DE668635C

DE668635C - Device for fast de-energizing of synchronous machines controlled by fast regulators

Info

Publication number: DE668635C
Application number: DE1930668635D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Arthur Augsburg
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1930-09-28
Filing date: 1930-09-28
Publication date: 1938-12-07

Description

Einrichtung zum schnellen Entregen von mit Schnellreglern geregelten Synchronmaschinen Bei synchronen Wechselstrommaschinen, deren Spannung durch einen Schnellregler beeinflußt wird, besteht beim Auftreten besonders starker Ströme, so insbesondere von Kurzschlußströmen, die Gefahr, daß der Regler den im Erregerkreis der Erregermaschine gelegenen Regelwiderstand dauernd kurzschließt und die Erregermaschine infolgedessen eine besonders starke Erregung auf die synchrone Hauptmaschine gibt, wodurch der Kurzschlußstrom noch verstärkt wird. Man hat versucht, diesen CTbelstand durch Einschalten eines Ersatzwiderstandes in den Erregerkreis der Erregermaschine zu beseitigen. Dazu waren aber mechanische Mittel nötig, die an und für sich umständlich sind und die Wirkung des Schutzmittels verzögern. Ferner hat man die Spannungsspule des Schnellreglers beim Auftreten eines Überstromes von dem ihr zugeordneten Spannungswandler abgeschaltet und auf einen im Generatorkreis liegenden Stromwandler geschaltet. Hier tritt durch die Umschaltung eine starke Zeitverzögerung in der Wirkung der Einrichtung ein. Schließlich hat man auch zwei Schnellregler benutzt, von denen der eine in Abhängigkeit von der Spannung des Generators, der andere in Abhängigkeit vom Strom des Generators, aber beide zugleich auf den gleichen Nebenschlußwiderstand im Erregerstromkreis arbeiten. Diese Anordnung enthält umständliche Apparate, die teuer sind. Sie birgt die Gefahr, daß die Apparate gegeneinander regeln, z. B. der eine hinauf, der andere herunter, und bringt ebenfalls eine starke Zeitverzögerung mit sich.Device for quick de-energization of controlled with quick regulators Synchronous machines In the case of synchronous AC machines whose voltage is controlled by a Rapid regulator is influenced, there is a particularly strong current when so in particular from short-circuit currents, the risk that the controller in the excitation circuit the rheostat located in the exciter is permanently short-circuited and the exciter as a result, there is a particularly strong excitation on the synchronous main engine, whereby the short-circuit current is increased. One tried this CTbelstand by switching on an equivalent resistor in the excitation circuit of the exciter to eliminate. But this required mechanical means, which in and of themselves were cumbersome and delay the effect of the protective agent. You also have the voltage coil of the high-speed regulator when an overcurrent occurs from the voltage converter assigned to it switched off and switched to a current transformer located in the generator circuit. There is a strong time delay in the effect of the switchover Establishment a. Finally, two quick regulators were used, one of which one depending on the voltage of the generator, the other depending on the voltage of the generator from the current of the generator, but both at the same time on the same shunt resistance work in the excitation circuit. This arrangement contains cumbersome apparatus that are expensive. It carries the risk that the devices regulate against each other, z. B. the one up, the other down, and also brings a strong time lag with himself.

Die Erfindung benutzt nun eine an sich bekannte Regelung, bei der das Erregerfeld der Erregermaschine durch ein vom Strom der zu regelnden Wechselstrommaschine abhängiges, dem eigenerregten Feld der Erregermaschine entgegenwirkendes Feld zusätzlich beeinflußt wird, wobei das Zusatzfeld in einer zweiten Erregerwicklung erzeugt wird. Bei dieser Anordnung wird erfindungsgemäß die zweite Erregerwicklung über einen Gleichrichter von einem im Hauptstromkreis der Synchronmaschine liegenden Stromwandler gespeist.The invention now uses a known control in which the excitation field of the exciter by one of the current of the alternating current machine to be regulated dependent field counteracting the self-excited field of the exciter machine is influenced, the additional field being generated in a second field winding. In this arrangement, according to the invention, the second field winding is via a Rectifier from a current transformer located in the main circuit of the synchronous machine fed.

Man hat wohl bereits mit Hilfe von Gleichrichtern auf besondereErregerwicklungen von Erregermaschinen eingewirkt. Man hat dabei aber stets den Zweck verfolgt, die Spannung von Wechselstrommaschinen so schnell wie irgend möglich zu regeln bzw. konstant zu halten, während bei der Anordnung nach der Erfindung die Hilfserregerwicklung von einem Stromwandler aus beeinflußt wird zu dem Zweck, bei Schnellregelung durch besondere Schnellregler beim Auftreten besonders starker Ströme, wie z. B. Kurzschlußströme, die schädliche Wirkung einer dauernden Kurzschließung des -Erregerkreises durch den Schnellregler zu vermeiden. - Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Diese zeigt eine Erregermaschine e, von deren Bürsten der Erregerstrom durch die Leitungen g der Erregerwicklung v der synchronen Hauptmaschine g zugeführt wird. Die Erreger maschine e besitzt eine Nebenschlußerreger-@ wicklung q, die an die Bürsten angeschlossen ist und in deren Zweig ein Regelwiderstand r liegt. Dieser Regelwiderstand wird von einem Schnellregler c; der mit der von der Synchronmaschine ausgehenden Wechselstromleitung n über einen Transformator b in Verbindung steht, beeinflußt. Nach der Erfindung ist eine zweite Wicklung w auf der Erregermaschine vorgesehen, die an einen Gleichrichter k angeschlossen ist, der von einem Transformator t gespeist wird. Der Transformator t ist an in den Wechselstromleitungen liegende Stromwandler m angeschlossen.One has probably already acted on special excitation windings of excitation machines with the help of rectifiers. One has always pursued the purpose of regulating the voltage of AC machines as quickly as possible or keeping it constant, while in the arrangement according to the invention the auxiliary excitation winding is influenced by a current transformer for the purpose of rapid regulation by special rapid regulators when particularly strong currents occur, such as B. short-circuit currents to avoid the harmful effect of a permanent short-circuiting of the exciter circuit by the rapid regulator. - An embodiment of the invention is illustrated in the drawing. This shows an excitation machine e, the brushes of which supply the excitation current through the lines g to the excitation winding v of the synchronous main machine g. The exciter machine e has a shunt exciter winding q which is connected to the brushes and in the branch of which there is a rheostat r. This rheostat is controlled by a fast regulator c; which is connected to the alternating current line n from the synchronous machine via a transformer b . According to the invention, a second winding w is provided on the exciter, which is connected to a rectifier k which is fed by a transformer t. The transformer t is connected to current transformers m located in the alternating current lines.

Beim Auftreten von Überströmen und gleichzeitigem Absinken der Spannung zwischen den Leitungen n wird der Schnellregier c den Widerstand y -dauernd schließen, wodurch die Wicklung q der Erregermaschine dauernd von dem maximalen Erregerstrom durchflössen wird. Dieselben Überströme rufen aber durch Vermittlung der Stromwandler m und des Gleichrichters h in der zweiten Erregerwicklung w der Erregermaschine einen starken Gleichstrom hervor. Das Feld der Wicklung w ist dem Felde des durch die Nebenschlußwicklung q bei kurzgeschlossenen Regelwiderstand r fließenden Stromes entgegengesetzt gerichtet, wodurch das Gesamtfeld der Maschine e stark geschwächt und der Erregerstrom der synchronen Hauptmaschine stark herabgesetzt wird. Es empfiehlt sich nicht, das von dem Wechselstrom hervorgerufene Gegenfeld ebenso groß oder größer als das eigenerregte Feld zu machen, da sonst die Gefahr besteht, daß die Erregermaschine umgepolt wird.When overcurrents occur and the voltage drops at the same time between the lines n, the Schnellregier c will permanently close the resistor y, whereby the winding q of the excitation machine is constantly relieved of the maximum excitation current is flowed through. However, the same overcurrents call through the intermediary of the current transformer m and the rectifier h in the second excitation winding w of the excitation machine a strong direct current emerges. The field of the winding w is the field of the through the shunt winding q with a short-circuited variable resistor r current flowing directed in the opposite direction, as a result of which the overall field of the machine e is severely weakened and the excitation current of the synchronous main machine is greatly reduced. It recommends does not change, the opposing field caused by the alternating current is just as large or larger than to make the self-excited field, otherwise there is a risk that the exciter machine polarity is reversed.

Auf dem Transformator t ist noch eine von der Spannung des Hauptwechselstromes beeinflußte Primärwicklung k vorgesehen, die dazu dienen soll; die Verluste des Gleichrichters zu decken und von vornherein eine ganz geringe Spannung an der Wicklung w der Erregermaschine zu erzeugen und den Gleichrichter dauernd ganz gering zu belasten. Man kann die Gegenamperewindungen der Erregermaschine dann bis auf diese Vorbelastung gleich Null machen, so daß von. dem Wechsel-. strom zunächst keine Wirkung auf die Erregermaschine ausgeübt wird und erst bei starkem Anstieg des Wechselstromes über einen normalen Wert die Gegenamperewindungen -der Erregermaschine in Wirkung treten. Durch Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Stromtransformators und des Zwischen- m.4ransformators, dessen Sekundärwicklung auch d' veh einen Stufenschalter geändert werden ihn, bzw: durch Wahl der Magnetisierungs- t'-äkteristik des Stromtransformators und des Zwischentransformators kann der Zeitpunkt; in dem die Spannung an der Wicklung w wirksame Größen anzunehmen beginnt, nach Belieben, je nachdem man die Überlastbarkeit zulassen will, gewählt werden. Dabei wird; wie bereits erwähnt, die oberste Grenze der Gegenamperewindungen so gewählt, daß die Gegenamperewindungen kleiner sind als die Amperewindungen der Selbsterregerwicklungen q bei kurzgeschlossenem Regelwiderstand r, um ein Umpolen der Erregermaschine zu vermeiden.A primary winding k, which is influenced by the voltage of the main alternating current and is intended to serve this purpose, is also provided on the transformer t; to cover the losses of the rectifier and to generate a very low voltage from the outset on the winding w of the exciter and to permanently load the rectifier very little. You can then make the counter amp turns of the exciter up to this preload equal to zero, so that from. the change. current is initially exerted no effect on the exciter and only when the alternating current rises sharply above a normal value, the counter-amp windings of the exciter come into effect. By choosing the transformation ratio of the current transformer and the intermediate m.4transformer, its secondary winding too d 'veh a tap changer to be changed him, or: by choosing the magnetization t'-characteristics of the current transformer and of the intermediate transformer can be the time; in which the voltage on the winding w begins to take on effective values, which can be selected at will, depending on whether the overload capacity is to be allowed. In doing so, As already mentioned, the uppermost limit of the counter amp turns is chosen so that the counter amp turns are smaller than the amp turns of the self-excitation windings q with a short-circuited control resistor r, in order to avoid reversing the polarity of the exciter.

Die Erfindung bedient sich, wie ersichtlich, eines stromabhängigen Gliedes, das ohne mechanische Mittel bei Überstrom; insbesondere bei Kurzschluß, sofort eingreift. Ferner braucht der spannungsabhängige Regler nicht auf Überstromregelung umgeschaltet zu werden. Bei parallellaufenden Maschinen, bei denen nur eine größere Maschine mit Schnellregier arbeitet, können die anderen Maschinen durch den Überstromregler dieser Maschine mit überwacht werden, so daß bei Kurzschluß die Spannung bei allen Generatoren gesenkt wird: Bei parallellaufenden Maschinen kann auch jede Maschine mit Schnellregler und der neuen Vorrichtung ausgerüstet sein und so arbeiten, däß die Gegenamperewindungen auf der Erregermaschine, die durch den Gleichrichter erzeugt werden, mit Hilfe von Achter- bzw. Polygonschaltung der stromabhängigen Wicklung auf dem Transformator cos-cp-empfin(Üic`h sind.As can be seen, the invention makes use of a current-dependent one Member that without mechanical means in case of overcurrent; especially in the event of a short circuit, intervenes immediately. Furthermore, the voltage-dependent regulator does not need overcurrent regulation to be switched. In the case of machines running in parallel, where only one larger If the machine works with rapid control, the other machines can be controlled by the overcurrent regulator this machine can also be monitored, so that in the event of a short circuit the voltage at all Generators is lowered: With machines running in parallel, every machine can be equipped with rapid regulator and the new device and work so that the counter amp turns on the exciter generated by the rectifier with the help of figure-eight or polygon connection of the current-dependent winding on the transformer cos-cp -empfin (Üic`h are.

Die Stromwandler, die nur in zwei Phasen angeordnet zu sein brauchen, müssen eine größere Leistung als die normale abgeben, wobei die Genauigkeit eine untergeordnete Rolle spielt.The current transformers, which only need to be arranged in two phases, must deliver more power than normal, with accuracy being a plays a subordinate role.

Der Zwischentransformator kann auf der Sekundärseite mit Lastschalter ausgeführt werden, so daß er sich den einzelnen Verhältnissen besser anpassen kann.The intermediate transformer can be on the secondary side with a load switch be carried out so that it can better adapt to the individual circumstances.

An Stelle des in der Zeichnung dargestellten Quecksilberdampfgleichrichters können auch Trockengleichrichter verwendet werden.Instead of the mercury vapor rectifier shown in the drawing dry rectifiers can also be used.

Claims

.PATENT CLAIMS i. Device for fast de-energizing with fast regulators controlled synchronous machines when strong currents occur, e.g. B: short cut currents, in the main circuit, characterized; that the exciter of the synchronous machine except a shunt winding a second, the shunt winding counteracting Has excitation winding that is connected to the main circuit of the synchronous mass via a rectifier iö @ lying current transformers fed approx. and only with strong current increases, in particular in the event of short circuits, becomes effective.

2 .. device according to claim i, characterized in that that the rectifier transformer to cover its losses in normal operation having a primary winding connected to the synchronous machine via a voltage transformer connected is.

3. Device according to claim i, characterized in that when running in parallel Machines the current-dependent winding of the transformer figure-eight or. Polygon circuit owns.