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Einrichtung zum Anlassen und Einschalten von Stromerzeugern, deren
Antriebsmaschinen selbsttätig anlaufen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum Anlassen und Einschalten von Stromerzeugern, deren Antriebsmaschinen selbsttätig
anlaufen und deren Spannung durch einen selbsttätigen, bereits beim Hochfahren des
Stromerzeugers eingeschalteten Spannungsregler auf einem konstanten Wert gehalten
wird. Bei derartigen Einrichtungen besteht aber der Nachteil, daß beim Hochfahren
der erregte Generator eine magnetische Bremswirkung ausübt, die den Anlaßvorgang
verzögert oder daß bei einem Wechselstromerzeuger Belastungen dadurch eintreten,
daß unmittelbar mit den Klemmen des Generators ein Transformator verbunden ist -und
das Hochfahren ohne Abtrennung des Transformators vom Generator erfolgt. In letzterem
Falle würde der selbsttätige Sp=annungsregler die Spannung des Stromerzeugers während
des Hochfahrens sofort auf den im Regler eingestellten Sollwert einregem. Bei sehr
niedrigen Frequenzen würde also durch den Regler bereits die für die normale Frequenz
vorgesehene hohe Spannung eingestellt werden. Infolgedessen würde der mit dem Generator
verbundene Transformator einen unverhältnismäßig großen Magnetnsierungsstrom aufnehmen,
so .d.aß unter Umständen der vorhandene Differentialschutz, welcher den Bereich
Generator-Transformator umfaßt, ansprechen würde. Ein Anfahren bei entsprechend
fein eingestelltem Differentialschutz wäre also nicht möglich. Würde der Differentialschutz
weniger empfindlich eingestellt, so wäre .damit sein Schutzwert unzulässig verringert.
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Alle diese Schwierigd<eiten werden erfindungsgemäß vermieden durch
die Anordnung von in den Erregerkreis beim Hochfahren eingeschalteten, eine nennenswerte
Erregung der Stromerzeuger verhindernden, hochohm,igen Widerständen. Dadurch wird
der Vorteil erreicht, daß der Generator praktisch ohne Erregung hochgefahren und
.somit die sonst beim Hochfahren vorhandene Belastung des Generators vermieden wird.
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Als Widerstände im Erregerkreis des Stromerzeugers während des Hochfahrens
werden zweckmäßig die Widerstände der . Feldschwächungseinrichtung benutzt, welche
in den meisten Anlagen bereits zum Schutze des Generators vorhanden ist. Zur Steuerung
der Feldschwächungseinrichtung kann vorteilhaft eine von dem Drehzahlregler der
Kraftmaschine beeinflußte Schaltvorrichtung benutzt werden. Wenn die Einschaltung
des Stromerzeugers selbsttätig erfolgen soll, wird zweckmäßig zuglechmit derFeldsch:wächungseinrichtung
ein Zeitrelais geschaltet, welches derart eingestellt isst, daß es den selbsttätigen
Einschaltvorgang
auslöst, nachdem der Stromerzeuger seine volle Klemmenspannung erreicht hat. Der
selbsttätige Einschaltvorgang kann jedoch auch durch ein spannungsabhängiges Element
bei Erreichen einer einstellbaren Klemmenspannung .des zuzuschaltenden Stromerzeugers
ausgelöst werden. In vielen Fällen ist es verwünscht, den Stromerzeuger mit einer
gegenüber der normalen Spannung erhöhten Spannung aufs Netz zu schalten. Bei der
Einrichtung nach der Erfindung wird daher in solchen Fällen in den Stromkreis der
Spannungsspule des Spannungsreglers ein gegebenenfalls regelbarer Widerstand geschaltet,
welcher bei Zuschalten des Generators aufs Netz ausgeschaltet bzw. kurzgeschlossen
wird. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß in vielen Fällen das Arbeiten des selbsttätigen
Spannungsreglers bei Leerlauf des Stromerzeugers verbessert werden kann, indem dem
Induktorkrels des Stromerzeugers ein gegebenenfalls regelbarer Widerstand vorgeschaltet
wird. Auch dieser Widerstand kann bei der Einschaltung des Generators ausgeschaltet
bzw. kurzgeschlossen werden. Zweckmäßig werden beide Widerstände gemeinsam durch
einen in Abhängigkeit von der Stellung des Kuppelschalters des Stromerzeugers gesteuerten
Elektromotor verstellt. Um eine beliebige Einstellung der Widerstände zueinander
zu ermöglichen, werden zweckmäßig zwischen den Regelwiderständen und ihrem Antrieb
einstellbare Kupplungen angeordnet. Um den Spannungswert, auf welchen der Spannungsregler
regelt, verändern zu können, kann in dem Spannungsspulenstromkreis des Reglers ein
weiterer einstellbarer Vorschaltwiderstand angeordnet werden. ' Ein Ausführungsbeispiel
der Erfindwig ist in der Abbildung dargestellt. Der Drehstromerzeuger i, welcher
von der Dampfturbine 2 angetrieben wird, speist über einen Transformator 3 das Netz
q.. Zum Einschalten des Generators .dient der Schalter 5, welcher durch die Betätigungsspulen
6 und 7 ein- und ausgeschaltet werden kann. Der Schalter 5 ist mit Hilfskontakten
8 ausgerüstet, und zwar einem Ruhekontaktpaar 8Q und einem Arbeitskontaktpaar 86.
Auf gleicher Welle mit dem Stromerzeuger i sitzt die Erregerm,aschinie 9, welche
die Feldwicklung io des Stromerzeugers speist.
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In den Erregerkreis des Stromerzeugers ist ein Widerstand i i und
ein regelbarer Widerstand i2 eingeschaltet. Im Nebenschlußkreis der Erregermaschine
9 befindet sich ein Regler 13, der in bekannter Weise mit einem Tirrillregler i
q. zusammenarbeitet. Außerdem ist in den Nebenschlußkreis ein Widerstand 15
geschaltet,
welcher gleichzeitig mit dem Widerstand i i des Induktorkreises durch die Feldschwächungseinrichtung
16 kurzgeschlossen werden kann. Die Feldschwächungseinrichtung 16 wird durch den
vom Drehzahlregler 17 der Turbine 2 betätigten Steuerschalter 18 ein- oder ausgeschaltet.
Der Steuerschalter 18 kann durch Unterbrechung der Stromzuführung mittels eines
Schutzrelais i9 unwirksam gemacht werden, -wenn die Feldschwächungseinrichtung 16
von den nicht dargestellten Schutzapparaten des Generators i aus gesteuert werden
soll. Im Stromkreis der Spannungsspule des Tirrillreglers sind zwei regelbare Widerstände
2o und 21 angeordnet. Der Widerstand 2o und der im Induktorkreis des -Generators
liegende Widerstand i2 werden gemeinsam von dem Elektromotor 22 angetrieben, welcher
durch die Umkehrschalter 23 rund 24 gesteuert wird.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende. Solange
die Turbine :2 in Ruhe ist, befindet sich die Muffe des Drehzahlreglers
17 in der niedrigsten Stellung und der Kontakt 18, ist geschlossen. Die Ausschaltspule
.der Feldschwächungseinrichtung 16 ist also erregt und die Kurzschließkontakte sind
geöffnet. Die Widerstände i i und 15
sind in den Stromkreis bzw. Nebenschlußstromkreis
der Erregermaschine 9 eingeschaltet. Der Generator i ist also praktisch nicht erregt.
Wird jetzt auf irgendeine in der Zeichnung nicht dargestellte Weise der Impuls zum
selbsttätigen Anfahren des Maschinensatzes .gegeben, s o bietet der Generator während
des. Hochfahrens den geringsten Widerstand, da .seine Erregung durch die eingeschalteten
Widerstände verhindert ist. Beim Hochfahren .der Turbine :2 hebt sich die Muffe
des Drehzahlreglers 17 langsam und bei einer bestimmten einstellbaren Drehzahl erreicht
der Schalthebel des Schalters i8 die obere Stellung und durch Schließen der Kontakte
i86 wird der Stromkreis der Einschaltspule der Feldschwächungseinrichtung 16 geschlossen.
Die Widerstände i i und 15 werden also kurzgeschlossen und die Generatorspannung
steigt daher schnell an, :so,daß auch die Spulen des Tirrillreglens 1q. erregt werden.
Sobald der Spannungswert, auf welchen der Tirrillregler eingestellt ist, erreicht
wird, beginnt der Regler zu arbeiten und hält die gewünschte Generatorsp;annung
konstant. Der Generator kann nunmehr aufs Netz geschaltet werden.
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Um ein besseres und stabileres Arbeiten des Tirrillreglers bei Leerlauf
des Generators zu erzielen, ist bei dem in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiel
in den Induktorkreis der Widerstand 12 eingeschaltet. Dieser Widerstand ist natürlich
unerwünscht, sobald der Generator belastet wird. Wenn der Generator durch Einlegen
des Kuppel-
Schalters 5 aufs Netz q. geschaltet wird, mini daher
der Widerstand i2 ausgeschaltet werden. Dies geschieht, indem durch die Kontakte
8b, der Stromkreis des Schützers 23 geschlossen -und so der Motor 22 in der entsprechenden
Drehrichtung eingeschaltet wird. Der Stromkreis 22 wird in bekannter Weise durch
an dem Regelwiderstand vorgesehene Endschalter oder ähnliche Vorrichtungen unterbrochen,
sobald der Widerstand gänzlich ausgeschaltet ist.
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Wenn der Generator beim Einlegen des Koppelschalters 5 plötzlich sehr
stark belastet wird, z. B. beim Einschalten von Notanlagen, in welchen Motoren vorhanden
sind, die bei kurzgeschlossenem Anlasser stehengeblieben sind, tritt erfahrungsgemäß
ein Absinken der Spannung ein, da die Erregung des Generators nicht schnell genug
auf den zum Halten der Spannung erforderlichen Wert ansteigt. In derartigen Fällen
ist es daher zweckmäßig, in den Stromkreis der Spannungsspule des Tirrillreglers
einen Widerstand 2o einzuschalten, welcher beim Einschalten des Generators kurzgeschlossen
wird. Dieser Widerstand biewirkt dann, daß der Tirrillregler i¢ vor dem Einlegen
des Koppelschalters 5, also bei Leerlauf des Generators, auf eine gegenüber der
normalen Spannung erhöhte Spannung einregelt, so daß der Generator also vor Einlegen
des Koppelschalters 5 übererregt ist. Sobald der Koppelschalter 5 eingelegt ist,
wird durch Aussclhalten der Widerstände 12 und 2o der normale Betriebszustand hergestellt.
Da der Generator im Moment der Einschaltung,durch die getroffene Anordnung übererregt
ist, sinkt die Spannung nicht so .stark ab und steigt, während die Widerstände 12
und 2o kurzgeschlossen werden, ziemlich schnell auf den Normalwert an. Wenn der
Maschinensatz stillgesetzt. wird, wird zunächst der Kuppelschalter 5 ausgeschaltet.
Die Hilfskontakte 82 dieses Schalters werden also geschlossen und durch Einschalten
des Schützes 2,4 wird der Motor 22 derart in Betrieb gesetzt, daß die Widerstände
i2 und 2o wieder eingeschaltet werden. Nach Abschalten .der Turbine 2 von ihrer
Speiseleitung läuft der Maschinensatz langsam aus und der von dem Drehzahlregler
17 gesteuerte Schalter 18 gebangt - in seine untere Stellung. Durch Schließen
der Kontakte 18" wird die Feldschwächungseinrichtung 16 betätigt und die Widerstände
i i und 15 wieder .in den Erregerkreis eingeschaltet, so daß der Ausgangszustand
wiederhergestellt ist.