Einrichtung zur Begrenzung des Kurzschlussstromes von Gleichstrommaschinen mit besonderer Erregermaschine. Bei Kurzchlüssen in Gleichstromnetzen wächst der Kurzschlussstrom der das Netz speisenden Generatoren meist zu ausserordent lich hohen Werten an und verursacht dadurch eine starke Verzerrung des Generatorfeldes, wodurch besonders bei Maschinen für hohe Spannungen das gefürchtete Rundfeuer am Stromwender des Generators eingeleitet wird. Man sucht deshalb den Kurzschlussstrom von Gleichstromgeneratoren nach Möglichkeit herabzusetzen. Dies kann zum Beispiel da durch geschehen, dass man auf dem Generator eine Gegenkompoundwicklung anbringt, wel che so bemessen ist, dass schon bei einem Kurzschlussstrom von verhältnismässig gerin ger Stärke die Summe der Amperewindungen auf den Polen des Generators zu Null wird.
Man wird aber dann auch im normalen Be trieb des Generators schon einen Spannungs abfall erhalten, der in vielen Fällen unzu lässig ist. Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man vorgeschlagen, den Generator mit einem Schnellregler zu versehen, welcher bei normaler Belastung des Generators die Ne- benschlusserregung so regelt, dass der durch die Gegenkompoundwicklung entstehende Spannungsabfall ausgeglichen wird. Diese Einrichtung hat nur den Nachteil, dass sie durch den Schnellregler teuer wird.
Die vorliegende Erfindung will den glei chen Zweck, nämlich Begrenzung des Kurz schlussstromes und trotzdem Vermeidung des Spannungsabfalles bei normaler Belastung bei Gleichstrommaschinen mit besonderer Er regermaschine (also zum Beispiel bei Hoch spannungsmaschinen) dadurch erreichen, dass die Hauptmaschine eine Gegenkompound- wicklung, die Erregermaschine dagegen eine Kompoundwicklung trägt, welche beide vom Belastungsstrom der Hauptmaschine erregt sind, und dass die Erregermaschine so gesät tigt ist, dass ihre Kompoundwicklung bei Überlastungen der Hauptmaschine weniger wirksam ist pro Erregeramperewindung als bei der normalen Belastung.
Die Fi,g. 1 zeigt ein Beispiel einer solchen Einrichtung. a ist der Anker der Hauptma schine, b der Anker der Erregermaschine. Die Hauptmaschine trägt die Erregerwicklung c, die von der Erregermaschine b gespeist wird, und die Gegenkompoundwicklung d, die vom Belastungsstrom durchflossen wird. Die Er regermaschine trägt die Nebenschlusserreger wicklung e und die Kompoundwicklung f, welche ebenfalls vom Belastungsstrom der Hauptmaschine durchflossen wird. Die Wir kung dieser Einrichtung soll anhand der Fig. 2 erläutert werden.
Diese Figur zeigt die charakteristischen Kurven der Erregermaschine und der Haupt maschine in Abhängigkeit vom Belastungs strom der Hauptmaschine. O A ist der nor male Belastungsstrom der Hauptmaschine, O B der Kurzschlussstrom, Die Kurve l stellt die Spannung der Erregermaschine dar, oder in anderem Massstab den Strom bezw. die Am perewindungen in der Erregerwieklung c. Dieser Erregerstrom ist bei Leerlauf der Hauptmaschine durch die Strecke O C gege ben. Bei der normalen Belastung steigt, er in folge der Kompoundwicklung f auf den Be trag A D an. Bei nach höherer Belastung der Hauptstrommaschine steigt er infolge der Sättigung der Erregermaschine in geringem Masse an, beim Kurzschlussstrom O B auf den Betrag E B.
Die Kurve 2 stellt im gleichen Massstabe die Amperewindungen dar, welche der Belastungsstrom der Hauptmaschine in der Gegenkompoundwicklung d erzeugt. Die Differenz der Amperewindungen, die durch Kurve 1 und 2 dargestellt sind, liefert die tatsächlich wirksamen Amperewindungen der Hauptmaschine. Sie ist durch Kurve 3 dar gestellt. Man sieht, dass diese besamten Am perewindungen bis zur Normallast O A un gefähr konstant bleiben, dann aber stärker abnehmen und bei dem verhältnismässig klei nen Kurzchlussstrom O B gleich Null wer- den. Der Kurzchlussstrom wird daher nicht über den Betrag O B anwachsen können.
Durch die vorliegende Erfindung wird noch der besonder Vorteil erreicht, dass bei Kurzschlüssen die Wirkung der Kompound- wicklung auf der Erregermaschine durch die magnetische Trägheit des Feldes der Erreger maschine verzögert wird und sich daher die Wirkung der Wicklung f an der Hauptma- sehine erst später geltend macht als die der Gegenkompoundwirklung d. Diese Verzöge rung kann nach weiter verstärkt werden da durch, dass Erregermaschine eine Dämp ferwicklung trägt. Durch diese Dämpferwick lung wird die magnetische Trägheit des Fel des der Erregermaschine noch vergrössert, die Wirkung der Kompoundwicklung also noch mehr verzögert.
Device for limiting the short-circuit current of DC machines with a special exciter. In the case of short circuits in direct current networks, the short circuit current of the generators supplying the network usually increases to extraordinarily high values and thus causes a strong distortion of the generator field, which in particular with machines for high voltages initiates the dreaded round fire at the generator's commutator. One therefore tries to reduce the short-circuit current of direct current generators as far as possible. This can be done, for example, by attaching a counter compound winding to the generator, which is dimensioned so that the sum of the ampere turns on the poles of the generator is zero even with a relatively low short-circuit current.
But you will get a voltage drop even in normal operation of the generator, which in many cases is inadmissible. In order to avoid these disadvantages, it has been proposed to equip the generator with a high-speed regulator which, when the generator is under normal load, regulates the shunt excitation in such a way that the voltage drop caused by the counter compound winding is compensated for. The only disadvantage of this device is that the rapid regulator makes it expensive.
The present invention aims to achieve the same purpose, namely limiting the short-circuit current and still avoiding the voltage drop under normal load in DC machines with a special excitation machine (e.g. high-voltage machines) by providing the main machine with a counter-compound winding and the excitation machine carries a compound winding, both of which are excited by the load current of the main machine, and that the exciter machine is so saturated that its compound winding is less effective per excitation amp winding when the main machine is overloaded than with normal load.
The fi, g. 1 shows an example of such a device. a is the armature of the main machine, b the armature of the exciter. The main machine carries the excitation winding c, which is fed by the excitation machine b, and the counter compound winding d, through which the load current flows. The exciter machine carries the shunt exciter winding e and the compound winding f, through which the load current of the main machine also flows. The effect of this device will be explained with reference to FIG.
This figure shows the characteristic curves of the exciter and the main machine as a function of the load current of the main machine. O A is the normal load current of the main machine, O B is the short-circuit current, the curve l represents the voltage of the exciter, or on a different scale, the current respectively. the am perewindings in the excitation signal c. This excitation current is given by the distance O C when the main engine is idling. With normal load, it increases to the amount A D due to the compound winding f. In the case of higher loads on the main current machine, it increases slightly due to the saturation of the exciter machine, with short circuit current O B to the amount E B.
Curve 2 shows, on the same scale, the ampere turns which the load current of the main machine generates in the counter compound winding d. The difference between the ampere-turns, which are represented by curves 1 and 2, provides the actual effective ampere-turns of the main machine. It is represented by curve 3. It can be seen that these insulated am perewindings remain approximately constant up to the normal load O A, but then decrease more strongly and become zero with the relatively small short-circuit current O B. The short-circuit current will therefore not be able to increase beyond the amount O B.
The present invention also has the particular advantage that, in the event of short circuits, the effect of the compound winding on the exciter machine is delayed by the magnetic inertia of the field of the exciter machine and therefore the effect of the winding f on the main machine only becomes effective later makes than that of the countercompound effect d. This delay can be further increased because the exciter has a damper winding. This damper winding increases the magnetic inertia of the field of the exciter, which means that the effect of the compound winding is delayed even more.