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Anordnung zur Speisung von Sammelschienen durch Wechselstromgeneratoren
großer Leistung mit Mehrfachwicklung, deren Teilwicklungen voneinander isoliert
sind Zur Steigerung des Wirkungsgrades werden in elektrischen Zentralen große Einheiten
bevorzugt. Da die Konzentration beträchtlicher Leistungen auf einzelne Leitungsstränge
eine hohe Empfindlichkeit gegen Störungen mit sich bringt, hat man die Sammelschienen
unterteilt und jedem Abschnitt gesondert einen Generator großer Leistung zugeordnet.
Dann sind aber nicht nur in den Ausführungen der Generatoren, sondern auch zwischen
den verschiedenen Sammelschienenabschnitten den hohen Generatorleistungen angepaßte
Reaktanzspulen erheblicher Größe notwendig, um die bei Netzschäden auftretenden
Stromstöße zu begrenzen, den geordneten Parallelbetrieb der Generatoreinheiten zu
ermöglichen und Stromänderungen oder Belastungsverschiebungen zwischen Netzteilen
zu gestatten. Zahl und Größe solcher Drosselspulen verteuern die Anlagen. Sie beanspruchen
überdies Raum und Wartung.' Wird die Reaktanz zu groß, so verringert sie auch die
synchronisierende Kraft zwischen den Synchrongeneratoren, so daß bei Störungen Pendelerscheinungen
oder unstabile Verhältnisse eintreten und äußerstenfalls die Maschinen aus dem Synchronismus
gebracht werden. Ähnliche Nachteile kommen auch für die Schaltausrüstengen in Betracht.
Die Leistungsschalter für große Schaltenergien werden umfangreich und kostspielig.
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Ohne nun von der vorteilhaften Verwendung großer Maschineneinheiten
mit ihrem günstigen Wirkungsgrad abgehen zu müssen, ist es Aufgabe der Erfindung,
die Leistungskonzentration auf einzelne Netzabschnitte durch Unterteilung der Sammelschienen
zu vermeiden und die Ausführung der Drosselspulen und Schaltausrüstungen hinsichtlich
Preis und Größe günstiger zu gestalten. Die neue Anordnung ermöglicht nämlich, die
Leistungsschalter und Reaktanzspulen nur noch für etwa die Hälfte der Generatorleistung
zu bemessen, so daß sie erheblich kleiner, leichter und billiger ausfallen. Zugleich
wird aber auch durch Fortfall von Drosselspulen zwischen den Sammelschienenabschnitten
die Anlage vereinfacht.
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Diese Vorteile werden dadurch erreicht, daß für die Generatoren großer
Leistung solche mit Mehrfachwicklung bekannter Bauart verwendet werden, deren Teilwicklungen
voneinander isoliert sind. Erfindungsgemäß werden voneinander getrennte Abschnitte
der Sammelschienen je einzeln von je einer Teilwicklung eines mit Mehrfachwicklung
versehenen
Generators gespeist, der diese Abschnitte miteinander
koppelt.
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Diese Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß es bei Störungen in
einzelnen Sammelschienenabschnitten möglich ist, den Betrieb der von den anderen
Teilwicklungen dieses Generators gespeisten Sammelschienenabschnitte aufrechtzuerhalten
und jeden Abschnitt im Störungsfall zu isolieren. Bei Isolationsschäden in einer
Teilwicklung oder bei deren Abschaltung kann der bisher von ihr gespeiste Sammelschienenabschnitt
behelfsweise von einer anderen Teilwicklung dieses oder eines anderen Generators
mit übernommen werden. Zu diesem Zweck sind weiterhin zwischen den durch die Generatoren
mit Mehrfachwicltlung gekoppelten Abschnitten der Sammelschienen normalerweise offene
Schalter eingefügt, welche beim Abschalten einzelner Teilwicklungen oder Generatoren
die Verbindung der bisher von ihnen gespeisten Abschnitte mit anderen Teilwicklungen
oder Generatoren gestatten.
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In Abb. i bezeichnet i einen Teil einer Stationssammelschiene. Sie
kann aus einer beliebigen Zahl von Abschnitten bestehen. Bei dem dargestellten Beispiel
sind sechs Abschnitte 2, 3, 4, 5, 6 und 7 angedeutet. Die Speisestromkreise, welche
von den Sammelschienenabschnitten abgezweigt sind, tragen die Bezugszeichen 8, 9,
io und i i. Es sind zwei Generatoren 15 großer Leistung mit zwei getrennten Teilwicklungen
16 und 17 dargestellt, von denen jede einen besonderen Sammelschienenabschnitt speist.
Der Erregerkreis der Generatoren ist mit 18, i9 bezeichnet. Die einzelnen Teilwicklungen
16, 17 sind mit den zugeordneten Abschnitten 3, 4 bzw. 5, 6 über Induktanzen 2o,
22, welche nach Art der üblichen Generatordrosselspulen ausgeführt sein mögen, verbunden.
Es können auch Transformatoren zwischengeschaltet werden, wenn es erwünscht ist,
dem Netz eine höhere Spannung aufzudrücken als die der Teilwicklungen der Maschinen.
In diesem Fall kann die Reaktanz der Transformatorwicklungen die Wirkung der Drosselspulen
ersetzen. Ölschalter 21 und 23 gestatten die Abschaltung der Generatorteilwicklungen
16 bzw. 17 im Falle eines Fehlers oder Kurzschlusses.
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Zwischen den Schienenabschnitten sind Schalter 12 eingefügt, welche
unter normalen Betriebsverhältnissen offen gehalten und nur dann geschlossen werden,
wenn nach der Abschaltung einer Teilwicklung oder eines Generators der bisher von
dieser bzw. diesem gespeiste Sammelschienenabschnitt behelfsweise von benachbarten
Abschnitten her versorgt werden soll.
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Man erkennt aus Abb. i, daß gegenüber vorbekannten Anordnungen, bei
denen die einzelnen Sammelschienenabschnitte ihrem gleichen Leistungsbedarf entsprechend
durch einzelne Generatoren mit Einfachwicklung gespeist werden, die Leistungsschalter
21 und 23 und die Generatordrosselspulen 2o und 22 jetzt nur für die halbe Leistung
bemessen zu werden brauchen, so daß sie leichter, billiger und kleiner ausfallen.
Zwischen den getrennten Netzabschnitten 3 und 4 bzw. 5 und 6 sind keine Drosselspulen
erforderlich, da sie innerhalb der Generatoren 15 durch die Doppelwicklung gekoppelt
sind. Es könnte allenfalls zweckmäßig sein, für evtl. Belastungsverschiebungen,
wie in Abb. i dargestellt, zwischen den Sammelschienenabschnitten, welche- Teilwicklungen
aufeinanderfolgender Generatoren angehören, d. h. zwischen den Abschnitten 2 und
3, 4 und 5, 6 und 7 Drosselspulen 13 einzufügen. Durch die Überbrückungsschalter
14 können die bezeichneten Sammelschienenabschnitte unmittelbar verbunden werden.
Aber auch die für solche Fälle vorgesehenen, Drosselspulen 13 : würden nur halb
so groß ausfallen wie die, welche bei Verwendung von Generatoren mit Einfachwicklung
zwischen .den von ihnen gespeisten Schienenabschnitten vorgesehen werden müßten.
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In Abb.2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben,
bei der die in Abb. i vorgesehenen Drosselspulen zwischen den Schienenabschnitten,
welche von aufeinanderfolgenden Generatoren gespeist werden, fortgelassen sind,
so daß beispielsweise die Abschnitte 4 und 5 einen unmittelbar von je einer Teilwicklung
zweier Generatoren gespeisten Abschnitt darstellen. Hier kommt also der Vorteil
der Erfindung nicht nur in der Ausführung und Bemessung der Drosselspulen und Schalter,
sondern auch in der Verringerung der Anzahl von Drosselspulen zum Ausdruck.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 wird die Zuverlässigkeit des
Betriebes dadurch erhöht, daß an Stelle eines einfachen Trennschalters zwei hintereinander
angeordnete Schalter i2 und 12' eingefügt sind.
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Abh.4 veranschaulicht weiterhin eine zweckmäßige Anordnung nach der
Erfindung für den Fall, daß Generatoren mit Mehrfachwicklung mit solchen mit Einfachwicklung
zusammenarbeiten oder bereits vorhandene Anlagen ergänzen sollen, und daß es erwünscht
ist, die einzelnen von den Teilwicklungen versorgten Sammelschienenabschnitte zeitweise
von den anderen Generatoren her zü speisen. Hierfür ist ein über die Gesamtlänge
aller Sammelschienenabschnitte sich erstreckender Hilfsschienenstrang 24 vorgesehen,
der über die Schalter 33 mit jedem der von den Teilwicklungen 16 bzw. 17 der Generatoren
15
gespeisten Sammelschienenabschnitte und auch über die Schalter
31 mit den vordem schon vorhanden gewesenen Generatoren 25 und 26 mit Einfachwicklung
verbunden werden kann. Letztere speisen normalerweise über Drosselspulen 2o und
Schalter 21 die Abschnitte 27 und 28, von denen sich die Netze 29 und 30 abzweigen.
Der Hilfsschienenstrang 24 dient gleichzeitig zur Synchronisierung der Maschinen.
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Jeder Schienenabschnitt kann nunmehr Energie von einer Teilwicklung
der Generatoren 15 oder von den Generatoren 25 und 26 über den Hilfsschienenstrang
2q. erhalten. Wird z. B. gewünscht, daß der Generator 25 die Speiseleitung i i mit
Strom versorgt, so werden die Schalter 34 33 und 12' geschlossen. Dadurch wird eine
direkte Verbindung zwischen Generator 25 über die Drosselspule 32,- den Schalter
31, die Hilfsschiene 2q., Schalter 33 und Schalter 12' mit der Speiseleitung i i
hergestellt.