DE506294C

DE506294C - Verfahren zum Messen von schnellen kurzdauernden Frequenzaenderungen in elektrischen Leitungsnetzen

Info

Publication number: DE506294C
Application number: DESCH87012D
Authority: DE
Original assignee: HEINRICH SCHNEIDER DIPL ING
Current assignee: HEINRICH SCHNEIDER DIPL ING
Priority date: 1928-07-05
Filing date: 1928-07-05
Publication date: 1930-09-02

Description

Verfahren zum Messen von schnellen kurzdauernden Frequenzänderungen in elektrischen Leitungsnetzen Tritt in einem Dreh- oder Wechselstromnetz ein Kurzschluß ein, so ist dieser außer von Spannungsschwankungen auch von starken Frequenzschwankungen, hervorgerufen durch die plötzliche Belastungsänderung der :Maschinen, begleitet. Diese Frequenzschwankungen lassen sich mit den üblichen Frequenzschreibern nicht einwandfrei registrieren, besonders läßt sich ihr Verlauf in dem unmittelbar auf die Störung folgenden kurzen Zeitabschnitt nicht festlegen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die gestattet, diese Frequenzschwankungen einwandfrei zu registrieren und in ihrem zeitlichen Verlauf festzulegen.
Die Erfindung besteht darin, daß ein möglichst reibungsfrei gelagertes Schwungrad von großem Schwungmoment durch einen mit der NTetzfrequenz gespeisten Synchronmotor angetrieben wird, dessen Leistung gerade ausreicht, die Reibungsverluste zu decken und das Schwungrad entsprechend den langsamen, im regelmäßigen Betrieb unvermeidlichen Änderungen der Netzfrequenz anzupassen, und daß die Differenz zwischen der Drehzahl dieses Schwungrades und der jeweiligen Netzfrequenz gemessen wird.
Diese Differenz ist, da der Motor ja den betriebsmäßigen Frequenzänderungen folgt, im Betriebe gleich Null. Bei plötzlichen Frequenzänderungen von kurzer Dauer kann aber der Motor das Schwungrad nicht ausreichend beschleunigen oder verzögern, und dieses läuft mit der zuletzt vorhandenen Regelfrequenz weiter, so daß jetzt die Differenz gleich der Abweichung der augenblicklichen Frequenz von der Regelfrequenz, also eben gleich der gesuchten Frequenzänderung ist.
In der bevorzugten Ausführungsform dient als Maß der Frequenzänderung die Zahl der periodischen Schwankungen des von dem Synchronmotor aufgenommenen Stromes, die zeitlich direkt proportional der Frequenzdifferenz zwischen augenblicklicher und Regelfrequenz ist. Es können auch die periodischen Größenänderungen der Differenzspannung zwischen der Netzspannung und der Spannung eines besonderen Synchronspannungserzeugers gemessen werden.
Der Motor kann mit der Hand oder mittels eines Hilfsmotors oder sonst in beliebiger Weise angelassen werden.
Die Abbildung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer Drehstromanlage. i ist ein kleiner Synchronmotor, a seine Gleichstromfeldwicklung mit dem Regler 3. q. ist ein mit dem Motor starr gekuppeltes schweres, in Kugellagern 5 laufendes Schwungrad. Der Synchronmotor ist über den Schalter 6 an das Netz oder einen vom Netz gespeisten Meßwandler angeschlossen. In die eine Phase der Zuleitung ist der schnell schreibende Strommesser 7 eingeschaltet, in die zweite Phase ein Stromzeiger 8, in die dritte Phase ein Relais 9, das bei Überstrom eine Hupe ro einschaltet oder auf irgendeine Weise in den Betrieb eingreift.
Da das Schwungrad sorgfältig gelagert ist, so ist die Arbeit, die der Motor aufnimmt, sehr klein und der vom Motor aufgenommene Strom bei richtiger Erregung so gut wie Null. Solange sich die Netzfrequenz nicht ändert oder sich nur so langsam ändert, daß der Synchronmotor das Schwungrad entsprechend beschleunigen. oder verzögern kann, ändert sich an diesem Zustand nichts. Wenn aber rasche Frequenzschwankungen auftreten, z. B. bei einem Kurzschluß, so kann der Synchronmotor nicht folgen, und es besteht jetzt zwischen dem Netz und dem nunmehr zum selbständigen Spannungserzeuger gewordenen Synchronmotor ein Frequenzunterschied, und es fließen Ausgleichströme zwischen Netz und Synchronmotor, die das Maß des Dauerbetriebsstromes wesentlich übersteigen und von dem Stromschreiber niedergeschrieben werden. Diese Ströme geben ein Bild der Frequenzänderung.
Der Stromschreiber kann auch z. B. mit einem Platinzeiger auf einer sich drehenden Rußtrommel die Größe des Stromes aufschreiben. Der im Regelzustand aufgenommene Strom schwankt so wenig, daß er auf der Rußtrommel nur als ein Strich erscheint, und nur für den Fall einer Frequenzänderung treten deutliche Ausschläge auf; auch bei geringer Ganghöhe der auf die Rußtrommel gezeichneten Nullinie überlagern sich daher die Aufzeichnungen des Instrumentes nicht.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Messen von schnellen kurzdauernden Frequenzänderungen in elektrischen Leitungsnetzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der Netzfrequenz und der der Drehzahl eines mit Netzfrequenz gespeisten, mit großem Schwungmoment und verschwindender Reibung behafteten Synchronmotors, dessen Leistung nur so groß ist, wie zur Deckung der Reibungsverluste und zur Angleichung der Drehzahl an die Netzfrequenz bei langsamen Frequenzänderungen erforderlich -ist, entsprechenden Frequenz dadurch gemessen wird, daß die periodischen Größenänderungen des aufgenommenen Stromes oder der aufgenommenen Leistung oder der Differenz zwischen Netzspannung und Motorspannung aufgezeichnet werden.