DE909474C

DE909474C - Anordnung zur Regelung der Spannung eines Synchrongenerators

Info

Publication number: DE909474C
Application number: DES3570D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Oskar Schmutz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-02-19
Filing date: 1941-02-19
Publication date: 1954-04-22

Description

Anordnung zur Regelung der Spannung eines Synchrongenerators Zur Regelung der Spannung eines Synchrongenerators hat man bereits eine der Fig. i der Zeichnung entsprechende Anordnung vorgeschlagen. In dieser ist i der Synchrongenerator. Seine Erregerwicklung 2 wird von einer Erregermaschine 3 gespeist. In den Erregerstromkreis q. dieser Erregermaschine ist noch in Parallelschaltung zu einem Widerstand 5 ein Graetzschaltung aufweisender Trockengleichrichter 6 eingeschaltet. Auf seiner Wechselstromseite wird der Trockengleichrichter von der Spannung des Kondensators 7 eines an die Spannung des Wechselstromgenerators angeschlossenen Kippkreises mit der mit Eisensättigung arbeitenden Drosselspule 8 gespeist. Ein derartiger Kippkreis hat bekanntlich die Eigenschaft, daB seein Strom sich sprunghaft ändert, bzw. sehr steil, wenn die ihm zugeführte Spannung bestimmte Werte über- oder unterschreitet. Dementsprechend ändert sich auch die am Kondensator 7 auftretende Spannung sprunghaft, und dies bewirkt eine entsprechende Änderung der Erregung an der Erregermaschine 3 bzw. am Generator i, wodurch einer Spannungsänderung des Generators kräftig entgegengewirkt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung der geschilderten Anordnung. Erfindungsgemäß ist zwischen den Kippkreis und den von diesem gespeisten Gleichrichter ein Transformator geschaltet, der bei einer Überspannung am Kippkreis durch Sättigung die Übertragung dieser Überspannung auf den Gleichrichter begrenzt und der gleichzeitig dazu dient, den Kondensator des Kippkreises an eine andere Spannung anzuschließen, als sich bei der einfachen Reihenschaltung des Kondensators mit der eisengesättigten Drosselspule des Kippkreises ergeben würde. Dadurch ergibt sich eine Reihe von Vorteilen. Normalerweise liegt die Spannung des Erregerkreises des Generators und die Spannung des Generators fest, so daß man zur Entnahme der maximalen Steuerleistung eine Anpassung der beiden Spannungen durch den genannten Zwischentransformator machen kann. Neben der Anpassung und der elektrischen Trennung des Erregerkreises von der Generatorspannung erhält man außerdem durch richtige Sättigung des Transformators einen Schutz gegen Überspannungen am Trockengleichrichter und am Kondensator des Kippkreises, die beide spannungsempfindlich sind. Bei einer plötzlichen Entlastung des Generators tritt nämlich kurzzeitig eine etwa 20°/o höhere Generatorspannung auf, die infolge der geschilderten Spannungsempfindlichkeit des Kippkreises eine mehrfache Kondensator- und Gleichrichterspannung zur Folge hat. Der zwischengeschaltete Transformator mildert diese hohe Spannungssteigerung auch für den Kondensator infolge der Steigerung seines Magnetisierungsstroms. Dadurch wird der große Strom der eisengesättigten Drosselspule des Kippkreises zu einem Teil über die Primärwicklung des Transformators am Kondensator vorbeigeleitet, so daß dessen Spannung nicht so hoch anzusteigen braucht.
Ferner wird bei der Anordnung nach der Erfindung die Regelung dadurch verbessert, daß bei plötzlicher Generatorentlastung der Kippkreis nicht mehr so stark eingreift und den Erregerstrom nicht mehr so weit herabsteuert oder gar einen negativen Erregerstrom zu erzeugen sucht. Bei der Einrichtung nach Abb. i mußte man der Entstehung eines derartigen negativen Erregerstroms dadurch entgegenwirken, daß man vor die Erregerwicklung 4 noch einen Sperrgleichrichter schaltete. Dieser Gleichrichter kann bei der Anordnung nach der Erfindung wegfallen bzw. kleiner bemessen werden.
In Fig. 2 ist die neue Anordnung an einem Beispiel veranschaulicht. Der Trockengleichrichter 6 ist hier nicht unmittelbar an die Spannung des Kondensators 7 des Kippkreises angeschlossen, sondern es ist der Transformator i i dazwischengeschaltet, der gleichzeitig auch die Spannung für den Gleichrichter 6 herabsetzt. 12 ist eine Luftspaltdrosselspule, die zur Beseitigung der Frequenzabhängigkeit des Kippkreises dient. Die Luftspaltdrosselspule wird, wie dargestellt, durch den Belastungsstrom des Generators i kompoundiert. Der Zwischentransformator i i wird gleichzeitig, wie dargestellt, zur Erzeugung einer wirtschaftlichen Kondensatorspannung benutzt, indem man den Kondensator an eine Anzapfung der Primärwicklung des Transformators i i anschließt. Ist die Generatorspannung derart hoch, daß der Kippkreis über einen Isoliertransformator an die Generatorspannung angeschlossen werden muß, so kann man den Transformator i i als Spartransformator ausbilden.
Zwischen den Gleichrichter 6 und den Transformator ii ist noch ein -Vorschaltwiderstand io geschaltet. Durch diesen Vorschaltwiderstand wird die Genauigkeit der Regelung erhöht. Für den praktischen Betrieb ergibt sich noch der Vorteil, daß bei plötzlicher Erhöhung der Generatorspannung durch starke Entlastung der Strom im Erregerkreis nicht so hoch ansteigen kann.
Zur Veränderung der geregelten Spannungshöhe wird bei Niederspannungsmaschinen zweckmäßig die gesättigte Drosselspule 8 mit Anzapfungen versehen oder an diese Anzapfungen durch mehrfache Verbindungsleitungen ein Spannungsteiler angeschlossen.
Erst durch das Zusammenwirken dieser im einzelnen zum Teil bekannten Maßnahmen entsteht eine genaue und wirtschaftliche Anordnung, die in größerem Maßstab praktisch angewendet werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Regelung der Spannung eines Synchrongenerators, bei der ein von der Wechselspannung des Generators gespeister, einen Kondensator und eine eisenhaltige Drosselspule enthaltender Kippkreis über einen Gleichrichter, zweckmäßig eine Trockengleichrichteranordnung, auf die Erregung des Synchrongenerators einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits zwischen den Kippkreis und den von diesem gespeisten Gleichrichter ein Transformator geschaltet ist, der bei einer Überspannung am Kippkreis durch Eisensättigung die Übertragung dieser Überspannung auf den Gleichrichter begrenzt, und daß andererseits der Transformator außerdem dazu dient, den Kondensator des Kippkreises an eine andere Spannung anzuschließen, als sie sich bei der einfachen Reihenschaltung des Kondensators mit der eisengesättigten Drosselspule des Kippkreises ergeben würde.
2. Anordnung nach Anspruch i, bei der zwischen den Trockengleichrichter und den Kippkreis ein Vorwiderstand geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator zwischen diesen Vorwiderstand und den Kippkreis geschaltet ist.
3. Anordnung nach Anspruch i, bei der zwischen den Kippkreis und die Wechselspannung des Generators noch ein Isoliertransformator geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Kippkreis und den Gleichrichter geschalteteTransformator ein Spartransformator ist. q.. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippkreis von Generatorstrom beeinflußt wird.