DE909480C

DE909480C - Schutzdrosselspule

Info

Publication number: DE909480C
Application number: DES4837D
Authority: DE
Inventors: Erich Jasse
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-06-20
Filing date: 1944-06-20
Publication date: 1954-04-22

Description

Schutzdrosselspule Bei der Planung von Kraftwerken ist besondere Rücksicht auf die bei Kurzschlüssen auftretenden Stromstöße zu nehmen. Durch diese und die durch sie hervorgerufenen Kräfte können nämlich sowohl an der ',liaschine selbst als auch an der Schaltanlage des Kraftwerkes große Zerstörungen verursacht werden. Um diese Auswirkungen herabzusetzen, wurde festgelegt, daß der Stoßstrom die i5fache Amplitude des Nennstromes nicht überschreiten darf. Diese Regel ist jedoch beim Entwurf der Maschine unter Umständen nur dann einzuhalten, wenn andere Nachteile in Kauf genommen werden. Das ist vor allem bei Turbogeneratoren der Fall, wie sie derzeit gebaut werden. Auch hei anderen Maschinen und Apparaten, insbesondere mit kleiner Reaktanz, wirken sich die großen Stoßströme sehr störend aus und verlangen einen hohen Aufwand zu ihrer Beherrschung. Das gilt im besonderen für die Einrichtungen zurrt Abschalten dieser großen Ströme. Zur Abhilfe wurde bereits vorgeschlagen, der elektrischen Maschine eine Drosselspule vorzuschalten. Das hat jedoch zur Folge, daß neben dem inneren Spannungsabfall der Maschine auch noch der in der Drosselspule aufgebracht werden muß. Bei Laststößen ist außerdem die Klemmenspannung starken Änderungen ausgesetzt.
Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß bei der Schutzdrosselspule Teilspulen verschiedener Phasen einander benach- Bart angeordnet und so geschaltet werden, daß sie bei dreiphasigem Betrieb entgegengesetzte und bei zweipoligem Kurzschluß gleiche Stromrichtung aufweisen. Damit ergibt sich der Vorteil, daß bei z«-eipoligem Kurzschluß eine hohe Reaktanz vorhanden ist, so daß der Kurzschlußstrom weitestgehend herabgedrückt wird. Bei dreiphasigem Betrieb hingegen, insbesondere beim vollkommen symmetrischen dreiphasigen Betrieb, ist die Reaktanz der Spule sehr gering, so daß zu der inneren Reaktanz der Maschine kein ins Gewicht fallender Wert hinzukommt. Dabei stört es nicht, daß auch bei vollkommen symmetrischem dreipoligem Kurzschluß nur eine geringe Reaktanz vorhanden ist, denn diese Kurzschlüsse kommen äußerst selten vor.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Gemäß Fig. i besteht eine Luftdrosselspule, also eine Drosselspule ohne Eisen, aus drei übereinander angeordneten Gruppen G1, G... G3. Jede dieser Gruppen ist im vorliegenden Falle aus fünf Scheibenspulen aufgebaut, die abwechselnd an zwei verschiedene Phasen der Maschine angeschlossen sind. Die einzelnen Phasen sind in üblicher Weise mit u, z, und w bezeichnet. Die an die in der zyklischen Reihenfolge an zweiter Stelle kommende Phase angeschalteten Scheibenspulen sind jeweils im umgekehrten Sinne wie die anderen Scheibenspulen angeschlossen. Das ist in der Zeichnung dadurch angedeutet, daß die den Anschluß an bestimmte Phasen angebenden Buchstaben neben den einzelnen Scheibenspulen mit negativem Vorzeichen versehen sind. Durch den Wechsel im Anschluß wird erreicht, daß bei zweipoligem Kurzschluß der beiden in einer Spulengruppe vorhandenen Phasen die Stromrichtung benachbarter Scheibenspulen gleich wird, so daß die ganze Scheibenspulengruppe in gleicher Weise wie eine Spule mit durchweg gleichgerichteten Strömen wirkt. In den anderen beiden Scheibenspulengruppen erfolgt der Anschluß an die einzelnen Phasen entsprechend der zyklischen Reihenfolge, so daß bei jedem beliebigen zweipoligen Kurzschluß eine der Scheibenspulengruppen beansprucht wird und in jedem Fall die gleich große Reaktanz im Kurzschlußkreis vorhanden ist. Die Reaktanz bei zweipoligem Kurzschluß ist verhältnismäßig groß, so daß die Stoßströme stark gedämpft werden. Außerdem ist bei gewöhnlichem dreiphasigem Betrieb die Reaktanz in allen drei Phasen gleich, so daß durch die Schutzdrosselspule keine unsymmetrische Belastung des Netzes hervorgerufen wird. Zweckmäßigerweise wird die Schutzdrosselspule in den Nullpunkt des Generators gelegt, da auf diese Weise die sonst zwischen benachbarten Scheibenspulen auftretenden hohen Spannungen vermieden werden. Wird die Schutzdrosselspule in den Sternpunkt eitles Generators gelegt, so kann zwischen zwei Scheibenspulen keine größere Spannung als die verkettete Spulenspannung auftreten. Es kann daher gemäß Fig. a auf den großen bei den üblichen Drosselspulen verwendeten Abstand zwischen Scheibenspulengruppen (s. Fig. i) verzichtet und die Anordnung so getroffen werden. daß sowohl die Scheibenspulen in einer Gruppe als auch von verschiedenen Gruppen stets den gleichen Abstand voneinander haben. In Fig. z ist von den einzelnen Scheibenspulen nur jeweils die Vorderseite einer Windungsschleife dargestellt und dabei :gleichzeitig die Stromrichtung eingezeichnet und durch danebenstehende Buchstaben der jeweilige Anschluß an die Phasenleitungen angedeutet. Durch diese Ausgestaltung gemäß der Erfindung wird es möglich, entweder die Gesamthöhe der Schutzdrosselspule herabzusetzen oder bei Beibehaltung der Gesamthöhe den Abstand zwischen den einzelnen Scheibenspulen durchweg zu vergrößern. Durch die letztgebannte ?Maßnahme werden die auf Grund der Gegenschaltung auftretenden recht erheblichen abstoßenden Kräfte wesentlich herabgesetzt. Ferner ergibt sich der weitere Vorteil, daß bei zweipoligem Kurzschluß eine Anzahl von mehr als einem Drittel der Gesamtzahl Scheibenspulen einander unmittelbar benachbart sind, die gleichsinnig vom Strom durchflossen werden. Bei zweipoligem Kurzschluß kommt daher eine große Reaktanz zustande. Die besondere Schaltung der beiden untersten Scheibenspulen der zweiten Spulengruppe G2 erfolgt im vorliegenden Falle, um den obenerwähnten Vorteil in sämtlichen Phasen zu erhalten.
Die Erfindung kann auch bei Röhrenspulen V erwendurng finden. In -diesem Falle werden -in den einzelnen Spulengruppen die Teilspulen naturgemäß nicht untereinander, sondern konzentrisch zueinander angeordnet. Die Anschlüsse an die einzelnen Phasen erfolgen in gleicher Weise, wie es beispielsweise in Fig. i für Scheibenspulen angegeben ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Aus Teilspulen bestehende Schutzdrosselspule, insbesondere für Synchronmaschinen mit kleiner Reaktanz, dadurch gekennzeichnet, daß Teilspulen verschiedener Phasen einander benachbart und so geschaltet sind, daß sie bei dreiphasigem Betrieb entgegengesetzte und bei zweipoligem Kurzschluß gleiche Stromrichtung aufweisen. a. Schutzdrosselspule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß drei Teilspulengruppen vorgesehen sind, von denen jede eine andere Kombination von Teilspulen zweier der drei Phasen aufweist.