DE423789C - Anordnung zum selbsttaetigen Schutze von Gleichstrommaschinen - Google Patents

Anordnung zum selbsttaetigen Schutze von Gleichstrommaschinen

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DE423789C
DE423789C DES56265D DES0056265D DE423789C DE 423789 C DE423789 C DE 423789C DE S56265 D DES56265 D DE S56265D DE S0056265 D DES0056265 D DE S0056265D DE 423789 C DE423789 C DE 423789C
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DE
Germany
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winding
transformer
arrangement according
overvoltage
current
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Expired
Application number
DES56265D
Other languages
English (en)
Inventor
Carl Trettin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Schuckertwerke AG filed Critical Siemens Schuckertwerke AG
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Application granted granted Critical
Publication of DE423789C publication Critical patent/DE423789C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/10Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
    • H02P9/102Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load for limiting effects of transients

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Anordnung zum selbsttätigen Schutze von Gleichstrommaschinen. Um die schädlichen Wirkungen von Stromerhöhungen zu verhüten, wendet man Gegenkompoundwicklungen an. Diese Wicklungen versagen indessen bei schnellen Stromänderungen, wie sie bei Netzkurzschlüssen aufzutreten pflegen. Der Grund dafür liegt in der dämpfenden Wirkung der Nebenschlußwick-Jung, die im Augenblick der sprunghaften Stromänderung die Rolle einer kurzgeschlossenen Transformatorsekundärwicklung übernimmt und durch starke Dämpferströme eine momentane Feldänderung verhindert. Man hat nun diese schädlichen Dämpferströme am Entstehen verhindert, und zwar dadurch, daß man den Stromkreis der Gegenkompoundwicklung mit dem Erregerstromkreis außer durch die Maschine selbst noch durch einen Transformator verkettet hat, wobei die Wicklungen und Zeitkonstanten so gewählt werden, daß die Induktionsspannungen in dem aus Nebenschluß- und sekundärer Transformatorwicklung bestehendem Sekunclärkreis in jedem Augenblick einander gleich und entgegengesetzt gerichtet sind.
  • Diese bekannte Anordnung ist in Abb. r der Zeichnung dargestellt. Mit in ist ein Generator bezeichnet, der den Anker a, die Erregerwicklung e und die Gegenkompoundwicklung g besitzt. Der Generator wird in diesem Falle fremd erregt, und zwar durch eine Hilfsmaschine lt.
  • Der Stromkreis der Gegenkompoundwicklung ist mit dem der Erregerwicklung durch den Transformator t induktiv verkettet, dessen Primärwicklung p in ersterem und dessen Sekundärwicklung s in letzterem liegt. Dabei sind die Wicklungen g, e, p und s und ihre Zeitkonstanten so bemessen, daß die in den beiden Magnetsystemen in jedem Augenblick erzeugten Induktionsspannungen gleich und entgegengesetzt gerichtet sind. Hierdurch wird erreicht, daß ein Dämpferstrom in dem Erregerstromkreis nicht auftreten kann und die Gegenkompoundwicklung g ihren vollen Einfluß auf das Magnetfeld der Maschine m auszuüben vermag, so daß sie bei plötzlichem Anwachsen der Stromstärke in der Maschine das Feld herabdrückt.
  • Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist in Abb.2 diagrammatisch veranschaulicht. Auf der Abszisse sind die relativen Ankerstromstärken J/Jo (Verhältnis der der die normale Stromstärke überschreitenden Stromstärke zur Normalstromstärke) und auf der Ordinate die diesen Werten entsprechenden relativen Feldstärken 12'o aufgetragen. Wird die Gegenkompoundwicklung allein angewendet, so bleibt das Feld beim plötzlichen Anwachsen der Stromstärke im ersten Augenblick nahezu konstant. Diesem Vorgang entspricht die Gerade A parallel zur Abszisse. Verwendet man hingegen die Verkettung, so nimmt das Feld mit wachsender Stromstärke ab und verläuft gemäß der Kurve B, die bei einer bestimmten Stromstärke auf die Abszisse auftrifft. In diesem Augenblick ist das Feld Null geworden.
  • Nach der Erfindung wird nun die Wirkungsweise der Anordnung noch erheblich dadurch verbessert, daß man der Gegenkompoundwicklung einen induktiven Widerstand parallel schaltet, wie es in Abb. 3 veranschaulicht ist. In dieser ist der Gegenkompoundwicklung g eine Drosselspule d parallel geschaltet. Bei schneller Stromänderung wird dann unter dem Einfluß der höheren Selbstinduktion des parallel geschalteten Widerstandes die Stromstärke in der Gegenkompoundwicklung erhöht. Die Folge davon ist, daß das Feld der Maschine bedeutend schneller geschwächt wird als in dem angeführten Fall, und zwar ist die Geschwindigkeit der Änderung von der Geschwindigkeit der Stromerhöhung abhängig. Die Vorgänge bei dieser Schaltung sind in Abb. d. dargestellt. Bei verhältnismäßig langsamer Zunahme des Stromes nimmt das Feld nach dem Verhältnis der Gegenkompound- zur Nebenschlußwick-Jung ab (annähernd Beharrungszustand), etwa nach Kurve C. Je schneller sich die Stromstärke ändert, um so stärker ist die Feldkurve geneigt, d. h. bei um so geringerer Stromstärke wird das Feld bereits geschwächt. Die Kurven D, E und F zeigen die Abnahme der Feldstärke bei verschiedenen Änderungsgeschwindigkeiten des Ankerstromes, von denen die, welcher die Kurve F entspricht, die größte ist.
  • Man kann die Anordnung mit induktivem Widerstand noch dadurch vereinfachen, daß man die im Stromkreis der Maschine gelegene primäre Transformatorwicklung p mit dem induktiven Widerstand d zusammenfallen läßt.
  • Es ist an und für sich bekannt, der Gegenkompoundwicklung einer Maschine eine Drosselspule parallel zu schalten. Dies ist jedoch zu dem Zweck geschehen, das Anwachsen der Belastung eines Turbogenerators, der parallel mit von Kolbenmaschinen .angetriebenen Stromerzeugern arbeitet, bei Kurzschluß oder Überlastung der Anlage zu verhüten, aber nicht, wie im vorliegenden Fall, zu dem Zwecke, das Feld einer Maschine bedeutend stärker zu schwächen, das bei schnell anwachsendem Strom durch eine besondere @@erkettung der Kompoundwicklung und der Nebenschlußerregerwicklung mit einem Transformator herabgedrückt wird.
  • Die Anordnung nach der Erfindung schützt nun zwar die Maschine vor unzulässigen Stromerhöhungen, sie bietet aber keinen Schutz für die mit diesen Stromerhöhungen verbundenen Überspannungen, die in der Erregerwicklung der :Maschine erzeugt «-erden. Um diese zu verhüten, verwendet man nach der Erfindung eine Fremderregung mit erheblich niedrigerer Spannung, als der Hauptmaschinenspannung entspricht. So kann man die Fremderregung z. B. '/" der Hauptgeneratorspannung wählen.
  • Ein anderes Mittel, die entstehenden Oberspannungen zu verkleinern, das sich selbstverständlich auch bei selbsterregten Maschinen anwenden läßt, besteht darin, daß man die Nebenschlußwicklung in mehrere Teile zerlegt und zu diesen entsprechende Teile der sekundären Transformatorwicklung hintereinander schaltet. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Abb. 5 dargestellt. Die Erregerwicklung ist hier in drei Teile e1, e_ und e j zerlegt, die einzeln mit den Spulen s1, s2 und s" der ebenfalls unterteilten Sekundärwicklung des Transformators t hintereinandergeschaltet sind. Hierdurch wird erreicht, daß die an der Erregerwicklung auftretende Überspannung auf '/3 der Überspannung verkleinert wird, die ohne Unterteilung auftreten würde. Wählt man die Spannung der Erregerwicklung an und für sich beträchtlich niedriger als die der Maschine, so ergibt sich eine ganz erhebliche Verminderung der Überspannung beim plötzlichen Anwachsen der Stromstärke in der Maschine. Die beschriebene Unterteilung der Erregerwicklung läßt sich mit Vorteil auch überall da anwenden, wo der Erregerkreis mit einem Transformator zu anderen Zwecken verbunden ist.
  • Unter Umständen sind die beim Ausschalten des selbsttätigen Schalters entstehenden Induktionsspannungen wegen der hohen Schaltgeschwindigkeit und der Größe des zu unterbrechenden Stromes wesentlich höher als die bei Kurzschlüssen entstehenden. Zu ihrer vollständigen Unterdrückung soll nach der Erfindung der Transformator' mit einer dritten Wicklung versehen werden, die durch jenen Schalter selbst im Augenblick des Aus-5chaltens in sich kurzgeschlossen und damit zur dämpfenden Wirkung gebracht wird.
  • Diese dritte Wicklung kann erspart werden, wenn man die bereits vorhandene Sekundärwicklung in derselben Weise ganz oder teilweise durch den selbsttätigen Schalter in sich kurzschließen läßt.

Claims (6)

  1. PATENT-AN SPRÜCHE: i. Anordnung zum selbsttätigen Schutze von Gleichstrommaschinen mittels Gegenkompoundwicklung und transforrnatorischer Verkettung dieser Wicklung mit der Erregerwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkompoundwicklung ein induktiver Widerstand parallel geschaltet ist.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Stromkreis der Gegenkompoundwicklung beeinflußte Transformatorwicklung mit dem induktiven, parallel zur Gegenkornpoundwicklung liegenden Widerstand zusammenfällt.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überspannung, die bei plötzlicher Stromänderung in der Ankerwicklung entsteht, durch Fremderregung mit erheblich niedrigerer Spannung als der Hauptmaschinenspannung verhindert wird. .I.
  4. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herabsetzung der Überspannung bei plötzlicher Stromänderung in der Ankerwicklung die fremderregte Nebenschlußwicklung in mehrere Teile zerlegt wird, die mit entsprechenden Teilen der sekundären Transformatorwicklung hintereinandergeschaltet werden.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch i bis dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutze der Nebenschlußwicklung gegen die Überspannung beim Ausschalten des Ankerkreises der Transformator mit einer Zusatzwicklung ausgerüstet ist, die im Augenblick des Ausschaltens zweckmäßig durch den selbsttätigen Schalter in sich kurzgeschlossen wird.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutze gegen die Überspannung beim Ausschalten die Sekundärwicklung des Transformators zweckmäßig durch den selbsttätigen Schalter ganz oder teilweise kurzgeschlossen wird.'
DES56265D 1921-04-24 1921-04-24 Anordnung zum selbsttaetigen Schutze von Gleichstrommaschinen Expired DE423789C (de)

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DE (1) DE423789C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1183588B (de) * 1960-07-02 1964-12-17 Licentia Gmbh Einrichtung zum Kompoundieren einer Gleichstrommaschine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1183588B (de) * 1960-07-02 1964-12-17 Licentia Gmbh Einrichtung zum Kompoundieren einer Gleichstrommaschine

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