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Spannungsregeleinrichtung für parallel arbeitende Stromerzeuger, Transformatoren
o. dgl. Die Erfindung betrifft eine Spannungsregeleinrichtung für parallel arbeitende
Stromerzeuger, Transformatoren o. dgl., deren Spannungsregler mit Stromkompoundierung
versehen sind.
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Es ist bekannt, die Stromkompoundierung der Spannungsregler für den
Ausgleich der Blindlast einer Anlage unter mehreren parallel arbeitenden Stromerzeugern
zu verwenden. Sind jedoch diese Stromerzeuger mit Spannungsreglern von verschiedener
Reguliergeschwindigkeit ausgerüstet, und jeder dieser Spannungsregler hat eine Stromkompoundierung,
dann tritt der Nachteil ein, daß die Regelgeschwindigkeit auf die geringste Geschwindigkeit
herabgedrückt wird, die dem trägsten der verwendeten Regler eigentümlich ist. Der
schnelle Regler mit Stromkompoundierung wird nämlich bei einer Spannungssenkung
im Netz durch die induktive Blindstromaufnahme seines Generators so zurückgehalten,
daß er die Spannung nur nach Maßgabe der Spannungsregelung durch den trägsten der
verwendeten Regler erhöhen kann.
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Gegenstand der Erfindung ist es nun, in einer Anlage, in der ein Teil
der Stromerzeuger mit langsamer wirkenden Spannungsreglern ausgerüstet ist, einen
solchen Ausgleich der Blindbelastung herbeizuführen, daß eine Spannungsänderung
im Netz mit der vollen Geschwindigkeit des schnellsten Spannungsreglers ausgeregelt
wird. Zu diesem Zweck werden nach der Erfindung die langsam wirkenden Spannungsregler
mit einer Stromkompoundierung versehen, während die schnellen Regler keine solche
erhalten.
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Für diese Spannungsregelung wird die vorübergehende Blindbelastbarkeit
der Maschinen ausgenutzt, indem für den kurzen Zeitabschnitt, der durch den Unterschied
der Regelzeit des langsamen und des schnellen Reglers gegeben ist, ein vorübergehend
höherer Ausgleichstrom zugelassen wird, der durch die Schnellregulierung entsteht
und durch das Nachregulieren der kompoundierten Regler wieder verschwindet.
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Mit dieser Schaltung gewinnt man auch den Vorteil, daß in Anlagen
mit Stufentransformatoren, die mit trägen Reglern ausgerüstet sind, eine kontinuierliche
Schnellregelung mit Blindlastausgleich erzielt werden kann, indem man einen zum
Stufentransformator parallel arbeitenden Stromerzeuger mit nichtkompoundiertem Spannungsschnellregler
vorsieht und dem trägen Spannungsregler des Transformators eine Stromkompoundierung
gibt. Es kann in manchen Fällen vorteilhaft sein, zur Kompoundierung des trägen
Reglers den Strom desjenigen Generators zu benutzen, zu welchem der Regler gehört.
Im letztgenannten Fall ist es jedoch zweckmäßig, den Spannungsregler des Transformators
mit
dem Strom des parallel arbeitenden Stromerzeugers zu kompoundieren, damit die Blindlast
des Generators auf einem vorausbestimmten Wert gehalten werden kann.
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Fig. x stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Hierin bedeutet
t beispielsweise einen Drehtransformator mit langsam wirkender Spannungsregelung,
der mit einer Wechselstrommaschine na mit Schnellregelung parallel auf ein Netz
n arbeitet. Der Spannungskreis für den langsamer wirkenden Spannungsregler cles
Transformators t bekommt beispielsweise seine Spannung von einem abzapfbaren Spannungswandler
e, der die Spannung für die Regelspule s liefert und an die Netzphasen R-S angeschlossen
ist. In der Abzweigleitung zur Maschine m ist in der Phase T ein Stromwandler
i eingeschaltet, dessen Sekundärwicklung parallel zu einem im Stromkreis der Spannungsspule
s liegenden justierbaren Widerstands geschaltet ist. Die Spannungsspule s, des Schnellreglers
der Maschine m erhält ihre Erregerspannung von einem ebenfalls an die Phasen R-S
angeschlossenen Spannungswandler ei,.
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Tritt im Netz n beispielsweise eine Spannungssenkung ein, so wird
zunächst sowohl der Schnellregler als auch der Reglerantrieb des Transformators
unter der Wirkung dieser Spannungssenkung zu arbeiten beginnen. Der Schnellregler
wirkt rascher als der Tragregler des Transformators t, und es wird daher von der
Maschine m durch die Primärwicklung des Stromwandlers i in den Transformator
t ein Blindstrom fließen. Dieser Blindstrom wird durch den Stromwandler i
auch dem justierbaren Widerstand y im Sekundärkreis des Spannungswandlers e aufgedrückt
und erzeugt dort einen Spannungsabfall. Dieser wird zur Spannung E des Wandlers
e algebraisch addiert, da diese beiden Spannungen nach dem Diagramm (Fig. 2) entweder
in Phase oder in Gegenphase sind. Dort bedeutet E die verkettete Netzspannung an
der Primärwicklung des Spannungswandlers e und -E die Spannung an der Sekundärwicklung
des Spannungswandlers. J1 ist der in der Phase T gegen die Phasenspannung um go°
nacheilende Strom. In der Sekundärwicklung des Stromwandlers i fließt daher ein
Strom J2, der in Phase mit der verketteten Spannung E ist. J2 erzeugt nun am Widerstand
r eine gegen die Sekundärspannung E des Spannungswandlers e um i8o ° phasenverschobene
Spannung e,.. Es wird sonach bei Spannungssenkungen im Netz n in den Stromkreis
der Spannungsspule s des Transformators t durch den Blindstrom eine Kompoundierungsspannung
e,. eingeführt. Diese täuscht bei Blindstromabgabe der Maschine m eine tiefere,
bei Blindstromaufnahme eine höhere Netzspannung vor. Am Reglerantrieb des Transformators
bleibt indessen die Spannungssenkung weiterhin fühlbar, weil die durch die Blindstromabgabe
der Maschine na bewirkte Verbesserung der Spannung für das Spannungsmeßgerät
des Reglerantriebes des Transformators t durch die Gegenkompoundierung
e,.
aufgehoben wird. Der Regeltransformator wird daher um den vollen Betrag
der aufgetretenen Spannungssenkung ausregulieren. Am Schnellregler der Maschine
wird dann wieder ein Spannungsanstieg bemerkbar werden, der diesen veranlassen wird,
die Maschine zurückzusegeln, bis ihre Blindstromabgabe auf den vor Beginn des Reguliervorganges
bestandenen Wert zurückgeführt ist.
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Da hierbei die Blindstromabgabe der Maschine zur Spannungsregelung
nur kurzzeitig herangezogen wird, d. h. so lange, bis der Reguliertransformator
nachgeregelt hat, kann während dieser Zeit die Blindstromabgabe bei entsprechend
ausgelegter Erregermaschine fürBlindleistungsabgabe und Berücksichtigung der Erwärmung
und der Kippgrenze der Maschine stark gesteigert werden. Man erreicht hierbei mit
einer verhältnismäßig kleinen Maschine und einem wenige grobe Stufen enthaltenden,
daher billigeren Regeltransformator (z. B. in der fünfstufigen Sessinghaus-Schaltung)
eine in der Wirkung nahezu stufenlose Regelung.
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Am Widerstand s erfolgt die Justierung der Einrichtung so, daß entweder
die Blindleistungsabgabe der Maschine nach Ablauf jedes Regelvorganges am Transformator
wieder auf den ursprünglichen Wert zurückkehrt oder so, daß mit steigender Zusatzspannung
auch die Blindstromabgabe der Maschine stärker herangezogen wird.
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Soll die Spannungshaltung an den Sammelschienen in Abhängigkeit von
der nach der Richtung a abgegebenen Leistung kompoundiert werden, so ist in die
Leitung ein weiterer Stromwandler il einzuschalten, dessen Strom über die Reaktanzen
z und zi in den Spannungskreisen des Regelantriebes und des Schnellreglers zu führen
ist, um dort einen der beabsichtigten Kompoundierung entsprechenden Spannungsabfall
hervorzurufen.
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Ebenso kann die Spannungshaltung an den Sammelschienen in Abhängigkeit
von dem in der Leitung fließenden Strom geschehen. Es treten dann an Stelle der
beiden Spannungswandler e und e1 zwei Stromwandler.
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Arbeiten die beiden Stromerzeuger auf ein Einphasennetz oder auf ein
Mehrphasennetz, dessen Spannungen nicht um ein Vielfaches von i2o ° phasenverschoben
sind, so muß entweder im Primär- oder Sekundärstromkreis des Spannungswandlers e,
der die Erregerspannung für die langsamer arbeitende Spannungsregeleinrichtung liefert,
eine Kunstschaltung eingefügt werden, damit bei Spannungssenkungen
bzw.
Spannungserhöhungen im Netz it die am Widerstand r auftretende Kompoundierungsspannung
genau gegen bzw. im Sinne der Sekundärspannung des Spannungswandlers e gerichtet
ist.
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Der Spannungswandler e hat auf der Sekundärseite mehrere Anzapfungen,
um eine Feinabstimmung mit der am Widerstand r entstehenden Kompoundierungsspannung
zu erreichen. Um aber auch mit gewöhnlichen Spannungswandlern auszukommen, können
entweder, wie in Fig.3 dargestellt ist, die Anzapfungen auf einen an die Sekundärwicklung
des Spannungswandlers angeschalteten Hilfswandler (Autotransformator) 1t verlegt
werden, oder es kann an die Sekundärwicklung des Spannungswandlers e ein Potentiometer
P angeschlossen werden, von dem die einzustellende Spannung abgegriffen wird (Fig.
q.).