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Verfahren zum ParalleIschalten von Asynchronmaschinen, deren Kommutatorhintermaschine
im Betrieb von einer Netzfrequenz aufweisenden Spannungsquelle erregt ist Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zürn Parallelschalten von Asynchronmaschinen, insbesondere
Asynchrongeneratoren, die- mit einer in den Sekundärstromkreis eingeschalteten Kommutatorhintermaschine
ausgerüstet sind. Die entweder im Läufer oder im Ständer untergebrachte Erregerwicklung.-
der Kommutatorhintermaschine ist dabei (gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von
Spannungs- oder Frequenzumformern) an eine Netzfrequenz aufweisende Spannungsquelle
angeschlossen.
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Erfindungsgemäß wird die Asynchronmaschine vor ihrem Anschluß an das
Netz durch Erregung ihrer Kommutatorhintermaschine unter Spannung gesetzt: Das Feld
in der Asynchronmaschine wird also bei der Inbetriebnahme nicht wie beim bisherigen
Anlassen als Asynchronmotor vom Netz aus über die Ständerwicklung aufgebaut, sondern
von der Kommutatorhintermaschine aus über die Läufer- bzw. Sekundärwicklung. Infolge
der Erregung der Kommutatorhintermaschine von einer Netzfrequenz aufweisenden Spannungsquelle
besitzt dabei das Feld in der Asynchronmaschine synchronen Vektorlauf mit einem
Felde, das beim Anschluß der Ständerwicklung an das Netz entstehen würde. Bei einer
Einregelung des von der Kommutatorhintermaschine aus erzeugten Feldes, derart, däß
die von diesem Feld im Ständer der Asynchronmäschine erzeugte Spannung sowohl in
der Phasenlage als auch in der Größe mit der Netzspannung übereinstimmt, kann daher
die Ständerwicklung ohne jede Synchronisierungseinrichtung bzw. zu einem beliebigen
Zeitpunkte an das Netz angeschlossen werden, da zu jedem Zeitpunkte die Netzspannung
und die Spannung in der-Ständerwicklung in der Frequenz, in der Phasenlage und in
der Größe miteinander übereinstimmen. Die Erfindung eignet sich insbesondere für
das Parallelschalten von großen Asynchronmaschinen.
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Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele von Einrichtungen zur
Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Abb. = ist = ein Drehstromnetz, für
dessen Speisung zwei Asynchrongeneratoren 2 und 3 vorgesehen sind. q. und 5 sind
die Antriebsmaschinen für die Asynchrongeneratoren. Sie können beliebiger Art sein.
Die Asynchrongeneratoren sind für ihre Erregung mit mechanisch gekuppelten Kommutatorhintermaschinen
6 und 7 ausgerüstet. Die Kommutatorhintermaschinen besitzen im Ständer eine Kompensationswicklung
und werden im Läufer über Schleifringe mit Netzfrequenz erregt. Für die Speisung
der Erregerwicklungen der Kommutatorhintermaschinen ist als gemeinsame --Spannungsquelle
ein Drehstromhilfsnetz 8 vorgesehen, das in seiner Frequenz mit der Frequenz des
Netzes z übereinstimmt. Das Hilfsnetz wird von einem nur
diesem
Zwecke dienenden, nicht eingezeichneten Hilfsgenerator gespeist, dessen Frequenz
infolge seiner geringen, nur die Verluste für die Erregung der Kommutatorhintermaschinen
deckenden Belastung sehr genau konstant gehalten werden kann. Dementsprechend bleibt
dann auch die Frequenz des Netzes = bei schwankender Belastung genau konstant. Das
Parallelschalten eines Asynchrongenerators vollzieht sich nun folgendermaßen: Vor
dem Parallelschalten wurde das Netz i ausschließlich von dem Generator 3 gespeist,
dessen Kommutatorhintermaschine dazu von dem Hilfsnetze 8 aus erregt wurde. Der
Asynchrongenerator 2 ist sowohl von dem Hauptnetze i als auch dem Hilfsnetze 8 mittels
der Schalter g und =o abgeschaltet. Für die Inbetriebnahme des Generators 2 wird
dieser nun mittels seiner Kraftmaschine q. auf die annähernde Betriebsdrehzahl gebracht.
Hierauf wird der Schalter =ö (gegebenenfalls über Regelwiderstände) geschlossen
und die Kommutatorhintermaschine 6 und damit die Asynchronmaschine 2 auf die. Betriebsspannung
erregt. Das von der Läuferwicklung aus im Generator 2 erzeugte Feld bzw. die in
der Ständerwicklung von diesem Feld induzierte Spannung besitzt gegenüber der Spannung
des Netzes i synchronen Vektorlauf, so daß der Schalter g nunmehr ohne weiteres
geschlossen werden kann.
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Bei der Anordnung nach Abb. i ist für die Erregung der Kommutatorhintermaschine
ein Hilfsnetz 8 vorgesehen. Wenn die beiden Asynchrongeneratoren 2 und 3 räumlich
weit voneinander entfernt sind (in verschiedenen Kraftstationen untergebracht sind),
so erreicht dieses Hilfsnetz eine unerwünschte Länge.
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Bei der Anordnung nach der Abb. 2 ist dieser Nachteil dadurch vermieden,
daß für die Erregung der Kommutatorhintermaschinen der einzelnen Asynchrongeneratoren
gesonderte Erregeraggregate vorgesehen sind. Die Asynchrongeneratoren 2 und 3 werden
von Wasserturbinen =o und =i angetrieben. Sie sind in gesonderten Kraftstationen
untergebracht, die auf das gemeinsame Netz i arbeiten. Die Kommutatorhintermaschinen
i2 und 13 der Asynchrongeneratoren werden infolge ihrer Größe im Ständer mit Schlupffrequenz
erregt. Ihre Erregerwicklungen i4 und 15 sind dazu über mit den Asynchrongeneratoren
ebenfalls mechanisch gekuppelten Kommutatorfrequenzwandlern 16 und 17 an Netzfrequenz
aufweisende Spannungsquellen angeschlossen. Als solche dienen die Hilfssynchrongeneratoren
18 und =g. Diese Generatoren sind einerseits mit vom Netze i gespeisten Synchronmotoren
2o und 21 gekuppelt, andererseits mit Hilfswasserturbinen 22 und 23. Während des
Betriebes wird von den den einzelnen Asynchrongeneratoren zugeordneten Hilfssynchrongeneratoren
nur einer von einer Hilfswasserturbine angetrieben, während die übrigen Synchrongeneratoren
von den vom Netze gespeisten Synchronmotoren angetrieben werden. Es sind dazu zwischen
den Wasserturbinen 22 und 23 und den Maschinen 18 und =g lösbare Kupplungen 24 und
25 eingeschaltet. Die Drehzahl der einen mit dem Synchrongenerator gekuppelten Hilfswasserturbine
schreibt die Frequenz des -ganzen Netzes vor. Sollen nun an dieses Netz noch andere
Asynchrongeneratoren, beispielsweise der Generator 2, angeschlossen werden, so wird
zunächst dieser Generator ebenso wie bei der Anordnung nach Abb. i mittels seiner
Kraftmaschine auf annähernde Betriebsdrehzahl gebracht. Hierauf wird der von dem
Motor 2o ständig leer angetriebene Synchrongenerator 18 durch Schließen des Schalters
26 auf die Erregung der Kommutatorhintermaschine geschaltet und so der Generator
2 unter Spannung gesetzt und auf Nennspannung erregt. Schließlich wird der Schalter
g geschlossen. Soll aus irgendeinem Grunde der Generator. 3 außer Betrieb genommen
werden, so wird nunmehr der dem Generator?, zugeordnete Hilfssynchrongenerator 18
von der Wasserturbine 22 angetrieben, wobei der Motor 2o vom Netze' abgeschaltet
ist. Andererseits wird der Synchrongenerator =g von der Turbine 23 entkuppelt und
vom Motor 21 aus angetrieben. Der Generator 3 kann nunmehr durch Öffnen der Schalter
27 und 28 stillgesetzt und später in derselben Weise, wie am Generator 2 geschildert,
wieder in Betrieb genommen werden,.
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Dadurch, daß wahlweise einem der verschiedenen Erregerumformer die
Aufgabe des Takthaltens zugewiesen ist, ist es möglich, auf einfachste Weise allen
vorkommenden Betriebsbedingungen, z. B. hinsichtlich Betriebsbereitschaft zur Verfügung
stehender Energiemengen usw., nachzukommen und die Anordnung selbständiger Generatoranlagen
auf ein Mindestmaß zu beschränken.
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Selbstverständlich können an das von den Asynchrongeneratoren gespeiste
Netz auch noch Synchrongeneratoren angeschlossen sein.