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Anordnung zur Spannungsregelung von Synchrongeneratoren Für die Spannungsiregelung
von Synchron -generato,ren ist eine Anordnung bekannt, bei der die Erregermaschine
des Generators als Reihenschlußmaschine ausgebildet ist und im indIfferenben Gleichgewichtszustande
arbeitet. Zur Stabiks,ierung der Reihenschlußmaschine besitzt diese noch eine zweite
Erregerwicklung, die von einem von der Spannung des Synchrongenerators gespeisten
Regelgerät geregelt wird-. Bei dieser Anordnung muß das Regelgerät noch verhältnismäßig
große Leistungen regeln. Um diesen: Nachteil zu beseitigen, könnte man diese zweite
Erregerwicklung der Reiheurschlußmaschine durch eine Hil:fserregermaschine speisen
und das von der Spannung des Synchrongenerators gespeiste Regelgerät auf die Erregung
dieser Hi.lfserregermaschine einwirken hassen. Eine derartige Anordnung hätte aber
den INTTachteil, d:aß bei einem Abweichen der Reihenschlußerregung der Erregermaschine
vom Sollwert das von der Spannung des Synchrongenerators gespeiste Regelgerät verhältnismäßig
langsam dieser
Abweichung entgegenarbeiten würde, da sich durch
die Zwischenschaltung der Hilfserregermaschin.e Verzögerungen ergeben. Es bestände
alsa die Gefahr, daß die Arbeitsweise der Gesamtanordnung starken Schwankungen unterliegt.
Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil nun dadurch beseitigt, daß auf die Err:gung
der Hilfserregermaschine einerseits der Erregerstrom des, Synchrongenerators, andererseits
das von der Spannung des Synchrongenerators gespeiste Regelgerät einwfrlzen. Dies
hat zur Folge, daß eine durch irgendeine Ursache herbeigeführte Änderung des Erregerstromes
des Synchron,-en,erators in ihrer Auswirkung auf die Spannung der Erregermaschine
der gleichen Verzögerung unterworfen ist wie der von dem Regelgerät gelieferte Regelstram,
so daß das in der Regelgeschwindigkeit nicht mehr 'oenachteiligt ist gegenüber der
rat inditt-ffGle:chgewichtszustand arbeitenden Reihenschiußerreg ung.
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Man kann die Anordnung nach der Erfindung derart ausbilden. daß die
Hilfs- und Haupterregermaszhine im mditterenten GleichgewicrLtszustande arbeiten,
so daß das von der Spannung gesteuerte Regelgerät nur das Arbeftsniv eau. der Erregeranordnung
festlegt. Man kann die Anordnung aber auch derart ausbilden, daß die Hilfserregermaschine
vom Erregerstrom des Generators stärker, als es zur Aufrechterhaltung des Erregerstromes
notwendig ist, erregt wird (Überkompoundierung). Von dem Regelgerät wird dann eine
der ILOmpoundierungserregung entgegenwirkende Erregerkomponente geliefert. Diese
Anordnung hat, wie bereits geschildert, den Vorteil, daß bei einem Belastungsstoß
sofort eine kräftige Übererregung am Generator einsetzt, die fast sofort die Spannung
wieder zum Ansteigen bringt.
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Fig. i der Zeichnung zeigt e:n Ausführungsbeispiel der Erfindung.
i ist der in der Spannung zu regelnde Synchrongenerator, a seine Erregermaschine,
3 ist die Hilfserregermaschine. Die Erregerwicklung .I des Generators i ist mit
der Erregerwicklung 5 der Hilfserregermaschine 3 in Reihe geschaltet. Ferner ist
an der Hilfserregermaschine 3 noch eine Erregerwicklung 6 vorgesehen, die von einem
von der Spannung des Generators i gesteuerten Regelgerät; gespeist wird. Diese Anordnung
weist gegenüber der geschilderten bekannten einerseits den Vorteil auf, daß an der
Erregerwicklung 6 der Hilfserregermaschin° wesentlich kleinere Leistungen zu steuern
sind, so daß das verhältnismäßig teuere Regelgerät ; nur für entsprechend kleine
Leistungen auszulegen ist. Andererseits ist der Vorteil der bekannten Ano-rdnun,-
erhalten. daß bei einem Belastungsstoß die Generatorrückwirkung in günstiger Weise
eine sofortige Vergrößerung des Haupterregerstromes und damit auch des Erregerstromes
der Erregermaschine herbeiführt. da die mit geringer Zeitverzögerung arbeitende
Hilfserregermaschine bei Verstärkung ihrer Erregung durch den Erregerstrom des Generators
praktisch verzögerungsfrei eine entsprechende Verstärkung der Erregung an der Erregermaschine
2 herbeiführt. Außer dem Ständerstneuspannungsabfall am (Generator findet dabei
auch ohne Eingreifen des Reglers kein merklicher weiterer Spannungsabfall statt,
sondern wegen der Überkompoundierung beginnt fast sofort die Spannung wieder anzusteigen.
Der Haupterregerstrom der Hilfserregermaschine 3 kann ferner nur bei gleichzeitiger
Vergrößerung der Generatorspannung zunehmen, weil das Regelgerät 7 rechtzeitig eingreifen
kann.
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Bei der Anordnung nach Fig. i wird die Erregung der Erregermaschine
2 ausschließlich von der Ankerspannung der Hilfserregermaschine 3 gespeist. Bei
der Anordnung nach Fig. 2 besitzt die Haupterregermaschine 2 außer der von der Hilfserregermasrhine
gespeisten Erregerwicklung g noch eine Reihenschlußerregerwicklung 9, die also von
dem Erregerstrom des Generators i durchflossen ist. Der Erregerwicklung 8 ist dann
noch ein Widerstand io vorgeschaltet. Die von der Wicklung g gelieferte Erregerkomponente
ist niit der von der Wicklung 8 gelieferten gleichgerichtet, so daß also eine Entlastung
der von der Hilfserregermaschine 3 gelieferten Erregung herbeigeführt wird. Die
Hilfserregermaschine wird also kleiner. Außerdem vergrößert ein Belastungsstoß jetzt
teilweise sofort d.e Erregung der Haupterregermaschine.
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Das von der Spannung gesteuerte Regelgerät, das auf de Erregung der
Ililfserregermaschine einwirkt, kann in irgendeiner bekannten Weise ausgeführt sein.
Es kann also beispielsweise aus einem von der Spannung gesteuerten Schnellregler
(Tirrill-Regler oder Wälzregler) bestehen. Man könnte aber auch ein mit Elektronen-
oder Gasentladungsröhren arbeitendes Regel,-erät verwenden. Besonders zweckmäßig
sind wegen der einfachen und robusten Bauweise Regelgeräte, die die Regelwirkung
unter Zuhilfenahme von mit Eisensättigung arbeitenden Drosselspulen herbeiführen.
Beispielsweise zeigt Fig.3 der Zeichnung ein besonders einfaches Regelgerät dieser
Art. Es ist hier die Drosselspule i i an die Spannung des Generators i angeschlossen.
Die Drosselspule arbeitet bereits mit Eisensättigung. Ihr Strom ist über einen Gleichricbter
12 der Erregerwicklung6
an der Hilfserregerm!aschine 3 zugeführt.
Diese Anordnung ist vor allem dann zweckmäßig, wenn, an: die Genauigkeit der Spannungsregelung
keine zu hohenAnforderungen gestellt werden. Man kann diese Genauigkeit noch wesentlich
verbessern, wenn man durch Zuschaltung (Reihenschaltung) von Kondensatoren zu den
eisengesättigten Drosselspulen in bekannter Weise einen kippfähigen Kreis bildet,
der über einen Gleichrichter auf die Erregerwicklung 6 einwirkt. Bei diesen Regelgeräten
kann man dann, auch Drosselspulen benutzen, die mit Gle:ichstTomvormagnetisierung
arbeiten.
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Fig. q. der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
das den Vorteil hat, da.ß die Hilfserregermaischine 3 voll ausgenutzt werden kann
im Gegensatz zu den Schaltungen:, bei- dienen auf dieser Hilfserregermaschine eine
Gegenerregerwicklung angebracht ist, wodurch einerseits für die Miterregung ein
kleinerer Wicklungsraum zuT Verfügung steht und außerdem auch noch diese Miberregunig
durch die Gegenerregung geschwächt wird. In Fig. q. führt das von der Spannung gesteuerteRegelgerät
(dieDrosselspule i i) die Regelwirkung durch Abzweigen eines Teiles des Erregerstromes
des Generators, i über einen zu der Erregerwicklung 5 der Hilfsernegermaschine parallel
liegenden 1Nebenschluß herbei. Zu diesem Zweck speist die Drosselspule i i einen
Gleichrichter 13, dessen Gleichstromseite über einen Widerstand 14 zur Wicklung
5 parallel geschaltet ist. Von dem Gesamterregerstrom I" des Generators wird dann
ein Teil J, (Fig. 5) über den Widerstand. und den Trockengleichrichter 13 abgespalten:,
während der Rest Je der Wicklung 5 zugeführt wird. Bei zu, hoheir Generatorspanmunig
nimmt die gesättigte Droaeselspule i i einen stark erhöhten; Strom auf. Dadurch
wird auch 1, stark erhöht und damit die Erregung der Erregermaschine 3 wieder
verringert. Zur Erläuterung der Wirkungsweise ist .in Fig. 5 der Zusammenhang zwischen;
der, Ankerspannung der Maschine :2 und dem Erregerstrom Je der Hilfserregermaschine
3 aufgetragen., ferner der von der Spannung U über die Generatorerregerwicklung
erzeugte Strom 1Q und der ohne, Wechselstromspeisung des Trockengleichrichters 13
der Erregermaschine a zugeführte Strom 1eo. Im letzteren Fall ist die Erregerspannung
durch den Schnittpunkt A gegeben. Zur Aufrechterhaltung der Generat@anspannung ist
je nach der Belastung von der gesättigten Drossel ein Strom. J9 z liefen, der durch
die horizontale Differenz, der Kurven Je und I" geb,i.l,det iviird. Der Punkt
B bildet etwa die Leerlauferregung. Die Steilheit der spa.nnungsabhängigen Gegenerregung
der gesättigten Drossel kann durch einen damit in Reihe geschalteten Kondensator
erhöht werden, oder es kann irgendeine andere Regelanordnung verwendet werden.