DE975999C - Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von Einphasenbahnfahrleitungen, die von mindestens zwei Speisepunkten aus gespeist werden - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von Einphasenbahnfahrleitungen, die von mindestens zwei Speisepunkten aus gespeist werden

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DE975999C
DE975999C DES4839D DES0004839D DE975999C DE 975999 C DE975999 C DE 975999C DE S4839 D DES4839 D DE S4839D DE S0004839 D DES0004839 D DE S0004839D DE 975999 C DE975999 C DE 975999C
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Karl Dipl-Ing Andersch
Josef Tittel
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/466Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand

Description

  • Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von Einphasenbahnfahrleitungen, die von mindestens zwei Speisepunkten aus gespeist werden Es ist bekannt, daß eine zweiseitige Speisung einer Bahnfahrleitung hinsichtlich der induzierenden Einwirkungen auf benachbarte Schwachstromleitungen einer einseitigen Speisung gegenüber vorteilhaft ist, da eine Kompensation der Induktionsstörungen erreicht wird. Dazu allerdings besteht die Voraussetzung, daß die Spannungen an beiden aufeinanderfolgenden Speisepunkten der Fahrleitung genau gleich sind. Die Erfindung sieht nun vor, eine derartige Gleichhaltung der Spannungsvektoren an den Speisepunkten, die unter natürlichen Verhältnissen nur sehr selten auftritt, durch Anwendung einer Vektorregelung zu erreichen. Gemäß der Erfindung wird von den Vektoren der Fahrleitungsspannungen in den einzelnen Speisepunkten einer als Vergleichsvektor auf die anderen Speisepunkte übertragen, der dort jeweils durch Vergleichen mit dem dortigen Fahrleitungsspannungsvektor (Standpunktvektor) auf die den Standpunktvektor beeinflussenden Betriebsgrößen des speisenden Maschinensatzes im Sinne einer Einregelung des Standpunktvektors auf gleiche Phasenlage mit dem Vergleichsvektor einwirkt.
  • Die Regelung parallel arbeitender Maschinen mit Hilfe eines Vektorvergleichs ist an sich bereits bekannt. Man benutzt sie, um an den Enden einer Kupplungsleitung eine Gleichhaltung der Lage und der Größe der Spannungsvektoren zu erreichen, damit in der Kupplungsleitung keine Leistung fließt, oder um eine bestimmte, dem beabsichtigten Leistungsaustausch zwischen den Netzen entsprechende gegenseitige Veränderung der Lage. und Größe der beiden Vektoren zu erreichen. Dazu werden von einem selbsttätigen Regler Beziehungen zwischen denWinkelabweichungen der Maschinen- oder Netzspannungsvektoren von Normalspannungs- oder Richtvektoren und den Maschinen- oder Netzleistungen eingeregelt, die durch Winkelabweichungs-Leistungskennlinien nach Art der Drehzahl-Leistungskennlinien darstellbar sind. Bei diesem Verfahren wird zwischen den Endpunkten der Kupplungsleitung keine Leistung entnommen.
  • Dem Verfahren gemäß der Erfindung liegt jedoch im Gegensatz dazu die Aufgabe zugrunde, den Leistungsbedarf eines am Fahrdraht ortsbeweglich angeschlossenen Verbrauchers so auf die beiderseits des Verbrauchers liegenden Speisepunkte zu verteilen, daß die auftretenden Leitungsverluste ein Minimum erreichen. Deshalb wird das Verfahren gemäß der Erfindung mit besonderem Vorteil bei Anordnungen mit Bahnkraftwerken verwendet, die nur über die Fahrleitungen gekuppelt miteinander parallel arbeiten. Die einphasige Fahrleitung wird dabei zweckmäßigerweise von Synchrongeneratoren gespeist, die von an einem starren Drehstromnetz liegenden Asynchronmotoren angetrieben werden. In diesem Fall regelt man die Vektoren der Leitungsspannungen durch eine Änderung der Neigung bzw. Verschiebung der Schlupfkennlinie der Asynchronmotoren ein.
  • Man kann zur Durchführung des Regelverfahrens gemäß der Erfindung durchaus bereits bekannte technische Einzelmaßnahmen verwenden, wie dies im Ausführungsbeispiel gezeigt wird. Gemäß Fig. 1 der Zeichnung wird die Fahrleitung L mit einer Länge von beispielsweise 105 km an den Punkten 1 und 2 mit einphasigem Wechselstrom von 162%g Hz gespeist. Der ungünstigste Betriebsfall, bei dem die Hauptlast bzw. der Lastschwerpunkt in der Nähe einer der beiden Speisepunkte liegt, ist dadurch angedeutet, daß ein Fahrzeug F in entsprechender Lage eingezeichnet ist. Die einphasigenSynchrongeneratorenGl und G2, welche die beiden Speisepunkte über Transformatoren Tl bzw. T2 versorgen, werden im vorliegenden Fall durch 5operiodige, in Fig. 1 nicht dargestellte Asynchronmotoren angetrieben, die von einem starren Drehstromnetz gespeist und läufererregt werden. Die Lastverteilung erfolgt durch SchIupfregelung, indem Widerstände im Läuferstromlu-eis oder die Erregung der Drehstromerregermaschinen der Asynchronmotoren geändert werden. Besondere Hintermaschinen sind jedoch nicht vorgesehen. Bei gegebenen Maschinen-, Leitungs- und Belastungsimpedanzen sind die Wirkleistungen nur vom Erregungszustand der beiden Synchrongeneratoren und von deren Polradwinkel t9 abhängig. %9 ist dabei der Winkel zwischen den Spannungsvektoren der Polräder bzw. der Winkel zwischen den Polachsen der beiden Synchrongeneratoren G1 und G2. In Fig. 2 sind unter Annahme bestimmter Werte t9 bei einer Erregung der Synchrongeneratoren mit einer Polradspannung El = 1,2 bzw. EZ = 2, d. h. dem 1,2- bzw. 1fachen der Leerlauferregung, über dem Polradwinkel,& die Wirkleistungen (N"1 bzw. Nw2) der Synchrongeneratoren und die Wirkleistung (Nw8) der Belastung sowie die Summe (Nwi -E- Nw2) aufgetragen. Dabei sind alle Werte als Verhältniswerte ausgedrückt. In der Abszissenrichtung ist der Polradwinkel z9, in der Ordinatenrichtung beispielsweise das Verhältnis der Wirkleistung Nwl zur Nenn-kVA-Leistung N", des Synchrongenerators G2 usf. aufgetragen. Mit zunehmendem Polradwinkel,0 nimmt die Wirkleistung Nwl des Synchrongenerators G1 in der Station I zu und erreicht bei einem Polradwinkel 0 = 72,3° ihren Höchstwert. Bei weiterer Vergrößerung des Polradwinkels nimmt die Wirkleistung Nwl wieder ab, d. h. also, der Betrieb würde dann labil werden. Die Stabilitätsgrenze liegt also bei 29 = 72,3°.
  • Die Wirkleistung Nw2 des Synchrongenerators G2 in der Station II nimmt mit zunehmendem Polradwinkel,& ab. Für den Generator G2 in Station II tritt die Höchstleistung bei einem Polradwinkeliü = -72,3° auf. Der Bereich eines stabilen Betriebes liegt also im vorliegendenFallzwischen-72,3und+72,3°. Eshängt vom Verhältnis der von den Asynchronmotoren zurVerfügung gestellten Antriebsleistungen NA 1 bzw. 1V A2 und von der Lage der Schlupfkennlinien der Asynchronmotoren ab, auf welchen Polradw-inkel,& sich die Generatoren einstellen. Da die Generatoren synchron laufen und die Asynchronmotoren beider Stationen vom gleichen 5o-Perioden-Netz gespeist werden, ist der Schlupf beider Asynchronmotoren gleich. Die gewünschte Antriebsleistung -VA, wird durch Änderung des Widerstandes im Läuferstromkreis des Asynchronmotors erhalten, was einer Änderung der Neigung der Schlupfkennlinie bzw. des Nennlastschlupfes entspricht.
  • Der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß sich günstige Verhältnisse dann ergeben, wenn das Wirkleistungsverhältnis klein gewählt wird. Das wird erreicht, wenn bei reiner Widerstandsschlupfregelung der Nennlastschlupf sni erhöht, d. h. das Schlupfverhältnis erniedrigt wird. s"2 ist dabei der Nennlastschlupf des zweiten Asynchronmotors. Dadurch beteiligt sich der Synchrongenerator G2 stärker an der Energielieferung, und der Synchrongenerator G1 verringert seine Leistungsabgabe. Die günstigsten Verhältnisse werden hier bei dem Wirkleistungsverhältnis bzw. bei einem Schlupfverhältnis erreicht. Der Polradwinkel z9 ist dabei -34.,7°. Dann sind bei einer Nutzleistung entsprechend einem Verhältnis - = 1,138 und einer Gesamtleistung entsprechend einem Verhältnis = 1,2o4 die Verluste durch den Verhältniswert gegeben, und der Wirkungsgrad beträgt das entspricht 5,6 °/o Verlusten.
  • Ein weiterer besonderer Belastungszustand liegt bei einem Höchstwert der Wirkleistung Nu; B der Belastung vor. Das ist bei einem Verhältnis der Fall, wobei der Polradwinkel 0 = -z6,43° beträgt. Die höchste erreichbare Wirkleistung N"Bmax der Belastung entspricht dann einem Verhältnis bei den eingangs erwähnten Erregungen.
  • Die in Fig. 2 dargestellten Leistungskennlinien ermöglichen eine Beurteilung der Stabilitätsverhältnisse, die hier trotz der besonders ungünstigen Belastungsannahme noch sehr gut sind. Bewegt sich der Belastungsschwerpunkt mehr gegen die Mitte der Fahrstrecke, dann nähert sich der Polradwinkel -6 dem Wert Null und wird bei weiterer Annäherung des Belastungsschwerpunktes an die Station I etwa um den gleichen Betrag nach der anderen Seite vom Nullwert abweichen als beim zuerst behandelten Belastungsfall. Die Stabilität kann also bei ungestörtem Betrieb voll gewährleistet werden. Plötzliche Wirklaststöße sind ungefährlich, weil die dynamische Stabilität infolge der starken Dämpfung der Einphasen-Synchrongeneratoren und der hohen natürlichen Dämpfung der Asynchronmotoren mindestens ebenso groß ist wie die statische Stabilität.
  • Die besprochene Wirklasteinstellung durch eine Schlupfregelung mit Hilfe von Widerständen im Läuferstromkreis der Asynchronmotoren ist nicht sehr wirtschaftlich und erfordert auch bei stetiger Regelung der Widerstände einen erheblichen Aufwand an Regelgeräten. Vor allem sind getrennte Verstellmotoren erforderlich. Ohne Regelung der Wirklastverteilung kann jedoch nur unter Inkaufnahme großer Leitungsverluste ausgekommen werden, denn die Größe des günstigsten Lastwinkels ist von der Erregung der Synchrongeneratoren unabhängig. Sie kann also durch die Spannungsregelung der Synchrongeneratoren nicht beeinflußt werden.
  • Eine praktisch verlustlose Regelung der Wirklastverteilung auf die Asynchronmotoren wird durch Änderung der Erregerspannungen der Drehstromerregermaschinen der einzelnen Asynchronmotoren erreicht. Dabei ist die Wirkung auf den Schlupf der Asynchronmotoren ähnlich wie die Wirkung der Drehzahlverstellung bei Turbinenreglern. Die natürliche Schlupfkennlinie wird um einen bestimmten Betrag v, den sogenannten »Verstellwert«, parallel zu sich selbst verschoben. Das kann der Fig.3 entnommen werden. In dieser ist in der Ordinatenrichtung der Schlupf s in °/o, in der Abszissenrichtung das Verhältnis - - aufgetragen, wobei NA", die Nennwirkleistung des Asynchronmotors der Station I ist. Nach Fig. 3 entspricht dann die jeweilig abgegebene Wirkleistung von z. B. dem Asynchronmotor in Station I dem Verhältnis Bei gleichbleibendem Schlupf kann die Wirkleistung bzw. bei gleichbleibender Wirkleistung kann der Schlupf geändert werden. Ohne besondere Vergrößerung der Erregermaschine ist bei großen Asynchronmotoren bei gleichbleibendem Schlupf eine Veränderung der Wirkleistung um etwa ± 6o01, der Nennwirkleistung möglich. Die Einstellung eines bestimmten Wirkleistungsverhältnisses, z. B. bei zwei Maschinen, ist nur von der Differenz der Verstellwerte v1 und v2 abhängig. Denn es ist wobei NA"?, die Nennwirkleistung des Asynchronmotors der Station II und NA = NA, -E- NA2 die gesamte abgegebene Wirkleistung der Asynchronmotoren bedeuten. Für eine stabile Regelung ist dann noch eine bestimmte Richtgröße erforderlich. So kann man beispielsweise alle Asynchronmotoren mit einem konstanten mittleren Schlupf arbeiten lassen, den man etwa gleich dem halben mittleren Nennlastschlupf sm aller Asynchronmotoren wählt. Die Regelung erfolgt dann in der Weise, daß der Regler sowohl auf den festen Schlupf sm als auch auf den der gewünschten Wirkleistung N" entsprechenden Verstellwert v einregelt. Die letztere Regelbedingung hinsichtlich einer bestimmten Wirkleistung Nw bzw. eines bestimmten Verstellwertes v wird durch die Vektorlage der Polradspannungen bzw. in einfacherer Weise durch die Vektorlage der F ahrdrahtspannungen an den einzelnen Speisepunkten gesteuert. Bei empfindlichen Regelungen, z. B. einer Fahrplanregelung, kann der Schlupffestwert sm auch abhängig von der Summenwirkleistung gesteuert werden, indem mit zunehmender Last auch der Schlupffestwert snz erhöht wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß der Verstellwert v zu weit auszusteuern ist. Die Erregermaschinen fallen dann kleiner aus.
  • Es ist noch zu beachten, daß der Polradwinkel @9 von der Erregung der Synchrongeneratoren unabhängig ist. Er ist lediglich durch die Leitungs-, Maschinen- und Lastimpedanzen bestimmt. Das gilt auch für denjenigen PolradwinkeU, bei dem bei gegebener Erregung der Synchrongeneratoren die Verbraucherwirkleistung N, L einen Höchstwert annimmt.
  • Da sich die Lage des Lastschwerpunktes auf der Strecke und damit auch die Größe des günstigsten Polradwinkels 0 dauernd ändert, muß zur Einstellung auf den günstigster. Polradvrinkel die Lage der Polradvektoren durch besondere Hilfseinrichtungen nachgebildet werden. Die hiermit verbundenen Schwierigkeiten werden vermieden, wenn an Stelle einer Regelung der Lage der Vektoren der Polradspannungen die Lage der Vektoren der Fahrdrahtspannungen Ui bzw. UZ an den Speisepunkten geregelt wird, denn für die von den Synchrongeneratoren abgegebenen Wirkleistungen IV" und Nr",2 und die an den Verbraucher abgegebene Wirkleistung N"; 1j gelten die Beziehungen und Dabei sind ZL1, ZL2 und ZLB irn folgenden näher definierte Leitungs- und Lastimpedanzwerte und (pLi, (f-L2 und (fLL die zugehörigen Impedanzwinkel. Sind L1 und L2 die komplexen Impedanzwerte der Leitungsabschnitte, L die gesamte Leitungsimpedanz und % die Lastimpedanz, dann ist Rb ist der Ohinsche Widerstand der Belastung uiid an der Phasenwinkel zwischen den Spannungen U 1 und U2. Die Wirkleistungsverluste sind :N r = @#r, -:@Trn1; . Der Phasenwinkel ,il für kleinste Leitungsverluste ergibt sich, wenn die Verlust;inderung in Abhängigkeit voin Phasenwinkel ,, Null wird, d. h. wenn Diese Bedingung ist für 11 = o° erfüllt, d. h. die geringsten Leitungsverluste treten dann auf, wenn bei gegebenen Fahrdrahtspannungen in den Stationen I und II der Winkel zwischen den zuletzt genannten Spannungsvektoren gleich Null ist. Das ist gleichzeitig auch die günstigste Lage hinsichtlich der höchsten erreichbaren Nutzleistung; denn nach der obigen Gleichung für die abgegebene Nutzleistung Nw B wird diese für x, = o° bzw. cos ,-x, = i am größten. Nunmehr ist eine einfache Regelung der Asynchronmotoren möglich: es sind nur die Erregertransformatoren der Asynchronmotoren durch die Differenzspannung benachbarter Stationen, z. B. durch Fernsteuerung, zu regeln. Das geschieht in der Weise, daß sich durch Verstellung am Regeltransformator die Verstellwerte v und damit auch die Wirkleistungen der Asynchronmotoren so weit ändern, bis die Differenzspannungen benachbarter Stationen einen Mindestwert annehmen, d. h. also, bis alle Stationsspannungen phasengleich werden. Beim Betrieb mehrerer Stationen wird dann eine Station auf einen Schlupffestwert snL gesteuert. Diese Station gibt dann mit ihrer Fahrdrahtspannung auch den Richtvektor für die übrigen Stationen an. Es fährt dann der Asvnchromnotor dieser Station nur mit fester Schlupffrequenz (Schlupffrequenzmaschine), und die übrigen Maschinen werden durch die Fahrdrahtdifferenzspannung auf die richtige Belastung eingeregelt (Lastmaschinen).
  • Jeder Asynchron-Synchron-Umformer wird zweckmäßigerweise mit zwei Reglern ausgerüstet. Für die Einphasensynchrongeneratoren sindgewöhnlicheSpannungsregler vorgesehen, die auf die gewünschte Stations- bzw. Fahrdrahtspannung einregem. Die Asynchronmotoren sind mit einem Regler ausgestattet, der bei der schlupffrequenzhaltenden Station als Schlupffrequenzregler den Regeltransformator der Drehstromerregermaschine beeinflußt. Bei den Asynchronmotoren der übrigen Stationen ist dieser Regler als Vektorregler ausgebildet.
  • In Fig. 4 ist beispielsweise eine Anordnung dargestellt, bei der der Fahrdraht F von drei Stationen I bis III aus mit einem Einphasenstrom von i62;3 Hz gespeist wird. Hierbei steht in der Station II die schlupfhaltende Asynchronmaschine,wäkrend sich in den Stationen I und III die Lastmaschinen befinden. Die Asynchronmotoren IM werden dabei jeweils von dem 5operiodigen Netz N über den Haupttransformator Tr gespeist. Die Läufererregung der Asynchronmotoren M erfolgt jeweils über einen Regeltransformator RTr und die Drehstromerregermaschine DE. Der vom Asynchronmotor M angetriebene Synchrongenerator G wird von der Gleichstromerregermaschine GE erregt, für die ein Spannungsregler SR vorgesehen ist. Der Synchrongenerator G arbeitet über einen weiteren Transformator Tr' auf den Fahrdraht F. Der Spannungsvergleich benachbarter Stationen erfolgt hier drahtlos über Sender S und Empfänger E. Er kann jedoch auch unter Zuhilfenahme von Überlagerungsfrequenzen über die Leitungen sowie auch über Hilfsleitungen durchgeführt werden. Von den Empfängern E aus wird der Vektorregler VR für die Vektoren der Leitungsspannungen in den einzelnen Speisepunkten betätigt. Für die schlupfhaltende Maschine in der Station II ist nur ein Schlupfregler Sehr vorgesehen. Nach entsprechender Umschaltung kann die Aufgabe der schlupfhaltenden Station einer Station mit Lastmaschinen übertragen werden. Bei festliegendem Fahrplanbetrieb, bei dem also die Belastungen vorher bekannt sind, können die Vektorregler VR fahrplanmäßig gesteuert werden. Dann kann auch die Größe der Schlupffrequenz des Umformers je nach dem Grad der Gesamtbelastung geändert werden, um eine Aussteuerung auf geringere Verstellwerte der Schlupfkennlinien zu erreichen. Mit Rücksicht auf eine stabile Regelung wird man zweckmäßigerweise stets dem Schlupffrequenzregler Schr eine bestimmte Statik geben. Bei asy nchronangetriebenen Einphasenbahnumformern sind die Verhältnisse für einen stabilen Parallelbetrieb der Einphasengeneratoren bei alleiniger Kupplung über die Fahrleitung sehr günstig, und es ist eine einfache Regelung auf geringste Leitungsverluste möglich. Die schnelllaufenden Antriebsmotoren großer Leistungen haben nämlich einen sehr kleinen Nennlastschlupf, so daß selbst bei vollkommenemAußertrittfallen derSynchrongeneratoren diese nur um höchstens etwa i bis 1,5 °/o in der Drehzahl auseinanderlaufen können. Die Wirklastregelung der Antriebsmotoren ist bei dem geringen Schlupf der Asynchronmotoren außerordentlich genau und wirkt, abgesehen von der Verstellzeit am Regeltransformator RTr der Drehstromerregermaschinen DE, verzögerungsfrei. Weiterhin können die Einphasensynchrongeneratoren ohne ins Gewicht fallende Vergrößerung mit hoher statischer und dynamischer Stabilität durch hohes Leerlaufkurzschlußverhältnis und geringe Gesamtstreuung der Generatoren gebaut werden. Dabei wirken die bei Einphasensynchrongeneratoren stark ausgebildeten Dämpferwicklungen als ausgezeichnete Pendeldämpfung bei Wirklaststößen. Bei den großen Polleistungen und Polflüssen der 162/3periodischeii Einphasensynchrongeneratoren sind die magnetischen Zeitkonstanten sehr groß, so daß auch bei schweren Kurzschlüssen das Gesamtfeld der Maschine über längere Kurzschlußzeiten nur wenig abnimmt. Die Schwungmomente der Umformer sind sehr groß, so daß sie bei plötzlichen Laständerungen nur langsame Pendelungen ausführen. Schließlich können die Synchrongeneratoren ohne Schwierigkeiten mit starken Stoßerregungen versehen werden, so daß eine stabile Spannungshaltung bei Kurzschlüssen möglich ist.
  • Die Vektorregler VR und die Schlupfregler SchR, die auf die Regeltransformatoren RTv der Drehstromerregermaschinen DE arbeiten, können mit einem zweiten Steuerglied versehen werden, das bei Überschreitung bestimmter einstellbarer cos q@-`Verte eingreift und dann unter Verzicht auf die Regelung auf geringste Leitungsverluste auf der Fahrdrahtseite dafür sorgt, daß die Zuführung der Energie zu den Umformerwerken praktisch mit cos (p = i erfolgt. Innerhalb des einstellbaren Bereiches kann der Regler unabhärigigvon der cos q-.-Regelung auf geringste Leitungsverluste regeln.
  • An Stelle der in Fig. i dargestellten einzigen Belastung können naturgemäß auch mehrere Belastungen bzw. es kann eine verteilte Last mit wanderndem Lastschwerpunkt vorhanden sein. Die Erfindung kann auch dann mit Vorteil verwendet werden, wenn die einzelnen Speisepunkte von Werken gespeist werden, die an voneinander getrennte Drehstromquellen angeschlossen sind. Diese müssen also nicht durch ein gemeinsames Netz untereinander verbunden oder miteinander vermascht sein.
  • Die Erfindung kann auch bei Anordnungen Anwendung finden, bei denen Wechselstromleitungen von durch Synchronmotoren angetriebenen Synchrongeneratoren gespeist werden. In diesem Fall wird der Ständer der Synchronmotoren vierdrehbar gemacht.
  • Die Vektorregelung auf geringste Fahrleitungsverluste erfolgt, wie dies in Fig. 5 für drei Stationen gezeichnet ist, wieder durch Vergleich der Stationsspannungen Ui, UZ und U3. Dabei gibt die Station II den Richtvektor UZ an und sendet ihn über den Sender S in Station II an die Empfänger E in den Staionen I und III. Die Übertragung kann entweder drahtlos oder durch Mittel- oder Hochfrequenzüberlagerting über die Fahrleitung oder eine Hilfsleitung erfolgen. Die Empfänger F_ geben nun die Spannung Uz weiter an die Vektorregler VR der Stationen I und 11I. Die Vektorregler YR werden außerdem von den eigenen Stationsspannungen Ui und U3 beeinflußt und bewirken über im einzelnen nicht dargestellte V erstellmotoren die Verdrehung der Ständer der Synchronmotoren M der Stationen I und III, und zwar so lange, bis die Differenz der Spannungen Ui und UZ in Station I und der Spannungen U3 und U. in Station III am kleinsten wird bzw. bis die Spannungen UI und UZ bzw. U3 und UZ miteinander in Phase liegen. Für die gewünschte Größe der Fahrdrahtspannungen U1, U2 und U3 sorgen die Spannungsregler SR, die die Erregermaschinen E2 der Einphasensynchrongeneratoren G beeinflussen. Für eine stabile Regelung ist es außerdem nötig, daß die Synchronmotoren M auf einen bestimmten cos cp, am besten auf cos qg = i und damit auf geringste Motorverluste, eingeregelt werden, was durch die strom- und spannungsabhängige Regelung der Erregermaschinen Ei der Synchronmotoren durch einen cos q"-Regler (cos (p-R) geschehen kann.
  • Für einen stabilen Parallelbetrieb wird es stets zweckmäßig sein, die Einphasensynchrongeneratoren und die Synchronmotoren mit besonderen Erregermaschinen oder getrennten Erregersätzen auszurüsten, die so groß bemessen sind, daß eine etwa 5o°/oige Übererregung über die Nennerregung möglich ist (Stoßerregung).
  • Die Erfindung kann auch bei Anordnungen Anwendung finden, bei denen z. B. in dem einen Werk Synchronmotoren und in einem anderen Werk Asynchronmotoren als Antrieb der Synchrongeneratoren dienen. Dabei ist es gleichgültig, ob das die Synchronmotoren speisende Netz vernascht, also synchron, oder getrennt, also asynchron, betrieben wird. ,

Claims (12)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betrieb von Einphasenbahnfahrleitungen, die von mindestens zwei räumlich weit auseinanderliegenden Speisepunkten aus gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß von den Vektoren der Fahrleitungsspannungen in den einzelnen Speisepunkten einer als Vergleichsvektor auf die anderen Speisepunkte übertragen wird und dort jeweils durch Vergleichen mit dem dortigen Fahrleitungsspannungsvektor (Standpunktvektor) die den Standpunktvektor beeinflussenden Betriebsgrößen des speisenden Maschinensatzes im Sinne einer Einregelung des Standpunktvektors auf gleiche Phasenlage mit dem Vergleichsvektor einwirkt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, bei dem die Wechselstromleitungen von Synchrongeneratoren gespeist werden, die durch Asynchronmotoren angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vektoren der Leitungsspannungen durch Änderung der Neigung bzw. Verschiebung der Schlupfkennlinie der Asynchronmotoren eingeregelt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung auf einen Festwert, z. B. den Schlupf des Asynchronmotors eines Speisepunktes, hin erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupffestwert in Abhängigkeit von der Summe der Leistungen gesteuert wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Asynchronmotor eines Speisepunktes auf die Einhaltung einer festen Schlupffrequenz und die Asynchronmotoren der übrigen Speisepunkte auf die Einhaltung der richtigen Last eingesteuert werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 2 bis 5, bei dem die Einphasenbahnfahrleitungen von Synchrongeneratoren gespeist werden, die von Asynchronmotoren mitDrehstromerregermaschinen alsHintermaschine angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregertransformatoren der Drelistromerregermaschinen durch die Differenzspannung benachbarter Speisepunkte gesteuert werden.
  7. 7. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch i bis 6 für aus getrennten asynchron betriebenen 5o-Perioden-Netzen mehrfach gespeiste Einphasenbahnfahrleitungen.
  8. 8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Asynchron-Synchron-LTmformer mit zwei Reglern ausgestattet ist, von denen der eine am Synchrongenerator die gewünschte Speisepunktspannung einregelt und der andere auf den Asynchronmotor wirkt, indem er bei dem die Schlupffrequenz haltenden Speisepunkt als Schlupffrequenzregler den Regeltransformator der Drehstromerregermaschine beeinflußt und bei den Asynchronmotoren der übrigen Speisepunkte die Phasenlage der Vektoren der Speisepunktspannungen einregelt. g.
  9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Umschaltung der Schlupffrequenzregler als Regler für die Phasenlage der Vektoren der Speisepunktspannungen und der Regler für die Phasenlage der Vektoren der Speisepunktspannungen als Schlupffrequenzregler verwendet werden kann. io.
  10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Sende- und Empfangsgeräte für die Fernübertragung der Vektoren der Leitungsspannungen und Einrichtungen zum Spannungsvergleich vorgesehen sind. ix.
  11. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Fahrplansteuerung der Spannungen.
  12. 12. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, wobei die Wechselstromleitungen durch Synchrongeneratoren gespeist werden, die durch Synchronmotoren angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständer der Synchronmotoren zur Regelung verdrehbar sind. -In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 642 677; Sachs, »Die ortsfesten Anlagen elektr. Bahnen«, Orell Füssli Verlag, Zürich-Leipzig, 1938.
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