DEP0021581DA - Spannungs- bzw. Blindstromregelung in Kraftwerken bei Verbundbetrieb - Google Patents

Description

Spannungs- bzw» Blindstromregeliing in Zraft-

werken' bei Verbundbetrieb.

die/Spannungsregelung der Stromerzeuger in Drehstromkraftwerken lässt sich folgendes sagen:

Wenn nor. ein einziger Stromerzeuger ein Drehstromnetz speist, so wird, dessen Spannung ssweckmässig sstatisch geregelt, d.h. so, dass die' Spannungsabhängig von der jeweiligen Belastung konstant gehalten wird· - / '

Wird das Breh-Stromnets von'"nur eixiem Kraftwerk gespeist, in dem aber mehrere Stromerzeuger zueinander parallel arbeiten, so wird bei gleichzeitiger astatischer Spannungsregelung der verschiedenen Maeeliirien·" die Bündlestverteilung unbestimmt« Ein Stromerzeuger kann -s.B* ti arch su starke Erregung überlastet werden, ein anderer infolge zn geringer"Erregung und damit verringerter Höchstwirkleistung kippen und somit -ausser Tritt fallen. Die Regelung wird in diesem Fall zweekmässig so durchgeführt, dass nur ein Stromerzeuger astatisch und die übrigen statisch geregelt werden, d.h. dass ihr Spannungsregler so beeinflusst wird, dass er eine von der .jeweiligen Bfoindlast des zugehörigen Stromerzeugers abhängige Spannung einstellen will". IDa aber die Spannung von der einen astatisGh geregelten Maschine" konstant gehalten wird* werden damit die übrigen auf konstanten Blindstrom geregelt. Eine andere Möglichkeit für die Regelung in diesem Betriebsfall, die auch schoa praktisch durchgeführt worden ist, ist die., dass alle Maschinen statisch geregelt werden, dass aber-durch einen- sog«. Ststikausgleich die Abhängigkeit der Spannung von der Belastung des·.Kraftwerkes wieder rückgängig gemaeht wird» Dieser Statikausgleich ist aber abhängig vom Leistungsfaktor, unter dem "die lilsschine ihre Leistung abgibt, und ist voll wirksam nur denn, -wenn der tatsächliche, durch die Jfetzbelestung bestimmte Leistungsfaktor, "dem am Statikausgleicher eingestellten ^l7/ert entspricht*

■Wesentlich schwieriger .gestaltet sich die selbstätige Spannungsregelung in ,'eimern Kraftwerk, vsenn dieses p.uf ein grosses jFetz arbeitet, das auch noch von anderen, u.U. wesentlich leistungsfähigeren Kraftwerken gespeist wird, so dsss durch a?.s eine Krsftwerk die Netzspannung nur wenig oder überhaupt nicht beeinflusst werden kann. Praktisch liefen θie Verhältniese heute such so, dass mit Rückeicht auf die vielfach zu knappe Leistung der jiraftwRrke die Netzspannung in ziemlich weiten Grenzen schwankt, sodass Spannungsanöerungen um

4-5 bis -20^.rom Sollwert aus gerechnet, wenn auch innerhalb mehrerer Stunden, als durchaus normal anzusehen sine!. Auch "bei statischer Spannungsregeltuag, die im allgemeinen mit einer Statik von 5 bis 10 £ arbeitet, ändert sich "bei diesen Verhältnissen die Blindisst der Stromerzeuger so start, dass ein Betrieb mit Spannungsreglern überhaupt nur "dann möglich wird, -wenn von Zeit zu Zeit der Sollwerteinsteller am Regler nachgestellt wird. Da mit Rücksicht auf günstigste Ausnutzung der Msschinen in solchen Fällen im allgemeinen sowohl die Blind- als auch die Wirklast der einzelnen Maschinen nach Fahrplan gehalten werden sollen, bedingt ein Betrieb mit Spannungsregler _f auch wenn dieser statisch arbeitet,, ein ständiges ITachregeln des Sollwerteinstellers.

Da eine brauchbare Lösung dieser Aufgabe bisher nicht bekannt geworden ist, hat man sich bisher einfach so geholfen, dass man die Stromerzeuger ohne Spannungsregler arbeiten liess und die Blindleistung von Hand einstellte. Da sich innerhalb grösserer Ttfetzverbände Belastungsst^sse weitgehend ausgleichen und sich somit grössere Spannungsänderungen nur in längeren Zeitabschnitten abspielen_s gelingt es auf diese ^eise, im TJormalbetrieb durchaus brauchbare Spannungs- und Blindlastverhältnisse zu erzielen. Wesentlich anders werden aber die Verhältnisse im Störungsfall. Bei Kurzschlüssen oder Aasfall einer grössere«. Kraftwerksgruppe ist das stabile Zusammenbleiben des letzverbandes nur dann gewährleistet, wenn die Erregung möglicht aller ■ Stromerzeuger am besten mittels Stosserregung soweit gesteigert wird, dass die Spannung nur wenig unter ihren Sollwert abfällt.Bei Bachregelung der Erregung lediglich von Hand bleibt aber die Erregung konstant, und es besteht damit die grosse 8-efahr, dsss der-Hetzverband schon bei verhältnismässig geringen Störungen auseinanderfällt,und damit unangenehme Unterbrechungen der Stromlieferung eintreten» Die Praxis lehrt, cJpss solche Störungen-n.it den angedeuteten 'Folgen immer wieder auftreten.

Gelegentlich hat man schon besondere Blindleistungsregler verwendet, die unabhängig von der Spannung Sie Blindleistung konstant halten. Wegen des verhältniamässig grossen Aufwandes für ein Blindleistungsmessgerät hat sich diese Lösung aber nicht einbürgern können. GemäsB der Erfindung soll nun durch Einbau eines mit Verzögerung arbeitenden Spannungs|gleichhalters vor die Bingangsspule eines normalen Spannungsreglers, der ausserdem noch vom Blindstrom der Maschine beeinflusst wird, erreicht werden, öass aber einen gewissen, durch die Netzverhältnisse gegebenen Spannungsbereich der Blindstrom ge-*

regelt wird, und d*=ss nach Überschreitung dieses Bereiches nach der einen oder anderen Seite die Blindstromregelung selbstätig in ein.® Spannungsregelung übergeht*

Abb. 1 der Zeichnung zeigt ein Äusfihrungsbeispiel des Brfindungsgedanliens. Der Stromerzeuger 1 mit der "Erregermaschine 2 wird in an sich bekannter ^eise durch einen Spannungsregler 3, z,3» einen regler, 3er einen nicht näher bezeichneten Widerstand in der "Prrpgermaschine 2 verstellt, geregelt* Die Spesnungsspul© -des Reglers 3 wir6, wenn die Zusatzeinrichtung, in der .Abbildung, äurch TJmrahmung besonders gekennzeichnet, vorläufig ausser Acht gelassen -wird, über einen Spannungswandler 4 von der Ketsepannung { S,S ) gespeist* erhält aber ausserdem noch eine Zusatzspannung, die hinter dem ?/i<ierstand 6 abgegriffen wird, der über den Stromwandler 5 vom Strom (Phase T) des Stromerzeugers" durchflossen vrirtL, soöass d.iese nung dem Strom des Stromerzeugers proportional ist, Da der in Phese T auf der verketteten Spannung Ung senkrecht steht, i?ird also die G-esam*spannung an der Spannungsspule des Heglers 3 praktisch nur vom Blindstrom beeinflusst. Durch den Sollwerteinsteller 7"i:an*i der" vom legier einzuregelnde Sollwert in gewiesen Grenzen verändert werden. Bei dieser bisher beschriebenen und an sicn längst ^eis-anniem Anordnung wird, solange die Spannung des Stromerzeuger® etwa durch einen zu diesem, parallel arbeitenden, astatisch geregelten «weiten. Stromerzeuger konstant gehalten wird, lediglich der Blindstrom geregelt, doh, konstant gehalten, wie ohne weiteres einaasehen ist, Bei einer bestimmten Stellang des Sollwerte ins tellers 7 befindet sie-fe tier "Segler 3 nur dann im G-leichgewicht, wenn die vom Spannung skandier 4 and vom Stromwandler 5 gelieferte Gesamtspannung an seiner iirregerwicklung einen bestirnten Wert aufweist, Biiibt nun die letzspannuag konstant, so muss auch der dann die G-esamtspannung.aii Segler 3"allein. beeinflussende Blindstrom konstant sein, Endert sich mber äie und damit auch die Spannung des Stromerzeugers, "^so ati&s sich der Blindstrom ändern, wenn sich der Regler wieder im §lei-ch b^fiöden soll.

^r)urch die Zusatzeinrichtung gemass der Erfindung wird min dafilr gesorgt, dass die dem Regler 3 zugeführte, vom Spannaagswandler 4 gelieferte Netzspannung durch eine Zusatzspannung auf eineij konstanten "ert gebracht wird, ailen wenn sich die Spannung des Stroiftersetagers ändert. Damit muss -also dann such unabhängig vo% letzspanjmagsooiiwaii« künden der Blindstrom der lasehin« konstant bleiben. Ms-ok M>b- 1 wird

die SppßFURg äPB Sv^iuzuageurwAlerfr 4\Μ1ββτ' plnea'Stufenschalter S liiuiesffcransioriaetor 8 ^,Spaafsehaltiang el» Mngsngsspannung und so einer iejste&'ni-Gh-t Jääfter. "bsaeiehnfei;en ,Anzapfung, des StafentrsnsforaBiors wli<d; die 'iuegangaspaantaig /fiir 'den .Regler ato^asriffea, ttapob eiiiefi EiXttpot'or 1(X wird der Stufenschalter 9 ~o verstellt, ö'ss cUese Ausigöfigsfepsaacang u&abM.agig von der "Einkoastant fcisibt* X>er Silismotsr ΊΟ- wird ^jnSrmlliäfa geeiaeja spannusSBeA^flitdXiA^n H^laie '11 ^- ctejs&eja srreph der Ä,asgensssf4^aiiaBg lieg-t* Um flie KöglidSkeit eine ί stetigen Verstellung der'ÄaegsngsspajiimmLg -au-erhalten_s wird der Stufenschalter 9 s^ectoasässig·§1β 3£oll©1ctor ausgebildet _f- auf dem als Strometaehißör «in© ^ohleabürste'seiilfiift» Da bei Wechsel«tromresewegliclie Anker mit/Eiicksicfat auf Vibrationen verhälttrosse ü'aseen sufweis^n muss, ^ann es u.ü_e zweekmässig s£in₉ tips Relais 11 als Olei^strcwareTai^ aaszubiläen und soffit vor nie Srre£erwiekl'.mg noch eiiieiTSleia&riclrter -mit Cilättungseinriciizu BCtiplteru

iSb -d^r.-Anordnong "ist nwa folgende: I® normalen

mit, verEiältniöraässig langsamen lenderangen der .-,folgt'der SpannangsgleiclihBlter-ohne weiteres äie&en

-also die 4asgangsspannung feonstent_s and damit 4er-^'iinÜetTOm des Stromerzeugers !constant« treten aber oder andere StSrongen mit plötzlicher Spannongsän- ;'im_ Uet2'_sof, so iolgt d©r Terhältnismässig trag arbeitende SpaaßUngsgleiiilihalter nieat sofort₉ der Regler greift daher' wiricaaffl ,ein uiid hilft somit dtircjh Stärlmng bsw. Schwächung der 'Erregern^ d&a -StTomerrzeugeTS die Spannungsatösse auszugleichen und die Stabilität fd.e^ Seti^eB .zu sichern»

-. ι "Der .Segelbereich des Spsnnungsgleichhalters wird so abgeglichen, • dass,er. die Ausgangaepanaiang nur solange, ⁷ivie die SpannungsschVv-an-Iningen;" des Hetzes innerhalb bestimmter, am G-leicrJislter einstellbarer &renz&& -liegen, konstant hält, herden diese Grenzen überschritt^n so steigt oder sinkt die Aiisgangsspmnung und damit die dem Spannungs regler- 3 zttgeführte Spannung einfach proportional mit der Spannung de© Stromerzeugers,"was bedeutet, dass der Regler wieder so arbeitet wie"" ohne Zusatzeinrichtung, üsss er elso eine nur wenig vom Blind strom abhängige Spannung einstellen v;ill. Die sie Sp^nnonrsgieiciihalt-er eiiagestellteii Frenzen werdefi nun sweckmässig so gelegt, dass sie nur in..St6rung_sfällen, ^lso z.3. bei Ausfall einer Kraft-verKsgruppe

. s>der "bsi ÄbsuhaÜHäög ein&s ^artussserAu .Abschnittes $.i$b

%ber©ehritt*u we£$eiu In diesen- Fällen ist es lsnn aber ri-ehti^ unä ^eOtaa&söig, ymnd ä-er Begier ixEftig als

ίβ^4.ϊ5-ί· ^XtIg₁IλϊAl Ils

lt|sschalt©3?s 12 kann die

werden* »o d^as dann-der Begier 5 mieder als n^riaaler^ stati%slier Spsninmngsregler arbeitet.

Keniilinie der "Regelung mit 4^r neaen Zusatzeinrichtung sntals% d©a"TerleT33f_s Wi^ er in Äbb^ 2 a«f ge zeichnet ist. Stielen sioh die normalen Spaanungs^ühwaiilkung^n innerhalb einefe Bereiches in Äbfe* 2 öit a be^iehn-et ist, bq wird der Segelbereich des

jswecltmEssig; etwa aaf den. dem J."bschsitt b entl„ festgelegt«

Falls die Brregerleistang des, Regler-messwerka nicht ^a gross ist und atisserdem das Äesswerfc so bemessen ist, dass bei Io ram !spannung noch ein© gewisse Spannungsreserve Torhanäen ist, die in einem ?or-Bchaltwiderstend aufgebraucht wird, so kann an die Stelle des Stufentranstformatiors 8 auch ein einfacher regelbarer Yorsehaltwi&ersiand treten, der ähzzlieh wie bei der ,Anordnung nach Ahh* 1 so verstellt wird, dass dl« an diesem Widerstand abgegriffene und dem Eegelmesswerk_zuge£"Ährte Spannung im normalen SpannungsTsereich konstant gehalten wird»

Claims (2)

1.) Spannungs- hzw. BlindetroarogelLoaf ia .Srai1;w«riceit/b^i Verband:»;' betrieb dadurch ^kemseicanet» da&s ia «i-aetft fcteWäj ist meinen einstellbaren Spamiuaageböreicii^· dl*-^gler.-dpr zeuger den Blindstrom im normalen Setabetii-^b mab&äniig -Ton 5pamiungsSchwankungen -freg Hetsses JtonBteaV ϊί&1%#η,. .äa"s'* i se Blindstromregelung selisstä^ig in eine'SpleuHimigsye^ führt wird, wenn im Setg eehrrelle Speffl^imgeanfleroä^en-,auftreten, oder wenn der einstellbare SpafinaagB^er

2.) A23ordnong zur Regelung naeh Aaejroeii 1_f dass das Meeswerk äes Bsglerö soirohl tob-Blindstrom der ' als suek τοπ einer in eiiiem festen Spansiäsgsb^rei-eli A^roii¹ «iaeii " tfäge arbeitenden SpatmuiigsgieioSiiialter nungßeohwankungen konstant genaliteneij Spaimiangl

3«) Anordnung ζ or Regelung nacü'-Äjaspriaßh'S-, • α as s als Spannongsgleichhalter ein Stijff*atransfjorÄBtttf·' det wird, "dessen Aaegangespsnnung^daren |

fenschalters, der durch ein Spaütrurigsreiais-j das aix 'Tasi» spannung liegt, über einen Hilfsmotor gesteuert o

gehalten wird. ' - ' ''- -· u _i ^ . ' -, .

4_e) Anordnung zar Regelung nacn den Ansprüchen 2-und 3» da,duxpn ^ekennzeichnet, dass =ls Stufenschalter für den Spannang^gLeicü-r halter ein Kollektor normaler Bauart mit-einer darauf .schiel-fenden Kohlenbürste verwendet wird, sodass die Spannung de's^Spari nungsgleichhPälters praktisch vollkommen stetig ,geregs'lt -werden kann. - - :':'-"'"' '

5o) Anordnung zur Regelung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Spannungerelsis für den Spannungsgleion* halter ein (rleichstromrelaie verwendet-wird, das tlber -einen " Grleichrichter mit Glattungseinrichtung y-on der' AusgangB-span-' nung gespeist -wird. ■ - '' ' .

6_O) Anordnung zur Regelung iiach den Ansprüchen 2 und 5? -dadurch ge-, kennzeichnet, dass als Spannuagsgleichhslter ein verstellbarer widerstand verwendet wird.