DE911036C

DE911036C - Anordnung bei an ein Kraftnetz ueber einen Kondensator und einen mit diesm in eihe oder zu diesem parallel geschalteten Widerstand angeschlossenen Wechselstrommaschinen

Info

Publication number: DE911036C
Application number: DEA14662A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing H Rosenhamer
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1949-04-12
Filing date: 1950-04-12
Publication date: 1954-05-10
Also published as: FR1019286A

Description

Bei an. ein Kraftnetz angeschlossenen Synchronmaschinen und Asynchronmaschinen treten oft ernste Störungen dann auf, wenn zwischen der Maschine und dem Netz ein Kondensator vorhanden ist. Dieser kann entweder durch die natürliche Kapazität der Leitung gebildet sein oder aus besonderen, in Reihe zwischen Maschine und Netz geschalteten Kondensatoren bestehen und beispielsweise den Zweck haben, die Übertragungsfähigkeit

ίο der Leitung zu erhöhen oder plötzliche Spannungsänderungen zu kompensieren.

Die durch diese Kondensatoren veranlaßten Störungen können in vielen Fällen recht schwerwiegend sein. Sie bestehen darin, daß die Maschinen bei auftretenden Belastungsstößen oder kurzzeitigen Absenkungen der Netzspannung auf eine erheblich von der synchronen abweichende untersynchrone Drehzahl abfallen und anomal hohen Strom aufnehmen, so daß die Wicklungen Gefahr laufen, zu verbrennen. Es kann auch eintreten, daß infolge der Reihenkapazität die Maschine überhaupt nicht mit derjenigen Drehzahl läuft, die der Periodenzahl des Netzes entspricht, sondern nur mit einer untersynchronen Drehzahl, die beträchtlich von der synchronen abweicht. Auch wenn die Drehzahl der Maschine von einer anderen Maschine mehr oder minder konstant gehalten wird, können Störungen auftreten, die sich in diesem Fall im wesentlichen auf das Auftreten von Überspannungen und Überströmen beschränken.

Um diese Störungen zu vermeiden, hat man vorgeschlagen, in Reihe mit dem Kondensator oder parallel zu ihm einen Widerstand zuschalten. Dieser Widerstand muß, um die beabsichtigte Wirkung zu haben, so bemessen sein, daß seine Verlustleistung ungefähr ebenso groß wie die Blindleistung der Kapazität ist. Das bedeutet natürlich einen wesentlichen Übelstand und beeinträchtigt die Verwendbarkeit der Anordnung.

ίο Die Erfindung bezieht sich auf ein Mittel, durch das das Auftreten dieser Verluste in dem Widerstand normalerweise vermieden wird, indem, ihr Auftreten so lange verhindert wird, wie keine Störungen auftreten. Dies geschieht dadurch, daß der Widerstand bei Reihenschaltung überbrückt bzw. bei Parallelschaltung abgeschaltet wird. Erfindungsgemäß erfolgt diese Überbrückung bzw. Ausschaltung in Abhängigkeit von der Erhöhung der Spannung oder des Stromes, die der Störungszustand veranlaßt. Die Überbrückung bzw. Ausschaltung kann entweder mittels eines besonderen Schalters oder mittels eines Resonanzkreises oder mittels einer gleichstromvormagnetisierten Drosselspule erfolgen.

Die Fig. 1, 2, 3 und 4 der Zeichnung zeigen An-Ordnungen, in denen der schädliche Einfluß durch einen in Reihe mit der Kapazität geschalteten Widerstand bekämpft wird, während die Fig. 5, 6, 7 und 8 Anordnungen zeigen, in denen der Kapazität Widerstände parallel geschaltet sind. Die letzteren Anordnungen sind natürlich nur dann anwendbar, wenn die Kapazität aus einem in die Leitung eingeschalteten Kondensator besteht. Falls der Kondensator aus der über die Leitung verteilten Kapazität gebildet wird, können an den Endpunkten der Leitung Parallelwiderstände zwischen Leitung und Erde eingeschaltet werden. Wenn das Netz einen geerdeten Nullpunkt hat, ist es ausreichend, an dem einen oder anderen Leitungsendpunkt einen Widerstand zwischen Leitung und Erde anzuordnen. In Fig. ι bezeichnet 1 die Leitung und 2 eine an die Leitung angeschlossene Asynchronmaschine. Zwischen der Leitung¹1 und der Asynchronmaschine 2 ist eine Kapazität 3 vorhanden, die entweder aus der verteilten Kapazität der Leitung oder aus einem Kondensator bestehen kann. In Reihe mit dem Kondensator 3 ist ein Widerstand 4 und parallel zu diesem ein normalerweise geschlossener Kontakt 5 geschaltet, der von einer Betätigungsspule 6 gesteuert wird. Die Betätigungsspule 6 wird über einen Parallelresonanzkreis 7-8 von den Klemmen 9 und 10 der Asynchronmaschine 2 gespeist. Diese Anordnung wirkt auf folgende Weise: Der Parallelresonanzkreis 7-8 ist auf die Frequenz des Netzes abgestimmt und dient als Sperre für den Strom durch die Betätigungsspule 6, so daß der Kontakt 5 geschlossen und der Widerstand 4 überbrückt ist. Tritt nun eine Störung ein, so tritt im Ständer der Asynchronmaschine 2 eine Störfrequenz auf, die von der Netzfrequenz und damit auch von der Resonanzfrequenz des Parallelresonanzkreises 7-8 abweicht. Infolgedessen wird die Betätigungsspule 6 von einem Strom durchflossen, so daß der Widerstand 4 in Reihe mit dem Kondensator 3 eingesehaltet wird.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 sind die entsprechenden Teile mit den gleichen. Ziffern bezeichnet. Diese Anordnung unterscheidet sich von der vorbeschriebenen nur dadurch, daß der Parallelresonanzkreis 7-8 durch einen Widerstand 11 ersetzt ist, der sehr wirksam auch durch einen Kondensator ersetzt werden kanin. Hierbei wird die Betätigungsspule 6 über den Widerstand 11 von zwei Punkten 12 und 13 im Läuferstromkreis der Asynchronmaschine 2 gespeist.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist der in Fig. 1 dargestellte Kontakt 5 durch einen Reihenresonanzkreis ersetzt, der zu dem Widerstand 4 parallel geschaltet ist. Der Reihenresonanzkreis besteht aus einem Kondensator 14 und einer Drosselspule 15 und ist auf die Periodenzahl des Netzes abgestimmt, so daß er im Normalbetrieb eine Überbrückung des Widerstandes 4 darstellt.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung wird der Widerstand 4 durch eine gleichstromvormagnetisierte Drosselspule überbrückt, deren Wechselstromwicklung 16 parallel zu dem Widerstand 4 liegt, während die eine ihrer Gleichstromvormagnetisierungswicklungen, 17, über eine Gleichrichteranordnung 18 und leinen Widerstand 19 an zwei Punkte 9 und 10 der Ständerwicklung der Asynchronmaschine 2 angeschlossen ist. Die andere Gleichstromvormagnetisierungswicklung, 20, ist über eine Gleichrichteranordnung 21 und einen Widerstand 22 an zwei Punkte 12 und 13 des Läuferstromkreises der Asynchronmaschine 2 angeschlossen.

Zwischen den in den Fig. 1 und 2 einerseits und in den Fig. 3 und 4 andererseits dargestellten Anordnungen besteht der wesentliche Unterschied, daß bei den Anordnungen nach den beiden letztgenannten Figuren. Störungen überhaupt nicht auftreten können, während es bei den Anordnungen nach den Fig. ι und 2 eine Voraussetzung für das öffnen des Kontaktes S ist, daß eine Störung auftritt.

Bei der Anordnung nach Fig. 5 ist der Kondensator 3 über den Kontakt S zu einem Widerstand 24 parallel geschaltet, und der Kontakt 5 wird in der gleichen Weise wie gemäß Fig. 1 über einen Parallelresonanzkreis 7-8 betätigt, der auf die Netzfrequenz abgestimmt ist. Dieser Parallelresonanzkreis 7-8 ist in Reihe mit der Betätigungsspule 6 des Kontaktes 5 an zwei Klemmen 9 und 10 der Ständerwicklung der Asynchronmaschine 2 angeschlossen. Die Anordnung wirkt so, daß der Kontakt 5 normalerweise offen ist. Bei einer auftretenden Störung, wenn Strom den Parallelresonanzkreis 7-8 und die Betätigungsspule 6 durchfließt, schließt der Kontakt 5, und der Widerstand 24 wird parallel zu dem Kondensator 3 geschaltet. <

Die Anordnung nach Fig. 6 entspricht sinngemäß der Anordnung nach Fig. 2. Der Reihenwiderstand 4 und der Öffnungskontakt 5 gemäß Fig. 2 sind durch einen Paiallelwiderstand 24 und einen Schließkontakt 5 ersetzt.

Bei der Anordnung nach Fig. 7 ist der Widerstand 24 mit einem Parallelresonanzkreis 25-26 in Reihe geschaltet, der auf die Netzfrequenz abge* 1*5 stimmt ist und daher bei Normalbetrieb als sehr

großer Widerstand wirkt, bei einer auftretenden Störung jedoch, wenn sich die Periodenzahl ändert, einen niedrigen resultierenden Widerstand aufweist, so daß der Widerstand 24 als mit dem Kondensator 3 parallel geschaltet betrachtet werden kann.

Bei der Anordnung nach Fig. 8 ist der Wider·-

stand 24 mit der Wechselstromwicklung 28 einer gleichstromvormagnetisierten Drosselspule in Reihe geschaltet, deren Gleichstromvormagnetisierumgswicklung 29 über eine Gleichrichteranordnung 30 in Reihe mit einem Widerstand oder Kondensator 31 an zwei Punkte 12 und 13 im Läuferstromkreis der Asynchronmaschine 2 angeschlossen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Anordnung bei an ein Kraftnetz über einen

Kondensator und einen ,mit diesem in Reihe oder zu diesem parallel geschalteten Widerstand angeschlossenen Wechselstrommaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand normalerweise unwirksam ist, bei auftretenden Störungen jedoch oder bei Neigung zu solchen in Wirksamkeit tritt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kontakt zur Einschaltung des Widerstandes, der durch den Strom in einer frequenz- oder spannungsabhängigen Impedanz betätigt wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kontakt zur Einschaltung des Widerstandes, der durch den Strom in einer vom Läuferstromkreis der Maschine gespeisten Betätigungsspule betätigt wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zu dem Widerstand parallel geschalteten frequenzabhängigen oder einen mit diesem in Reihe geschalteten frequenz- oder spannungsabhängigen Impedanzkreis zur Einschaltung des Widerstandes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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