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Verfahren und Anordnung zum Parallelschalten von Synchrongeneratoren
Bei elektrischen Kraftanlagen, in welchen mehrere Synchrongeneratoren parallel arbeiten,
besteht vielfach das Bedürfnis nach einer einfachen Einrichtung, die ohne Verwendung
von Feinsynchronisiereinrichtungen ein sicheres Zu- und Abschalten von Generatoren
ermöglicht. Dieses Bedürfnis ist besonders grüß bei Wechselstromanlagen, bei denen
mindestens zwei zur Speisung eines Verbrauchers dienende Synchrongeneratoren in
der Anlage vereinigt sind und die Verbraucherleistung durch Zu- oder Abschalten
von Generatoren eingestellt wird. Es ist bereits vorgeschlagen worden, in diesem
Falle das Zuschalten von Generatoren zu einer bereits in Betrieb befindlichen Generatorgruppe
so durchzuführen, daß zunächst die gesamte Anlage entregt wird, daß dann im spannungslosen
Zustande der neue Generator zugeschaltet und hierauf die gesamte Anlage wieder erregt
wird, so daß die"vorher außer Tritt gefallenen Generatoren sich wieder zusammenziehen.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß bei großen Generatoreinheiten die Entregungs-
und Wiedererregungszeiten groß werden, wenn man nicht besondere Scbnellentregungs-
und Stoßerregungseinrichtungen vorsieht. Außerdem ist es sehr nachteilig, daß die
bereits in Betrieb befindlichen Generatoren beim Zuschalten eines neuen Generators
außer Tritt fallen.
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Es ist ferner schon bekannt, einen Synchrongenerator zu einem oder
mehreren schon in Betrieb befindlichen Generatoren grob zuzuschalten, indem zunächst
zwischen die zuzuschaltenden Generatoren und die Hauptsammelschiene den Stromstoß
dämpfende Widerstände, beispielsweise regelbare Drosselspulen oder Eisenwasserstoffwiderstände,
gelegt werden. Wenn man dieses bekannte Verfahren in dem Falle anwendet, wo mehrere
Generatoren wahlweise zu- oder abgeschaltet werden können, ist außer der Hauptsammelschiene
noch eine Synchronisiersammelschiene erforderlich. Ferner müssen in diesem Falle
jedem Generator zwei Generatorschalter zugeordnet werden. Es ist also ein erheblicher
Aufwand von Schalter-und Leitungsmaterial erforderlich.
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Durch die Erfindung, bei welcher das Zuschalten eines Generators zu
einem oder mehreren schon in Betrieb befindlichen Generatoren mit Hilfe einer regelbaren
Synchronisierdrosselspule durchgeführt wird, werden
die oben geschilderten
Nachteile des bekannten Verfahrens vermieden. Erfindungsgemäß wird zum Zuschalten
zunächst die Drosselspule zwischen die Phasenleitungen der schon in Betrieb befindlichen
Generatoren gelegt, dann wird die zuzuschaltende Maschine durch den zugehörigen
Generatorschalter unmittelbar an die entsprechenden Phasenleitungen der schon in
Betrieb befindlichen Generatoren gelegt, und schließlich wird die Drosselspule wieder
abgeschaltet. Ein Außertrittfallen der bereits in Betrieb befindlichen Generatoren
kann beim Züschaltvorgang nicht eintreten; andererseits ist aber bei Anwendung des
neuen Zuschaltverfahrens für jeden Generator nur ein Generatorschalter erforderlich.
Bei der Anordnung zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird man vorzugsweise
eine in Stern geschaltete, mit einer Gleichstromerregung versehene Drosselspule
verwenden. Durch die Erregung mit Gleichstrom läßt sich der induktive Widerstand
der Drosselspule so -weit verringern, daß bei ihrem nachfolgenden Kurzschließen,
durch den Generatorschalter ein nennenswerter Stromstoß nicht auftritt. Es ist infolgedessen
möglich, den ganzen Zuschaltvorgang mit Hilfe von Trennschaltern zu beherrschen.
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Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung sind elektrische Fahrzeug-,
insbesondere Schiffsantriebe, bei denen ein oder mehrere Wechselstrommotoren wahlweise
von einem oder mehreren auf dem Fahrzeug befindlichen: Synchrongeneratoren gespeist
werden und wobei die Drehzahlregelung der Wechselstrommotoren durch Zu- oder Abschalten
von Synchrongeneratoren erfolgt: In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt: G1, G2, G3 sind Dreiphasensynchrongeneratoren, die über die
Sammelschienen 1z, 12, 13 den Propellermotor M speisen. Die Generatoren können mit
Hilfe der Trennschalter 1q., 15, 16 wahlweise zu- und abgeschaltet werden. D ist
eine in Stern geschaltete Synehronisierdrosselspule, die mit Hilfe des Schalters
17 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise an die Sammelschienen 1r, 12, 13
gelegt werden kann: Die Drossel besitzt eine besondere Gleichstromerregerwicklung
23, welche mit Hilfe des Schalters 28 an die Gleichstromsammelschienen 29, 3o gelegt
werden kann. Mit 18 ist der Fahrtrichtungsschalter des Motors 11l bezeichnet. a9,
20 und 2z sind die Erregerwicklungen der Generatoren; 25, 26, 27 sind die
zugehörigen Schalter für den Erregerstrom; 22 ist die Gleichstromerregerwicklung
für den Motor, 2q.- der zugehörige Schalter. Es sei angenommen., daß die Generatoren
G1. und G2 bereits parallel arbeiten und den Motor M speisen. zum Zuschalten des
Generators G, wird die Drossel D mit Hilfe des Schalters 17 an die Sammelschienen
1i, 12, 13 gelegt, darauf wird die Gleichstromerregung 23 mit Hilfe des Schalters
28 eingeschaltet. Damit werden die Sammelschienen r i, 12, 13 praktisch kurzgeschlossen,
so däß es ohne weiteres möglich ist den Trennschalter 16 im praktisch stromlosen
Zustande einzulegen. Wenn man dann die Gleichstromerregung der Wicklung 23 mit Hilfe
.des Schalters 28 wieder abschaltet, wird der durch die Drossel D gebildete Kürzschluß
der Sammelschienen 1i, 1ä, 1ß wieder aufgehoben, und die Maschinen G1, G2, G3 laufen
synchron.
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Beim Zuschalten eines Generators empfiehlt es sich, nach dem Schließen
des zu den Hauptsammelschienen führenden Trennschalters eine Staßerregung der übrigen
bereits in Betrieb befindlichen Generatoren einzuschalten, so daß der zugeschaltete
Generator schnell in Tritt gezogen wird.
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Damit bei dem Einschalten der Drossel und bei der infolge der Gleichstromerregung
auftretenden Spannungssenkung die bereits in Betrieb befindlichen Generatoren und
der Motor nicht außer Tritt fallen, empfiehlt es sich, das Zuschalten des neu hinzukommenden
Generators unmittelbar nach dem Einschalten der Gleichströmvormagnetisierung vorzunehmen.
Wenn es sich um Anlagen handelt, bei denen zwei oder mehrere Gruppen von Generatoren
vorhanden sind, die auf verschiedene Motoren arbeiten, kann man die in der Zeichnung
dargestellte Schaltung ohne weiteres auch so. ausbilden, daß eine einzige Drosselspule
durch Umschalter wahlweise mit irgendeiner der Generatorgruppen verbunden werden
kann. Außerdem kann die in der Zeichnung dargestellte Drosselspule auch beim Kuppeln
zweier Maschinengruppen verwendet werden.. Hierzu wird die Drossel nach Auflösen
ihres Nullpunktes zwischen die beiden zu kuppelnden Maschinengruppen geschaltet
und nach erfolgtem Synchronisieren überdruckt.