DE817771C

DE817771C - Device for compounding synchronous compensators (phase shifters) connected to networks with high power

Info

Publication number: DE817771C
Application number: DEP45471A
Authority: DE
Inventors: Robert Keller
Original assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1948-07-17
Filing date: 1949-06-11
Publication date: 1951-10-18

Description

Einrichtung zur Kompoundierung von an Netze großer Leistung angeschlossenen Synchronkompensatoren (Phasenschiebern) In Verbrauchernetzen mit parallel arbeitenden Generatoren ist es bekannt, zur gleichmäßigen Verteilung des Stromes auf die Generatoren Spannungsregler zu verwenden, welche z. B. in Abhängigkeit vom Blindstrom beeinflußt werden.Device for the compounding of networks connected to high capacity networks Synchronous compensators (phase shifters) In consumer networks with parallel working It is known for generators to distribute the current evenly to the generators To use voltage regulators, which z. B. influenced depending on the reactive current will.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kompoundierung von an Netze großer Leistung angeschlossenen Synchronkompensatoren (Phasenschiebern, welche ohne Antriebsmaschine laufen) zur Stabilisierung des Betriebes derselben unter Verwendung von Spannungsreglern zur Veränderung der Erregung der Kompensatoren. Zur Erzielung des angestrebten Zweckes sind erfindungsgemäß Mittel vorgesehen, durch welche der Spannungsregler in Abhängigkeit von der beim Unstabilwerden eines Synchronkompensators auftretenden Änderung des Winkels zwischen Polrad und Statordrehfeld so beeinflußt wird, daß die Erregung des Synchronkompensators verändert und seine Stabilisierung selbsttätig herbeigeführt wird.The invention relates to a device for compounding an Synchronous compensators (phase shifters, which run without a prime mover) to stabilize the operation of the same using of voltage regulators to change the excitation of the compensators. To achieve the intended purpose means are provided according to the invention, through which the Voltage regulator depending on when a synchronous compensator becomes unstable any change in the angle between the pole wheel and the stator rotating field is thus influenced is that the excitation of the synchronous compensator changed and its stabilization is brought about automatically.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in den Fig. i und 3 dargestellt; die Fig. a und 4 zeigen Diagramme der Kompoundierungscharakteristik.Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing shown in Figures i and 3; Figs. a and 4 are compounding characteristic graphs.

In Fig. i ist mit a der Synchronkompensator mit der Erregung b und mit c das Wechselstromnetz bezeichnet. Der Synchronkompensator kann ausgeprägte Pole besitzen, oder er kann mit einem glatten Rotor versehen sein. Auf der Welle des Synchronkompensators sitzt der Wechselstromtachometergenerator f, welcher eine Spannung erzeugt, die in ihrer Phasenlage dem Polradvektor des Kompensators entspricht. Die Erregung e der Erregermaschine d wird von dem über Spannungswandler k gespeisten Spannungsregler g mit dem Triebsystem h und dem Regulierorgan i, z. B. einem Wälzsektorregler, :in Abhängigkeit von der Spannung im Netz c geregelt. Die Erregermaschine d kann entweder auf der Welle des Synchronkompensators, wie dargestellt, oder getrennt davon gelagert sein.In Fig. I, with a, the synchronous compensator with excitation b and with c denotes the alternating current network. The synchronous compensator can be pronounced Have poles, or it can be provided with a smooth rotor. On the wave of the synchronous compensator sits the alternating current tachometer generator f, which one Voltage is generated whose phase position corresponds to the pole wheel vector of the compensator. The excitation e of the exciter d is fed by the voltage converter k Voltage regulator g with the drive system h and the regulator i, z. B. a Rolling sector controller, : regulated depending on the voltage in network c. The exciter d can either on the shaft of the synchronous compensator, as shown, or separately be stored of it.

Bei dieser Regulierarbeit kann es nun je nach dem Zustand des Netzes c vorkommen, daß der Spannungsregler die Erregung des Synchronkötnpensators derart stark verringert, daß sein Außertrittfallen herbeigeführt wird. Um dieses Außertrittfallen zu verhüten, wird eine Kompoundierung der Erregung des- Synchronkompensators dadurch herbeigeführt, daß dem Spannungsregler g eine Spannungskomponente zugeführt wird, welche in Phase mit der Stellung des Rotors des Kompensators ist. Zu dem Zweck ist beim Beispiel nach Fig. i auf der Welle der Erregermaschine des Synchronkompensators ein Spannungsgeber angebracht, welcher die Winkellage des Rotors mißt und das Triebsystem des Spannungsreglers beeinflußt. Als Spannungsgeber dient der Tachometergleichstromgenerator f mit den Schleifringen yn, der ohne weiteres durch einen .statorerregten Asynchrongenerator ersetzt werden kann. Die von den Schleifringen abgenommene Spännungskomponente kann dem Triebsystem des Spannungsreglers über Wandler n zugeführt werden, wie dargestellt, oder mit Hilfe von in den Phasenleitungen eingeschalteten Widerständen. Die auf Grund dieses Vergleiches des Polradvektors mit dem Netzvektor im Wandler n erhaltene Kompoundierungscharakteristik entspricht dem Diagramm Fig. 2. In diesem Diagramm sind auf der Abszisse die Winkel zwischen Rotor- und Drehfeldachse in elektrischen Graden aufgetragen; die Ordinaten geben den Einfluß der Kompoundierung auf das Triebsystem des Spannungsreglers an. Die Ordinaten (4E) zeigen an, um wieviel nach Richtung und Größe der Sollwert der Erregerspannung E in Funktion der Winkellage des Polrades relativ zu der Drehfeldachse des Stators geändert wird. Das Diagramm zeigt, daß mit zunehmendem nacheilendem Winkel zwischen Rotor- und Drehfeldachse der Sollwert der vom Spannungsregler gesteuerten Erregerspannung erhöht und so die Erregung des Synchronkompensators verstärkt wird.During this regulation work it can happen, depending on the state of the network c, that the voltage regulator reduces the excitation of the Synchronkötnpensators so much that it is caused to fall out of step. In order to prevent this falling out of step, the excitation of the synchronous compensator is compounded in that the voltage regulator g is supplied with a voltage component which is in phase with the position of the rotor of the compensator. For this purpose, in the example according to FIG. The tachometer direct current generator f with the slip rings yn serves as the voltage generator and can easily be replaced by a stator-excited asynchronous generator. The tension component removed from the slip rings can be fed to the drive system of the voltage regulator via converter n, as shown, or with the help of resistors connected in the phase lines. The compounding characteristic obtained on the basis of this comparison of the pole wheel vector with the network vector in the converter n corresponds to the diagram in FIG. 2. In this diagram, the angles between the rotor and rotating field axes are plotted in electrical degrees on the abscissa; the ordinates indicate the influence of the compounding on the drive system of the voltage regulator. The ordinates (4E) indicate how much the direction and size of the target value of the excitation voltage E is changed as a function of the angular position of the pole wheel relative to the rotating field axis of the stator. The diagram shows that as the lagging angle between the rotor and rotating field axes increases, the setpoint value of the excitation voltage controlled by the voltage regulator increases and the excitation of the synchronous compensator is thus increased.

Das Außertrittfallen des Synchronkompensators ist also durch rechtzeitiges Verstärken der positiven bzw. Verringern der negativen Erregung des Kompensators verhindert.The stepping out of the synchronous compensator is due to timely Increase the positive or decrease the negative excitation of the compensator prevented.

Das Außertrittfallen des Synchronkompensators kann auch dadurch verhindert werden, daß an Stelle des Winkels zwischen Polrad und Statordrehfeld der Stator- und der Rotorstrom des Kompensators dauernd verglichen und gemessen werden und daß bei Überschreiten einer bestimmten Differenz beider Werte der Spannungsregler so beeinflußt Wird, daß das Verhältnis zwischen Stator-und Rotorstrom wieder auf den ursprünglichen Wert zurückgeführt wird, wie in Fig.3 gezeigt. Dieser Meßwert, d. h. die Abweichung des Quotienten von einem für jeden Synchronkompensator gegebenen Wert, entspricht annähernd dem Winkel zwischen Polrad und Statordrehfeld.The synchronous compensator can also be prevented from stepping out of step by continuously comparing and measuring the stator and rotor currents of the compensator instead of the angle between the pole wheel and the stator rotating field, and that when a certain difference between the two values is exceeded, the voltage regulator is influenced in such a way that the ratio between stator and rotor current is returned to the original value, as shown in Fig. 3. This measured value, ie the deviation of the quotient of a given value for each synchronous compensator, corresponds approximately to the angle between the pole wheel and the stator rotating field.

In Fig.3 sind gleiche Elemente mit gleicher Wirkung wie in Fig. i mit den dort verwendeten 'Bezugszeichen versehen. Der Spannungsregler g ist einphasig gezeichnet, seine Arbeitswicklung wird über den Wandler k gespeist. Zum Vergleich des Rotorstromes mit dem Statorstrom des Kompensators dient ein Regelgerät o im Stromkreis der Arbeitswicklung des Triebsystems des Spannungsreglers g, welcher mit zwei Erreger"vicklungen p1, pz, einem von diesen verstellbaren Regelglied r und einer Feder q versehen ist. Die Wicklung p1 wird über den Stromwandler s1 vom Statorstrom und die Wicklung p2 über den induktiven Shunt s2 vom Rotorstrom beeinflußt. Die Kompoundierungscharakteristik ergibt sich aus Fig. 4, in welcher als Abszissen der Erregerstrom und als Ordinaten der dem Triebsystem des Spannungsreglers zugeführte Wechselstrom aufgetragen ist. Der Linienzug im Diagramm zeigt den Statorstrom in Abhängigkeit der Erregung. Zur weiteren Vervollständigung der Regulierung kann die Feder q so ausgebildet werden, daß_ die. Schwankungen der Netzspannung kompensiert werden.In FIG. 3, the same elements are shown with the same effect as in FIG provided with the 'reference symbols used there. The voltage regulator g is single-phase drawn, its working winding is fed via the converter k. For comparison the rotor current with the stator current of the compensator is used by a control device o im Circuit of the working winding of the drive system of the voltage regulator g, which with two exciter windings p1, pz, one of these adjustable control element r and a spring q is provided. The winding p1 is from the current transformer s1 Stator current and the winding p2 influenced by the rotor current via the inductive shunt s2. The compounding characteristic is shown in FIG. 4, in which the abscissa the excitation current and, as ordinates, that supplied to the drive system of the voltage regulator Alternating current is applied. The line in the diagram shows the stator current in Dependence on arousal. To further complete the regulation, the Spring q are designed so that_ the. Fluctuations in the mains voltage are compensated will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for compounding large networks Power connected synchronous compensators (phase shifters) for stabilization the operation of the same using voltage regulators to change the Excitation of the compensators, characterized in that means are provided through which the voltage regulator depending on the when one becomes unstable Synchronous compensator occurring change in the angle between the pole wheel and the stator rotating field is influenced so that the excitation of the synchronous compensator changed and his Stabilization is brought about automatically.

2. Device according to claim i, characterized characterized in that one on the shaft of the exciter of the synchronous compensator Voltage sensor (m) is attached, which indicates the angular position of the rotor and which influences the drive system (h) of the voltage regulator (g) by the voltage generator generated voltage component is fed to the drive system of the voltage regulator (Fig. I).

3. Device according to claim i, characterized in that the stator and the rotor current of the compensator is continuously compared (o) and that when exceeded a certain difference between the two values of the voltage regulator the ratio between Stator and rotor current returns to the original value.