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ParalleIschaltvorrichtung für Wechselstromkreise mit einem nach dem
Ferrarisprinzip arbeitenden Phasenmesser Die Erfindung bezieht sich auf eine Parallelschaltvorrichtung
für Wechselstromkreise mit einem nach dem Ferrarisprinzip arbeitenden Phasenmesser.
Es sind selbsttätige Synchronierungsvorrichtungen bekannt, bei denen elektrisch
gesteuerte Relais den Schließkontakt des Schalters herbeiführen. Solche Relais sind
jedoch sehr empfindlich und vielen Störungen unterworfen. Sie bedürfen, um nicht
zu versagen, sorgfältigster Wartung und häufiger Reinigung. Weiterhin ist es zur
Vornahme der Parallelschaltung bei den bekannten Einrichtungen erforderlich, daß
die beiden Spannungen genau gleich sind. Ohne die genaue Übereinstimmung der Phasen
kann bei ihnen eine Parallelschaltung nicht vorgenommen werden.
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Die Erfindung vervollkommnet nun derartige Einrichtungen insofern,
als der zur Betätigung des Parallelschlußschalters dienende Kontakt von einer sehr
lebhaften und mechanischen Kraft beeinflußt wird, d. h. nicht unter der Wirkung
von empfindlichen elektrischen Vorrichtungen steht, sondern durch ein unter Druck
stehendes und diesen Zustand während der ganzen Dauer des Vorganges erhaltendes
Fluidum gesteuert wird. Die Erfindung besteht also darin, daß im Augenblick des
Para,llelschaltzeitpunktes mit Hilfe der Richtkraft des Phasengebers in einem kontinuierlichen
Ölkreislauf ein Hahn geschlossen und gleichzeitig der in dem Ölkreislauf entstehende
Druck auf einen den Parallelschaltkontakt betätigenden Kolben zur Einwirkung gebracht
wird. Dadurch wird ein Stromschluß mit großer Kontaktoberfläche in durchaus sicherer
Weise hergestellt. Zweckmäßig kuppelt man den Phasenmesser mit einem Hahn für einen
hydraulischen, auf den Hauptparallelschalter wirkenden Servomotor und steuert ihn
derart, daß der Zufluß oberhalb des Kolbens des hydraulischen Motors abgesperrt
wird, so daß der Flüssigkeitsdruck nur von unten wirkt und den Kolben hebt, und
demzufolge der Parallelschalter geschlossen wird, wenn Phasengleichheit besteht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
daß der Kolbenhub des Servomotors verstellbar ist (beispielsweise durch einen Anschlag),
um die Wirkung der Parallelschaltvorrichtung von einer gewünschten Dauer des durch
den Phasenmesser angezeigten Synchronismus abhängig zu machen. Die Vorrichtung unterscheidet
sich in vorteilhafter Weise von den bekannten Einrichtungen dadurch, daß die vollkommene
Gleichheit der Spannungen der beiden parallel zu schaltenden Leitungen nicht mehr
die Hauptbedingung für seine Wirkungsweise ist, sondern daß die Parallelschließung
auch durchgeführt werden kann bei Spannungen, die um einige Prozente voneinander
verschieden sind, was sehr häufig vorkommt, beispielsweise im Falle der Parallelschaltung
von Leitungen mit einer Unterstation mit statischen Umformern.
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In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch erläutert.
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Die Vorrichtung enthält einen PhasenmesserF, der auf dem Grundsatz
beruht, daß zwei in entgegengesetztem Sinne rotierende Magnetfelder
ein
einfaches Wechselfeld erzeugen, wenn sie gleiche Feldstärken besitzen. Dieser Phasenmesser
besteht aus einem Ständer und einem Läufer. Der dreiphasige Ständer trägt eine Wicklung
AA', BB', CC, deren Klemmen A,
B, C mit den entsprechenden Phasen
des einen der beiden zusammenzuschaltenden Stromkreise (z. B. der Netzleitung L)
verbunden sind, während die entgegengesetzten Xlemmen A', B', C mit
den drei entsprechenden A', B', C des anderen Stromkreises, z. B.
desjenigen der Wechselstrommaschine, verbunden sind. Zwei dieser Phasen sind umgekehrt
geschaltet, wie aus der Zeichnung ersichtlich.
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Der Läufer, der aus einem Paket von in der üblichen Weise gestalteten
Blechblättern mit einer einzigen einphasigen kurzgeschlossenen Wicklung besteht,
läuft in dem einen oder dem entgegengesetzten Sinne, je nachdem die Geschwindigkeit
des einen der in dem Ständer erzeugten Drehfelder größer oder kleiner ist als die
Geschwindigkeit des anderen Feldes.
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Der Augenblick des Eintretens des Synchronismus zwischen den Phasenspannungen
der beiden Stromkreise, welche den Ständer speisen, kennzeichnet sich durch den
Stillstand des Läufers in einer bestimmten Richtung im Raum. In diesem Stillstand
verharrt der Läufer so lange, wie der Synchronismus andauert.
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Der Phasenmesser steuert nun eine hydrodynamische Vorrichtung, die
folgendermaßen eingerichtet ist: Ein kleiner Elektromotor M treibt die kleine Zahnradpumpe
P mit konstanter Leistung an. Diese drückt Öl in einen Kolbenservomotor S, dessen
Kolbenstange am Ende ihres Hubes c einen Kontakt K schließt, der im Stromkreis des
Hauptschalters I liegt und diesen nach erreichtem Synchronismus schließt.
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Der Kolben des Servomotors kann nur in Bewegung gesetzt werden, wenn
ein in die Pumpenleitung eingeschalteter Hahn R geschlossen ist. Dieser Hahn, in
bekannter zylindrischer Bauart mit Entlastung ausgeführt, ist gekuppelt mit dem
Läufer des Phasenmessers, und zwar in der Weise, daß er geschlossen wird, wenn der
Phasenmesser die dem Synchronismus entsprechende, punktiert gezeichnete senkrechte
Lage erreicht hat, und wenn die Zeitdauer, während welcher der Phasenmesser und
damit auch der Hahn in dieser Lage verbleibt, wenigstens so groß ist, daß der Kolben
des Servomotors S gegen die Spannung der Feder seinen Hub vollenden kann. Während
des letzten Teiles des Hubes schließt der Kolben nämlich die Flüssigkeitsauslaßleitung
des Hahngehäüses s ab, so daß von da ab eine teilweise Bewegung des Hahnes ohne
Wirkung bleibt und der Kontakt K geschlossen wird.
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Durch Einstellung eines Anschlages T auf der Kolbenstange kann der
Hub des Kolbens nach Belieben geregelt und damit auch die Zeit bestimmt werden,
innerhalb welcher der KontaktK hergestellt werden soll.
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Die Vorrichtung wählt also selbsttätig unter den Zeitpunkten, in denen
der Synchronismus eintritt, einen solchen aus, der während einer vorausbestimmten
Dauer bestehen bleibt - eine Zeitdauer; die man auswählen kann nach den Erfordernissen
des Betriebes, nach der Bauart der Maschine und der Beschaffenheit der Stromkreise,
die parallel geschaltet werden sollen.