DE642188C

DE642188C - Device for automatic parallel switching of electrical machines

Info

Publication number: DE642188C
Application number: DE1930642188D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Robert Poltiez
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1930-11-22
Filing date: 1930-11-22
Publication date: 1937-02-27

Description

Zur selbsttätigen Parallelschaltung von Wechselstromnetzen hat man Synchronisiervorrichtungen gebaut, die die Spannungsgleichheit und Phasenübereinstiihmung der parallel zu schaltenden Netze bzw. Maschinen prüfen. Die Spannungen der Maschinen werden so lange geregelt, bis diese beiden Bedingungen erfüllt sind, worauf die selbsttätige Einschaltung erfolgt.Synchronizing devices are used for the automatic parallel connection of alternating current networks built that the voltage equality and phase correspondence of the Check networks or machines to be switched in parallel. The tensions of the machines will be regulated until these two conditions are met, whereupon the automatic switch-on he follows.

Beim Ausbau größerer Verteilungsnetze hat man in letzter Zeit zuweilen in das Netz eine automatische Unterstation eingefügt, die mit über eine Synchronisiervorrichtung selbsttätig ans Netz anschaltbaren Generatoren ausgerüstet ist. Ist eine Unterstützung des das Netz speisenden Hauptwerkes erwünscht, so braucht nur der Einschaltbefehl in das Unterwerk gegeben zu werden, dessen Maschinen nun nach Anlauf durch die selbsttätige Synchronisier-With the expansion of larger distribution networks one has lately one in the network sometimes automatic substation inserted, which with a synchronizing device automatically is equipped with generators that can be connected to the grid. Is a support of the network feeding main plant is desired, only the switch-on command in the substation is required to be given, whose machines now after start-up by the automatic synchronizing

20. vorrichtung ans Netz geschaltet werden.20. device to be connected to the mains.

Erfindungsgemäß wird eine selbsttätige Schaltvorrichtung mit einer Spannungsprüfvorrichtung vereinigt, welche ein Parallelschalten nur dann zuläßt, wenn entweder die parallel zu schaltenden Spannungen völlig oder annähernd gleich sind oder die Spannung der Maschine, zu der eine andere hinzugeschaltet werden soll, mindestens um einen im voraus bestimmten Betrag geringer ist als der normale Wert.According to the invention, an automatic switching device with a voltage testing device is provided united, which allows a parallel connection only if either the parallel to be switched voltages are completely or approximately the same or the voltage of the Machine to which another is to be added, at least one in advance certain amount is less than the normal value.

Die Erfindung will Schwierigkeiten beseitigen, die sich in dem oben beschriebenen Betriebsbeispiel dadurch ereignen können, daß während des Einschaltbefehles für das Unterwerk' das Hauptwerk etwa durch eine Störung bei dessen Maschinen für die Stromversorgung ausfällt. Die Netzspannung sinkt nun ab; statt daß nunmehr aber die Versorgung des Netzes durch das Unterwerk sichergestellt würde, ist die Einschaltung des Unterwerkes bei Verwendung der bisher üblichen Synchronisierungsvorrichtungen unmöglich gemacht, da diese nur bei Spannungsgleichheit die Schaltung vollziehen können. Die nach der Erfindung gebaute Synchronisiervorrichtung schaltet im Gegensatz hierzu die Maschinen des Unterwerkes auch auf das spannungslos gewordene Netz.The invention aims to eliminate difficulties arising in the above-described Operating example can occur that during the switch-on command for the substation ' the main plant due to a malfunction in its machines for the power supply fails. The mains voltage will now drop; instead of the supply of the Network would be ensured by the substation is the activation of the substation made impossible when using the previously common synchronization devices because they can only complete the circuit when the voltage is equal. According to the invention In contrast to this, the built-in synchronizing device switches the machines in the substation also on the network that has become dead.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist auch für Parallelschalteinrichtungen mit Spannungsregelung in Gleichstromnetzen brauchbar, bei denen, abgesehen von der Phasenübereinstimmung, die gleichen oben geschilderten Betriebsbedingungen vorhegen.The device according to the invention is also suitable for parallel switching devices with voltage regulation can be used in direct current networks in which, apart from the phase correspondence, the same operating conditions described above apply.

Die Spannungsprüfeinrichtung für die Schalt-Vorrichtung muß bestimmten Bedingungen entsprechen. Man wird sie so gestalten, daß sie unter den vorbestimmten Spannungsbedingungen die Prüf- und Regelvorrichtungen für Spannungs- bzw. Phasenübereinstimmung un-The voltage testing device for the switching device must meet certain conditions. They will be designed so that they are under the predetermined stress conditions the testing and regulating devices for voltage or phase conformity

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Robert Polties in Berlin-Friedenau,-Dipl.-Ing. Robert Polties in Berlin-Friedenau,

wirksam macht. Die Spannungsprüfeinrichtung muß nun einerseits auch auf verhältnismäßig geringe Spannungen im Netz noch ansprechen können, andererseits muß sie auch hohe Be> triebsspannungen ohne Beschädigung vertragene können. Dieses erreicht man erfindungsgemäß wenn man eine Spannungsprüfvorrichtung mit selbsttätig bei eintretendem Absinken der zu prüfenden Spannung unter den Normalwert ίο allmählich vergrößerter und bei Wiederansteigen der Prüfspannung bis zu diesem Normalwert wieder allmählich verringerter Ansprechempfindlichkeit vorsieht.makes effective. The voltage testing device must now be on the one hand also relatively can still address low voltages in the network, on the other hand it must also be high drive voltages can withstand without damage. This is achieved according to the invention if you have a voltage tester with automatically when the falling too test voltage below normal value ίο gradually increased and when rising again of the test voltage up to this normal value again gradually reduced response sensitivity provides.

Eine derartige Spannungsprüf einrichtung zeigt die Zeichnung. Die zu prüfende Spannung wird dem Spannungsprüf relais 1 über einen Schalter 2 zugefügt. Im Stromkreis des Spannungsprüfrelais liegt ferner der Widerstand 3, der durch die Schleifkontakte 4, 5 und 6 bei Absinken der zu prüfenden Spannung unter den Normalwert allmählich zur Vergrößerung der Empfindlichkeit des Spannungsprüfrelais ausgeschaltet werden kann. Die Kontakte 4 und 5 werden durch einen Kontaktarm 7 'gesteuert, der von dem Hilfsmotor 8 über das Getriebe 9 bewegt wird. Der Motor 8 wird durch die Kontakte 10 des Spannungsprüfrelais 1 sowie die Kontakte 11 des Kommandorelais 12 an die Hilfsspannung 13 gelegt.Such a voltage testing device is shown in the drawing. The voltage under test becomes the voltage test relay 1 added via a switch 2. In the circuit of the voltage test relay there is also the resistance 3, which is caused by the sliding contacts 4, 5 and 6 when it drops the voltage to be tested below the normal value gradually to increase the sensitivity of the voltage test relay can be switched off. The contacts 4 and 5 are controlled by a contact arm 7 'that of the auxiliary motor 8 is moved via the gear 9. The motor 8 is controlled by the contacts 10 of the voltage test relay 1 and the contacts 11 of the command relay 12 to the auxiliary voltage 13 laid.

Gleichzeitig mit dem schon bisher üblichen Synchronisierungsvorgang oder zweckmäßig vorher erhält nun durch den Schalter 2 das Kommandorelais 12 über die von dem Kontaktarm 7 gesteuerten Hilfskontakte 14 Spannung. Das Relais 12 schließt unabhängig von den Kontakten 14 über seinen Kontaktarm 15 einen Haltestromkreis. Gleichzeitig gibt das Kommandorelais die Gleichspannung an die Kontakte des Spannungsprüfrelais 1 weiter. Besitzt die an den Schalter 2 herangeführte Spannung 16 die volle Höhe, so zieht das Spannungsrelais 1 seine Kontakte an und legt den Schaltmotor 8 an Spannung. Der Schaltmotor, dessen Erregung durch den Kontakt 11 am Relais 12 eingeschaltet war, dreht nun den Kontaktarm 7 nach links, bis dieser die Kontakte 17 und 18 überbrückt und gegebenenfalls einen entsprechenden Schaltbefehl für die Synchronisiervorrichtung gibt.Simultaneously with the synchronization process that has been customary up to now or, appropriately, beforehand now receives the command relay 12 through the switch 2 via the contact arm 7 controlled auxiliary contacts 14 voltage. The relay 12 closes independently of the contacts 14 via its contact arm 15 a holding circuit. At the same time the command relay gives the DC voltage to the contacts of the voltage test relay 1. If the voltage 16 applied to switch 2 is at its full level, it pulls Voltage relay 1 applies its contacts and applies voltage to the switching motor 8. The shift motor, whose excitation was switched on by the contact 11 on the relay 12, now turns the Contact arm 7 to the left until it bridges the contacts 17 and 18 and if necessary a corresponding switching command for the synchronizing device gives.

Ist die Spannung an den Leitungen 16 kleiner als der Normalwert, so bleibt das Relais 1 hängen, die Kontakte 10 legen den Anker des. Motors 8 in umgekehrter Richtung an Spannung. Der Motor bewegt daher den' Kontaktarm 7 nach rechts. Der Kontaktarm schaltet dabei durch die Kontakte 6 allmählich Widerstand aus dem Betätigungsstromkreis des Spannungsprüf relais aus. Liegt an den Klemmen 16 noch Spannung, so schaltet das Spannungsprüfrelais 1 bei der So dieser Spannung entsprechenden Empfindlichkeit über die Kontakte 10 den Motor 8 um; liegt an den Klemmen 16 überhaupt keine oder nur sehr geringe Spannung, so bewegt sich der Kontaktarm 7 bis in die rechte Endstellung, in der er die Kontakte 18 und 29 überbrückt und • dadurch ein Schaltkommando zum Zuschalten "des betreffenden Werkes bei gleichzeitiger Unwirksarnmachung der eigentlichen Synchronisiervorrichtung gibt.If the voltage on lines 16 is less than the normal value, relay 1 will hang, the contacts 10 apply voltage to the armature of the motor 8 in the opposite direction. Of the Motor therefore moves the 'contact arm 7 to the right. The contact arm switches through the contacts 6 gradually resistance from the actuation circuit of the voltage test relay the end. If voltage is still present at terminals 16, voltage test relay 1 switches at So this voltage corresponding sensitivity via the contacts 10 to the motor 8; if there is no or very little voltage at the terminals 16, the will move Contact arm 7 to the right end position in which it bridges the contacts 18 and 29 and • thereby a switching command to "switch on" the relevant plant with simultaneous deactivation the actual synchronizer there.

In den durch die Kontakte 17 und 29 gegebenen Endstellungen schaltet sich der Motor 8 durch Endschalter 20 und 21 selbsttätig ab. Bei jedem neuen Schaltbefehl muß der Kontaktarm 7 sich in der Mittelstellung befinden, damit das Spannungsprüfrelais 1 auf geringste Empfindlichkeit eingestellt ist. Man erreicht dies durch die vom Motor 8 gesteuerte Nockenscheibe 22, welche auf Nockenschalter 23 und 24 einwirkt. Beim Abfallen des Kommandorelais 12 wird durch dessen Kontakte 11 der 8q Motor 8 über die Nockenschalter 23 bzw. 24 jeweils so an Spannung gelegt, daß er den Kontaktarm 7 in die Mittelstellung zurückbewegt. Ein neuer Schaltbefehl kann erst dann ausgeführt werden, wenn der Kontaktarm 7 die Kontakte 14 wieder überbrückt hat, also die Spannungsprüfeinrichtung für den Schaltbefehl bereit ist. Es ist bereits bekannt, bei selbsttätigen Synchronisiervorrichtungen den Phasenwinkel, der für die Parallelschaltung gefordert wird, bei g_o Spannungsabsenkungen je nach der Höhe der Spannung zu vergrößern. Im Gegensatz zu diesen bekannten Vorrichtungen verlangt die Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung, solange die Differenz der zu vergleichenden Spannung nicht einen bestimmten Wert überschreitet, die genaue Einhaltung der bei gleichen Spannungen gegebenen Schaltbedingungen.In the end positions given by the contacts 17 and 29, the motor 8 switches itself off by limit switches 20 and 21. With each new switching command, the contact arm 7 must be in the middle position so that the voltage test relay 1 is set to the lowest sensitivity. This is achieved by the cam disk 22 controlled by the motor 8, which acts on the cam switches 23 and 24. When the command relay 12 drops out, its contacts 11 apply voltage to the 8q motor 8 via the cam switches 23 and 24 in such a way that it moves the contact arm 7 back into the central position. A new switching command can only be executed when the contact arm 7 has bridged the contacts 14 again, that is to say the voltage testing device is ready for the switching command. It is already known, in automatic synchronizing the phase angle, which is required for the parallel circuit in g _o to increase voltage reductions depending on the level of tension. In contrast to these known devices, the switching device according to the invention requires, as long as the difference in the voltage to be compared does not exceed a certain value, that the switching conditions given for the same voltages are precisely observed.

Das gewissermaßen unstetige Arbeiten der neuen Schaltvorrichtung hat den großen Vorteil, daß innerhalb des üblichen Spannungsbereichs, d. h. also bei Spannungsabsenkungen, wie sie durch starke Netzbelastungen betriebsmäßig noch vorkommen können, die volle Parallelschaltgenauigkeit gefordert wird. Die Schaltvorrichtung verlangt also, daß die auf das Netz zu schaltende Maschine eine Spannung besitzt, die in Größe und Phase mit der Netzspannung übereinstimmt.The somewhat unsteady work of the new switching device has the great advantage that within the usual voltage range, i. H. so with voltage drops, as they can still occur operationally due to heavy network loads, the full one Parallel switching accuracy is required. The switching device thus requires that the on The machine to be switched on the mains has a voltage that corresponds in size and phase to the mains voltage matches.

Von dieser Bedingung wird abgewichen, wenn die Differenz der Netzspannungen einen bestimmten Wert überschreitet. Dies ist in der Regel ein Kennzeichen dafür, daß beispielsweise das Netz, auf das der Generator geschaltet werden soll, den ordnungsgemäßen Betrieb nicht mehr aufrechterhalten kann. In diesem Falle sind aber auch die Stromstöße, die bei starker Phasenabweichung der zusammenzuschaltenden Spannung entstehen können, erheblich geringer, so daß auf die genaue Phasenvergleichung nun ohne Schaden für die Maschine oder das Netz verzichtet werden kann.This condition is deviated from if the difference in the mains voltages is a certain Value exceeds. This is usually an indicator that, for example the network to which the generator is to be switched ensures proper operation can no longer maintain. In this case, however, are also the power surges that occur at strong phase deviation of the voltage to be interconnected can arise considerably less, so that on the exact phase comparison now without damage to the machine or the network can be dispensed with.

Claims

Patent claims:

ι. Device for automatic parallel connection of electrical machines, whose ^; Voltages are compared in a synchronizing device, characterized by a voltage testing device with automatically when the voltage to be tested falls below the normal value gradually increased and when it rises again, the test voltage gradually reduced up to this normal value again, which allows a parallel connection only if either the parallel The voltages to be switched are completely or approximately the same or the voltage of the machine to which another is to be switched is lower than the normal value by at least a predetermined amount.

2. Device according to claim i, characterized by a voltage test relay (i) with series resistors and a switching motor (8) which, if connected to the voltage test relay applied voltage falls below a certain value, the series resistors are gradually bridged.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized by an additional device, which automatically restores the lowest sensitivity of the voltage testing device after the test command has been executed.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized by a command relay (12) that when it falls, the backward movement of the change in sensitivity the voltage test relay controlling devices caused in their initial position.

5. Device according to claim 1 to 4, characterized by one of one Shift motor driven contact arm (7) that moves in one direction if the voltage to be tested is equal to or approximately equal to the normal value, while it moves in the other direction and via contacts (6) resistors in the circuit of the voltage test relay switches off if the voltage to be tested remains below the normal value.

1 sheet of drawings