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Einrichtung zur Erhöhung der Betriebssicherheit der in einer elektrischen
Kraftzentrale von den Sammelschienen aus elektromotorisch angetriebenen Hilfsmaschinen
Der Antrieb der in elektrischen Zentralen benötigten Hilfsmaschinen, wie sie beispielsweise
für die Kondensationsanlagen von Dampfturbinen gebraucht werden, erfolgt am einfachsten
elektromotorisch von ;den Hauptsammelschienen aus. Für solche Fälle ist jedoch die
Bereitstellung eines besonderen Aggregates erforderlich, welches als Ersatz dient,
wenn die Stromversorgung vom. Hauptnetz her störungshalber ausbleibt. Obgleich für
dieses Aggregat normalerweise keine Energie aufzuwenden ist, verteuert es .doch
erheblich die Anlagekosten und beansprucht Raum und Wartung, ohne ausgenutzt zu
sein. Eine besondere Hausturbine für dauernde Strombelieferung des Hilfsnetzes macht
dieses zwar von Störungen des Hauptnetzes unabhängig, ist jedoch weniger wirtschaftlich
und verteuert ebenfalls die Anlagekosten. Das gilt auch für einen mit dem Hauptgenerator
gekuppelten Hilfsgenerator (Hausgenerator), der überdies ebenfalls keine genügende
Gewähr für die Aufrechterhaltung der Hilfsbetriebe gewährleistet; denn wenn dieser
Hilfsgenerator schadhaft wird oder der ihn antreibende Hauptgenerator stillgesetzt
werden muß, sind auch die Hilfsbetriebe ohne Energiezufuhr. Aus dem gleichen Grund
ist es auch nicht zweckmäßig, etwa den Hauptgenerator mit einer getrennten, für
Spannung und Energiebedarf des Hilfsnetzes bemessenen HilfsRTicklung zu versehen.
Außerdem sind solche abnormalen Generatorausführungen nicht erwünscht.
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Nach der Erfindung soll nun in elektrischen Kraftzentralen eine Stromversorgung
der elektromotorisch angetriebenen Hilfsmaschinen vom Hauptnetz aus geschaffen werden,
welche die betrachteten Mängel früherer Ausführungen nicht aufweist, sondern eine
mehrfache Sicherheit für die Stromversorgung der Hilfsmaschinen bei Störungsfällen
bietet, ohne dabei die Wirtschaftlichkeit der Anlage zu beeinträchtigen. Erfindungsgemäß
wird den Generatoren der Zentrale mit einfacher Wicklung ein Generator mit Mehrfachwicklung
beigeordnet, der sich mit beiden Teilwicklungen an der Leistungsabgabe an das Hauptnetz
beteiligt und von dem jede Teilwicklung abschaltbar mit dem Netz der Hilfsmaschinen
.verbunden ist. Auf diese Weise hat man in den Teilwicklungen des beigeordneten
Generators mehrere voneinander unabhängige Stromversorger für das Hilfsnetz, welche
sich gegenseitig und bei Ausfall der übrigen Generatoren auch diese ersetzen könneu,
so
daß für Störungsvorkommnisse mit weitgehender Sicherheit in der Aufrechterhaltung
der Hilfsbetriebe gerechnet werden kann.
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Da der Generator mit Mehrfachwicklung so bemessen ist, daß er einen
Teil des Leistungsbedarfes für das Hauptnetz hergibt, besteht ferner die Möglichkeit,
in Zeiten geringen Stromverbrauches die Speisung des Hauptnetzes allein durch den
Generator mit der Mehrfachwicklung vornehmen zu lassen, und der Vorteil, auch in
solchen Fällen durch die voneinander unabhängigen Teilwicklungen dieses Generators
die Aufrechterhaltung der Hilfsbetriebe sicherzustellen, wenn etwa in dem Bereich
einer Teilwicklung Störungen, z. B. durch Kurzschlüsse, stattfinden und diese Teilwicklung
abgeschaltet werden muß.
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Elektrische Generatoren mit Mehrfachwicklung sind an sich bekannt.
Ihre Anwendung wurde vorgeschlagen, um große Schaltenergien an den Sammelschienen
und teure Schalterkonstruktionen zu meiden und große kostspielige Drosselspulen
zu ersparen. Zu diesem Zweck wurde jeder Teilwicklung ein abgegrenzter Sammelschienenabschnitt
zugeordnet und die Teilwicklungen im Generator nur so weit gekoppelt, daß Störungen
im Versorgungsgebiet der einen Teilwicklung dasjenige der anderen Teilwicklung nicht
wesentlich beeinträchtigen. Besonders vorteilhaft ist es auch im vorliegenden Fall,
den verwendeten Generator mit Mehrfachwicklung nach diesen Gesichtspunkten auszuführen
und mit jeder Teilwicklung, gegebenenfalls gemeinsam mit anderen Generatoren der
Zentrale mit einfacher Wicklung, einen besonderen Sammelschienenabschnitt zu speisen,
der zeitweilig, nämlich wenn seine Stromquelle gestört ist, mit anderen Sammelschienenabschnitten
durch Zwischenschalter verbunden werden kann.
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Die- Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen
veranschaulicht.
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In Abb. i bezeichnet i den der Zentrale beigeordneten Generator mit
Doppelwicklung. Die beiden Teilwicklungen sind mit z und 3 beziffert. Die übrige
in der Zentrale vorhandene Generatorenenergie ist beispielsweise durch den Generator
i9 mit einfacher Wicklung wiedergegeben. Jede der beiden Teilwicklungen 2 und 3
ist mit einem Netzabschnitt 4 und 5 verbunden. Bei diesem Beispiel ist angenommen,
daß die Spannung der Teilwicklungen 2 und 3 von derjenigen des Hauptnetzes verschieden
ist. Deshalb steht dieser Generator mit den Hauptnetzabschnitten .4 und 5 über einen
Transformator 6 mit ebenfalls unterteilter Wicklung in Verbindung, dessen Teilwicklungen
den beidenWicklungen 2 und 3 des Generators i zugeordnet sind. Die Primärseiten
der Transformatorteilwicklungen sind mit 7 bzw. 8, die Sekundärseiten mit 9 bzw.
io bezeichnet. Durch zwischen den Stromkreisen der Teilwicklungen des Generators
mit Mehrfachwicklung wirksame magnetische Streuwege wird in an sich bekannter Weise
verhindert, daß ein Netzkurzschluß oder eine abnormale Belastung im Versorgungsgebiet
der einen Teilwicklung die. Spannung der anderen Teilwicklung wesentlich beeinflußt.
Zwischen der Generatorteilyvicklung 2 und der Transformatorteilwicklung 7 ist ein
Schalter i i, beispielsweise ein Ölschalter, eingefügt, so daß je nach Bedarf diese
Generatorteilwicklung vom zugehörigen Hauptnetzabschnitt 4. getrennt werden kann.
Ein ähnlicher Schalter 12 liegt zwischen Generatorteilwicklung 3 und der Transformatorteilwicklung
B.
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Das Hilfsnetz, das hierbei beispielsweise aus zwei Abschnitten 13
und 14 besteht, die miteinander durch einen Trennschalter 12' verbunden werden können,
speist die Apparate der Hilfsbetriebe, nämlich die Motoren 15 und 16. Der Hilfsnetzteil
13 ist normalerweise mit der Generatorteilwicklung 2 etwa über einen Transformator
17 und einen Schalter 13' und der Hilfsnetzabschnitt 1,4 mit der Generatorteilwicklung
3 über einen Transformator 18 und einen Schalter 1d.' verbunden. Man erkennt, daß
bei Störung in einem der vom Generator i versorgten Hauptnetzabschnitte die zugehörige
Generatorteilwicklung vom Hauptnetz und bei Wicklungsschäden auch vom Hilfsnetz
getrennt werden und der dabei etwa spannungslos werdende Hilfsnetzabschnitt ersatzweise
von der anderen Teilwicklung oder von einem Generator mit Einfachwicklung, sofern
solcher zur Zeit im Betrieb ist, gespeist «erden kann. Durch einen normalerweise
offenen Überbrückungsschalter 36 besteht die Möglichkeit, die beiden Hauptnetzabschnitte
4 und 5 miteinander zu verbinden und sie gemeinsam von einer der Stromquellen zu
speisen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 arbeitet jede der beiden Teilwicklungen
3-2 und 33 des Generators 2o mit gespaltener Wicklung gemeinsam mit dem Generator
1g auf den zugeteilten Sammelschienenabschnitt 25 bzw. 26, von dem die Speiseleitungen
37 bzw. 38 ausgehen. Das geschieht unter Vermittlung des Dreiwicklungstransformators
27. Dieser besitzt dementsprechend eine Primärwicklung 28 und zwei Sekundärwicklungen
30 und 31. Die Teilwicklung 32 des Generators 2o kann durch den Schalter
3q.', die Teilwicklung 33 durch den Schalter 35' von den Netzen getrennt werden.
Zwischen den Netzabschnitten 25 und 26 ist der Schalter 36 vorgesehen, der normalerweise
offen bleibt, durch den es jedoch möglich ist, die beiden Abschnitte
25,
26 der Sammelschienen zeitweilig parallel zu schalten.
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Bei mehrstufigen Dampfturbinen kann eine ihrer Stufen, beispielsweise
die Hochdruckturbine, den Generator mit Mehrfachwicklung antreiben, während die
übrigen Turbinenstufen mit Generatoren einfacher Wicklung gekuppelt sind.
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Das Hilfsnetz ai wird bei der Anordnung nach Abb.2 durch folgende
drei Stromquellen versorgt: i. den Generator i9, 2. die Wicklung 32, 3. die Wicklung
33.
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Irgendeine Störung in einer dieser Energiequellen und deren Abschaltung
bedingt daher noch keine Aussetzung in der Stromversorgung des Hilfsnetzes. Tritt
beispielsweise im Netzabschnitt 26 ein Kurzschluß auf, so bleibt die Spannung des
Hilfsnetzes 2i praktisch unverändert, da sich infolge der zwischen den Stromkreisen
der Teilwicklungen des Generators mit Mehrfachwicklung und der Teilwicklungen. des
Dreiwicklungstransformators wirksamen magnetischen Streuwege, welche nur eine lose
Kopplung dieser Stromkreise zulassen, die Spannungen des Generators ig und die der
Wicklung 32 des Generators 2o im wesentlichen nicht ändern.