DE947399C

DE947399C - Schaltung zum Anwaermen von Laeuferwicklungen mittels Stromwaerme, insbesondere beimAnfahren von Turbogeneratoren

Info

Publication number: DE947399C
Application number: DES37393A
Authority: DE
Inventors: Hans-Otto Fieguth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-01-31
Filing date: 1954-01-31
Publication date: 1956-09-06

Description

Schaltung zum. Anwärmen von Läuferwicklungen mittels Stromwärme, insbesondere beim Anfahren von Turbogeneratoren Zur Vermeidung von Isolationsschäden bei Läuferwicklungen von Turbogeneratoren, die durch unterschiedliche Wärmeausdehnung von Läuferkörper und Läuferwicklung und durch unterschiedliche Wärmeausdehnung der einzelnen Windungen der Läuferwicklung untereinander entstehen können, ist es bekannt, die Läuferwicklung während des Aasfahrens des Turbogenerators anzuwärmen. Hierzu werden entweder zusätzliche Wärmequellen vorgesehen, die im Läuferkörper angeordnet sind, oder es wird die Stromwärme der Läuferwicklung selbst zur Erwärmung ausgenutzt.
Die Anwendung von besonderen Wärmequellen im Läuferkörper erweist sich deshalb als nachteilig, weil sie einen von der normalen Ausführung des Läuferkörpers abweichenden Aufbau erfordert.
Wird der Läuferwicklung während des Anfahrens über die Betriebsschleifringe Strom zugeführt, so ist es, da die Stromwärme in quadratischer Abhängigkeit vom Läuferstrom steht, zur Erzielung der Betriebstemperatur notwendig, die Läuferwicklung mit dem Nennstrom zu beaufschlagen, der durchschnittlich 5o bis 6o% über dem Leerlauferregerstrom liegt.
Dreht sich der Läufer, so wird in der Ständerwicklung eine der Drehzahl und dem Fluß proportionale Spannung und Frequenz erzeugt. Beim Anfahren mit größerem als Leerlauferregerstrom, der nach vorstehendem für den Anwärmbetrieb notwendig ist, tritt damit aber eine höhere Spannung als die Nennspannung auf, die die Ständerwicklung des Synchrongenerators oder eines etwa angeschlossenen Blocktransformators gefährden kann. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit ist vorgeschlagen worden, die Ständerklemmen während des Anlaufvorganges kurzzuschließen. Hierzu ist eine Kurzschlußeinrichtung in den Leitungen zwischen Generator und Transformator erforderlich, die zudem bei Blockschaltung unerwünscht ist.
Eine bekannte Wärmeeinrichtung für die Läuferwicklung, die jedoch im wesentlichen nur zur Erzielung einer dem Nennbetrieb entsprechenden Verlustwärme bei kleinerer Belastung als Nennlast vorgesehen ist, sieht vor, daß bei mindestens zwei parallelen Wicklungszweigen der Läuferwicklung zur Erhöhung des Gesamtwiderstandes der Läuferwicklung nur ein Teil der parallelen Wicklungszweige an einen gemeinsamen Schleifring herangeführt wird, während die freien Enden jedes Wicklungszweiges mit je einem gesonderten Schleifring verbunden sind. Bei zwei parallelen Wicklungszweigen oder bei Zusammenfassung von mehreren parallelen Wicklungszweigen in zwei Gruppen sind also drei Schleifringe erforderlich.
Diese Schaltung hat jedoch den Nachteil, daß immer nur ein Teil der Stäbe von Strom durchflossen wird und sich damit erwärmt, während der übrige Teil der Stäbe nicht beaufschlagt wird. Hierdurch ergeben sich in der Wicklung selbst unterschiedliche Wärmeausdehnungen zwischen-den stromdurchflossenen und den nicht durchflossenen Wicklungsteilen, die wiederum Anlaß zu Isolationsschäden geben können.
Durch die erfindungsgemäße Schaltung werden die vorerwähnten Nachteile beseitigt. Bei ihr wird die Läuferwicklung durch eine Mittenanzapfung oder durch mehrere symmetrische Anzapfungen so aufgegliedert, daß sich während des Anlaufvorganges die Ströme in der Läuferwicklung im Sinne der Aufhebung der von ihren Erregerfeldern in der Ständerwicklung induzierten Spannungen führen lassen. Die Mittenanzapfung oder die symmetrischen Anzapfungen können in verschiedener Weise angeschlossen werden; am einfachsten ist es, einen dritten Schleifring für den Anwärmbetrieb vorzusehen und mit diesem die Mittenanzapfung oder die symmetrischen Anzapfungen leitend zu verbinden.
Durch die erfindungsgemäße Schaltung wird für den Anwärmbetrieb, zumindest der Wirkungsweise nach, ein bifilarer Betrieb erreicht, so daß die Leiterströme Felder erzeugen, die sich annähernd gegenseitig aufheben und bei Drehung der Läuferwicklung keine oder nur so geringe Spannungen erzeugen, daß der vorzugsweise in Blockschaltung angeschlossene Transformator nicht beschädigt werden kann. Die Schaltung für Anwärmbetrieb läßt sich leicht nach dem erfolgten Anwärmen durch Umschalten der Stromquelle auf die Betriebsschleifringe in die Betriebsschaltung versetzen.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel.
Der gestrichelt gezeichnete Linienzug I deutet den Umriß des Läuferkörpers eines Turbogenerators an. Mit 2a und 2b sind die isoliert auf der Welle angebrachten Betriebsschleifringe bezeichnet, die mit der schematisch durch eine Windung 3a, 3b dargestellten Läuferwicklung leitend verbunden sind. Die Mittelanzapfung 4 der Läuferwicklung führt über die Leitung 5 zu einem isoliert auf der Welle angebrachten Schleifring 6 für den Anwärmbetrieb. Der Schleifring 6 ist während des Anwärmbetriebes durch die Leitung 7 mit einem, hier positiv angenommenen Pol einer Gleichstromquelle 8 verbunden. Vom negativen Pol der Gleichstromquelle 8 führt während des Anwärmbetriebes ein Leiter 9 zu den Betriebsschleifringen 2a und ab. Der Anwärmstrom J fließt über die Betriebsschleifringe 2a und 2b in gleicher Richtung durch die schematisch dargestellten Wicklungshälften 3a und 3b der Läuferwicklung und über die Mittelanzapfung 4, die Leitung 5, dem Schleifring 6 und dem Leiter 7 zur Stromquelle 8 zurück, so daß sich wie aus vorhergehendem ersichtlich, in der Läuferwicklung ein bifilarer Betrieb ergibt.
Ist der Anwärmbetrieb beendet, so wird die Läuferwicklung auf Normalbetrieb umgeschaltet, also über die Betriebsschleifringe 2a und 2b an die Pole der Erregerstromquelle gelegt, die mit der Stromquelle 8 zusammenfallen kann. Es empfiehlt sich, die genannten Schaltmaßnahmen in einem Schalter zusammenzufassen, daß in einer Stellung dieses Schalters der Generator auf Anwärmbetrieb und in einer anderen Stellung des Schalters auf den normalen Betriebszustand geschaltet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltung zum Anwärmen von Läuferwicklungen mittels Stromwärme, insbesondere beim Anfahren von Turbogeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferwicklung durch eine Mittelanzapfung oder mehrere symmetrische Anzapfungen so aufgegliedert ist, daß sich während des Anlaufvorganges die Ströme in der Läuferwicklung im Sinne der Aufhebung der von ihren Erregerfeldern in der Ständerwicklung induzierten Spannungen führen lassen. z. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß außer den beiden Betriebsschleifringen noch ein dritter für den Anwärmvorgang zu, benutzender Schleifring vorgesehen ist und mit diesem die Mittelanzapfung bzw. die symmetrischen Anzapfungen der Läuferwicklung verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 682 464