DE587111C

DE587111C - Arrangement for automatic parallel switching of alternating current networks

Info

Publication number: DE587111C
Application number: DE1928587111D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1927-09-23
Filing date: 1928-09-25
Publication date: 1933-10-30

Description

Anordnung zum selbsttätigen Parallelschalten von Wechselstromnetzen Für das Parallelschalten von Synchronmaschinen bzw. von Wechselstromnetzen sind Vorrichtungen bekannt, die auf selbsttätigem Wege dafür sorgen, .daß die parallel zu schaltenden Spannungen einerseits in oder Größe nicht allzusehr voneinander abweichen, anderseits mindestens annähernde Frequenz- und Phasenübereinstimmung besitzen. Die Anordnung ist derart, daß die parallel zu schaltenden Spannungen über Relais in der Größe, in der Frequenz und in der Phase miteinander verglichen werden, wobei der Impuls für das Einlegen des Hauptschalters nur dann freigegeben wird, wenn für alle drei Größen mindestens annähernde Gleichheit vorhanden ist.Arrangement for automatic parallel switching of alternating current networks For the parallel connection of synchronous machines or alternating current networks Known devices that automatically ensure .that the parallel the voltages to be switched on the one hand do not differ too much from one another in terms of or size, on the other hand have at least approximate frequency and phase correspondence. the The arrangement is such that the voltages to be switched in parallel via relays in the size, the frequency and the phase are compared with each other, where the impulse for engaging the main switch is only released if for all three quantities are at least approximately equal.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man beim Parallelschalten der beiden Spannungen eine größere Toleranz in der Phasenlage zulassen kann, wenn die Spannung eines Netzes unter ihrem normalen Wert liegt. Gewöhnlich wird die Spannung des Hauptnetzes zwischen ihrem Normalwert und Null schwanken, während die Spannung des zuzuschaltenden Generators im wesentlichen auf ihrem normalen Wert konstant gehalten werden kann. Sinkt nun die Netzspannung, so muß der zuzuschaltende Generator so schnell wie möglich ans Hauptnetz geschaltet werden, um die sinkende Netzspannung wieder hochzudrücken. Gemäß der Erfindung sind nun zusätzliche Einrichtungen vorgesehen, die eine größere Toleranz in der Phasenübereinstimmung nur dann zulassen, wenn die Spannung nur eines der parallel zu schaltenden Netze unter ihren normalen Wert gesunken ist.The present invention is based on the finding that when Connecting the two voltages in parallel allows a greater tolerance in the phase position can when the voltage of a network is below its normal value. Usually the voltage of the main network will fluctuate between its normal value and zero, while the voltage of the generator to be switched on is essentially at its normal level Value can be kept constant. If the mains voltage drops, the one to be switched on must now Generator to be connected to the main grid as soon as possible in order to prevent the sinking To push the mains voltage up again. According to the invention are now additional facilities provided, which only allow a greater tolerance in the phase correspondence, if the voltage of just one of the networks to be connected in parallel is below their normal Value has decreased.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2o, 21 und 22, 23 sind die Leiter des Hauptnetzes und die des zuzuschaltenden Generators. An das Hauptnetz ist ein Transformator L'.0 angeschlossen, der auf einen Gleichrichter 41 arbeitet. Zwischen Hauptnetz und Generator ist der Transformator 32 geschaltet, dem die Resultierende der Hauptnetz- und Generatorspannungen zugeführt wird. Zu diesem Zwecke sind die Leitungen 2o und 22 über die Hilfsleitung 24 miteinander verbunden. Der Transformator 32 arbeitet auf einen Gleichrichter 33, der mit dem Gleichrichter 41 in Reihe geschaltet ist. Eine Batterie 42 ist an ein Potentiometer 43 angeschlossen, das denSpannungenderGleichrichter 33 und 41 entgegenwirkt. Der Transformator 25 besitzt eine Primärwicklung 26, die über die Impedanz 27 an die Leiturigen 22 und 23 angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung28.desTransformators speisteinenGleichrichter 3q., -der seinerseits die Betätigung der Kontakte 36 des Relais 35 veranlaßt. 30 ist eine auf dem mittleren Schenkel des Transformators 25 untergebrachte Dämpferwicklung, in deren Stromkreis ein regelbarer Widerstand 31 eingeschaltet ist. Auf dem mittleren Schenkel befindet sich noch die Wicklung 29, die durch die Differenzspannung der Potentiometerspannung und der in Reihe geschalteten Gleichrichterspannungen erregt wird.The drawing shows an embodiment of the invention. 2o, 21 and 22, 23 are the conductors of the main network and those of the generator to be switched on. A transformer L'.0, which operates on a rectifier 41, is connected to the main network. The transformer 32, to which the resultant of the main network and generator voltages is fed, is connected between the main network and the generator. For this purpose, lines 2o and 22 are connected to one another via auxiliary line 24. The transformer 32 operates on a rectifier 33 which is connected in series with the rectifier 41. A battery 42 is connected to a potentiometer 43 which counteracts the voltages of the rectifiers 33 and 41. The transformer 25 has a primary winding 26 which is connected to the conductors 22 and 23 via the impedance 27. The secondary winding 28 of the transformer feeds a rectifier 3q., Which in turn causes the contacts 36 of the relay 35 to be actuated. 30 is a damper winding accommodated on the middle leg of the transformer 25, in the circuit of which a controllable resistor 31 is switched on. On the middle leg there is still the winding 29, which is excited by the differential voltage of the potentiometer voltage and the rectifier voltages connected in series.

Die Anordnung arbeitet nun folgendermaßen: Spannung und Frequenz des Netzes 2o, 21 seien normal und der das Netz 22, 23 speisende Generator werde auf Synchronismus gebracht und besitze die normale Spannung. Die Resultieren=de der Spannungen der zwei Wechselstromkreise wird der Primärwicklung des Transformators 32 zugeführt. Mittels des Gleichrichters 33 wird ein der Resultierenden der zwei Wechselspannungen proportionaler Gleichstrom der Wicklung 29 zugeführt. Solange als die Wechselspannungsresultierende einen Strom vorher bestimmter Größe durch die Wicklung 29 v eranlaßt, bleibt die Spannung der Sekundärwicklung 28 unter einer für die Auslösung des Schalters 35 notwendigen Größe. Da jedoch die Wechselspannungsresultierende sinkt, wenn die Frequenzen der beiden Kreise einander genügend nahe liegen, sinkt dementsprechend auch der Gleichstrom durch die Wicklung 29; hierdurch wird die Spannung der Wicklung a8 auf die zur Auslösung des Schalters 35 notwendige Größe gebracht. In diesem Falle ist die zwischen der Abnahme des Gleichstromes un=d der Vergrößerung der Wechselspannung liegende Verzögerungszeit nicht groß genug, um zu verhindern, daß die Wechselspannung bei kurzzeitigem Synchronismus ihren Höchstwert erreicht.The arrangement now works as follows: voltage and frequency of the Network 2o, 21 are normal and the generator feeding network 22, 23 is on Brought synchronism and have the normal tension. The result = de the Voltages of the two AC circuits becomes the primary winding of the transformer 32 supplied. By means of the rectifier 33, one of the resultants of the two becomes Alternating voltages proportional direct current to the winding 29 is supplied. So long as the alternating voltage resultant, a current flows through a predetermined magnitude the winding 29 causes the voltage of the secondary winding 28 to remain below one size necessary for triggering the switch 35. However, since the alternating voltage resultant decreases when the frequencies of the two circles are sufficiently close to each other, decreases accordingly also the direct current through the winding 29; this increases the tension the winding a8 brought to the size necessary to trigger the switch 35. In this case it is between the decrease in direct current and the increase The delay time associated with the alternating voltage is not long enough to prevent that the alternating voltage reaches its maximum value with brief synchronism.

Die Dämpferwicklung 30 verhindert, daß die Spannung in der Wicklung 28 einen für die Auslösung des Relais 35 notwendigen Wert erreicht, solange bis eine vorher bestimmte Zeit nachdem Eintritt des Synchronismus verstrichen ist. Diese Zeit ist notwendig, um ein Parallelschalten bei nur momentanem Synchronismus zu verhindern, wenn die Frequenzunterschiede der beiden Netze zu groß sind, um ein sicheres Parallelschalten zu gestatten. Nur wenn die Frequenzen der beiden Netze innerhalb eines vorher bestimmten Bereiches liegen, wird die Spannung der Wicklung 28 genügend ansteigen, um den Schalter 35 zu steuern.The damper winding 30 prevents the voltage in the winding 28 from reaching a value necessary for triggering the relay 35 until a predetermined time has elapsed after synchronism has occurred. This time is necessary to prevent parallel switching with only momentary synchronism if the frequency differences between the two networks are too great to allow safe parallel switching. Only when the frequencies of the two networks are within a predetermined range will the voltage of the winding 28 rise enough to control the switch 35.

Die Anordnung nach der Erfindung arbeitet nun folgendermaßen: Sind die Netz- und Maschinenspannungen normal, aber nicht in Phase, so wird ein der resultierendenSpannung proportionalerStrom durch die Wicklung 29 fließen. Dieser Strom sinkt auf Null, wenn die Spannungen der beiden Netze genau im Synchronismus sind. Das Potentiometer .43 wird nun so eingestellt, daß im Synchronismus in der Wicklung 29 kein Strom fließt. Diese Forderung ist dann erfüllt, wenn die Spannung des Potentiometers gleich der .des Gleichrichters 41 ist. Solange die Netzspannung und die Generatorspannung ihren normalen Wert besitzen, wird der Strom in der Wicklung 29 gering genug sein, um das Relais 35 auszulösen, wenn die Hauptwechselspannungen einen vorher gegebenen Winkel miteinander bilden. Nimmt aber die Netzspannung, nachdem der Synchronismus erreicht worden ist, ab, dann sinkt dadurch die Spannung des Transformators ¢o, entsprechend steigt die Spannung des Transformators 32; im Gleichrichterkreis tritt also keine Veränderung ein.. Dies bedeutet, daß, wenn die Netzspannung unter ihren Normalwert sinkt, eine Parallelschaltung in einem weiteren -Winkelbereich eintreten wird, als wenn Netz- und Generatorspannung normal sind. Ohne die Kompensationseinrichtung wird ein Sinken :der Netzspannung eine genauere Phasenübereinstimmung erfordern, bevor die resultierende Spannung auf einen Wert gesunken ist, der genügt, um den Hauptschalter auszulösen.The arrangement according to the invention now works as follows: Are the mains and machine voltages are normal but not in phase, one of the resulting voltages will be proportional current to flow through the winding 29. This current sinks to zero if the voltages of the two networks are exactly in synchronism. The potentiometer .43 is now set so that in synchronism in the winding 29 no current flows. This requirement is met when the voltage of the potentiometer is the same of the rectifier 41 is. As long as the mains voltage and the generator voltage have their normal value, the current in winding 29 will be small enough to trigger the relay 35 when the main alternating voltages a previously given Form angles with each other. But the mains voltage decreases after the synchronism has been reached, then this reduces the voltage of the transformer ¢ o, the voltage of the transformer 32 increases accordingly; occurs in the rectifier circuit so no change one .. this means that when the line voltage is below its Normal value falls, a parallel connection in a wider angle range can occur appears as if the mains and generator voltages are normal. Without the compensation device a decrease: the mains voltage will require a more precise phase match, before the resulting voltage has dropped to a value sufficient to generate the Trigger the main switch.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for automatic parallel switching of alternating current networks, in which the frequencies of the: last must be within a certain frequency range, indicated by an additional facility that has a greater tolerance in the phase match only allowed if the voltage is only below one of the networks to be connected in parallel their normal value has fallen.

2. Arrangement according to claim i, wherein an alternating current machine is connected in parallel to the AC network, characterized in that by the special facilities allowed a greater tolerance in the phase correspondence is when the voltage of the AC network has dropped below its normal value while the voltage of the alternator is at its normal value.