-
Schutzeinrichtung gegen unzulässige Erhöhung des Erregerstromes von
Wechselstromgeneratoren In manchen Fällen kann es erwünscht sein, im Erregerkreis
von Synchrongeneratoren Überstromschalter anzuordnen, um die Auswirkungen im Erregerkreis
,auftretender Kurzschlüsse zu verhüten. Die Möglichkeit solcher Kurzschlüsse ist
z. B. in den häufig dicht heieinanderliegenden Anschlußleitungen der Feldwicklung
an die Schleifringe oder zwischen letzteren selbst gegeben. Erfolgt die Erregung
des Wechselstromgenerators durch eine Neb.enschlußmaschine, so werden auftretende
Kurzschlüsse im Erregerkreis im allgemeinen nicht zu ernstlichen Störungen Anlaß
geben, weil die Erregermaschine dabei in ihrer Spannung abfällt. Anders aber liegen
die Verhältnisse, wenn als Erregerstromquielle des Wechselstromgenerators eine fremderregte,
also durch eine Erregermaschine zweiter Ordnung erregte Haupterregermaschine verwendet
wird. Damm. arbeitet diese Haupterregermaschine mit ihrer Fremderregung auf den
Kurzschluß, so daßentstehende Lichtbögen aufrechterhalten werden und Schäden auftreten
können, die zu einer längeren Betrieibsunt.erbrechung führen. Hier ist also auf
jeden Fall die Anordnung eines übers,tromschalters im Haupterregerkreis vorteilhaft,
der ihn bei gefährlichen Stromstärken unterbricht, bis die Störungsursache beseitigt
ist.
-
Die Einfügung eines Überstromschalters in den Erregerkreis des Wechselstromgenerators
hat jedoch zur Folge, daß er auch anspricht, wenn Kurzschlüsse auf der Wechselstromseite
des Generators, z. B. im Netz, auftreten, denn diese induzieren bekanntlich im Erregerstromkreis
starke Stromstöße. Man hat diese Erscheinung sogar dazu ausgenutzt, um durch ein
üb,erstromschütz im Erregerkreis selbsttätig die Abschaltung des Wechselstromgenerators
bei Kurzschlüssen auf der Wechs@elstromseite zu veranlassen, die auf diese Weise
auch darmerfolgt, wenn ein Kurzschluß unmittelbar in der Ständerwicklung des Generators
oder an Stellen zwischen seinen Klemmen und dem Hauptausschalter auftritt. Es ist
aber gar nichterwünscht und nicht @erforderlich, den Wechselstromgenerator bei jedem
Kurzschluß im Netz von letzterem zu trennen oder zu entgegen, sondern nur dann,
wenn der Kurzschluß von ,längerer Dauer ist.
In .allen anderen Fällen
muß der Generator imstande sein, den Stromstoß aufzufangen und den Betrieb aufrechtzuerhalten.
Dann ist esaber nicht zulässig, daß ein zum Schutz ,gegel3'e Kurzschluß im Haupterregerkreis
vorgeseh ner überstromschalter den Erregerkreis auch" unterbricht bzw. seinen Widerstand
stark erhöht, wenn der Stromstoß in ihm von einem Kurzschluß auf der Wechs.elstromseite
herrührt.
-
Um nun den Erregerkreis ausschließlich gegen in ihm selbst auftretende
Kurzschlüsse zu schützen, wird erfindungsgemäß der die Unterbrechung des Erregerkreises
oder die Einschaltung - eines stark erhöhten Widerstandes veranlassende überstromschalter
im Haupterregerkreis gemeinsam sowohl vom Strom in diesem Gleichstromkreis als auch
von dem durch den Generator in das Netz gelieferten Wechselstrom derart gesteuert,
daß das Ansprechen des Überstromschalters unterbleibt, wenn der Überstrom im Haupterreg.erkreis
durch einen Stromstoß auf der Wechselstromseite hervorgerufen wird.
-
Dieser Gedanke läßt sich in verschiedener Weise ver%virklichen. Man
kann z. B. den auf der Wechselstromseite auftretenden Stromstoß dazu benutzen, vorübergehend
den üb:erstromscbalter bzw. das überstromschütz im Haupterre,gerkreis zu verriegeln,
ehe der dadurch rin Erregerkreis induzierte Stromstoß den Schalter auszulösen vermag.
-
Eine andere Möglichkeit ist in der Zeichnung wiedergegeben. Es bedeutet
a .die auf das Netz geschaltete Ständerwicklung eines Dreiphasengenerators; b seine
Erregerwicklung und c die Haupterregermaschine, deren Feldwicklung d von der Hilfserregermaschine
f erregt wird. Der zum Schutz des H.aüpterregerkreises gegen in ihm auftretende
Kurzschlüsse vorgesehene überströmschalter g wird von zwei einander entgegenwirkenden
Wicklungen 1a und k :gesteuert. Die Wicklungh liegt im @Nebenschluß zu einem in
Haupterregerkreisangeordneten Widerstand in, wird also proportional der Größe des.
Stromes im Haupterregerkreis erregt, während die Wicklung h an einen auf der Wechselstromseite
befindlichen Stromwandlern .angeschlossen ist, so daß sich ihre Erregung mit dem
Generatorstrom ändert. Die erstere der beiden Wicklungen, nämlich k, wirkt im Sinne
einer Auslösung des Schalters g, der z. B. unter dem Einfluß der Zugfeder p den
Haupterregerkreis unterbricht, wenn die Sperrung,r aufgehoben ist; die ändere Wicklung
lt dagegen sucht die Schalterauslösung zu verhindern. Die Amperewindung en der beiden
Wicklungen lt und fa sind so .aufeinander abgestimmt; daß unter normalen Verhältnissen
der Schalter g seine Schließungsstellung behält und der gemeinsame Einfluß- der
beiden Wicklungen nicht die Sperrung r des Schal= #ters zu lösen vermag. Tritt auf
der Wechsel-,`"#mseite und damit auch in der Schalter-@. eklung h ein Stromstoß
auf, so induziert '":er gleichzeitig im Haupterregerkreis und daher auch in der
Schalterwicklung k einen Stromstoß, so daß diese beiden Stoßwirkungen in den Schalterwickluhgen
sich wiederum annähernd aufheben und keine derart überwiegt, daß die Sperrung r
gelöst wird. Bei einem Kurzschluß innerhalb des Haupterregerkreises selbst äußert
sich der starke Stromanstieg aber allein in der Schalterwicklung h, die dann die
Sperrung r aufhebt, so daß die Zugfeder p den Schalter g anhebt und dieser den Erregerkreis
unterbricht.
-
Zuweilen kann es erwünscht sein, den Generator auch gegen das Absinken
des Stromes im H.aupterregerkr.eis .unter einen bestimmten Grenzwert zu sichern.
Wenn nämlich der Generator parallel mit anderen auf ein gemeinsames Netz arbeitet,
würde er bei starker Untererregung einen hohen Blindstrom aus dem Netz aufnehmen,
welchen die anderen parallel arbeitenden Maschinen liefern. Dadurch treten dann
Pendelungen im System in Erscheinung, welche vermieden werden müssen. Deshalb soll
bei einer derartigen Unterschreitung des Erregerstromes die Abschaltung des Generators
vom Netz selbsttätig erfolgen. Zu diesem Zweck wird vorteilhafterweise der überstromschalter
im Haupterregerkreis in zwei Grenzstellungen, d: h: in derjenigen bei Überschreitung
und in derjenigen bei Unterschreitung gewisser Stromwerte, mit Schaltkontakten versehen,
deren Schließung oder Unterbrechung im ersten Fall unmittelbar die Ausschaltung
des Erregerkreises, im zweiten Fall unmittelbar die Abschaltung des Generators veranlaßt.
-
Man kann statt dessen im Haupterregerkreis außer dem überstromschalter
g .entsprechend der Abbildung auch einen besonderen selbsttätigen Schalter s vorsehen,
der nur bei. Unterschreitung einer gewissen Stromgrenze auslöst und dadurch die
Unterbrechung des Hauptschalters t herbeiführt. Die Auslösespule w des Schalters
s liegt ebenfalls im Nehenschluß zum Widerstand in und wirkt der Zugfeder x entgegen,
so daß bei genügend geringer Stromstärke die Spannkraft der Zugfeiler überwiegt
und die Sperrung des Schalters s aufhebt, der dann durch die Druck:-federz den Auslösekreis
des Häuptschälterst schließt. Eine Betätigung des Überstromschaltersg bei Kürzschluß
im Haupterregerkreis würde daher auch eine Abschaltung des Generators zur Folge
haben, da eine Unterbrechung des Erregerkreises ebenfalls den Schalter s, auslöst.