren E, und F_,. Unter Berücksichtigung der SpulensnannunP
F_,, muß somit zwischen den Phasen R und S d;e Spannung F_ herrschen, wenn der für
die Ermittlung der einzelnen Spannungsabfälle zu Grunde gelegte Strom durch die
Relaisspule fließen soll.
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Durch Veränderung der Widerstände r und s, auf die die Stromwandler
arbeiten, hat man es demnach in der Hand, die Richtung des resultierenden Stromvektors
zu verändern. Vergrößert inan den zum Stromwandler der Phase R parallel liegenden
Wid2rstand r auf Kosten des Widerstandes der F@hase S, so wird der zusätzliche Stromvektor
im Grenzfalls _-_ o die Richtung der Phase R aufweisen. Seine Größe ist gegeben
durch den Wert i (r - s), während der Strom der Phase S in dem Widerstands=-0
eine zusätzliche Spannung nicht erzeugen kann. Umgekehrt erhält der zusätzliche
Stromvektor im Grenzfall die Richtung der Phase S, wenn der Widerstand s auf Kosten
des Widerstandes r vergrößert wird. 'Man erkennt also, (laß durch verschieden° Wahl
der Widerstände r und s jede zwischen R und S liegende Richtung des zusätzlichen
Stromvektors eingestellt werden kann.
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Wird die Summe der Widerstände r und s konstant gehalten, so liegen
die Endpunkte der resultierenden Stromvektoren, die überhaupt erzeugt werden können,
auf der Verbindungslinie der Endpunkte der beiden in Richtung R und S liegenden
Grenzvektoren. Das #'ektordiagramm in der Abb. 3 gibt ein Bild des Regelvorganges.
Bei den Widerständen r- und s und den dazugehörigen Strömen i,. und r, ergibt sich
als resultierender Stromvektor der Vektor I"; sein Endpunkt liegt auf der Verbindungslinie
der Grenzvektoren J,. (s - fl, ir = 0) und J,s (r - 0,
i,. - 0).
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Erhalten die Stromvektoren eines Generators infolge von Ausgleichströmen
eine Veränderung, so wird auch die Stromstärke der Relaiswicklung und damit die
Erregung des Generators so lange verändert, bis die Stromphasen wieder den an den
Widerständen r und s eingestellten Wert haben.
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Die Einrichtung kann man auch bei einphasigem Strom verwenden. 'Man
braucht sich nur die beiden Stromwandler in einen einzigen zusammengesetzt zu denken
und den einen Widerstand induktiv, den anderen rein olimisch auszuführen. Durch
Veränderung des einen oder anderen dieser beiden Widerstände wird die gleiche Einstellung
der Phase erreicht.