DE976215C - Elektrische Anlage mit Hilfseinrichtungen fuer mehrere Verbraucher wie Schuetzen u. dgl. - Google Patents
Elektrische Anlage mit Hilfseinrichtungen fuer mehrere Verbraucher wie Schuetzen u. dgl.Info
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/24—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage
- H02H3/247—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage having timing means
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 2. MAI 1963
S 15280 VIIIb I'21®
wie Schützen u. dgl.
(Ges. v. 15.7.1951)
In elektrischen Anlagen mit Schützensteuerung, insbesondere in Industrieanlagen mit zahlreichen
Motoren, für Einzelantrieb, werden die Schütze vielfach über einen Momentkontaktgeber gesteuert. Die
Schütze halten sich selbst durch einen Selbsthaltestromkreis, solange dieser nicht stromlos wird. Bei
kurzzeitigem Spannungsrückgang unter eine festgelegte Grenze, der in rauhen Betrieben wie z. B.
Zechenanlagen häufig vorkommen kann, würden sämtliche so geschalteten Schütze abfallen und nach
Wiederkehr der Spannung von Hand neu eingeschaltet werden müssen. Vor allem bei Anlagen,
deren Anlauf eine bestimmte Schaltfolge der einzelnen Verbraucher erfordert, würde dies sehr
nachteilig sein, da der Wiederanlauf zeitraubend ist.
Es besteht daher das Bedürfnis, daß sich kurzzeitige Spannungsabsenkungen bis zu etwa 1 Sekunde
Dauer nicht auf die Anlage auswirken. Dies könnte man z. B. dadurch erreichen, daß an Stelle
der Momentkontaktgeber Dauerkontaktgeber verwendet werden. Spannungsausfälle oder -absenkun-
309 565/11
gen mit einer Zeitdauer von ι Sekunde würden dann an sich die Aufrechterhaltung des Betriebes
der Anlage nicht gefährden, weil die Mehrzahl der Maschinen in ι Sekunde noch nicht zum Stillstand
kommt. Die Anlage befindet sich also bei wiederkehrender Spannung praktisch noch in Betrieb. Die
Dauerkontaktgabe hat jedoch den Nachteil, daß sämtliche Motoren auch bei längerem Fortbleiben
der Spannung noch eingeschaltet sind und dann, ίο bereits stillstehend, auf einmal der wiederkehrenden
Spannung ausgesetzt sind. Das Netz wird diese Belastung meist nicht tragen können. Ferner bedeutet
das unerwartete Anlaufen der Motoren eine Gefahr für das Bedienungspersonal, zudem bringt
diese Art des Anlaufens bei Anlagen, deren Verbraucher in einer bestimmten Reihenfolge eingeschaltet
werden müssen, weitere Gefahren für Menschen und Material. Aus diesem Grunde kann
die Dauerkontaktgabe nur in Sonderfällen, beispielsweise bei Leuchtwartenschaltungen, gelegentlich
angewendet werden. Auch bei anderen Hilfseinrichtungen außer Schützen ist es oft erwünscht,
bei kurzzeitigem Absinken oder Wegbleiben der Netzspannung wenigstens die Hilfseinrichtungen
weiter in Betrieb zu halten.
Die Erfindung löst die eingangs angegebene Aufgabe für elektrische Anlagen mit Hilfseinrichtungen
für mehrere Verbraucher wie Schützen u. dgl. dadurch, daß mindestens ein selbsterregter Hilfsstromerzeuger
zur Speisung der Hilfseinrichtungen mehrerer Verbraucher vorgesehen ist, der im ungestörten
Betrieb der Anlage als Motor leer läuft und bei Spannungsausfall im Auslauf die Speisespannung
aller Hilfseinrichtungen für die in einem gemeinsamen Zeitrelais eingestellte Zeit vorübergehend
aufrechterhält.
Der Hilfsstromerzeuger ist hierzu mit genügend hohem Trägheitsmoment auszuführen oder mit
einer geeigneten Schwungmasse zu verbinden, damit er die gewünschte lange Auslaufzeit von etwa
ι bis 2 Sekunden erreicht. Schwungradgeneratoren zur NetzTeistungslieierung und Pufferung von Belastungsstößen sind an sich bekannt. Das sind aber
große Maschinen, die die Leistungszufuhr zu den Motoren aufrechterhalten sollen, wogegen der
für die Zwedce der Erfindung bestimmte Hilfsstromerzeuger nur das Ansprechen der Schütze und
etwa noch den vorzeitigen Ausfall bestimmter Hilfsantriebe verschiedener Verbraucher, nicht
aber das Stromloswerden der einzelnen Verbraucher, z. B. der Hauptmotoren, verhindern soll.
Man hat auch schon die Gleichstromerregermaschine eines Synchronmotors zur Speisung der
Wicklung des Motorschützes mit verwendet. Dabei wurde die Gleichstromerregermaschine von einem
an das Hauptnetz angeschlossenen Asynchronmotor angetrieben. Bei Ausfall des Hauptnetzes speiste
die Gleichstromerregermaschine kurzzeitig bis zum Auslauf des Aggregates Asynchronmotor—Erregermaschine
die Erregerwicklung des Synchronmotors und die Wicklung des Hauptschützes weiter. Die
Energieversorgung der Hilfseinrichtungen anderer etwa in dieser Anlage vorgesehener Verbraucher,
vor allem solcher, bei denen keine Gleichstromerregermaschine vorgesehen war, wurde hierdurch
jedoch nicht sichergestellt. Die Aufrechterhaltung des Betriebes erstreckte sich also nur auf den speziellen
Synchronmotor, für den die Gleichstromerregermaschine vorgesehen war. Demgegenüber
wird bei der neuen Anlage an allen Hilfseinrichtungen kurzzeitig die Spannung aufrechterhalten.
Ferner ist es bekannt, Umformer zur Aufrechterhaltung der Speisespannung bei Ausfall der für
den Normalbetrieb vorgesehenen Wechselstromerzeuger vorzusehen, die im Normalbetrieb am
Wechselstromnetz angeschlossen sind und als Motoren mitlaufen und die bei Ausfall oder Absinken
der Speisespannung unter einen vorgegebenen Wert an ein Gleichstromhilfsnetz angeschlossen
werden, um dann die Speisespannung der eigentliehen Verbraucher zu übernehmen. Für diese Umformer
sind besondere Erregungseinrichtungen notwendig. Im übrigen sind sie nicht so gebaut, daß
sie ihre Antriebsenergie längere Zeit, also etwa ι bis 2 Sekunden, aus der beim Motorbetrieb aufgenommenen
kinetischen Energie entnehmen können. Demgegenüber erfordert die neue Einrichtung
keine besonderen Hilfsstromquellen noch besondere aufwendige Erregungsanordnungen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Schaltbild dargestellt. Die Anlage
enthält ein Hauptnetz R-S-T, an das verschiedene durch Schütze gesteuerte Maschinen JM1 und m2
angeschlossen sind. Zum Betätigen der Schütze dienen Einschaltdruckknöpfe e1 und e2, zu denen
die Selbsthaltekontakte Zi1 und h2 der Schütze parallel
geschaltet sind, und Ausschaltdruckknöpfe G1
und (Z2. Sämtliche Schützspulen ^1 und S2 der im
dargestellten Ausführungsbeispiel mehrphasig angeschlossenen Schütze liegen mit einer Phase an
einem Hilf snetz R'-S'-Tr und werden im übrigen im
ungestörten Betrieb, wie das Schaltbild zeigt, vom H'auptnetz R-S-T. gespeist. An dieses ist über ein
besonderes Schütz s eine Asynchronmaschine g mit Schwungrad t angeschlossen, die zur Speisung des
Hilfsnetzes R'-S'-T' bestimmt ist.
Bleibt die Spannung im Hauptnetz R-S-T aus, so fällt das durch ein Spannungsrückgangsrelais r
gesteuerte Sonder schütz j ab, und die nunmehr als
Generator arbeitende Asynchronmaschine g gibt ihre Spannung über ein Hilfsschütz hs an die
Schützspulen ^1 und J2 ab. Nach Ablauf von 1 bis
2 Sekunden spricht ein den Stromkreis des Hilfsschützes hs unterbrechendes Zeitrelais ζ an. Nach
dem öffnen des Hilfsschützes hs fallen sämtliche
übrigen Schütze ab. Kommt die Hauptnetzspannung vorher, also z. B. innerhalb von einer Sekunde,
wieder, so schaltet sich das Sonderschütz.? wieder selbsttätig ein, und die Schütze der Maschinen
M1 und W2 bleiben angezogen, so daß die
vorübergehend vom Hilfsstromerzeuger gespeisten Einrichtungen selbsttätig wieder mit dem Hauptnetz
R-S-T verbunden werden, d. h. eine Betriebsunterbrechung
wurde vermieden.
Das Sonderschütz ί muß früher abfallen als samtliehe
übrigen Schütze der Anlage. Deshalb'muß
ihm das erwähnte Spannungsrückgangsrelais r vorgeschaltet werden, das auf einen geeigneten Spannungswert
einstellbar ist.
Das im Schaltbild dargestellte Ausführungsbeispiel sieht einen Asynchrongenerator vor, dem
Kondensatoren c parallel geschaltet sind. Deren Kapazität ist so· groß zu wählen, daß sie die Selbsterregung
der Asynchronmaschine als Generator sicherstellt und außerdem den Blindstrom der
ίο Schützenspulen kompensiert. Als Hilfsstromerzeuger
kann jedoch auch eine gewöhnliche Synchronmaschine mit gekuppelter Gleichstromerregermaschine
dienen. Diese Ausführung ist allerdings verhältnismäßig empfindlich und muß überwacht werden,
da sie Schleifringe, einen Stromwender sowie einen Nebenschlußregler enthält. Einfacher ist es,
eine Synchronmaschine mit Dauermagnetläufer zu verwenden.
Die Antriebsenergie des Hilfsstromerzeugers wird während der spannungslosen Pause in allen
Fällen einem auf das Generatorwellenende aufgebrachten Schwungrad t entnommen. Eine Drehzahlabsenkung
und damit ein Frequenzrückgang um 10% können als zulässig angesehen werden.
as Beim Einschalten der Anlage nach längerer
Pause werden die Schützspulen oder sonstigen Hilfseinrichtungen zunächst vom Hauptnetz ohne
Benutzung des Hilfsstromerzeugers gespeist. Dieser hat also nur diejenige Leistung aufzubringen,
welche die Schütze in angezogenem Zustande — oder die sonstigen Hilfseinrichtungen, wie
Hilfsmotoren im Betrieb —■ benötigen, und kann daher verhältnismäßig klein ·—· etwa für ein Viertel
der beim Einschalten der Schütze erforderlichen Leistung — ausgelegt werden. Bei beispielsweise
100 Motoren in einer geschlossenen Anlage, etwa einer Kohlenaufbereitungsanlage, haben sämtliche
Schützspulen zusammen einen Leistungsbedarf von rund 15 kVA und 10 kW im offenen, dagegen nur
etwa 3,5 kVA und 1,5 kW im angezogenen Zustande der Schütze.
Sofern es nicht überhaupt möglich ist, mit Einphasengeneratoren als Hilfsstromerzeuger zu arbeiten,
muß für einigermaßen gleiche Belastung der Phasen und für Blindstromkompensierung gesorgt
werden, z. B. durch Einbau von Widerständen zu, Drosselspulen d und Kondensatoren k, die ebenfalls
die Selbsterregung der Asynchronmaschine g sicherstellen.
Claims (10)
- Patentansprüche:ι. Elektrische Anlage mit Hilfseinrichtungen für mehrere Verbraucher wie Schützen u. dgl., deren Betriebszustand bei kurzdauerndem Spannungsausfall aufrechterhalten werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein selbsterregter Hilfsstromerzeuger zur Speisung der Hilfseinrichtungen mehrerer Verbraucher vorgesehen ist, der im ungestörten Betrieb der Anlage als Motor leer läuft und bei Spannungsausfall im Auslauf die Speisespannung aller Hilfseinrichtungen für die in einem gemeinsamen Zeitrelais eingestellte Zeit vorübergehend aufrechterhält.
- 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Hilfsstromerzeuger zu speisenden Einrichtungen während des Spannungsausfalles mindestens einphasig bzw. einpolig vom Hauptnetz getrennt und nur mit dem Hilfsstromerzeuger verbunden sind.
- 3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wiederkehr der betriebsmäßigen Spannung die vorübergehend vom Hilfsstromerzeuger gespeisten Einrichtungen selbsttätig wieder mit dem Hauptnetz verbunden werden.
- 4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei länger dauerndem Spannungsausfall die vorübergehend vom Hilfsstromerzeuger gespeisten Einrichtungen selbsttätig auch vom Hilfsstromerzeuger getrennt werden.
- 5. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstromerzeuger (g) über ein Sonderschütz (s) mit dem Hauptnetz (R-S-T) verbunden und mindestens eine Phase oder Zuleitung der vorübergehend vom Hilfsstromerzeuger zu speisenden Einrichtungen (sv S2) zwischen diesem und dem Sonderschütz (s) angeschlossen ist.
- 6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsrückgangsschalter zur Abtrennung des Hilfsstromerzeugers (g) und der durch ihn zu speisenden Schütze (sv S2) vom Hauptnetz (R-S-T) ein Sonderschütz (s) mit Spannungsrückgangsrelais (r) dient, das so eingestellt ist, daß das Sonderschütz (s) früher abfällt als die übrigen Schütze (sv S2) der Anlage.
- 7. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hilfsstromerzeuger (g) und den von ihm zu speisenden Einrichtungen (sv S2) ein Zeitschalter, z. B. ein Hilfsschütz (hs) mit Zeitrelais (z), liegt, das nach Ablauf des bei Spannungsausfall zu überbrükkenden Zeitraumes, z. B. nach 1 bis 2 Sekunden, die Schaltstelle öffnet.
- 8. Anlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsstromerzeuger (g) eine Asynchronmaschine mit Schwungrad (t) dient, deren Selbsterregung zweckmäßig durch parallel geschaltete Kondensatoren (k) sichergestellt wird.
- 9. Anlage nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entlastung des Hilfsstromerzeugers (g) an die Zuleitungen der von ihm zu speisenden Einrichtungen (^1, S2) deren Blindlastbedarf ganz oder teilweise deckende Kondensatoren (c) angeschlossen sind.
- 10. Anlage nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Verbindungsleitungen zwischen dem Hilfsstromerzeuger (g) und den von ihm zu speisenden Einrichtungen die Belastung seiner Phasen vergleichmäßigendeWirk- oder Blindwiderstände (ze/, k, d) angeschlossen sind.ii. Anlage nach Anspruch ι bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Schützenspulen oder sonstige Hilfseinrichtungen beim Einschalten der Anlage zunächst vom Hauptnetz ohne Benutzung des HilfsStromerzeugers (g) gespeist werden, der nur für den Leistungsbedarf der Schützenspulen u. dgl. bei angezogenem Zustand der Schütze oder der sonstigen Hilfseinrichtungen im Betrieb bemessen ist.In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 721448, 550643,472 436; »Motortechnische Zeitschrift«, 1942, Heft 1,S. 14 undHierzu 1 Blatt Zeichnungen©309 565/11 4.63
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DE (1) | DE976215C (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE472436C (de) * | 1929-02-28 | Siemens Schuckertwerke Akt Ges | Schaltung fuer Wechselstrompufferanlagen, bestehend aus einem kompensierten Schwungradhauptmotor mit elektrisch betriebenen Hilfsantrieben | |
DE550643C (de) * | 1930-05-02 | 1932-05-13 | Sachsenwerk Licht & Kraft Ag | Einrichtung zum Abschalten von Asynchronmotoren bei Spannungsabsenkungen im Netz |
DE721448C (de) * | 1938-01-01 | 1942-06-05 | Aeg | Notstromversorgung fuer wechselstromgespeiste Geraete |
-
1943
- 1943-01-31 DE DES15280D patent/DE976215C/de not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE472436C (de) * | 1929-02-28 | Siemens Schuckertwerke Akt Ges | Schaltung fuer Wechselstrompufferanlagen, bestehend aus einem kompensierten Schwungradhauptmotor mit elektrisch betriebenen Hilfsantrieben | |
DE550643C (de) * | 1930-05-02 | 1932-05-13 | Sachsenwerk Licht & Kraft Ag | Einrichtung zum Abschalten von Asynchronmotoren bei Spannungsabsenkungen im Netz |
DE721448C (de) * | 1938-01-01 | 1942-06-05 | Aeg | Notstromversorgung fuer wechselstromgespeiste Geraete |
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