DE582734C

DE582734C - Switching arrangement for remote-controlled asynchronous generators with commutator exciter, especially in water power plants

Info

Publication number: DE582734C
Application number: DE1930582734D
Authority: DE
Original assignee: Sachsenwerk Licht und Kraft AG
Current assignee: VEM Sachsenwerk GmbH
Priority date: 1930-05-06
Filing date: 1930-05-06
Publication date: 1933-08-21

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 21. AUGUST 1933ISSUED ON AUGUST 21, 1933

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVi 582734 KLASSE 21 d² GRUPPEJVi 582734 CLASS 21 d ² GROUP

insbesondere in Wasserkraftanlagenespecially in hydropower plants

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Mai 1930 abPatented in the German Empire on May 6, 1930

Bei der Fernsteuerung von Asynchrongeneratoren mit Anlasser, insbesondere in Wasserkraftanlagen, die auf ein Netz arbeiten, ergibt sich die Schwierigkeit, beim Wegbleiben der Netzspannung oder der Betatigungsspannung für die ferngesteuerten Apparate, wie Primärölschalter und Anlaßapparatur, den Anlasser der Asynchronmaschine in seine Anfangsstellung zurückzubringen. Ist beispielsweise die Anordnung so getroffen, daß beim Wegbleiben der Netzspannung das Wasserkraftwerk von der hydraulischen Seite aus stillgesetzt wird, so bleibt bei Asynchrongeneratoren mit Dreh-Stromerregermaschine der Sekundärkreis des Asynchrongenerators über den empfindlichen Kollektor der Drehstromerregermaschine kurzgeschlossen. Bei Wiederkehr der Netzspannung erhält dann der sekundär kurzgeschlossene Asynchrongenerator Spannung, so daß Haupt- und Hintermaschine leicht beschädigt werden können.. Um die Anlage jederzeit betriebsbereit zu haben, war es daher bei derartig ferngesteuerten Asynchrongeneratoren für Wasserkraftanlagen notwendig, den Schalter zwischen Netz und Asynchrongenerator mit einer Nullspannungsauslösung auszuführen, ferner komplizierte Steuerleitungen, für Betätigung des Anlaßapparates und für den genannten Primärschalter zu verwenden. Diese Sicherheitsmaßnahmen beschränkten jedoch infolge ihrer unvermeidlichen Fehlerquellen auf der anderen Seite wieder die Betriebssicherheit und verteuerten außerdem noch die Gesamtanlagekosten. When remotely controlling asynchronous generators with starters, especially in Hydropower plants that work on a network, the difficulty arises when Failure of the mains voltage or the operating voltage for the remote-controlled Apparatus such as the primary oil switch and starting equipment, the starter of the asynchronous machine to return to its initial position. If, for example, the arrangement is made so that when there is no mains voltage If the hydropower plant is shut down from the hydraulic side, asynchronous generators with a rotary current exciter remain the secondary circuit of the asynchronous generator via the sensitive collector of the three-phase exciter shorted. When the mains voltage returns, the secondary receives a short-circuited Asynchronous generator voltage, so that the main and rear machines can easily be damaged. Around the system It was therefore essential to have such remote-controlled asynchronous generators ready for operation at all times necessary for hydropower plants, the switch between the mains and asynchronous generator to be carried out with a zero voltage release, furthermore complicated control lines, for actuation of the starting device and to be used for said primary switch. However, these security measures limited as a result of them unavoidable sources of error on the other hand, operational safety and also increased the overall investment costs.

Erfindungsgemäß werden alle diese Nachteile durch eine Schaltanordnung beseitigt, bei der auf der Primärseite des mit Kommutatorerregermaschine arbeitenden Asynchrongenerators ein Sperrschalter, im Sekundärstromkreis ein dauernd eingeschalteter, betriebsmäßig unveränderlicher Schutzwiderstand und zwischen Schutzwiderstand und Erregermaschine ein die Erregermaschine des Asynchrongenerators ein- und ausschaltendes netzspannungsabhängiges Schutzschütz vorgesehen sind. Bei der neuen Schaltanordnung treten an Stelle des kostspieligen Ölschalters mit Fernantrieb und der S teuer apparate für die Anlaß apparatur des Asynchrongenerators nur der' einfache Sperrschalter, der im Gefahrfalle, beispielsweise bei Kurzschluß in der Anlage, den weiteren Betrieb durch Unterbrechung sperrt, der Schutzwiderstand, der sowohl zur Abdämpfung der Schaltüberspannung als auch zur Begrenzung der Anlaßströme dient und ein einfaches, in den Sekundärstromkreis des Asynchrongenerators eingeschaltetes spannungsabhängiges Schutzschütz, welches der Wirkung nach die bisher vom Primärschalter ausgeführten Schaltmanipulationen übernimmt, also beispielsweise beim Inbetriebsetzen der Wasserkraft-According to the invention, all these disadvantages are eliminated by a switching arrangement, with the asynchronous generator working on the primary side of the commutator exciter a locking switch, permanently switched on in the secondary circuit, operationally invariable protective resistor and between protective resistor and exciter a the exciter of the Asynchronous generator switching on and off mains voltage-dependent protection contact is provided are. The new switching arrangement replaces the expensive oil switch with remote drive and the S expensive apparatus for the starting equipment of the asynchronous generator only the 'simple lock switch, which in case of danger, For example, in the event of a short circuit in the system, further operation due to an interruption blocks, the protective resistor, which both dampens the switching overvoltage as well as to limit the starting currents and a simple one in the secondary circuit of the asynchronous generator switched on voltage-dependent protective contactor, which has the effect of the previously takes over switching manipulations carried out by the primary switch, for example when commissioning the hydropower

anlage den Generator elektrisch in dem richtigen Zeitpunkt wirksam macht.system makes the generator electrically effective at the right time.

Für den motorischen Betrieb einer Asynchronmaschinemi tKomtnutatorhintermaschine s ist zwar bereits die Einschaltung eines Schutzwiderstandes bei Netzspannungsschwankungen zum Schutz der Haupt- und Hintermaschine in gewissem Umfang bekanntgeworden, aber die Verwendung dieses Schutz-Widerstandes in Verbindung mit dem Sperrschalter und dem spannungsabhängigen Schutzschütz bringt für den asynchronen Generatorbetrieb in ferngesteuerten Wasserkraftanlagen den besonderen Vorteil, daß trotz erheblicher Ersparnis an Apparaten, erhöhter Übersichtlichkeit der Schaltung und Fortfall von komplizierten Steuerleitungen höchste Betriebssicherheit der ferngesteuerten Wasserkraftanlage erzielt wird.For the motorized operation of an asynchronous machine with a communicator backing machine It is true that a protective resistor is switched on in the event of mains voltage fluctuations for the protection of the main and rear machine has become known to a certain extent, but the use of this protection resistor in connection with the locking switch and the voltage-dependent protective contactor brings for asynchronous generator operation in remote-controlled hydropower plants the particular advantage that despite considerable savings in equipment, increased Clarity of the circuit and elimination of complicated control lines maximum Operational reliability of the remote-controlled hydropower plant is achieved.

Die Abbildung stellt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dar.The figure represents an embodiment of the inventive concept.

Im Sekundärkreis des Asynchrongenerators α ist der Schutzwiderstand b, das Schutzschütz c, dessen Haltespule über entsprechende Wandler e unmittelbar an das Netz gelegt ist, und die Drehstromerregermaschine d vorgesehen. Bei Inbetriebsetzung des Asynchrongenerators wird derselbe bei eingeschaltetem Sperrschalter automatisch von der Turbinenseite des Wasserkraftwerkes aus langsam hochgefahren. Das Anfahrmoment wird also im wesentlichen von der Turbine aufgebracht, da bei entsprechender Auslegung des Schutzwiderstandes der Asynchrongenerator nur ein sehr kleines Moment entwickelt. Bei Durchgang des Aggregates durch die synchrone Drehzahl schaltet ein an das Aggregat angebautes Kontakttachometer (in der Zeichnung nicht dargestellt) das Schutzschütz und damit die Drehstromerregermaschine in den Sekundärkreis des Asynchrongenerators ein. Nach Zuschalten der Erregermaschine ist der Asynchrongenerator als Generator betriebsfähig. Bleibt aus irgendwelchem Grunde die Spannung des taktgebenden Netzes weg, z. B. dadurch, daß zwecks Außerbetriebsetzung des Asynchrongenerators das Wasserkraftwerk von der Schaltstation aus spannungslos gemacht wird, so fällt sofort das Schutzschütz ab; das Kraftwerk wird dann von der Turbinenseite aus stillgesetzt. Da jetzt der Schutzwiderstand allein eingeschaltet ist, kann jederzeit über den dauernd eingeschalteten Sperrölschalter / die Netzspannung wieder auf den Asynchrongenerator gegeben werden; solange dieser nicht mit annähernd synchroner Drehzahl arbeitet, d. h. das Kontakttachometer seinen Vorkontakt nicht geschlossen hat, bleibt der Sekundärstromkreis über den Schutzwiderstand geschlossen, der in jedem Falle den Einschaltstrom auf einen zulässigen Wert begrenzt. Die im normalen Betriebszustand durch den dauernd eingeschalteten Schutzwiderstand verursachten Verluste können praktisch vernachlässigt werden.In the secondary circuit of the asynchronous generator α , the protective resistor b, the protective contactor c, the holding coil of which is connected directly to the network via corresponding transducers e , and the three-phase exciter d are provided. When the asynchronous generator is started up, it is automatically started up slowly from the turbine side of the hydropower plant with the locking switch switched on. The starting torque is essentially generated by the turbine, since the asynchronous generator only develops a very small torque if the protective resistor is designed accordingly. When the unit passes through the synchronous speed, a contact tachometer attached to the unit (not shown in the drawing) switches the protective contactor and thus the three-phase exciter into the secondary circuit of the asynchronous generator. After switching on the exciter, the asynchronous generator is operational as a generator. If for some reason the voltage of the clocking network remains off, z. B. by the fact that for the purpose of putting the asynchronous generator out of operation, the hydroelectric power station is de-energized from the switching station, the protective contactor drops immediately; the power plant is then shut down from the turbine side. Since the protective resistor is now switched on alone, the mains voltage can be returned to the asynchronous generator at any time via the permanently switched on oil seal switch; as long as this does not work at approximately synchronous speed, ie the contact tachometer has not closed its pre-contact, the secondary circuit remains closed via the protective resistor, which in any case limits the inrush current to a permissible value. The losses caused in the normal operating state by the permanently switched on protective resistor can practically be neglected.

Die Vorteile der neuen Schaltanordnung sind also: Fortfall sämtlicher Steuerleitungen für den Primärschalter und die Anlaßapparatur, Verwendung eines gegenüber dem üblichen Ölschalter mit Fernantrieb und Null-Spannungsauslösung einfachisn Sperrölschalters, der trotz Wegbleibens der Netzspannung eingeschaltet bleibt,, und Abschalten des Asynchrongenerators von der Erregermaschine bei Wegbleiben der Netzspannung durch das gegenüber der Steuerapparatur für das Anlaßigerät weit einfachere und billigere Schutzschütz im Sekundärkreis des Asynchrongenerators. The advantages of the new switching arrangement are: Elimination of all control lines for the primary switch and the starting equipment, use one opposite the usual Oil switch with remote operator and zero voltage release, simple sealing oil switch, which remains switched on despite the absence of the mains voltage, and switching off the asynchronous generator from the exciter when there is no mains voltage through the opposite to the control apparatus for the starting device Far simpler and cheaper protective contactor in the secondary circuit of the asynchronous generator.

Ist mit Rücksicht .auf die Betriebsverhältnisse für den Asynchrongenerator ein Anlasser notwendig, so kann der Motorantrieb desselben durch das Schutzschütz gesteuert werden. In gleicher Weise kann die Erfindung angewendet werden für synchronisierte Asynchrongeneratoren, die zwecks Vermeidung des Synchronisiervorganges asynchron angelassen . werden.With regard to the operating conditions, it is a starter for the asynchronous generator necessary, its motor drive can be controlled by the protective contactor. In the same way, the invention can be used for synchronized asynchronous generators, which started asynchronously in order to avoid the synchronization process. will.

Claims

Claim:

Switching arrangement for remote-controlled asynchronous generators with commutator exciter, especially in hydropower plants that work on a network, characterized in that on the primary side of the asynchronous generator a locking switch, in the secondary circuit a permanently switched on, operational invariable protective resistance and between protective resistance and exciter a mains voltage-dependent protective contactor that switches the asynchronous generator's exciter on and off are provided.

1 sheet of drawings