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Anordnung zur Aufrechterhaltung des Parallelbetriebes von Synchrongeneratoren
bei Belastungsstößen Beim Parallelarbeiten von mehreren Synchrongeneratoren wird
die Aufteilung der Belastung ,auf die einzelnen Generatoren bekanntlich dadurch
geregelt, daß an dem Generator, der beispielsweise stärker belastet werden soll,
-der Drehzahlregler der antrei. Banden Kraftmaschine verstellt wird, derart, daß
die Drehzahlcharakteristik des Reglers im Sinne einer höheren Leerlaufdrehzahl verschoben
wird. In dem Diagramm der Abh. i der Zeichnung ist diese Belastungsregelung näher
veranschaulicht. Die Abbildung zeigt an drei untereinanderliegenden Diagrammen,
die für drei parallel arbeitende Maschinen gelten, die Abhängigkeit der Belastung
L von der Drehzahl n. Die den drei Diagrammen gemeinsame strichpunktierte vertikale
Liniert, zeigt die beim Betrieb vorhandene Drehzahl der drei Generatoren an. Die
stricblierte Linie l in !dem obersten Diagramm zeigt das Ansteigen der Belastung
an der parallel. arbeitenden Maschine I bei sinkender Drehzahl, wenn an ihr der
Drehzahlregler derart eingestellt ist, daß die Maschine bei. der Drehzahl n, leer
läuft. Die Belastung -der Maschine I bei konstant bleibender Drehzahl wird derart
durchgeführt, daß ihr Regler auf eine höhere Leerlaufdrehzahl eingestellt wird,
was mit einer parallelen Verschiebung der Liniel nach rechts gleichbedeutend ist.
Nachdem die Maschine nur bis zur Vollast (entsprechend der zur Abszissenachse parallelen
GeradenLmax) belastet werden darf, so kommt die höhere Belastung der Maschine I
infolge- Verstellung ihres Drehzahlreglers in dem obersten Diagramm durch eine Verschiebung
des Dreiecks mit der Hypotenuse 2 -und der vertikalen Kathete 3 nach rechts zum
Ausdruck. Die Länge desjenigen Stückes der Geradenn" das durch dieses Dreieck überdeckt
wird, ist dabei ein Maßstab für .die Höhe der Belastung an der Maschine I. Dasselbe
gilt ,auch für die Belastungen der Maschinen II und III gemäß den beiden. unteren
Diagrammen. In der Zeichnung ist, wie ,ersichtlich, die Maschine I am geringsten,
die Maschine III am stärksten belastet.
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Infolge von schweren Belastungsstößen fallen sowohl die mit Synchronmaschinen
betriebenen Zentralen als auch die einzelnen; Generatoren der Zentrale unter sich
außer Tritt, wenn der Stoß .eine gewisse Unsymmetrie besitzt oder die Aufteilung
desselben. zwischen den parallel arbeitenden Maschinen infolge -des unterschiedlichen
Verhaltens der Maschinen in elektrischer oder mechanischer Beziehung oder in ihrer
Regelung ungleichmäßig erfolgt. Diese Gefahr des. Außertrittfallens läßt sich durch
Abstimmung für die gekuppelten Zentralren überhaupt nicht und für die einzelnen
Generatoren dieser Zentrale unter sich nicht immer beseitigen. Es besteht dabei
noch die Gefahr, daß das asynchrone Durcheinanderlaufen der Maschinen infolge Außertrittfallens
durch: die Leistungsregler
der Antriebsmaschinen ,sehr lange aufrechterhalten
werden. -kann, - wenn nämJ%ch die gegenseitigen- , Plendelungen (Schwebungen) der
Generatoren so- fangsam sind, daß sie in Resonanz mit den Schwingungen des Leistungsreglers
lXe gen und der Regler daher unter Umständen die elektrischen Schwingungen des Generators
durch Anfachung (periodische Verstärkung der zugeführten . mechanischen Leistung)
noch verstärken kann. Eine weitere Gefahr besteht darin, däß die Maschinen beim
Außertrittfallen entlastet werden. und auf ihre Leerlaufdnelizahl, die um die Reglerstatik
höher als die Lastdrehzahl liegt, hoch laufen und noch jetwas darüher hinaus; bis
der Regler zur Wirkung kommt und -die Drehzahl: herabregelt. Bei dieser Drehzahlerhöhung
kann aber das Schnell.-schlußventil der den Generator antreibenden Kraftmaschine
(Dampfturbine) leicht ansprechen, so @däß .diese stillgesetzt wird und der Generator
ersteinzeln wieder hochgefahren ünd synchronisiert werden muß, da das Schnellschlußventil
erst bei Stillstand wieder geöffnet werden kann.
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Um die geschilderten Nachtelle zu vermeiden, hat man bereits vorgesdhlagen,
bei mehreren parallel arbeitenden Synchrongeneratoren Mittel vorzusehen, durch:
die beim Eintritt- einer Störung vor dem Abschalten des Generators au_ f die Kraftniaschpne
oder deren Regler in Richtung auf den Synchronismus eingewirkt wird. Die Mittel
können derart sein, daß bei der Störung die Kraftmaschinenregler auf die gleichen
Leerlaufdrebzahlen gebracht werden. Wenn also bei ,den drei parallel arbeitenden
Generatoren der Abb. i, deren Belastung gemäß .den schraffierten Dreiecken-teingestellt
Ist, infolge Belastungsstoß ein gegenseitiges Außertrietfallen sich einstellt, so
werden die Leistungs-(Drehzahl-) Regler der antreibenden Kra'ftmaschinenderart zurückgeschma#ibt,
daß die Belastungsdreiecke durch die drei untereinanderliegenden Dreiecke mit gestrichelter
Hypotenuse und Kathete gegeben sind. Eine Erhöhung der Drehzahl einer oder mehrerer
Maschinen, derart, daß das Schnellsehl.ußventil zum Ansprechen kommt, wird dadurch
vermieden. Außerdem wird .durch diese Ma:ßnahme auch ein, schnelleres. Wiedersynchronisieren
der außer Tritt gefallenen Generatoren ermöglicht, namentlich wenn man außerdem
dabei die Erregung der .Generatoren vermindert. Die Erregung wird erst wieder ,gesteigert,
wenn die Schwebumgsdauer zwischen den Generatoren genügend langsam geworden ist,
so daß die Maschinen bei der Ruferregung sofort in i7:`xitt '#fa.llen.
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Die vorliegende Eifindung betrifft nun besonders zweckmäßige Mittel
zur Durchführung des geschilderten Vorschlags. Exfindungsgernäß ist ein Nullspannungsrelas
vorgesehen, das von der beim Außertrittfalllen herrschenden Schwebüngsspannung zwischen
den Generatoren, denen Wert im Takte der gegenseitigen Pendelungen durch Null hindurchgeht,
gesteuert wird und das auf die Regler der Kraftmaschinen der Zentrale im geschilderten
Sinne einwirkt. Statt des Nullspannungsrelais kann man ein wattmetrisches Relais
verwenden, das von den 1estumgsschwankungen beim Außertrittfallen beeinfl.ußt wird,
beide Relais arbeiten zweckmäßig mit Zeitverzögerung. Diese Relais können auch gleichzeitig
die Verminderung der Erregung der Generatoren herbeiführen.
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Abb. 2 der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in
schematischer Darstellung. i, 2 und 3 sind die auf die Sammelschienen q, parallel
arbeitenden Synchrongeneratoren, die von den Dampfturbinen 5, 6 und 7 angetrieben
werden. An zwei Phasen der Sammelschiene q: ist nun ein NulIspannungsrelais 8 angeschlossen,
das einen Gleichstromkreis 9 steuert, der auf die Drehzahlverstellung der Leistungsregler
i o, i i und 12 der' Dampfturbinen in Parallelschaltung einwirkt, wobei diese Leistungsregler
gemäß dem Schema " der Abb. i auf die Leerlaufeinstellung der Dampfturbinen zurückgeschraubt
wenden. Das Relais 8 kommt dann zum Ansprechen, wenn die speisende Wechselspannung
auf einen in der Nähe von Null liegenden Wert sinkt. Dies ist nun beim Außertrittfallen
der Generatoren der Fall, da das Relais dann von der Schwebungsspannung zwischen
-den Generatoren gespeist wird, die durch. Null hindurchgeht.
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Sollte bei der geschiIderten Anordnung das Schnellschlüßventil loch
noch zur Auslösung kommen, so kann es wieder selbsttätig eingeklinkt werden, nachdem
die Regler in ihre Leerlaufstellung zurückgeschraubt sind und daher keine Gefahr
einer zu großen DrehVahlerhöhung besteht. Durch dieses Mittel wirrt ein schnelles
Wiedersynchronisieren ohne Stillsetzer der Maschine erreicht. Die Synchronisierung
der Kraftwerksgeneratoren nach dem Außertrittfallen bleibt namentlich dann schwierig,
wenn die Spannungssenkung infolge des Belastungsstoßes zu groAi ist. Diese Schwierigkeit
kann noch dadurch vermindert werden, daß die an die Generatoren angeschlossene Last
ganz :oder teilweise abgeschaltet wird.