-
Verfahren zum Zuschalten eines Drehstromgenerators zu einem oder mehreren
Generatoren, die in einer Anlage einen oder mehrere Stromverbraucher speisen, insbesondere
für elektrische Schiffsantriebe Bei Antrieben, in denen ein oder mehrere Drehstrommotoren
mit einem oder mehreren Drehstromgeneratoren zu einer Anlage vereinigt sind, besteht
in der Praxis vielfach der Wunsch, zur Drehzahlsteigerung des Antriebsmotors zu
-einem bereits in Betrieb befindlichen, diesen Motor speisenden Generator einen
zweiten Generator zuzuschalten. Wird das Zuschalten mit Hilfe irgendeiner der bekannten
Grobsynchronisiermethoden durchgeführt, so treten meist noch erhebliche Stromstöße
auf, so daß die Schalter entsprechend groß bemessen werden müssen.
-
Es ist schon bekannt, die Schalterleistung für Schaltvorgänge der
beschriebenen Art dadurch herabzusetzen, daß man grundsätzlich vor Durchführung
eines Umschaltvorganges oder eines Zuschaltvorganges die Anlage durch Wegnahme der
Erregung spannungslos macht. Man ist dann unter Umständen sogar in der Lage, mit
Trennschaltern zu arbeiten. Dieses Verfahren erfordert jedoch für das Umsteuern
und für den Zuschaltvorgang ziemlich viel Zeit, denn mit dem Schaltvorgang -selbst
muß erst -so lange gewartet werden, bis die Spannung der Anlage genügend tief gesunken
ist. Will man bei Anlagen, in denen lediglich Trennschalter für die Zuschalt- und
Umschaltvorgänge vorgesehen sind, diese Schalter vor unzulässigen Beanspruchungen
schützen, so müssen also zusätzliche Verriegelungseinrichtungen, Zeitreläis o. dgl.
vorgesehen sein, die verhüten, daß die Trennschalter vorzeitig betätigt werden.
Vielfach wird die Forderung erhoben, daß Umsteuervorgänge oder Zuschaltvorgänge
in kürzester Zeit durchgeführt werden. Für solche Fälle ist das beschriebene Verfahren,
bei dem die Anlage spannungslos gemacht wird, nicht brauchbar.
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und weiterhin auf eine
Anordnung zum Zuschalten eines Drehstromgenerators zu einem oder mehreren Generatoren,
die in einer Anlage einen oder mehrere Stromverbraucher speisen, und hat den Zweck,
Zuschaltvorgänge durchzuführen, bei denen die Schalterleistung stark vermindert
i'st, ohne daß es erforderlich wäre, die Anlage durch Wegnahme der Erregung spannungslos
zu machen. Erfindungsgemäß wird zunächst die Sternschaltung- der in Betrieb befindlichen
Maschinen aufgehoben und eine Reihenschaltung von je zwei Phasienwicklun;gen des
in
Betrieb befindlichen Generators und je zwei Phäsenwicklungen
des davon gespeisten Stromverbrauchers hergestellt, während die Verbindung der dritten
Phasenwicklung des: in Betrieb befindlichen Generators mixt der:; zugehörigen Phasenwicklung
des Stro =°.' verbrauchers bestehen bleibt; dann werden' zwei Phasenwicklungen des
zuzuschaltenden Generators parallel zu den in Reihe geschalteten Phasenwicklungen
des in Betrieb befindlichen Generators gelegt, wodurch der zuzuschaltende Generator
synchronisiert wird, und schließlich wird nach Parallelschalten der dritten Phasenwicklung
des zuzuschaltenden Generators zu der entsprechenden Phasenwicklung des schon in
Betrieb befindlichen Generators die Sternschaltung der Maschinen wiederhergestellt.
Mit dieser Zuschaltmethode ist der Einschaltstromstoß mindestens q.o bis 5o °1o
kleiner als beim Grobsynchronisieren in dreiphasiger Sternschaltung.
-
Die zur Durchführung des oben geschilderten Zuschaltverfahrens benötigte
Anordnung kann man vorzugsweise so durchbilden, daß in bekannter Weise beide Enden
der einzelnen Phasenwicklungen der zum Parallelbetrieb bestimmten Maschinen herausgeführt
sind, und daß ein Schalter vorgesehen ist, der in einer Schaltlage eine Sternschaltung
der Maschinen herstellt, während er in einer zweiten Schaltlage eine Reihenschaltung
aus mindestens je zwei Phasenwicklungen des in Betrieb befindlichen Generators und
je zwei Phasenwicklungen des davon gespeisten Stromverbrauchers herstellt. Diese
Anordnung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil man mit einem einzigen Schalter
die erforderliche Sternschaltung und Reihenschaltung einschalten kann.
-
In Anlagen, bei denen die Generatoren zur SpeisungeinesDreiphasenmotors
dienen, kann man weiterhin den genannten Schalter auch zum Umsteuern des Motors
benutzen. Der Schalter wird dann zweckmäßig in an sich bekannter Weise so ausgebildet,
daß er in der einen Betriebsstellung eine Sternschaltung der Maschinen, d. h. des
oder der Generatoren und des Motors, herstellt, so daß der Motor in dem einen Drehsinne
umläuft, daß er im geöffneten Zustand eine Reihenschaltung aus j e zwei Phasenwicklungen
des oder der Generatoren und je zwei Phasenwicklungen des oder der Motoren herstellt,
und daß er in einer zweiten Betriebsstellung eine neue Sternschaltung der Maschinen
herstellt, bei der zwei Phasenwicklungen des oder der Motoren so geschaltet sind,
daß der Motor nun im anderen Drehsinne umläuft. Bei diesem Umsteuervorgang wird
also der Ständerstromkreis von Generator und Motor überhaupt nicht unterbrochen.
Zum Umsteuern von Drehstrommotoren bei Schiffsantrieben ist es bekannt, Generator
und Motor mit beiden Enden ihrer Phasen-=wicklungen miteinander so zu verbinden,
daß .die Phasenfolge der Verbindungsleitungen der einen Enden gegen die der anderen
Enden vertauscht ist. Dabei wird zum Umsteuern ein Schalter verwendet, mit dessen
Hilfe beim Übergang von der einen zur anderen Fahrtrichtung von der einen Sternschaltung
zur anderen dadurch überzugehen ist, daß Generator und Motor gleichzeitig kurzgeschlossen
werden. Hierbei treten erhebiicheKurzschlußbelastungen auf, während es mit der oben
beschriebenen Anordnung möglich ist, die zu bewältigende Leistung beim Umsteuervorgang
zu verringern.
-
In der Abbildung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Schaltbild
einer Anlage mit mehreren Generatoren und Motoren dargestellt, bei der zwecks Regelung
der Motordrehzahl in groben Stufen Generatoren wahlweise zu- oder abgeschaltet werden.
Mit M, und M2 sind zwei Dreiphasenmotoren bezeichnet. G, und G2 sind die speisenden
Generatoren. Die Phasenwicklungen des Motors ilI, sind mit U,", Tl"" W,", die des
Generators G, mit Ug, hg, Wg bezeichnet. Die beiden Enden jeder einzelnen Phasenwicklung
sind aus der Maschine herausgeführt. Die unteren Enden der Phasenwicklungen sind
mit den Sammelschienen 16, 17, 18 verbunden. Die oberen Enden können über
entsprechende Schalter i bis i2 mit den Sammelschienen 13, i4.,
15
verbunden werden. Mit S ist ein Umschalter bezeichnet, der in der oberen
bzw. unteren Schaltlage je eine Sternschaltung der gerade in Betrieb befindlichen
Motoren und Generatoren herstellt. Der Anschluß der unteren Enden der Phasenwicklungen
der beiden Generatoren G, und G2 ist so gestaffelt, daß die Phasenwicklungen hg,
v"" Wg und W"= in der dargestellten Schaltlage, also bei geöffnetem Umschalter S,
in Reihe geschaltet sind. Die Phasenwicklungen Ug und Um sind in der dargestellten
Schaltlage dauernd in Reihe geschaltet. Die jeweils in Betrieb befindlichen Motoren
laufen in der oberen Schaltlage des Schalters S in dem einen Drehsinne und in der
unteren Schaltlage im anderen Drehsinne.
-
Bei dem im Schaltbild dargestellten Betriebszustand speist der Generator
G, den Motor M,. Das Zuschalten des Generators G2 zur Steigerung der Motorleistung
geht folgendermaßen vor sich: Der Umschalter S, der beispielsweise in der oberen
Schaltlage gestanden haben mag, wird in die dargestellte Nullstellung gebracht,
dann werden zwei Phasenwicklungen des zuzuschaltenden Generators G2 durch Schließen
der Schalter i i und 12 an die gleichen Phasen
des bereits in Betrieb
befindlichen Generators G1 geschaltet, und nach erfolgtem Intrittfallen des Generators
G2 wird schließlich die dritte Phasenwicklung durch Schließen des Schalters io zugeschaltet.
-
. Man kann auch den Schalter S zweipolig ausführen. Wenn man auf einen
sehr stabilen Betrieb Wert legt, ist es jedoch zweckmäßig, diesen Schalter, wie
es in der Abbildung dargestellt ist, dreipolig auszuführen, damit die Phasen U mit
den anderen Phasen in dem jeweiligen Nullpunkt verkettet werden.
-
Das bevorzugteAnwendungsgebiet desVerfahrens nach der Erfindung sind
elektrische Schiffsantriebe. Man kann das Verfahren nach der Erfindung aber auch
bei allen sonstigen Anlagen anwenden, bei denen mehrere Generatoren wahlweise zur
Speisung eines oder mehrerer Stromverbraucher dienen, deren Leistung durch Zu- und
Abschalten von einzelnen Generatoren in groben Stufen geregelt werden soll.