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Regeleinrichtung für parallel arbeitende Unterstationen Die Erfindung
bezieht sich auf parallel arbeitende Unterstationen, bei denen ein Gleichstromnetz
von einem Wechselstromnetz aus über ein Motorgeneratoraggregat gespeist wird. Bei
solchen Anlagen kann es vorkommen, daß bei zu niedriger Spannung des Gleichstromgenerators
Rückstrom auftritt. Dies ist naturgemäß sehr unerwünscht. Man hat daher bereits
Mittel angewendet, durch welche der Gleichstromgenerator so gesteuert wird, daß
bei Auftreten von Rückstrom die von ihm abgegebene Spannung einen solchen Wert annimmt,
daß der Rückstrom wieder verschwindet. Andererseits darf aber die von dem Generator
an das Netz abgegebene Spannung einen bestimmten Wert nicht überschreiten, da sonst
in den mit dem Generator parallel arbeitenden Maschinen ein Rückstrom erzeugt wird.
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Die Erfüllung dieser Bedingungen bietet gewisse Schwierigkeiten. Zunächst
sind bei den einzelnen Maschinen Regeleinrichtungen vörgesehen, welche die Maschinen
auf eine von den Kontaktvoltmetern angezeigte Spannung einregulieren. Die Berücksichtigung
der Spannung allein würde jedoch bei gewissen Betriebszuständen zu Unglücksfällen
führen. Ein beispielsweiser Fall kann der sein, daß der Rückstrom dadurch hervorgerufen
wird, daß die Drehstrommaschine aus irgendeinem Grunde abgeschaltet wird oder irgendeine
sonstige Störung drehstromseitig auftritt und der Gleichstromgenerator nunmehr als
Motor läuft. In diesem Fall muß die Regeleinrichtung daran verhindert werden, das
Kommando weniger Spannung auszuführen, und zwar auch dann, wenn die Spannung in
dem im Verhältnis zur einzelnen Maschine großen Gleichstromnetz aus irgendeinem
sonstigen Grunde steigt, oder auch, wenn der Rückstrom einen Überstrom darstellt.
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Andererseits kann es vorkommen, daß die Einrichtungen, die das Konstanthalten
der Spannungen der verschiedenen Maschinen veranlassen, nicht aufeinander abgestimmt
sind und daß die Spannung im Netz sich über ihrem Normalwert befindet. Auch in diesem
Falle muß das Kommando weniger Spannung vermieden werden, da ja hierdurch der Rückstrom
vom Netz nur immer mehr zunehmen würde.
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Erfindungsgemäß werden diese Fälle dadurch vermieden, daß in Verbindung
mit der Einrichtung zum Konstanthalten der Spannung ein Relaissystem angeordnet
ist, das in Abhängigkeit von der Stromrichtung wirkt. Beim Auftreten von Rückstrom
wird - das Zwischenrelais blockiert, das eine Tieferregelang
und
hierdurch eine Vergrößerung des Rückstroms infolge Ansprechens des Spannungsregelrelais
bei vorhandener überspannung vermeidet. Gleichzeitig werden hierdurch die etwa vorhandenen
Einrichtungen für Überstrombegrenzungen außer Tätigkeit gesetzt.
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An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll
die Erfindung näher erläutert werden.
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i ist das Gleichstromnetz, auf das eine Reihe von Unterstationen in
Parallelschaltung arbeiten. Der Einfachheit halber ist nur eine der Stationen dargestellt.
Diese besteht aus einem Motorgeneratoraggregat. Der Motor 3, der z. B. ein Synchronmotor
sein kann, ist über einen Schalter 8 an ein Wechselstromnetz 2 angeschlossen, und
der mit ihm auf einer Welle sitzende Gleichstromgenerator 4 arbeitet über den Schalter
7 auf das Netz i. Der Motor 3 besitzt eine an dem Gleichstromgenerator angeschlossene
Feldwicklung 6, die aber natürlich auch an eine andere Gleichstromquelle angeschlossen
sein kann. Der Generator q. ist eine Maschine mit Selbsterregung. In dem Stromkreis
seiner Feldwicklung 5 liegt ein Regelwiderstand 9. Dieser Widerstand wird durch
einen Motor i o gesteuert, der, j e nachdem welche seiner Feldwicklungen 11, 12
erregt ist, sich in der einen oder anderen Richtung dreht. Die Stromkreise der Feldwicklungen
i i, 12 werden durch Relais 13, 16 gesteuert, und zwar dreht sich der Motor, sobald
das Relais 13 seine Kontakte 15 schließt, in einer solchen Richtung, das der Feldwiderstand
des Generators q. verringert wird. Beim Schließen der Kontakte 18 des Relais 16
dreht sich der Motor in entgegengesetzter Richtung. Die Stromkreise der Relais 13
und 16 werden durch ein Spannungsrelais i9 gesteuert.
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Ferner gehört zu der Schaltung noch ein Stromrichtungsrelais 23, das
z. B. als polarisiertes Relais ausgeführt sein kann. Dieses Relais besitzt als Eisenkörper
einen permanenten Magneten, an dessen Stelle natürlich auch ein Elektromagnet treten
kann. Die Arbeitswicklung 2q. des Relais 23 ist an einem Shunt 26 angeschlossen.
Das Relais 23 besitzt Steuerkontakte 25, die geschlossen sind, wenn der Strom aus
dem Generator in das Netz i fließt. Die Kontakte steuern den Einschaltstromkreis
eines Relais 34 welches seinerseits die im Stromkreis der Relais 13 und 16 liegenden
Kontakte 33 und 34 steuert. An den Shunt 26 ist ferner noch die Schaltspule 28 eines
1Jberstromrelais 27 angeschlossen. Dieses Relais schließt seine Kontakte 30, wenn
der von dem Generator q. abgegebene Strom seinen Normalwert besitzt, und schließt
seine Kontakte 29, sobald der Generatorstrom einen unzulässigen Wert annimmt. Die
Kontakte 29 und 3o dienen ebenfalls zum Steuern der Stromkreise der Relais 13 und
16.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Stromkreise sämtlicher spannungsabhängiger
Relais mit Ausnahme desjenigen des Relais 19 über Kontakte 35 geführt sind, die
bei eingelegtem Schalter 7 geschlossen sind.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Um die Station in Gang
zu setzen, wird zunächst in an sich bekannter Weise der Motor 3 nach Schließen des
Schalters 8 auf seine synchrone Drehzahl gebracht. Hierdurch kommt auch der Generator
.4 auf Touren. Sobald seine Spannung diejenige des Netzes etwas überwiegt, wird
er mittels des Schalters 7 an das Netz i angeschlossen. Beim Einlegen des Schalters
7 werden die Kontakte 35 geschlossen, so daß die einzelnen Schaltorgane nunmehr
die gezeichnete Stellung einnehmen.
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Es sei nun angenommen, daß sich die Netzspannung unterhalb ihres Normalwertes
befindet. In diesem Falle schließt, wie in der Zeichnung dargestellt ist, das Relais
i9 seine Kontakte 22. Hierdurch wird der Erregerstromkreis des Relais 13 geschlossen,
der von der einen Generatorleitung aus über die Kontakte 35, die Kontakte 22, die
Kontakte 30 und die Spule 14 des Relais 13 zur Erde verläuft. Das Relais
13 schließt infolgedessen seine Kontakte 15, so daß der Stromkreis derWicklung i
i von den Kontakten 35 aus über die Kontakte 15 geschlossen ist. Der Motor io beginnt
sich infolgedessen in einem solchen Sinne zu drehen, daß der in dem Feldstromkreis
des Generators liegende Widerstand 9 verringert wird und die vom Generator an das
Netz abgegebene Spannung infolgedessen steigt.
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Überschreitet die Netzspannung ihren Normalwert, so schließt das Relais
i9 seine Kontakte 21. Infolgedessen wird das Relais 16 erregt, dessen Stromkreis
über die Kontakte 35, die Kontakte 33, die Kontakte 21 und die Spule 17 des Relais
16 zur Erde verläuft. Das Relais 16 schließt nunmehr seine Kontakte 18, so daß der
Stromkreis der Wicklung i2 über die Kontakte 35 geschlossen ist. Der Motor io beginnt
sich nunmehr in einem solchen Sinne zu drehen, daß die von dem Generator abgegebene
Spannung sinkt.
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Falls der Generatorstrom zu hoch ist, spricht das - Relais 27 an und
schließt seine Kontakte 29. Hierdurch wird der Stromkreis des Relais 16 geschlossen,
der über die Kontakte 35, die Kontakte 33, die Kontakte 29 und die Spule 17 des
Relais 16 zur Erde verläuft. Das Relais 16 schließt infolgedessen seine Kontakte,
und der Motor 1o beginnt sich infolgedessen
in einem solchen Sinne
zu drehen, daß das Generatorfeld geschwächt wird.
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Nunmehr sei angenommen, daß aus irgendwelchen Gründen ein Rückstrom
auftritt, z. B. infolge Sinkens der Generatorspannung unter diejenige des Netzes.
Die Wicklung 2,4 wird infolgedessen in einem solchen Sinne erregt, daß das Relais
23 seine Kontakte 25 öffnet. Hierdurch wird der Stromkreis der Steuerspule 32 des
Relais 31 unterbrochen, so daß dieses abfällt, wobei es seine Kontakte 33 öffnet
und seine Kontakte 3,4 schließt. Durch Öffnen der Kontakte 33 wird sichergestellt,
daß der Stromkreis des Relais 16, welches den Generator im Sinne einer Spannungsverminderung
beeinflußt, keinesfalls geschlossen wird, auch dann nicht, wenn infolge einer über
den Normalwert liegenden Netzspannung das Relais ig seine Kontakte 2i schließt.
Der Stromkreis des Relais 13 wird dagegen, gleichgültig, in welcher Stellung sich
das Relais 27 befindet, in jedem Fall geschlossen, sobald die Netzspannung unter
ihren Normalwert sinkt und das Relais ig seine Kontakte 22 schließt. Er verläuft
über die Kontakte 35, die Kontakte 22 und je nach der Stellung des Relais 27 entweder
über die Kontakte 30 oder über die Kontakte 3.4 und die Spule 14 des Relais 13 zur
Erde. Das Relais schließt infolgedessen seine Kontakte 15. so daß der Motor auf
den Generator im Sinne einer Spannungserhöhung einwirkt, und zwar so lange, bis
die Generatorspannung wieder die Netzspannung überwiegt. Wenn dies der Fall ist,
hört der Rückstrom auf, und das Relais 23 schließt wieder seine Kontakte 25. Infolgedessen
zieht das Relais 31 seinen Anker wieder an, und die Felderregung des Motors
wird wieder durch das Relais i9 lediglich in Abhängigkeit von der Spannung des Netzes
i gesteuert.