DE644493C - Verfahren zur Aufrechterhaltung des Parallelbetriebes von Drehstrom-Gleichstrom-Motorgeneratoren mit Einankerumformern oder Gleichrichtern oder beiden bei voruebergehendem Absenken der speisenden Drehstromspannung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Aufrechterhaltung des Parallelbetriebes von Drehstrom-Gleichstrom-Motorgeneratoren mit Einankerumformern oder Gleichrichtern oder beiden bei vorübergehendem Absenken der speisenden Drehstromspannung Zur Speisung von Gleichstromnetzen aus Drehstromnetzen werden häufig verschiedene L'informerarten, wie Motorgeneratoren, Einankerumformer und Gleichrichter, im Parallelbetrieb verwendet. Hierbei ergeben sich bei Absenkungen der drehstromseitigen Spannung leicht ausgedehnte Störungen, die ein Aussetzen des ganzen Gleichstrombetriebes zur Folge haben. Die Störungen werden häufig eingeleitet durch das Ansprechen der empfindlichen und unverzögerten Nullspannungsrelais. Es ist jedoch auch durch Relais mit geringerer Empfindlichkeit oder einer Zeitverzögerung nicht möglich, den Betrieb aufrechtzuerhalten, da sich infolge des verschiedenartigen Verhaltens der einzelnen Umformerarten sehr heftige Ausgleichströme auf der Gleichstromseite ergeben. Diese Ausgleichströme überlasten und gefährden die Maschinen, so daß ihre Auswirkung nicht einfach durch eine Verzögerung der gleichstromseitigen lTberstromschalter unterdrückt werden kann. Die Folge der drehstromseitigen Spannungsabsenkungen ist also, selbst wenn sie unbedeutend und kurz sind, eine längere Störung des Betriebes, da das spannungslos werdende Gleichstromnetz unter Umständen sehr schwer wieder unter Spannung gesetzt werden kann.
• Das Diagramm Fig. i stellt den Betriebsvorgang dar, welcher bei einem Parallelbetrieb eines -Motorgenerators mit einem oder mehreren Gleichrichtern oder Einankerumformern bei drehstromseitiger Spannungssenkung auftritt. Die Länge der Grundlinie des Diagramms stellt den bei voller Spannung vom Netz aufgenommenen Gleichstrom J,t dar. Die Höhe gibt die Gleichspannung wieder. 1n dein Diagramm ist die Charakteristik A der -Motorgeneratoren und die Charakteristik B der Einankerumformer bzw. Gleichrichter eingetragen. Sie zeigen zwischen Leerlauf und Vollast einen gewissen Spannungsabfall, der eine stabile Stromverteilung zwischen den verschiedenen Einheiten ergibt, so daß im normalen Betriebe die Motorgeneratoren den Strom J", die Gleichrichter bzw. Einankerumformer den Strom Tb aufnehmen. Bei drehstromseitigen Spannungsabsenkungen sinkt die Charakteristik der Einankerumformer und Gleichrichter, da bei diesen die Gleichspannung mit der drehstromseitigen Spannung in einem bestimmten Verhältnis steht. Die neue Charakteristik der Einankerumformer und Gleichrichter wird durch die Linie B' dargestellt. Die Charakteristik der Motorgeneratoren bleibt dagegen erhalten, solange diese -Maschinen mit normaler Drehzahl laufen, also ihre Antriebsmotoren nicht außer Tritt gefallen sind. Der Schnittpunkt der Charakteristik A mit B' ergibt einen bedeutend größeren Strom Ja', so daß die Motorgeneratoren schon bei geringen Spannungsabsenkungen stark überlastet werden. Die

  folge davon ist, (lall entweder die Gleich-

  stroniautoinaten ausfallen oder die Antriebs-

  inotoren ihr bei gesunkener Spannung ver-

  inindertes Kippmoment überschreiten tinf1

  außer Tritt fallen. Nach Ausfall der Motor-

  generatoren werden in der Regel infolge der.

  jetzt auf sie allein übergeltenden Belastung

  auch die Gleichrichter und Einankerutnfor-

  iner herausfallen. Die Cberlastung tritt auch

  dann ein, weint die Stromauftiahine des Gleich-

  sti-olluietzes bei sinkender Gleichspannung

  entsprechend der Linie 1N proportional zu-

  rückgeht. Es wird hierbei nur die restliche

  Stromaufnahme der Gleichrichter und Ein-

  ankeruniforiner verringert, wie dies die

  Streckelf,' in dein Diagramm angibt.

  1=s ist bekannt, Motorgenerattnen bei Ab-

  senkungen der drelistroniseitigen Spannung

  dadurch gegen ein Außertrittfallen zti

  scliiitzen. (laß durch ein Spannungsrelais

  o. dgl. Widerstände in den Erregerkreis der

  Gleichstro nniaschine eingeschaltet werden.

  Durch die Einschaltung dieser Widerstände

  entsteht jedoch nicht eine Begrenzung des

  l'inforiner:tronies auf einen bestimmten

  f-löchst«-ert entsprechend. den Linien C- oder l)

  in Fig. 2, sondern es wird nur die Charak-

  teristik.i uni einen mehr oder weniger gro-

  l.ien Betrag herabgeschoben. Ändert sielt die

  \etzspannung aber nicht genau uin den glei-

  chen Betrag, tun den die Charakteristik A ver-

  schoben wurde, oder schwankt sie während

  der Störung, dann treten starke Verschiebun-

  gen des Betriebspunktes auf der flach verlau-

  fenden Linie A auf, d. 1i. es wird entweder der

  Motorgenerator oder die parallel arbeitenden

  Gleichrichter oder l;inankeruinforiner über-

  lastet. Die 1?inschaltung des \Viderstandes

  erfolgt hierbei in einer oder auch mehreren

  grt)beil Stufen.

  Außerdem ist es bekannt, parallel arbei-

  tende Umformer vor C'berbeanspruchungen

  bei Störungen durch selbsttätige, stetig wir-

  kende Stronnregler zu schützen, und zwar der-

  art. daß ein bestimmter Strom nicht über-

  #chritten wird. Solche Regler sind nur von(

  Strom selbst abhängig und begrenzen ihn auf

  einen konstanten Wert.

  \lit einem derartigen Regler wurden sich

  beine Parallelbetrieb voll Motorgeneratoren

  finit Gleichrichtern oder Einankeruinforniern

  bei drehstrontseitigen Spannungsabsenkungen

  Verhältnisse ergehen, die in I# ig. 2 genauer

  dargestellt sind. Die Bezeichnungen der Fig. 2

  sind, soweit sie sich wiederholen, die gleichen

  wie in Fig. i. Der Strom des Motorgenera-

  tors würde durch den Regler entsprechend der

  Senkrechten C begrenzt werden. Bei dreh-

  stroniseitigen Spannungsabsenkungen, bei

  denen sich die Kennlinien ß nach unten ver-

  schieben, ist eine l'berlastung (les Motor-

  generators nicht mehr möglich, sondern es

  ergeben sich Spannungsabsenkungen auf der

  Gleichstromseite.

  _#-Der Schnittpunkt 3 der Senkrechten C mit

  .dr,r Kennlinie N stellt aber eine Grenze für

  <las zufriedenstellende Parallelarbeiten der

  'verschiedenen Umformer dar, weil bei diesem

  Punkt die Gleichrichter aussetzen, da sie

  keinen Ström mehr führen und die Einanker-

  umformer bei stärkerer Absenkung Rückstrom

  aufnehmen würden.

  Dieser Nachteil wird aber gemäß der Er-

  findung dadurch beseitigt, daß der vom selbst-

  tätigen Stromregler einzuhaltende Höchst-

  wert von der speisenden Drehstromspannung

  abhängig gemacht ist.

  In Fig. 2 wird das Verhalten eines solchen

  Reglers beispielsweise durch die Gerade D

  dargestellt. Es wird, wie man sieht, durch

  diese Maßnahme bei jeder beliebigen Span-

  nung das Auftreten von Rückstrom oder das

  Stromloswerden der Gleichrichter vermieden,

  ebenso aber auch <las Auftreten von ()'ber-

  lastungen.

  Eine besonders feine Anpassung an die

  Betriebsverhältnisse wird dadurch erzielt,

  daß die Änderungen des Höchstwertes des

  Stromreglers nicht in Abhängigkeit von den

  absoluten Schwankungen der Spannung auf

  der Drehstromseite vorgenommen werden,

  sondern von ihrem Verhältnis zur Gleich-

  spannung. Dies geschieht derart, daß der

  Höchstwert des Stromes erst dann geregelt

  wird, wenn die vom Motorgenerator erzeugte

  Spannung verhältnismäßig höher ist als die'

  Drehstromspannung, und daß er unverändert

  bleibt, wenn die erzeugte Spannung propor-

  tional der speisenden Drehstromspannung

  absinkt.

  Den Stromregler wird man zweckmäßig

  unmittelbar auf die Erregung der Gleich-

  strommaschine der :Motorgeneratoren ein-

  wirken lassen. Uni die Regelleistung und

  dadurch das :Modell des Reglers zu ver-

  kleinern, kann man aber auch das Feld zwi-

  schengeschalteter Erregermaschinen beein-

  flussen.

  Eine weitere Erhöhung der Stabilität der

  parallel arbeitenden Maschinen wird erzielt,

  wenn gleichzeitig mit der von der Dreh-

  stronispannung abhängigen Gleichstromrege-

  lung eine an sich bekannte Erhöhung der Er-

  regung des Umformerwechselstrommotors

  vorgenommen wird. Die Erhöhung der

  Motorerregung braucht in diesem Falle nicht

  so groß zu sein und demnach die Erreger-

  einrichtung des Motors nicht so leistungs-

  fähig wie sonst bei Stoßerregungseinrichtun-

  gen, so daß man mit der normalen Reserve

  üblicher Erregereinrichtungen auskommen

  dürfte.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Aufrechterhaltung des Parallelbetriebes von Drehstrom-Gleichstrom-1lotorgeneratoren mit Einankerumformern oder Gleichrichtern oder beiden bei vorübergehendem Absenken der speisenden Drehstromspannung, bei dem der von den Motorgeneratoren erzeugte Strom durch einen stetig wirkenden Regler auf einen bestimmten Höchstwert begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert, auf den der Strom geregelt wird, von der speisenden Drehstromspannung abhängig ist. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert des Stromes erst dann in Abhängigkeit von der speisenden Drehstromspannung geregelt wird, wenn die von den Motorgeneratoren erzeugte Gleichspannung höher ist als der der speisenden Drehstromspannung entsprechende Wert, und daß er konstant gehalten wird, solange die erzeugte Gleichspannung proportional der speisenden Drehstromspannung absinkt. 3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromregler auf die Erregung der Gleichstrommaschinen an den Motorgeneratoren unmittelbar oder unter Zwischenschaltung einer oder mehrerer Erregermaschinen einwirkt. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß angenähert gleichzeitig mit der Herabsetzung des Stromes eine Verstärkung der Erregung des L mformermotors zwecks Erhöhung seiner Stabilität erfolgt.