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Schutzschaltung für Generatoren. Es ist bekannt, beim Auftreten von
Überlastungen und Kurzschlüssen in die Erregung des Generators Widerstand einzuschalten,
um die Erregung des überlasteten Generators und damit Gien Kurzscblußstrom zu schwächen.
Zur Lösung dieser Aufgabe verwendete man bisher Maximalrelais, die beim Überschreiten
des zulässigen Stromes einen festen Widerstand in die Erregung einschalteten, oder
man bediente sich eines Selbstreglers, der beim t-berschreiten einer bestimmten
Stromstärke Widerstand stufenweise einschaltete und so die Stromstärke begrenzte.
Die Strombegrenzung ist nun besonders dann wichtig, wenn die Generatoren selbsttätig
geregelt werden, ,denn bei auftretender Überlastung sinkt die Spannung des Generators,
wodurch der Selbstregler zum Ansprechen gebracht wird und in dein Bestreben, die
normale Spannung aufrechtzuerhalten, die Erregung soweit wie überhaupt niöglicli
verstärkt. Besonders störend ist dies Bestreben bei den naschwirkenden Schnellreglern,
bei denen die Erregermaschinen mit einem Spannungsüberschuß arbeiten müssen, um
das einwandfreie Arbeiten des Reglers auch bei den größten Lasten zu ermöglichen.
Der Vorschlag, einen besonderen Stromregler mit dem Spannungsregler in Reihe zu
schalten, hat den Nachteil, daß die beiden Regler einander .entgegenarbeiten und
daß beine Ansprechen ,des Stromreglers der Spannungsregler erst seinen ganzen Widerstand
kurzschließt, bis der Stromregler zur Wirkung kommen kann. Außerdem sind zwei nahezu
gleichartige Apparate erforderlich, die die Schaltanlage unübersichtlich machen
und verteuern.
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Man hat versucht, diese Übelstände dadurch zu vermeiden, daß man dem
Selbstregler eine Spannungs- und eine Stromspule gibt und daß ein besonderer Stromwächter
eine von diesen beiden Spulen wirkungslos macht, wenn eine Überlastung des Generators
auftritt. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß .die Reglerspule sehr groß ausfällt.
Zweck vorliegender Erfindung ist es, für dieUmschaltung .des Reglers einen normalen
Selbstregler zu verwenden, welcher die Nachteile der obenerwähnten Anordnungen nicht
hat. Zu diesem Zweck wird die Reglerspule durch einen Stromwächter entweder auf
die Spannung, welche geregelt werden soll, geschaltet oder auf den zu begrenzenden
Stromkreis. Sind Spannungs- oder Stromkreis vollständig getrennt, so wird bei der
Überschaltung im allgemeinen ein Augenblick vorhanden sein, in welchem der Regler
direktionslos ist, weil die Spule weder an Spannung noch an Strom angeschlossen
ist. Um dies zu vermeiden, werden die Sekundärwicklungen der Stromwandler, auf welche
die Reglerspule geschaltet wird, in Reihe geschaltet und so in den Spannungsstromkreis
eingefügt, daß durch den Stromwächter .der Stromwandler im Normalbetrieb kurzgeschlossen
wird, während bei Cberlastung der Stromwandler auf die Relaisspule arbeitet und
der Spannungsstromkreis keinen Einfluß auf den Regler besitzt.
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In Abb. i ist eine solche Schaltung schematisch angedeutet, wobei
der Spannungsstromkreis dadurch unwirksam gemacht wird, daß die Sekundärwicklung
des Spannungswandlers auf den Vorschaltwiderstand der Erregerspule kurzgeschlossen
wird. Die Wicklung des Stromwächters selbst kann, wie gezeichnet, in den Stromkreis
der Stromwandler geschaltet «-erden. Die Spannungsspule sp des Schnellreglers liegt-unter
Zwischenschaltung des Vorschaltwiderstandes u, an einem Spannungswandler, der die
konstant zu haltende Spannung mißt. In diesem Stromkreis liegen außerdem Stromwandler
s, und s., die im normalen Betrieb über die Schalter und w , und Kontakte c, und
c2 kurzgeschlossen sind, so daß sie die Regelung nicht beeinflussen. Im Stromkreis
dieser kurzgeschlossenen Stromwandler liegen die die Schalter --" w., bedienenden
Relais r" r.,. Überschreitet der Strom in der Spule des einen Relais einen bestimmten
Wert, beispielsweise den i,5fachen Normalstrom, so wird z. B. der Schalter s1 von
dem .Kontakt c, auf den Kontakt dl gelegt, so daß nun der Spannungswandler über
den Vorschaltwiderstand w kurzgeschlossen ist und der überlastete Stromwandler auf
die Relaisspule des Selbstreglers arbeitet, den Überlastungsstrom ,des Generators
also konstant hält. Je nach Anzahl und Lage der zu schützenden Stromkreise werden
mehrere Strom"vandler verwendet, die sämtlich in Reihe zu schalten sind. Zweckmäßig
wird die Anordnung @so getroffen, daß stets nur einer der Stromwandler auf den Schnellregler
geschaltet ist.
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Für die Schaltung der Stromwandler gibt es noch andere Lösungen. So
können z. B. die Stromwandler zweier Phasen parallel geschaltet werden, so .daß
deren Gesamtstrom auf den Selbstregler einwirkt. Diese Schaltung zeigt die Abb.
2.
Wenn die Spannungsregler bereits mit Stromreglern versehen sind,
um z. B. die Spannung in Abhängigkeit vom Belastungsstrom zu kompensieren oder .um
ein bestimmtes cos 4p aufrechtzuerhalten, so empfiehlt es sich, beim Ansprechen
der Überstromrelais die zu dem Stromwandler parallel geschalteten Widerstände gleichzeitig
entsprechend zu verändern. So kann z. B. nach Abb. 3 ein Stromkompoundierungswandler
zum Überstromschutz verwendet werden, wenn bei auftretendem Überstrom der dem Stromwandler
parallel geschaltete Widerstand n durch .den Widerstand m vergrößert und der Spannungswandler
durch Umschaltung bzw, Abschaltung von der Regelung ausgeschlossen wird. In der
Abb. 3 wird bei Überstrom der Schalter z auf den Kontakt k gelegt, so .daß der Spannungswandler
über den Widerstand w .und den Schalter z kurzgeschlossen ist.
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Die beschriebenen Anordnungen sind für Selbstregler jeden Systems
brauchbar. Bei Selbstreglern, die motorisch, durch Klinkwerke oder ähnliche Einrichtungen
zu verstellen sind, kann die Beeinflussung der Regler durch den Strom auch .dadurch
herbeigeführt wenden, daß bei Überlastung .ein Maxiinalrelais anspricht und .die
Steuerleitung des Spannungsrelais auf die Steuerleitung eines Stromrelais umschaltet,
wodurch das Spannungsrelais außer Wirkung kommt und an seine Stelle ,das Stromrelais
die Steuerung übernimmt.
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Eine derartige Schaltung veranschaulicht die Abb. 4. Das Spannungsrelais
a arbeitet mittels des Kontakthebels b über die Kontakte 2 oder i entweder auf die
Feldwicklung e ecler auf die Feldwicklung f des Motors, der zur Verstellung der
Bürsten des Feldreglers des Generators dient. Berührt bei zu hoher Spannurig der
Hebel b .den Kontakt 2, so wird der Motor über die Feldwicklung e in -dem einen
Sinn eingeschaltet. Das Generatorfeld wird geschwächt, bis die normale Spannung
wieder erreicht ist. Bei zu niedriger Spannung wird über .den Kontakt i die Feldwicklung
f des Motors eingeschaltet. Der Motor läuft nun in entgegengesetztem Sinn und führt
eine Feldverstärkung und damit eine Spannungserhöhung des Generators bis zum normalen
Betrag herbei. In die Verbindungsleitung zwischen Kontakt i und Feldwicklung f ist
das Kontaktsystem des Stromwächters c eingeschaltet. Wird bei zu niedriger Spannung,des
Generators der Strom zu hoch, so wind der Kontakthebel d vom Kontakt 3 abgehoben
und auf Kontakt 4 gelegt. Dadurch wird die Feldwicklung e eingeschaltet, und der
Motor führt eine Feldschwächung herbei, bis der Strom auf den höchst zulässigen
Wert zurückgegangen und damit der Kontakt 4 unterbrochen ist.
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Der große Vorteil :der Erfindung besteht also darin, daß nur ein Regler
für jeden Generator benötigt wird und daß nach Aufhören der Überlastung oder nach
Beseitigung der Störungen die Spannungsregelung selbsttätig wieder in Kraft tritt,
so daß unzulässige Schwankungen und dadurch herbeigeführte Störungen im Betrieb
vermieden werden. Sind in einer Anlage sämtliche Generatoren mit ,diesem Schutz
versehen, so werden nach Beseitigung ,die gestörten Generatoren wegen der eingestellten
geringen Erregung wieder selbsttätig in Tritt fallen.