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Parallelschaltvorrichtung Bei Parallelschalteinrichtungen werden oft
Relais oder Meßinstrumente verwendet, die von der Differenz zweier Spannungen, die
bei gekuppelten Netzen gleiche Phase besitzen, gespeist werden. Sind die beiden
Netzspannungen gleich groß, so besitzt der Effektivwert der erzeugten Schw.°ebungsspannung
A U die - in Fig. r dargestellte Kurvenform. Die Figur zeigt, daß bei Phasengleichheit
der Netze der Effektivwert gleich Null ist. Sobald dieser Punkt erreicht ist ioder
kurz vorher wird das Schaltkommando zum Einschalten gegeben. Diese Anordnung hat
aber den Nachteil, daß sie abhängig ist von der Gleichheit der Netzspannungen; -
denn sind die beiden Spannungen verschieden groß, so erhält man in der Nähe des
Synchronismus an Stelle einer scharfen Ecke eine Abrundung, wie es in der Fig. a
strichliert dargestellt ist.
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Durch die Anordnung nach der Erfindung wird dieser Nachteil vermieden.
Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung so getroffen, daß ein Zuschaltkommando erst
dann gegeben werden kann, wenn die Differenz zweier Schwebungsspannungen, die bei
eingelegtem Kuppelschalter gegeneinander phasenverschoben sind, einen bestimmten
Wert besitzt.
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Es sind zwar Parallelschaltvorrichtungen bekannt, bei denen das Kommando
zum Zuschalten von zwei gleichgerichteten Schwebungsspannungen abhängig ist. Bei
dieser bekannten Anordnung werden aber zwei gleiche Schwebungsspannungen benutzt.
Da aber die Differenz zweier gleicher Schwebungsspannungen gleich Null ist, so sind
besondere Hilfsmittel erforderlich, um den Parallelschaltvorgang einzuleiten. Zu
diesem Zweck wirken bei der bekannten Einrichtung die gleichgerichteten Schwebungsspannungen
auf besondere Hilfswandler ein, und es wird der Gleichstromflüß in einem Hilfswandler
durch eine besondere Wicklung verzögert. Bei der Anordnung nach der Erfindung sind
solche zusätzlichen Einrichtungen nicht erforderlich.
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In Fig:2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Von
den beiden parallelzuschaltenden Netzen z und 2 werden über Spannungswandler 5 und
6 zwei Spannungen abgenommen, die bei gekuppelten Netzen aufeinander senkrecht stehen.
Die Summe dieser Spannungen wird einer Gleichrichteranordnung 7 und die Differenz
einer Gleichrichteranordnung 8 zugeführt. Durch die Gleichrichter erhält man zwei
Spannungen 0 U2 ünd d Ui, die in der Phase- um r8o° verschoben und gegenüber der
Schwebungsspannung A U nach Fig. r eine Phasenverschiebung von -f- go° bzw. -go°
besitzen.
In Fig. 3 sind die Spannungen. A U2 und A U,
-und ihre Differenzspannung A U12 aufgezeichnet. Wie die Figur zeigt, geht A
U12 im Falle des Synchronismus durch Null. Der Nulldurchgang ist unabhängig von
der Größe der Netzspannungen. Diese Differenzspannung wird einem polarisierten Relais
9 zugeführt, d. h. einem Relais, dessen Ansprechen nicht nur von der absoluten Größe,
sondern auch von der Richtung der auf das Relais einwirkenden elektrischen Größe
abhängig ist. Als polarisiertes Relais kann man beispielsweise ein Drehspulrelais
verwenden oder die bekannten polarisierten Relais, wie sie in der Telegraphentechnik
verwendet werden, bei denen ein durch @ einen Magnet polarisierter Anker beweglich
zwischen zwei Magnetspulen angeordnet ist. Sobald 0 U12 positiv wird, schließt das.
polarisierte Relais 9 einen seiner Kontakte. Sobald A U12 sein Vorzeichen wechselt,
wird der andere Kontakt geschlossen, und es' kann jetzt ein Kommando zum Einschalten
gegeben werden. Um zu verhindern, daß bei zu großem Schlupf das Kommando zum Einschalten
gegeben wird, kann man Vorrichtungen vorsehen, die nur ein Zuschalten gestatten,
sobald der Schlupf einen bestimmten Wert unterschreitet. Zu diesem Zweck ist ein
Zeitrelais io vorgesehen, das in der einen Stellung des polarisierten Relais erregt
wird und nach seinem Ablaufen einen Selbsthaltekontakt schließt, über den, sobald
das polarisierte Relais seine andere Stellung einnimmt, die Einschaltspule 4 erregt
wird. Die Verwendung eines polarisierten Relais bietet den Vorteil gegenüber quadratisch
wirkenden Wechselstrominstrumenten, daß sie auch bei den kleinen Spannungen, die
in der Nähe der Phasengleichheit der Netzspannungen auftreten, eine hohe Empfindlichkeit
besitzen. Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Zum Synchronisieren wird
der Schalter ii geschlossen, und die Spannungswandler 5 und ö werden an die Netzspannung
angeschlossen bzw. die in ihren Sekundärkreisen liegenden Schalter geschlossen.
Das polarisierte Relais 9 schaltet dann seinen Kontakt periodisch um und erregt
in der einen Stellung, wie bereits erwähnt, das Zeitrelais io. Ist die Schwebungsfrequenz
groß, so wird das Relais io nicht lange genug erregt, um seinen Kontakt zu schließen.
Wenn auch das polarisierte Relais 9 seinen oberen Kontakt schließt, findet in diesem
Fall keine Einschaltung der Spule 4 statt, da der Kontakt des Zeitrelais io noch
geöffnet ist. Ist aber die Frequenz der Schwebungsspannung klein geworden, so wird
das Zeitrelais io in der unteren Stellung des polarisierten Relais 9 so lange erregt,
daß es seinen Kontakt schließen kann und sich -sofort selbst festhält. Sobald nun
das polarisierte Relais umschaltet, wird die Spule 4 erregt und der Schalter 3 eingeschaltet.
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Da man wegen der Schaltzeit beim Ölschalter in vielen Fällen das Kommando
schon vor dem Synchronismus abgeben will, kann man auch die Anordnung so treffen,
daß das polarisierte Relais seinen oberen Kontakt schon vor dem Nulldurchgang von
A U12 schließt, wie es in der Fig. 3 durch die Gerade z2 angedeutet ist. Zu diesem
Zweck kann man dem polarisierten Relais eine Vorspannung geben, beispielsweise durch
eine Feder.
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An Stelle das Kommando zum Zuschalten durch ein Zeitrelais io zu kontrollieren,
kann man auch in anderer Weise erreichen, daß nur bei einer bestimmten Schwebungsfrequenz
das Zuschalten erfolgt; zu diesem Zweck könnte beispielsweise ein Zeitrelais vorgesehen
werden, das von der in Fig. i gezeichneten Schwebungsspannung erregt wird und bei
Unterschreiten einer bestimmten Spannung nach einer gewissen Zeit zum Ablaufen kommt.
Das Zeitrelais schließt dann einen weiteren Kontakt, der in der Zuleitung zur Spule
4 in Reihe mit dem oberen Kontakt des polarisierten Relais, das nur diesen einen
Kontakt zu besitzen braucht, liegt. Man kann auch diesem Zeitrelais ein Zwischenrelais
zuordnen und ebenso dem polarisierten Relais, wobei die beiden Zwischenrelais Kontakte
im Hauptschalterstromkreis beherrschen. Die Anordnung wird dann so getroffen, daß
das vom Zeitrelais beeinflußte Zwischenrelais so von der Stellung des anderen Relais
abhängig. ist, daß es nur ansprechen kann, solange die Spannung über dem Ansprechwert
des polarisierten Relais liegt, daß aber nach erfolgtem Ablauf des Zeitrelais durch
einen Hilfskontakt an dessen Zwischenrelais dafür Sorge getragen ist, daß beim Ansprechen
des polarisierten Relais keine Unterbrechung des Betätigungsstromkreises eintritt.
Man kann als polarisiertes Relais auch beispielsweise ein Glimmrelais benutzen,
dessen Zündspannung von der Spannung U12 beeinflußt wird, oder eine Elektronenröhre,
auf deren Gitter die Spannung A U12 so einwirkt, daß der Kontakt eines im Anodenstromkreis
liegenden Relais geschlossen wird, sobald A U12 unter einen bestimmten Wert sinkt.
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An Stelle von zwei gegenüber der Spannung A U um -(- 9o° und -9o°
verschobenen Schwebungsspannungen kann man auch andere geeignete Schwebungsspannungen
benutzen, beispielsweise solche, die untereinander um i2o° verschoben und gegen
die Schwebungsspannung um -f- 6o° verschoben sind. -Um zu verhindern, daß bei zu
großer Ungleichheit
der Netze die Synchronisierung erfolgt, kann
man die Synchronisierung bei zu großen Ungleichheiten der Netzspannung sperren.
Zu diesem Zweck kann man beispielsweise ein Spannungsdifferenzrelais verwenden,
das aus einer Ferrarisscheibe mit zwei gegeneinandergeschalteten Sparnungssystemm
besteht, die von beiden Netzspannungen gespeist werden. Ein resultierendes Drehmoment
in diesem tritt bei Spannungsungleichheit auf und unterbindet bei genügender Größe
derselben durch die dabei erfolgte Kontaktbetätigung das Parallelschalten.
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In dem Ausführungsbeispiel war angenommen, daß die Einrichtung als
selbsttätige Parallelschalteinrichtung dient. Man kann sie jedoch auch als Anzeigevorrichtung
verwenden, in dem an Stelle des polarisierten Relais ein polarisiertes Meßinstrument
tritt, aus dessen Ausschlag der Maschinenwärter ersieht, wann er den Ölschalter
einlegen muß.
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Macht man die Sekundärspannung der Spannungswandler verschieden groß,
so erhält man eine Spannung U12, die gleich ist A U1 # cos (U, U2), wobei Ui die
Sekundärspannung am Spannungswandler 5 ist, die klein ist gegenüber der Sekundärspannung
U2 des Spannungswandlers 6.