-
Anordnung zur Erregung und Spannungsregelung mehrerer Synchronmaschinen
mittels Gleichrichter Zur Erregung von Synchronmaschinen mittels Gleichrichter sind
in den 1ettzten Jahren verschiedene Anordnungen bekanntgeworden. Besonders vorteilhaft
haben sich dabei diejenigen Schaltungen gezeigt, die mit Stromschaltung arbeiten
und den Erregerstrom aus, einem lastunabhängigen und einem lastabhängigen Anteil
zusammensetzen. Dieise Art der Erregung erfordert gar, keine oder nur eine geringe
zusätzliche Regelung, da sich der Erregerstrom schon selbsttätig weitgehenid dem
Sollwert auch bei Belastung anpa.Bt. Die zusätzliche Regelung kann erfolgen durch
Beeinflussung des lastunabhängigen Anteiles, z. B. wenn dieser von einer Blindleistungsmaschine
geliefert wird, durch Änderung ihrer Erregung oder durch Gittersteuerung. Das Wesen
einer Stromschaltung verlangt jedoch für die Gittersteuerung einen zweiten Anodensatz,
der an eine andere Windungszahl des. Gleichrichterums-panners. angeschlossen ist
odar auf einem Para.llelstromkrens arbeitet.
-
Werden in einem Kraftwerk mehrere Generatoren
parallel
betrieben, so kann man sie alle in der gleichen Weise err°gen wie einen einzelnen
Generator. Hier bietet jedoch die vorliegende Erfindung die -Möglichkeit, die G°samtati:->rdnung
wesentlich zu vereinfachen und mit einem einfachen gittergesteuerten Anodensatz
für jeden Generatorgleichrichter die gewünschte F@inrzg;lutig zu erhalten. Erfindungsgemäß
ist jed-z#r Synchronmaschine ein mit Gittersteuerung v°rs:liener Gleich= richt°_r
zugeordnet, und die Gleichrichter werden in Parallelschaltung vom Strom einer auf
das gleiche -Netz vorwiegend Blindleistung li-zfcrnden -Maschine -;speist, deren
Leistung groß gegenüber der Gleichrichterleistung i,st._ Bei Ahsenkung der Netzspannung
liefert die Blindl-istungsmaschine, deren Spannung z. B. durch Gleichrichterstromschaltung
noch besondere lastunempfindlich gemacht - werden kann, einen groVen Strom ins -Netz,
der auch über den gemeinsamen Gleichrichteramspanner fließen und dal:°r auch von
den Gleichrichtern aufgenommen werden muß. Es wird daher allen Generatoren mit absinkender
-Netzspannung szlbsttätig ein erhöhter -Erregerstrom zugeführt. d:r=der @bsenlzung
entgegenwirkt. Infolge d°r Gittersteuerung, verhalten sich die einzelnen Gleichrichter
wie regelbare #Viderstände, so daß der Gesamtstrom im richtigen Verhältnis auf die
einzelnen Generä.-toren verteilt werden kann. Bei Annäherung der Netzspannung an
den Sollwert nimmt der Gesamterregerstrom von selbst die richtige Größe an. weil
die BIindleistungsmaschine ihren Strom verringert. Die Leistung der Blindleistungsmaschine
ist genügend groß gegenüber der an dem Gleichrichterumspanner auftretenden Gesamterregerleistung
aller Generatar°ii.- Es können daher- von diesem Umspanner beträchtliche L berschußspannungen
für die Schnellerr-gung der Generatoren zur Verfügung gestellt «-erden.
-
Es ist bei parallel betriebenen Synchrongeneratoren bereits, bekannt,
nicht jeden Generator mit einer getrennten- Erregerschaltung zu versehen, sondern
eine gemeinsame Erregermaschine zu verwenden. Bei L'bertragung dieser 'Maßnahme
auf von Gleichrichte:rn gemäß der obigen Schilderung erregten Svnchronmaschinen
wäre es naheliegend, für mehrere Synchronmaschinen einen gemeinsamen großen Scheinwiderstand,
ferner einen gemeinsamen Gleichrichter und einen gemeinsamen Gleichrichtertransformator
vorzusehen. Gemäß d°r Erfindung werden jedoch nur der große S chei nwi derstand
und ge jeb@enenfalls auch noch der Gleichriehtertransformator gemeinsam vorgesehen.
während die mit Gittersteuerung ausgerüsteten Gleichrichter für jeden Synchrongenerator
gesondert vorgesehen sind. Als großer Scheinwiderstand wird dabei außerdem nicht
eine Drosselspule benutzt, sondern eine Blindleistungsmaschine. Durch diese besonderen
-Maßnahmen wird einerseits der Vorteil erzielt. daß man mit Hilfe der -eineinsamen
Blindleistungsmaschine die gemeinsame Erregung aller Generatoren in weiten Grenzen
mit Hilfe der Erregung der Blindleistungsinaschine regeln kann. Andererseits kann
man aber auch die Verteilung des Erregerstromes auf die einzelnen Synchromnaschinen
in weiten !:grenzen mit Hilfe dLr Gitt2rsteiterutig an den einzelnen Gleichrichtern
verlustlos regeln. Der Summenstrom aller Svnclironniaschinen bleibt infolge dieser
Regelung derselbe, da dieser Surnnienstrom von der Blindleistungsmaschine vorgeschrieben
wird. Die Steuergitter ermöglichen jedoch eine praktisch beliebige und verlustlose
Verteilung der gesamten Erregerströme auf die einzelnen -Maschinen. Die gemeinsa.ine
Blindleistungsmaschine ist auch deshalb vorteilhaft. weil sie wesentlich billiger
wird als mehrere, den einzelnen Svnchronmaschinen zugeordnetekleinere Blindleistungsmaschinen.
-
Einige Ausführungsbeispiele lassen den Erfindungsgedanken noch besser
erkennen. In Fig. i bezeichnen i und 2 Synchronmaschinen. die durch die Gleichrichter
3 und .l erregt werden. Die Gleichrichter werden in Parallelschaltung von dem Gleichrichterumspanner
3 gespeist, über dessen Erstwicklung die Blindleistungsmaschine 6 an das gleiche
Netz angeschlossen ist. Ihre Leistung ist groß -;genüber der Leistung des Umspanners
;. Sie kann nach irgendeinem der bekannten Verfahren erregt werden. Zweckmäßig wird
sie lastabhängig erregt. so daß ihre Spannung von Belastungsänderungen nahezu unabhängig
ist. Durch eine Zusatzregelun- ; kann die Netzspannung auf genauen Soll-,vert eingeregelt
werden. Je stärker die -Netzspannung von ihrem Soflivert abweichen will, desto größer
wird der von der Blindleistungsmaschine 6 gelieferte Strom. Im gleichen Maß steigt
auch der Erregerstrom der Maschinen i und 2, und die Spannung im Netz wird gesteigert.
Da der Umspanner y in Stromschaltung arbeitet, kann er sehr rasch große C'berschußspannungen
liefern, so daß die Ausregelung von Spannungseinbrüchen sehr schnell erfolgen kann,
dies um so mehr. als sich alle Maschinen daran beteiligen. Eine gleichmäßige Blindlastaufteilung
auf alle Maschinen wird dadurch gewährleistet, daß Regler mit Statik und Statikausgleicher
die Gitter der Gleichrichter steuern. Die Spannungshaltung wird dabei zweckmäßig
einer -Maschine zugewiesen, deren Regler ohne Statik betrieben wird. Ihr Erregergleichrichter
kann auch ganz ohne
Gittersteuerung gefahren werden, da ihre richtige
Erregung schon durch den. veränderlichen Blindstrom der Maschine 6 erfolgt. Statt
der Blindleistungsmaschine 6 kann auch einer der Kraftwerksgeneratoren benutzt werden..
Er muß nur vorwiegend mit Blindstrom belastet sein, damit durch Hinderung des Blindstromes,
genügend Spielraum für die Erreagerstromregelung vorhanden ist. Das ist normalerweise
die Maschine, der die Spannungshaltung zugewiesen ist. Die gesamte Erregeranordnung
wird dadurch sehr einfach, da für jeden Generator statt der Erregermaschine- nur
ein Gleichrichter und ein. gemeinsamer Gleichrichteirumspanner benötigt wird. Durch
die Wahl dies Übersetzungsverhältnisses am Umspanner 5 kann. das Verhältnis der
Gesamterregerleistung zurr Leistung der Maschine 6 passend gewählt werden; unter
Umständen kann es vorteilhaft sein, den Umspanner 5 regelbar zu machen.
-
Statt des einen Gleichrichterumspanners 5 kann auch für- jeden Generator
ein Umspanner vorgesehen werden. Die Erstwicklungen liegen dann in Parallelschaltung
im Stromkreis der Blindleis@tungsmaschine 6, wie es Fig. 2 zeigt. Der Stromtransformatohr
5 ist hier in zwei Einheiten 5a und 5b aufgeteilt, deren Erstwicklungen parallel
liegen. Erreger-. spa,nnung und Erregerstrom können auf diese Weise für jeden Generator
passend gewählt werden.
-
Das Anfahren erfolgt in der Weise, daß zuerst die Maschine 6 hochagLefahren
wird. Mit Hilfe des von ihr abgegebenen Stromes können dann die anderen Maschinen
erregt und zugeschaltet werden. Das. Zuschalten einer Maschine zu den bereits laufenden
Maschinen erfolgt mit Hilfe einer Gittersteuerung. In gleichem Maße muß die Maschine
,6 ihren Strom ändern, um den vermehrten Erregerstrombedarf zu decken. Das Abschalten
erfolgt in -der gleichen Weise durch Gittersperrung. Man kann auch dien Gesamterregerstrom
in gleicher . Weise, wie dies für einen Generator schon bekannt ist, aus einem.
Lastanteil un:d einem Grundanteil zusammensetzen. In Fig. i ist dies ebenfalls angedeutet.
Den Lastanteil übernimmt der Umspanner 8, dessen Erstwieklung vom Gesamtständerstrom
der Generatoren durchflossen wird, den Grundanteil die Blindleistungsmaschine 6,
die auf diese Weise wesentlich entlastet wird und im wesentlichen nur noch die Feinregelung
ausübt.