DE505331C - Einrichtung zur Verteilung der Belastung eines Wechselstromnetzes zwischen Generatoren und einem aus zwei mechanisch gekuppelten Wechselstrommaschinen bestehenden Umformer - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Verteilung der Belastung eines Wechselstromnetzes zwischen Generatoren und einem aus zwei mechanisch gekuppelten Wechselstrommaschinen bestehenden Umformer Es ist bekannt, Wechselstromnetze miteinander durch einen Umformer zu verbinden, dessen Frequenzbelastüngscharakteristik durch Regelorgane in mindestens einer L`mformerhälfte geändert werden kann. Ein solcher Umformer besteht z. B. zur einen Hälfte aus einer Svnchronmaschine, die auf das eine Netz geschaltet ist, und zur anderen Hälfte aus einem aus Induktionsvordermaschine und Iiommutatorhintermaschine gebildeten Regelsatz, der mit dem anderen Netz verbunden ist. Die Belastungscharakteristik eines solchen Umformers kann z. B. dadurch geregelt werden, daß die Iiommutatorhintermaschine durch eine Drehzahl bestimmende Drehstromhilfsmaschine, die mit Regeleinrichtungen versehen ist, erregt wird.
• Wird ein Wechselstromnetz aus dem anderen lediglich mittels eines solchen Umformers gespeist, so genügen im allgemeinen die bekannten Regeleinrichtungen, um einen gesicherten Betrieb des gespeisten Netzes aufrechtzuhalten. Sehwierigkeiten ergeben sich jedoch, wenn auf das gespeiste Netz noch andere Generatoren arbeiten. In diesem Falle ist nämlich auf die richtige Verteilung der Belastung Rücksicht zu nehmen. Werden die Leerlaufsdrehzahlen des Umformers und der Generatoren auf dieselbe Periodenzahl eingestellt, so wird sich die Gesamtbelastung des gespeisten Netzes gemäß den einzelnen Charakteristiken verteilen.
• In Diagramm r ist der gewöhnlich vorliegende Fall dargestellt, daß die Charakteristiken (Frequenz über Leistung) des Umformers und der Generatoren geradlinig verlaufen. Die Generatorcharakteristik ist hier mit a, die Umformercharakteristik mit b bezeichnet. Für diesen Fall wird sich ein bestimmtes Belastungsverhältnis bei sämtlichen Belastungen im zu speisenden Netz ergeben.
• Wenn z. B. bei Cberlastung einer Maschine eine Änderung dieses Belastungsverhältnisses notwendig ist, so erfolgt diese Änderung am zweckmäßigsten durch Regelung des Umformers, nicht durch Regelung der Generatoren. Eine Regelung der Belastungscharakteristik der Generatoren würde - z. B. bei Verwendung von Synchrongeneratoren -nur in der Weise möglich sein, daß man die Federspannungen der Fliehkraftregler für die Antriebsmaschinen verändert und so eine andere Drehzahl und dadurch einen Periodenabfall bei einer bestimmten Belastung einstellt. Diese Einstellungen verursachen erhebliche Schwierigkeiten, insbesondere, wenn es sich um die Einstellung von mehreren Maschinen handelt. Deshalb wird die Verteilung der Belastung, wie schon bemerkt, am besten am Umformer selbst erfolgen. Es ist für diesen Zweck notwendig, die Regeleinrichtung zur Veränderung der Belastungscharakteristik so vorzusehen, daß die Charakteristik sich unter Aufrechterhaltung der Geradlinigkeit in gewissen Grenzen verdrehen läßt, Es ist bekannt, Änderungen der Neigung der Charakteristik mit Hilfe von Regeleinrichtungen zu veranlassen, die entweder mit Verlusten (Schlupfwiderstände) oder verlustlos (Regelung mit in Kaskade geschalteten Kommutatormaschinen) arbeiten. Beide bekannten Arten der Regelung haben jedoch ihre Nachteile. Bei Schlupfwiderständen erfolgt zwar die Regelung momentan, jedoch haftet dieser Regelungsart der Nachteil an, daß in den Schlupfwiderständen größere Verluste entstehen, die mit in Kauf genommen werden müssen. Kommutatormaschinen erfordern in solchen Fällen zusätzliche Regelapparate, deren Ansprechen immer eine gewisse Zeit dauert, so daß die gewünschte Regelwirkung erst eintritt, wenn sie vielleicht nicht mehr notwendig ist. Diese Schwierigkeiten werden besonders groß, wenn z. B. ein Dreiphasennetz großer Leistung mit einem Bahnnetz elektrisch gekuppelt wird und in dem Bahnnetz zahlreiche Belastungsstöße auftreten.
• Erfindungsgemäß werden nun die geschilderten Schwierigkeiten dadurch überwunden, daß in dem Erregerkreis der regelbaren Umformerhälfte ein Drehstrom-Gleichstrom-Einankerutnformer vorgesehen wird, der die Erregung einer zur Regelung der Kommutatorhintermaschine dienenden Drehstromhilfsmaschine in Abhängigkeit von der Belastung beeinflußt.
• Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist durch Abb. 2 schematisch veranschaulicht. Hier bedeutet i ein Dreiphasennetz und 2 ein Einphasennetz. das durch einen Synchronregelsatzumformer gekuppelt wird. Die Synchronmaschine der einen Umformerhälfte ist die Maschine 3, die andere Urnformerhälfte besteht aus einem Regelsatz, und zwar aus einer Induktionsvordermaschine q., die mit dem Netz i elektrisch gekuppelt ist, und einer mechanisch gekuppelten Kommutatorhintermaschine 5, die schleifringseitig von einem Erregerumformer erregt wird. Dieser Umformer besteht aus einer Drehstromhilfsmaschine 6, die von einem Synchromnotor 7 angetrieben wird. Die eine Drehzahl regelnde Erregerwicklung ä der Hilfsmaschine 6 erhält eine zusätzliche Spannung durch einen Drehstrom-Gleichstrorn-Einankerumformer 9, der über Schleifringe durch einen Stromtransformator io erregt wird, während die zweite senkrecht zur Wicklung 8 liegende Erregerwicklung zur Beeinflussung des Leistungsfaktors dient. Ein gemeinsames Gleichstromnetz i i dient der Erregung des Synchronmotors 7 sowie der Hilfsmaschine 6. Das Netz z wird durch die Synchronmaschine 3 gespeist, außerdem aber auch durch besondere Generatoren 12. Die Drehzahl bestimmende Wicklung der Hilfserregermaschine G ist noch über einen Widerstand 13 geführt, der zum Einstellen der Leerlaufsdreh.zahl dient. Mit Hilfe des Drehstrom-Gleichstrom-Einankerumformers kann eine Drehung der geradlinigen Charakteristik des Umformers um den Leerlaufpunkt bewirkt werden, wie sie die punktiert gezeichneten Linien in Diagramm i angeben. Hierdurch wird erreicht, daß man ein gewünschtes Verhältnis der Belastung erhält, wobei die Charakteristik der Generatoren ungeändert bleibt.
• Wie man leicht erkennt, wird mit Hilfe des Drehstrom -Gleichstrom -Ein ankerumformers die Belastungscharakteristik des Hauptumformers momentan geändert, da weder der Transformator io noch der Drehstrom-Gleichstrom-Einankerumformer 9 verstellbare Regelmittel benötigen.
• Es ist für die Erfindung belanglos, ob die beiden Netze, die der Umformer verbindet, dieselbe Perioden- oder Phasenzahl haben oder nicht. Ebenso ist es gleichgültig, ob nur die eine Umformerhälfte mit Einrichtungen zur Regelung versehen ist oder beide Hälften. Letzteres ist unter Umständen für die Bemessung der Hintermaschinen sogar günstiger.
• Die Verdrehung der Charakteristik kann auch, wie ebenfalls aus der Abb. i ersichtlich, entgegengesetzt dem natürlichen Schlupf erfolgen. Hierdurch wird die Charakteristik des Umformers härter als seine natürliche gemacht. Zur Einstellung der Charakteristik können auch Kompoundierungstransformatoren oder Einrichtungen mit Elektronenröhren vorgesehen werden.
• Die vorstehend angestrebte Belastungsverteilung hat zur Voraussetzung, daß die Frequenz des den Umformer speisenden Wechselstromnetzes genügend starr ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Verteilung der Belastung eines Wechselstromnetzes zwischen Generatoren und einem aus zwei mechanisch gekuppelten 'Wechselstrommaschinen bestehenden Umformer, der zur Kupplung mit einem anderen Wechselstromnetz dient und dessen Frequenzbelastungscharakteristik mindestens in der einen als Induktionsmaschine mit Drehzahl regelnder Kommutatorhintermaschine ausgebildeten Umformerhälfte geregelt «-erden kann, dadurch gekennzeichnet, daß in den Erregerstromkreis einer zur Regelung der Kommutatorhintermaschine dienenden Drehstromhilfsmaschine ein Drehstrom-Gleichstrom-Einankerumformer eingeschaltet ist, der die Erregung einer Hilfserregermaschine in Abhängigkeit von der Belastung beeinflußt.