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Publication number: DEM0028972MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 6. Dezember 1955 Bekanntgemacht am 31. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Es ist bekannt, daß ein Drehstromsynchrongenerator mit einem mehrphasig bewickelten Rotor unabhängig von einem Drehstromnetz arbeiten kann, wenn Kondensatoren für die Lieferung des Blindstromes zur Erregung des Generators verwendet werden. Voraussetzung für die Selbsterregung ist dabei, daß im Rotor vom früheren Betrieb als Generator oder Motor eine Restmagnetisierung vorhanden ist, die bei umlaufendem Rotor im Stator eine Wechselspannung induziert, welche den aus dem Asynchrongenerator und den Erregerkondensatoren bestehenden mehrphasigen Schwingkreis anfacht. Bei kleiner Restmagnetisierung: und kleiner Remanenzspannung erfolgt das Anfachen dieses Schwingkreises nur langsam. Zur Verbesserung der Erregungszeit sind bereits verschiedene Mittel vorgeschlagen worden, wie z. B. Rotorbleche mit großen Hystereseverlusten, ein großer Überschuß an Erregerkapazitäten gegenüber den Induktivitäten des Generators im linearen Teil der Magnetisierungskurve, ein erhöhter Rotorwicklungswiderstand oder das Zuschalten von geladenen Kondensatoren auf den Stator. Durch diese Mittel läßt sich jedoch die Wiedererregungszeit insbesondere nach Klemmenkurzschlüssen nicht genügend verkürzen, und Wiedererregungszeiten von

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weniger als ο, ι Sekunde, wie sie bei Notstromanlagen verlangt werden, lassen sich damit nicht erreichen.

Eine bedeutende Verkürzung der Wiedererregungszeit eines als Motor an ein Hauptnetz angeschlossenen und für die Speisung eines Notstromverbrauchernetze-s vorgesehenen kondensatorerregten, mit einem Energiespeicher verbundenen Asynchrongenerators mit einem mehrphasig bewickelten,

ίο symmetrisch kurzgeschlossenenRotor bei einer einem durch kurzschlußartige Generatorüberlastung durch das Hauptnetz verursachten Spannungszusammenbruclh nachfolgenden, denWiedererregungsvorgang einleitenden Kurzschlußschnellabschaltung läßt sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erreichen, daß bei der Kurzschlußschnellabschaltung der symmetrische Kurzschluß ' des Rotors während des Wiedererregungsvorgangs kurzzeitig in einen asymmetrischen Kurzschluß übergeführt wird.

Zur Ausführung dieses Verfahrens wird erfindungsgemäß eine Einrichtung benutzt, bei der außer einem Schalter zur Kurzschlußschnellabschaltung zur Vollziehung mindestens einer weiteren Schaltung Schaltmittel vorhanden sind, die bei der Kurzschlußschnellabschaltung zumindest eine der kurzgeschlossenen Rotorwicklungsphasen während der Wiedererregungszeit kurzzeitig abschalten. Der Rotor, der im Normalbetrieb symmetrisch kurzgeschlossen ist, läuft somit während der Wiedererregungszeit mit einer asymmetrischen Kurzschlußwicklung, bei der sich das Rotorfeld in einer Richtung ungehindert ausbilden kann, so daß die Restmagnetisierung . nach dem Spannungszusammenbruch so groiß bleibt, daß der Spannungswiederanstieg sofort erfolgt.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt, wobei auch das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert wird.

Fig. ι zeigt eine Einrichtung zur Schnellwiedererregung, bei der ein Kurzschlußschnellschalter und ein Schalter zur Abschaltung einer Rotorwicklungsphase mechanisch zu einem gemeinsamen Schalter verbunden sind und bei der als Energiespeicher ein Schwungrad verwendet wird;

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Erfindung, bei der der gemeinsame Schalter Hilfskontakte zur Abschaltung von Zuleitungen zu einem Notstromverbrauchernetz des Asynchrongenerators während des Wiedererregungsvorganges aufweist.

In Fig. ι bedeutet 1. einen Drehstromasynchrongenerator, dessen Rotor 12 mit einem Schwungrad 2 gekuppelt ist und dessen Stator 11 von in Dreieck geschalteten Kondensatoren 3 erregt wird. Ein Hauptnetz 4 speist über einen Schalter 5 ein Notstromverbrauchernetz 6 und den Asynchrongenerator i, der im Normalbetrieb als Motor das Schwungrad 2 antreibt. Tritt nun beispielsweise an einer vom Generator 1 weit entfernten Stelle eine Abschaltung der Speisung des Hauptnetzes 4. ein, so ist dieses Hauptnetz 4 für den verhältnismäßig kleinen Generator 1 praktisch ein Kurzschluß, wie dies symbolisch durch einen Schalter 14 angedeutet ist, so daß die Spannung des Generators 1 zusammenbricht und das Hauptnetz 4 vom Generator 1 und seinem Notstromverbrauchernetz; 6 durch den Schalter 5 abgetrennt wird. Die Wiedererregung' des Asynchrongenerators 1 soll so rasch wie möglich erfolgen, damit im Notstromverbrauchernetz 6 eine möglichst kurze Unterbrechung in der Speisung entsteht. Dies wird dadurch erreicht, daß der Schalter 5 gleichzeitig mit der Kurzschlußschnellabschaltung eine Schleifringzuleitung 7 zum dreiphasig gewickelten, in Stern geschalteten Rotor 12 abschaltet, wodurch sich das Rotorfeld in einer Richtung ungehindert ausbilden kann. Nach der Wiedererregung des Asynchrongenerators ι schließt ein Schütz 8 die unterbrochene Rotorwicklungsphase, und der Asynchrongenerator ι liefert die im Schwungrad 2 gespeicherte Energie bis zur Betriebsbereitschaft beispielsweise eines nicht gezeigten Dieselmotors als elektrische 'Energie generatorisch in das Notstromverbrauchernetz 6.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 verbindet im Normalbetrieb ein Schalter 8' das Notstromverbrauchernetz 6 mit dein Hauptnetz 4. Die Steuerung des Schalters 8' erfolgt über einen Haltekontakt 9 am Schalter 5'. Bei einem Netzkurzschluß fallen infolge Spannungszusammenbruch die Schalter 5' und 8' ab, so daß der Asynchrongenerator 1 sich ohne Belastung mit einer offenen Schleifringzuleitung 7 zum dreieckgeschalteten Rotor 12' wieder schnell erregt, die Anzugsspannung des Schalters 8' erreicht, diesen einschaltet und damit das Notstromverbrauchernetz 6 mit dem Asynchrongenerator ι verbindet. Während des vorübergehenden Abschaltens des Notstromverbrauchernetzes 6 besteht für den leer laufenden Asynchrongenerator ι ein Überschuß an Kondensatoren, was sich günstig auf die Erhaltung der Selbsterregung nach erfolgter Spannungswiederanfachung auswirkt. Mit dem Schalter 13 wird der normale Netzbetrieb wiederhergestellt. Die Abschaltung des Notstrom-Verbrauchernetzes während des Wiedererregungsvorgangs ist insbesondere von Vorteil bei einem Notstromverbrauchernetz niedriger Impedanz.

Es wirkt sich vorteilhaft aus, wenn zur Abschaltung einer Rotorpbase ein Schalter vorhanden ist, der über Schleifringe mit einem Rotor verbunden ist, dessen nicht abzuschaltende Rotorphasen auf dem Rotor selbst kurzgeschlossen sind. Dadurch wird die Selbsterregung des Asynchrongenerators vom Übergangswiderstand der Bürsten unabhängig.

Zur Konstanthaltung der Spannung des Asynchrongenerators bei verminderter Schwungraddrehzahl sind zusätzliche Erregerkondensatoren, vorzusehen. Es ist nun zur Sicherstellung des , Selbsterregungsvorganges, von Vorteil, wenn der gemeinsame Schalter Hilfskontakte zur kurzzeitigen Zuschaltung dieser zusätzlichen Kondensatoren während des Wiedererregungsvorgangs aufweist.

Es kann auch vorkommen, daß im Hauptnetz 4 (Fig. 1) eine Speisepunktabschaltung bei schwacher Netzbelastung eintritt, so daß die Spannung zu

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wenig abfällt, um den Schalter 5 auszulösen. Dies kann auch bei unsymmetrischen Netzkurzschlüssen eintreten, wenn die Spule des Schalters 5 an einer nur wenig abfallenden Netzspannung liegt. Es ist deshalb günstig, wenn bei hoher Kurzschlußimpedanz des Netzes und im Fall unsymmetrischer Netzkurzschlüsse die Schaltmittel Netzüberwachungsrelais umfassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

I.Verfahren zur Schnellwiedererregung eines als Motor an ein Hauptnetz angeschlossenen und für die Speisung eines Notstromverbrauchernetzes vorgesehenen kondensatorerregten, mit einem Energiespeicher verbundenen Asynchrongenerators mit einem mehrphasig bewickelten, symmetrisch kurzgeschlossenen Rotor bei einem durch kurzschlußartige Generatorüberlastung durch das Hauptnetz verursachten Spannungszusaramenbruch und nachfolgender, den Wiedererregungsvorgang einleitender Kurzschlußschnellabschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Kurzschlußschnellabschaltung der symmetrische Kurzschluß des Rotors während des Wiedererregungsvorgangs kurzzeitig in einen asymmetrischen Kurzschluß übergeführt wird.
2. Einrichtung zur Ausführung, des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß außer einem Schalter zur Kurzschluß-Schnellabschaltung zur Vollziehung mindestens einer weiteren Schaltung Schaltmittel vorhanden sind, die bei der Kurzschlußschnellabschaltung zumindest eine der kurzgeschlossenen Rotorwicklungsphasen während des Wiedererregungsvorgangs kurzzeitig abschalten.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußschnellschalter und ein Schalter zur Abschaltung einer Rotorwicklungsphase mechanisch zu einem gemeinsamen Schalter verbunden sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Schalter Hilf skontakte zur Abschaltung von Zuleitungen zum Notstromverbrauchernetz des Asynchrongenerators während des Wiedererregungsvorgangs aufweist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Schalter Hilfskontakte zur Zuschaltung von zusatzliehen Erregerkondensatoren während des Wiedererregungsvorganges aufweist.
6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschaltung einer Rotorphase ein Schalter vorhanden ist, der über Schleifringe mit einem Rotor verbunden ist, dessen nicht abzuschaltende Rotorphasen auf dem Rotor selbst kurzgeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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