DE909742C - Einrichtung zum Stabilisieren des Betriebes von im Netzverband zusammenarbeitenden Mehrphasen-Synchrongeneratoren - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Stabilisieren des Betriebes von im Netzverband zusammenarbeitenden Mehrphasen-Synchrongeneratoren Die Erfindung verfolgt den Zweck, die Gefahren des Pendelns und Außertrittfaldens von Mehrphasen-Synchronmaschinen in einem Netzverband zu verhindern.
• Man hat die Erscheinung des Außertrittfallens von Svnchronmaschinen anläßlich von Stößen im Netz als unvermeidliches Ühel hingenommen. Man kannte zwar das Hochhalten der Erregung, den Einbau von Dämpferwicklungen und Hilfserregermaschinen und die Verhes;serung der Starrheit des Netzes als Mittel gegen die Erscheinungen des Außertrittfallens von Gruppen von Synchronmaschinen sowie von einzelnen Maschinen. Alle die genannten Mittel sind entweder betrieblich unangenehm, indem sie z. B. -den Spannungswert des Netzes über das gewöhnliche Maß heben, oder sie sind wirtschaftlich nicht tragbar, wie die Herabsetzung der Impedanzwerte ganzer Netze, wenn dies lediglich zur Verminderung der Gefahren des Außertrittfa-Ilens geschehen sollte.
• Aufgabe der Erfindung ist es, m!it wirtschaftlich tragbaren 'Mitteln die Stabilität von Synchronmaschinen so zu heben, daß auch bei den meisten betrieblich vorkommenden Störungen, soweit überhaupt möglich, ein 'Auseinanderpendeln verschiedener Synchronmaschinen vermieden wird. Dies ist natürlich nicht möglich, wenn an einer zwischen den,Generatorgruppen liegenden Netzstelle in allen Phasen eine Spannung von praktisch o Volt längere Zeit besteht oder die Netzverbindung überhaupt unterbrochen ist.
• Ein vielfach vorkommender Störungsfall ist z. B. dann gegeben, wenn zwei Kraftwerksgruppen in einem Drehstromnetz verbunden sind, diie an und für sich mehrere hundert Kilometer voneinander entfernt sind. In einem Seitenabzweig dieses Verbindungsnetzes kommt es zu einem zweipoligen Kurzschluß, der von den vorhandenen Schutzeinrichtungen ordnungsgemäß abgeschaltet wird. Die -Netzstörung nimmt aber dadurch einen viel größeren Umfang an, daß, angestoßen durch den vorübergehend auf das Netz einwirkenden Kurzschluß, ein Auseinanderpendeln der Kraftwerksgruppe eintritt, so daß schließlich mehrere der Stromerzeuger für das -Netz vorübergehend ausfallen. Wenn man eingehend untersucht, wie es zu diesem Auseinanderpendeln der Gruppen von Synchronmaschinen kommt, erkennt man, daß dabei nicht nur die Weichheit der Verbindungsleitungen, sondern die Funktion des selbsttätigen Spannungsreglers und des selbsttätigen Drehzahlreglers eine maßgebende Rolle spielen. Das Zusammenarbeiten dieser drei Einrichtungen unter Mitwirkung von Zufälligkeiten und Besonderheiten der Schaltung ergeben die Voraussetzungen, die zu den Pendellungen führen und deren Beachtung auch zu ihrer Vermeidung erforderlich ist. Bei diesen Untersuchungen erkennt man, daß auch die Geschwindigkeit -der Spannungsregelung eine Rolle spielt. Sie ist durch die Verwendung verschiedener Spannungsreglerarten sowie durch die verschiedenen technischen Eigenarten der geregelten Maschinen von Haus aus stark unterschiedlich. Voraussetzung für das Auseinanderfallen von synchron gespeisten Netzteilen ist also der Eintritt einer Netzstörung als Anstoß und das verschiedene Reagieren der Spannungsregler. Dadurch, daß die Regelung der Spannung im Störungsfalle verschieden erfolgt, ändert sich der Winkel zwischen Polrad und Netzvektor verschieden stark und verschieden schnell, unter Umständen sogar in verschiedenem Sinne. Jede Veränderung des genannten Winkels (wir wollen ihn im folgenden kurz Polradwinkel nennen) hat aber auf den Turbinenregler bei sonst gleichbleibender .Netzfrequenz die Wirkung wie eine Drehzahlabweichung. Wird der Polradwinkei eines Synchrongenerators größer, so reagiert der Drehzahlregler der Antriebsmaschine wie bei zu hoher Drehzahl; er vermindert also die Wirkleistung. Wird dagegen der Palradwinkel kleiner, und das ist bei Erhöhung ,der Erregung immer der Fall (bei Kurzschlüssen ist im allgemeinen mit einerErhöhung der Erregung zü rechnen), so wirkt der Drehzahlregler der :Antriebsmaschine wie bei zu niederer Drehzahl; er wird also die Wirkleistung steigern. Durch den Kurzsch.luß ist aber im allgemeinen ein Lastabwurf zu verzeichnen, infolgedessen wirkt der durch Maßnahmen des Spannungsreglers eingreifende Drehzahlregler im allgemeinen nicht im Sinne einer Netzberuhigung. Am schlimmsten wirken also die Eingriffe der Regler, wenn sie bei ein und ,derselben Störung in verschiedenem Sinne reagieren. D'iies kann der Fall sein, wenn die Spannungsregler, die nach dem Stand der Technik :einphasig angeschlossen 'werden, nicht von derselben Phase ihre Anregung erhalten, sondern von verschiedenen, bei einer Störung verschieden betroffenen Phasen. So kann es vorkommen, daß eine verkettete Spannung des Hochspannungsnetzes durch -den Kurzschluß nahezu zusammengebrochen ist, während die beiden anderen nahezu die ursprüngliche Spannung behalten oder durch beginnende Hochregelung sogar überhöhte Spannung bekommen. Je nachdem an welcher Phase nun der Spannungsregler angeschlossen ist, bekommt man bei der gleichen Störung eine Heraufregelung oder eine Herabregelung der Spannung. Damit treten bei verschiedenen Maschinen ganz verschiedene Wirkungen ein; die Spannung wird pendeln, die Blindleistung verschiebt sich stark im Netz, und ebenso treten Wirkleistungsverschiebungen ein, die bei taktmäßigem Wechsel zu dem Auseinanderpendeln des Netzes führen, das in manchen ',Betrieben so gefürchtet ist. Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist es erforderlich, die Wirkung unsymmetrischer Netzstörungen auf den unsymmetrischen Spannungsregleranschluß auszuschalten. Innerhalb eines Werkes sind die Spannungsregler wohl stets an .dieselbe Phase angeschlossen; bei verschiedenen Werken ist diese Gleichheit untereinander schon deswegen nicht zu wahren, da die Auf- und Abspanner nicht der gleichen Schaltgruppe angehören. :Erfindungsgemäß wird eine Abhilfe damit geschaffen, daß aus den vorhandenen Phasenspannungen, vorzugsweise aus den verketteten Spannungen, jeweils die im fStörungsfalle höchste ausgewählt und nach ihr die Gesamterregung eingestellt wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Einzelspannungen gleichgerichtet und die Gleichspannungswerte parallel geschaltet der Spannungsreglerspule zugeführt werden. Es -wird! dann jeweils die höchste entstehende Gleichspannung das Kommando über die Spannungsregelung übernehmen, während die niedrigeren Gleichspannungen einfach unwirksam bleiben, da sie keinen Stromfluß zu dem Spannungsregler herbeiführen können, während gleichzeitig ein Rückstrom der höheren Gleichspannung in die @Gleichrfchtersysteme durch diese gesperrt wird. So wird eine Stabilität herbeigeführt, wie sie in Einphasenetzen besteht, bei denen durch die Art der verwendeten Umspanner ein einheitlicher Abgriff des Anregewertes des Spannungsreglers gewährleistet ist. Auch die diasynchronen Drehstrommaschinen zeigen diese Pendelneigung nicht.
• Die durch die ,Eifindung angegebene Einrichtung kann bei allen Mehrphasen-Synchronmaschinen, die .im Netzverband zusammenarbeiten, verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Einrichtung zum Stabilisieren .des Betriebes von im Netzverband zusammenarbeitenden Mehrphasen-Synchronigeneratorendurch Regelung der Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß aus den vorhandenen Phasenspannungen, vorzugsweise aus den verketteten Spannungen, jeweils die im Störungsfalle höchste ausgewählt und nach ihr die Gesamterregung eingestellt wird. a. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelspannungen gleichgerichtet und die Gleichspannungswerte parallel geschaltet der Spannungs@reglerspule zugeführt werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 719 446.