DE529235C

DE529235C - Einrichtung zum selbsttaetigen Synchronisieren und Parallelschalten von Wechselstromnetzen

Info

Publication number: DE529235C
Application number: DE1930529235D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1930-01-21
Filing date: 1930-01-21
Publication date: 1931-07-10

Description

Einrichtung zum selbsttätigen Synchronisieren und Parallelschalten von Wechselstromnetzen Zum selbsttätigen Synchronisieren von Wechselstromgeneratoren wurden bereits Vorrichtungen benutzt, bei denen der Ständer bzw. der Läufer eines Induktionsmotors am Netz liegt, während der Läufer bzw. Ständer mit den Klemmen des parallel zu schaltenden Generators in Verbindung steht. Der Läufer des Motors dreht sich so lange im einen oder anderen Sinne, als die Periodenzahl des zuzuschaltenden Generators größer oder kleiner ist als die des Netzes. Die Drehung des Läufers wird dazu benutzt, den Öeschwindigkeitsregler der Antriebsmaschine des Generators abhängig vom Frequenzunterschied mechanisch zu verstellen. Diese Vorrichtung erfordert verhältnismäßig große und teure Motoren, deren Ständer und Läufer dreiphasig gespeist werden müssen.
Bei einer anderen bekannten Synchronisiereinr ichtung ist ein nach dem Ferrarisprinzip arbeitendes Synchronöskop verwendet, das mehrere Relais steuert, von denen einzelne den Stromkreis des Frequenzregelmotors schalten. Die vielen Relais (sechs) verteuern die Gesamteinrichtung nicht nur unnötig, sondern verringern auch die Betriebssicherheit. Außerdem kommt noch hinzu, daß die Relais von einer besonderen Hilfsstromquelle (Gleichstromnetz) und nicht etwa von den parallel zu schaltenden Netzen gespeist werden, wodurch ebenfalls ein Versagen oder falsches Einspielen der Synchronisiervorrichtung verursacht werden kann. Diese Nachteile besitzt der Erfindungsgegenstand nicht.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum selbsttätigen .Synchronisieren und Parallelschalten von Wechselstromnetzen und besteht darin; daß jedem parallel zu schaltenden Stromkreis je ein die Synchronisier= vorrichtung steuerndes Relais mit zwei Magnetwicklungen zugeordnet ist, wovon j e eine von der Summenspannung der Stromkreise dauernd in Reihe gespeist wird, während die beiden anderen durch das frequenzunterschiedempfindliche Organ gesteuert -werden, derart, daß abhängig von der Phasenlage der Stromkreise eine dieser beiden Wicklungen eine Zusatzspannung erhält.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der neuen Einrichtung veranschaulicht, wobei in beiden Fällen für gleiche Einzelteile gleiche Bezugszeichen gewählt sind.
In Fig. r bezeichnet d einen selbsttätigen Parallelschaltapparat der Wälzsektorregelkontaktbauart. Seine wesentlichen Teile sind das Zeitrelais b und die Wälzsektorenregelvorrichtung c, die dem Zeitrelais b eine besondere Wirkungsweise verleiht. Der Kon= takt d des Zeitrelais b steuert den Einschaltmagneten des Netzschalters f, der die Parallelschaltung der Netze I, II bewirkt. An diesen liegen die Synchronisierwandlez g, h. Außerdem sind zwei Relais i; k zum Steuern des Regelmotors m vorgesehen, der die Synchronisierung des parallel zu schaltenden Netzes II veranlaßt. Jedes Relais i, k hat zwei Magnetwicklungen n, o bzw. p, q. Die Wicklungen n und p liegen in Reihe mit den Sekundärwicklungen der Wandler g, h und werden infolgedessen von der Summenspannung der Netze I, II gespeist. Jede der beiden anderen Wicklungen o, q wird für sich an .die Spannung der Sekundärwicklung des Wandlers g gelegt, je nachdem sich die Drehtrommel r der Regelvorrichtung c im einen oder anderen Sinne dreht und so sich der Kontakt s an den linken oder rechten Gegenkontakt t legt.
Die Bewegungen der Drehtrommel y werden hier in bekannter Weise nach dem Ferrarisprinzip durch ein Magnetsystem erzeugt, dessen Wicklungen u, v derart abgeglichen sind, daß bei gleicher Phasenlage der Netze I, II keine Drehkraft auf die Trommel r ausgeübt wird. Falls jedoch ein Phasenunterschied besteht, dreht sie sich und damit auch ihr Kontakt s nach der einen oder anderen Richtung, wodurch entweder die Wicklung o oder q an die Sekundärspannung des Wandlers g angeschlossen wird.
Die Wicklungen n, o bzw. p, q beider Relais i, k sind so abgestimmt, daß nur das Relais i oder k anspricht, wenn nicht nur die Wicklungen p und n an der Summenspannung der Wandler g, h liegen, sondern auch die zweite Wicklung o oder q Spannung erhält, d. h. an der Sekundärwicklung des Wandlers g liegt. Außerdem ist hier vorausgesetzt, daß die den Wicklungen n, o bzw. p, q der Relais i bzw.k aufgedrückten Spannungen phasengleich oder annähernd phasengleich sind. Je nachdem das eine oder andere Relais anspricht, werden die Klemmen des Motors m im einen oder anderen Sinne an das Hilfsnetz x angeschlossen. Er dreht sich somit nach der einen oder anderen Richtung und verstellt z. B. den Drehzahlregler w der Antriebsmaschine y des parallel zu schaltenden Generators z. Das Schalten der Relais i, k erfolgt demnach impulsweise, und zwar abhängig vom Frequenzunterschied der Netze I, 1I. Werden in bekannter Weise diese Relais als Zeitrelais ausgebildet, deren Zeitkonstante größer ist als die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen liegende Zeitdauer, so bleibt somit das eine Relais während der Impulse dauernd geschlossen, und der Motor m regelt dauernd im Sinne der Annäherung der Frequenz des Netzes II an die des Netzes I. Stimmen beide Frequenzen überein, so schließen sich die Kontakte d des Relais b, der Einschaltmagnet des Netzschalters f erhält Spannung vom Hilfsnetz x -und schließt den Schalter, womit die Parallelschaltung der Netze I und II vollzogen ist. Bei der Schaltung nach Fig. 2 dient als frequenzunterschiedempfindliches Organ ein nach dem Drehfeldprinzip arbeitendes Synchronoskop, dessen Ständer i nur einphasig und dessen Läufer 2 dreiphasig, oder umgekehrt, gespeist wird. Die Speisung erfolgt über die Synchronisierwandler g, h, wovon der erste an zwei Phasen des 1Vetzes I und der zweite, abweichend von der Ausführung nach Fig. r, an die drei Phasen des Netzes II angeschlossen ist. Je nach dem Unterschied zwischen den Frequenzen der Netze I, II dreht sich der Läufer 2 in der einen oder anderen Richtung und nimmt die mit ihm gekuppelte Trommel r samt deren Kontakt s mit. Das übrige Arbeitsspiel stimmt mit dem der Ausführung nach Fig. 'i überein.
Das Ansprechen der Synchronisierrelais i, k kann in beliebiger relativer Phasenlage der Spannungen der Netze I, II erzwungen werden. Es ist jedoch von Vorteil, die Phasenoppositionsstellung zu wählen, weil dann vehütet wird, daß während der Synchronisierung die Spannungssektoren der beiden Netze I, II in dieser Stellung verharren können. Zu diesem Zweck ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in die Stromleitung der von der Summenspannung gespeisten Magnetwicklungen n,. p der Relais i, k ein Umkehrtransformator 3 eingeschaltet, der die Phase der Spannung der Wicklung n oder p gegenüber der Phase der Spannung der Wicklungen des Zeitschaltrelais b um i8o° verschiebt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum selbsttätigen Synchronisieren und Parallelschalten von Wechselstromnetzen, dadurch gekennzeichnet, daß jedem parallel zu schaltenden Stromkreis j e ein die Synchronisiervorrichtung steuerndes Relais mit zwei Magnetwicklungen zugeordnet ist, wovon j e eine von der. Summenspannung der Stromkreise dauernd in Reihe gespeist wird, während die beiden anderen durch das frequenzunterschiedempfindliche Organ gesteuert werden, derart, daß abhängig von der Phasenlage der Stromkreise eine dieser beiden, Wicklungen eine Zusatzspannung erhält.
2. Einrichtung nach Anspruch i mit einer vom frequenzunterschiedempfindlichen Organ angetriebenen Drehtrommel, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtrommel einen Kontakt trägt, der j e nach der Drehrichtung der Trommel die eine oder andere der zusätzlichen Magnetwicklungen der Relais an die die Zusatzspannung erzeugende Sekundärwicklung eines Synchronisierwandlers legt, wodurch ein Regelmotor für die Antriebsmaschine des ans Netz zu schaltenden Wechselstromgenerators gesteuert wird.
3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als frequenzunterschiedempfindliches Organ ein nach dem Ferrarisprinzip arbeitendes Magnetsystem dient.
4. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als frequenzunterschiedempfindliches Organ ein nach dem Drehfeldprinzip arbeitendes Synchronoskop dient. .
5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Relais zeitabhängig sind, wobei deren Zeitkonstante einstellbar sein kann.
6. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Abstimmung der beiden Magnetwicklungen (n, o bzw. p, q) jedes Relais (i bzw. k), daß nur eines dieser Relais (z. B. i) anspricht, wenn die seinen Wicklungen (n, o) « aufgedrückten Spannungen phasengleich oder annähernd phasengleich sind.
7. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beide Magnetwicklungen jedes Relais derart abgestimmt sind, daß eines von diesen anspricht, wenn die Phasenlage des einen Netzes (II) gegenüber der des zuzuschaltenden Netzes (I) um i8o° verschoben ist. B. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Phasenumkehrung ein in dem Stromkreis der von der Summenspannung gespeisten Magnetwicklungen liegender Umkehrtransformator dient.