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Einrichtung zur Aufrechterhaltung der Stabilität von durch ausgedehnte
Wechselstromnetze gespeisten Synchron-Apparaten Die Erfindung hat zum Gegenstand
eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines stabilen Betriebes von Wechselstromsynchronanlagen,
insbesondere solchen, die an stärkere Kraftnetze angeschlossen sind und bei denen
die Gefahr eines Außertrittfallens vorhanden ist. Im wesentlichen besteht das Merkmal
der Erfindung darin, daß in Abhängigkeit von den Synchronismus störenden Zustandsänderungen
im Kraftnetz Induktivitäts- bzw. Kapazitätseinheiten an der Stelle, an der die auf
Synchronismus zu haltende Einrichtung, beispielsweiseein Synchronmotor, ,angeordnet
ist, vorzugsweise selbsttätig zu- oder abgeschaltet werden.
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Die beiden Abbildungen, die ein praktisches Ausführungsbeispiel veranschaulichen,
erläutern den Erfindungsgegenstand noch näher. Es ist dabei insbesondere bei der
zweiten Abbildung angenommen, daß es Schwankungen des Leistungsfaktors sind, die
auf den Synchronismus störend einwirken; jedoch können entsprechend den jeweils
gegebenen Verhältnissen auch andere Größen für derartige Störungen die Ursache bilden,
wobei dann sinngemäß auf diese Größen ansprechende Organe die An- bzw. Abschaltung
der erwähnten Induktivitäts- oder Kapazitätseinheiten zu bewirken haben. Bezug-nehmend
auf die Abb. i bedeutet i einen Generator oder :eine Gruppe von Generatoren. in
:einer Kraftstation a zur Speisung eines Transformators 3, von dem :aus die Energie
über eine übertragungsleitung q. nach dem Verbraucher, der seinerseits wiederum
einen Transformator 5 enthält, geleitet wird. Der angeschlossene Verbraucher wird
beispielsweise dargestellt durch einen Synchronmotor 6. 7 bedeutet in der Abbildung
eine Kontrolleinrichtung für. den Motor, während 8 erfindungsgemäß eine Gruppe von
Kapazitäten und 9 eine solche von Induktanzen darstellt. Sowohl der Motor 6 als
auch die Kontrolleinrichtung 7 stehen mit einer Schaltvorrichtung S in Verbindung,
die so betätigt werden kann, daß eine oder mehrere der Kapazitäten 8 bzw. eine oder
mehrere der Selbstinduktionen 9 im vorliegenden Beispiel parallel zum Verbraucher
6 geschaltet werden können. Durch eine derartige Einrichtung kann die Stabilität
der ,angeschlossenen Anlage auf einfache Weise aufrechterhalten werden. Insbesondere
bei sehr langen Übertragungsleitungen kann die synchrone Einrichtung (Synchronmotor)
häufig außer Tritt geworfen werden, was auf -verschiedene Erscheinungen zurückzuführen
ist,
wie beispielsweise Erscheinungen, hervorgerufen durch die Regelvorgänge
in der Zentrale oder aber auch durch rein elektrische Vorgänge auf der Leitung.
Man hat bisher zur Verhütung dieser Nachteile immer übererregte Synchronmaschinen
zur Herstellung der Stabilität verwandt, jedoch ist die geringe Geschwindigkeit
der Einwirkung ihrer Erregung von Nachteil. Bei Verwendung von statischen Kondensatoren
8 und Induktanz:en 9 gemäß der vorliegenden Erfindung, bei denen eine sofortige
Einwirkung stattfindet, kann die Aufrechterhaltung eines stabilen Betriebes in weit
besserem Maße erzielt werden.
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Die Abb. 2 zeigt eine ähnliche Einrichtung wie Abb. i, jedoch in mehr
detaillierter Darstellung mit selbsttätiger Stabilisierung. i o bedeuten die Primärwicklungen
eines in Stern geschalteten Dreiphasentransformators. Dieser Transformator befindet
sich an der Verbraucherstelle und enthält an seinen Sekundärwicklungen i i ein Anzeigeinstrument
12, im gezeichneten Beispiel ein cos cp-Messer, der beispielsweise Kontakte 13 betätigt.
Von diesen Kontakten aus führen Leitungen nach einem Gleichstromservomotor 14, und
zwar zu den Klemmen 15 einer Gleichstromspeisequelle für den Motor 14, parallel
zu welchen ein Spannungsteiler 16 sowie das Feld des Motors 18 gelegt ist. Der übrigbleibende
dritte und mit Veränderung der Einstellung des Instruments bewegliche Kontakt führt
zu der einen Bürste des Motors 14, während die andere Bürste mit einem Schiebekontakt
17 am Widerstand 16 verbunden ist. Der Motor 14 ist auf gleicher Welle angeordnet
mit einem dreiteiligen Kommutätor 20, 21, 22 entsprechend der Schalteinrichtung
S nach Abb. i. Auf der Welle befinden sich fernerhin, noch Schleifringe 23, die
sämtlich über Bürsten an je einer Leitung der Sekundärwicklung des Transformators
i i geführt sind. Je ein Schleifring steht mit je einem Teil 20, 21, 22 des Kommutators
in Verbindung. Jedes der Enden der Leitungen i i führt überdies zu einer Gruppe
von Kondensatoren 24. Der Transformator 25, der im Stromkreis einer der sekundären
Leitteigen liegt, dient dazu, die Stromwicklung des Instruments 12 zu speisen.
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Die Wirkungsweise der beschriebenem Einrichtung gestaltet sich wie
folgt: Bei Änderungen der Stellung des Instruments 12 wird der Motor und damit die
Welle i9 mit den Kommutatoren 20, 21 und 22 entsprechend nach der einen oder anderen.
Seite i:'t Drehung versetzt. Es wird also. eine Änderung des Leistungsfaktors von
selbst ausgeglichen, indem beispielsweise bei einer Zunahme der Motor nach der einen,
bei einer Abnahme nach der anderen Seite anläuft und so lange Reaktanzeinheiten,
im vorliegenden Falle Kapazitäten 24, die aber auch durch,entsprechende Induktanzen
ersetzt sein können, zu- bzw. vom Verbraucher wieder abschaltet, bis der ursprüngliche
Leistungsfaktor wieder hergestellt und die Mittellage des Instruments, d. h. wieder
Stillstand des Servomotors, eingetreten ist, so daß durch plötzliche Änderung des
Leistungsfaktors bedingtes Außertrittfallen des Verbrauchers aus dem Synchronismus
praktisch nicht auftreten kann. Die einzelnen Stufen der Kommutatoren 20, 21 und
22 können natürlicherweise eine derartige Anzahl erhalten, daß eine beliebig große
Anzahl von Kondensatoren oder Induktanzen beliebiger Größe betätigt werden kann,
daß mit anderen Worten jede gewünschte Genauigkeit der @erzielten Wirkung praktisch
erreicht wird.
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Wenn es sich um Anlagen sehr großer Leistung handelt, empfiehlt es
sich, mehrere getrennte Kommutatoren in Parallelschaltung an Stelle eines einzigen
großen Kommutators vorzusehen.