DE514481C

DE514481C - Anordnung zur Ausnutzung einer durch elektrische Verbraucher von stark schwankendem Leistungsbedarf nicht voll ausgenutzten Zentrale

Info

Publication number: DE514481C
Application number: DES62495D
Authority: DE
Inventors: Siegfried Messing
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1923-02-01
Filing date: 1923-03-20
Publication date: 1930-12-17

Description

Anordnung zur Ausnutzung einer durch elektrische Verbraucher von stark schwankendem Leistungsbedarf nicht voll ausgenutzten Zentrale Wenn in elektrischen Anlagen mit Verbrau -chern mit schwankendem Leistungsbedarf, denen eine bestimmte Höchstleistung zur Verfügung steht, die Überschußenergie nutzbar gemacht, also die Kraftquelle völlig ausgenutzt werden soll, so ergibt sich die Notwendigkeit, die Entnahme an Uberschußleistung so zu regeln, daß sie den Augenblickswert des schwankenden Leistungsbedarfs stets auf die Höchstleistung ergänzt. Die Abb. i zeigt das Leistungsdiagranun einer solchen Anlage. L bedeutet die gegebene Höchstleistung, L' den Leistungsbedarf in einem bestimmten Zeitpunkt, L" die in diesem Zeitpunkt verwertbare Überschußleistung, deren Gesamtgröße durch die schraffierten Flächen dargestellt wird.
Es ist bereits vorgeschlagen, das Netz der Zentrale durch einen zusätzlichen, in seiner Leistungsaufnahme dem jeweiligen Energieüberschuß sich selbsttätig anpassenden Verbraucher bzw. nicht zurückarbeitenden Umformer elektrischer Energie -über elektrische Zwischenmaschinen selbsttätig zu belasten. Die Erfindung besteht nun in einem mit der Erregerspannungsquelle der Zwischenmaschine gleichstromseitig in Gegenschaltung liegenden Umformer mit starrer Spannungsübersetzung, dessen Wechselstromseite eine vom schwankenden Leistungsbedarf der Verbraucher abhängige Spannung zugeführt wird. Hierdurch wird ein besonders wirtschaftlicher Betrieb nach dem Diagramm der Abb. i erzielt.
Eine solche Anlage ist in der Abb. 2 beispielsweise dargestellt. Der Betrieb a nimmt aus dem Kraftwerk b über die Leitungen c eine schwankende Leistung L' nach dem in der Abb. i wiedergegebenen Diagramm auf. Die Überschußleistung L" wird aus den Leitungen c dui ch einen Synchron- oder Asynchronmotor d, der einen Generator c antreibt, abgesaugt. Dieser arbeitet auf einen Verbraucher oder Energiespeicher f, der von der Spannung unabhängig ist 'und annähernd gleichbleibenden Widerstand hat, z. B. auf einen elektrisch b#Iieizten Dampfkessel. Die Entnahme der Uberschußenergie wird -nun dadurch beherrscht, daß die Erregung des Generators in Abhängigkeit vom schwankenden Leistungsbedarf selbsttätig geregelt wird. Zu diesem Zwecke liegt mit der auf gleichbleibende Spannung geregelten Erregermaschineg des Generators c ein Einankerumformer lz gleichstromseitig in Gegenschaltung, der schleifringseitig aus einem vom schwankenden Betriebsstrom durchflossenen Serientransformator i gespeist wird. Steigt nun beispielsweise der Leistung-,bedarf der Anlage «, so steigt der Strom im Serientransformator j und damit auch die Schleifringspannung des Einankerumforiners k. Dessen in festem Verhältnis mit der Schleifringspannung wachsende Gleichstromspannung wirkt der Spannung der Erregermaschine entgegen; dadurch sinkt die Spannung des Generators und infolgedessen auch die Entnahme an Überschußenergie. Die Anordnung nach der Erfindung ist selbstverständlich nicht an die Verwendung eines Einankerumforiners gebunden, vielmehr kann jeder Umformer mit starrer Spannungsübersetzung zwischen Gleichstrom-und Wechselstromseite, z. B. auch ein Ouecksilberdampfgleichrichter, benutzt werden.
Der Transformator j hat primär außer der Serienwicklung 1 noch eine Nebenschlußwicklung m, die den Umformer auch bei Stromlosigkeit der Serienwicklung unter Spannung hält.
Die Eigenart der Anlage kann es nun erforderlich machen, daß eine Verwertung von Überschußenergie nur zwischen einer oberen und einer unteren Grenze des schwankenden Leistungsbedarfes stattfindet. Die obere Grenze kann beispielsweise durch die zulässige Dauerleistung der Zentrale, die untere durch die Überlastbarkeit des Wärmespeichers f gegeben sein. In der Abb. 3 bezeichnet L, die obere, L2 die untere Grenze. Die verwertbare Überschußenergie ist wieder durch die schraffierten Flächen dargestellt.
In der Abb. 4 ist eine Einrichtung zur Leistungsbegrenzung beispielsweise dargestellt. An die Leitungen o sind durch die Stromwandler n, n und den Spannungswandler o zwei wattmetrische Relais p, P angeschlossen, deren eines bei Erreichung der oberen Grenze L, deren anderes aber an der unteren Grenze L, den Stromkreis eines, Zeitrelais Y schließt. Dieses beeinflußt nach Ablauf einer gewissen Zeit das Schütz s, das den Schalter t öffnet und da-durch den Widerstand w in den Erregerstromkreis des Generators e einschaltet. Durch die Zwischenschaltung des Zeitrelais soll hierbei vermieden werden, daß der Schalter t bei kurzzeitigen Überschreitungen der Leistungsgrenzen geöffnet wird.
Die Entnahme der Überschußenergie kann auch durch magnetische Sättigung der die Regelenergie übertragenden magnetischen Kreise eingegrenzt werden. Zu diesem Zweck wird der magnetische Kreis des Generators e so ausgebildet, daß er an der unteren Leistungsgrenze L, magnetisch gesättigt ist, so daß sich die Spannung des Generators und damit seine Leistungsabgabe bei weiterem ' Anwachsen des Erregerstromes nicht mehr wesentlich ändert. Ebenso wird eine Begrenzung der Leistungsaufnahme nach oben dadurch erzielt, daß der Serientransformator i an der oberen Belastungsgrenze L, magnetisch gesättigt ist, wodurch die Schleifringspannung und damit auch die Gleichstromspannung des Einankerumformers#h bei Überschreitung dieser Grenze annähernd gleichbleibt. Die gleiche Wirkung kann auch durch Sättigung anderer magnetischer Kreise der Einrichtung erreicht werden. Es können auch die erwähnten Maßnahmen gleichzeitig angewendet werden.
Der Sättigungseffekt wird zweckmäßig durch Einbau von denLeistungsgrenzen entsprechenden Sättigungswegen in die magnetischen Kreise erzielt. Dem Einankerumfonner müssen Drosselspulen v vorgeschaltet werden, damit ein übermäßiges Anwachsen des zugeführten Stromes bei erreichter Sättigung seines magnetischen Kreises vermieden wird. Durch geeignete Wahl dieser Drosselspulen wird auch ein genaueres Einhalten der oberen Grenze ermöglicht.
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Claims

PATENTANSPRÜCHE. i. Anordnung zurAusnutzung einer durch elektrische Verbraucher von stark schwankendeniLeistungsbedarf nicht voll ausgenutzten Zentrale, deren Netz durch einen zusätzlichen, in seiner Leistungsaufnahme dem jeweiligen Energieüberschuß sich selbsttätig anpassenden Verbraucher bzw. nicht zurückarbeitenden Umformer elektrischer Energie über elektrische Zwischenmaschinen selbsttätig belastet wird, gekennzeichnet durch einen mit der Erregerspannungsquelle der ZwischenniaschinegleichstromseitiginGegenschaltung liegenden Umformer mit starrer Spannungsübersetzung, dessen WechselstromseiteeinevonischwankendenLeistungsbedarf der Verbraucher abhängige Spannung zugeführt wird.
2. Anordnung nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformer wechselstromseitig aus einem vom schwankenden Betriebsstrom durchflossenen Serientransforinator (J) gespeist wird. 3.AnordnungnachdenAnsprächeniund2, dadurch gekennzeichnet, daß der Serientransformator außer der Serienwicklung (1) noch eine Nebenschlußwicklung (m) hat, die den Umformer (h) auch bei Stromlosigkeit der Serienwicklung unter Spannung hält. 4. Anordnung nach den Ansprüchen i bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Einankerumforiners (h) oder eines Quecksilberdampfgleichrichters. 5. Anordnung nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verwertung von Überschußleistung nur zwischen einer oberen Grenze (L1) und einer unteren Grenze (L2) stattfindet, die innerhalb der Grenzen des schwankenden Leistungsbedarfes liegen. 6. Anordnung nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Zwischenmaschine (e) durch zwei von der schwankenden Leistungsaufnahme der Verbraucher beeinflußte wattmetrische Relais (P) bei Erreichung der oberen oder unteren Leistungsgrenze, z. B. durch Einschalten von Widerstand in den Erregerstromkreis, geschwächt wird. 7. Anordnung nach dem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Erregung der Zwischenmaschine schwächende Schaltvorgang unter Vermittlung eines Zeitrelais (r) erfolgt. 8. Anordnung nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme an Überschußenergie durch magnetische Sättigung der die Regelenergie übertragenden magnetischen Kreise eingegrenzt wird. g. Anordnung nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kreis der Zwischenmaschine (e) an der unteren Leistungsgrenze (L,) magnetisch gesättigt ist. io. Anordnung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Serientransformator (i) an der oberen Belastungsgrenze (L1) magnetisch gesättigt ist. ii. Anordnung nach den Ansprüchen 8 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß in die magnetischen Kreise Sättigungswege eingebaut sind.