DE721737C - Einrichtung zur Anzeige oder Regelung von Betriebsgroessen eines Drehstromnetzes - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Anzeige oder Regelung von Betriebsgrößen eines Drehstromnetzes Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umwandlung dreiphasiger Spannungen in zweiphasige, insbesondere zur Speisung von Spannungsreglern mit zwei Spannungsspulen, und ermöglicht eine stets gleich gute Regelung, unabhängig davon, ob die Phasenbelastung gleich oder ungleich ist.
• So lange die Belastung eines drei- oder mehrphasigen Stromkreises symmetrisch ist, sprechen einphasig angeschlossene Einrichtungen wie Relais oder Regler zuverlässig an und geben ein ausreichendes Bild des im Netz herrschenden Zustandes. Sobald jedoch eine Unsymmetrie auftritt, z. B. durch Kurzschluß einer Phase im dreiphasigen Stromkreis, steigt die Spannung der beiden anderen Phasen eher an, als daß sie abfällt. Wenn nun ein Regler oder Relais an die Phasen angeschlossen ist, deren Spannung ansteigt, wenn eine andere Phase kurzgeschlossen wird, so wird eine falsche Anzeige bzw. eine Regelung in falscher Richtung erfolgen.
• Man hat diese Schwierigkeiten dadurch zu vermeiden gesucht, daß man die einzelnen Spannungen der Phase gleichrichtet und einem oder getrennten Meßinstrumenten zuführt oder mehrphasige Drehfeldmotoren anschließt und deren Drehmoment überwacht. Beim Auftreten einer Unsymmetrie wird nämlich ein beträchtliches Gegensystem erzeugt, das im Motor ein Gegendrehfeld erzeugt und somit das Drehmoment herabsetzt. Außerdem hat man sog. Drehfeldscheider zur Aussiebung der symmetrischen Komponenten verwendet.
• Man kann ein beliebig verzerrtes Spannungsvektorbild eines Drehstromnetzes bekanntlich aus .zwei gegenläufigen symmetrischen Komponentensystemen, einem Mit- und einem Gegensystem, zusammensetzen. Bei Symmetrie der Spannungen eines Drehstromnetzes ist das Gegensystem null. Nun ist für die Spannungsanzeige bzw. Regelung die Größe des Mitsystems maßgeblich, der fälschende Einfluß der Verzerrungen durch das Gegensystem ist möglichst auszugleichen. Dies gilt natürlich ebenso für andere Betriebsgrößen, die mit der Spannung in Zusammenhang stehen, z.,B. die Leistung. Alle diese erwähnten Einrichtungen besitzen erhebliche Mängel: Gleichrichter bringen beispielsweise Temperatur- und sonstige Fehler. Motoren, deren Drehmoment überwacht wird, sind mit der erforderlichen Genauigkeit und-Empfindlichkeit nur schwer und sehr teuer herstellbar. Drehfeldscheider müssen sehr sorgfältig abgestimmt und berechnet werden. Außerdem besitzen sie einen hohen Wattverbrauch und nur eine geringe Ausgangsleistung, wenn Fehler vermieden werden sollen. Ihre Arbeitsweise ist frequenzabhängig, da sie Drosseln oder Kondensatoren als Phasenschiebungsmittel enthalten.
• Diese Nachteile vermeidet die Erfindung durch Schaffung einer neuen und einfaclien Einrichtung, die billig in der Herstellung und exakt in der Arbeitsweise ist.
• Erfindungsgemäß wird zur frequenzunabhängigen Erfassung einer mittleren Spannung, die der Mitsystemspannung des Netzes ungefähr verhältnisgleich ist, eine Skottschaltung für Transformatoren benutzt, deren zweiphasige Ausgangsspannung die Meßspulen des Regel- oder Anzeigegerätes erregt.
• `''eitere Einzelheiten sollen an Hand der Abbildung näher erläutert werden. Dort ist beispielsweise die Anwendung des Erfindungsgedankens bei Regler i dargestellt, der einen Widerstand selbsttätig verstellt, der im Stromkreis der Erregermaschine 4. einer Drehstrommaschine, beispielsweise eines Synchrongenerators 2 liegt. Die Maschine 2 hat einen normalen Erregerstromkreis, der aus einer Feldivicklung 3 und einer Erregermaschine ,4 besteht, deren Nebenschlußerregung durch einen veränderlichen Widerstand geregelt wird, der in der Abbildung schematisch dargestellt und mit 5 bezeichnet ist. Der Widerstandsregler 5 kann von irgendeiner beliebigen Bauart, beispielsweise ein Kohledrucl1-- oder Schiebewiderstandsregler sein. Der eingestellte Widerstandswert wird hierbei über eine Stange 6 und eine Kurbel 7 von einer Achse 8 aus verstellt, auf die eine Feder 12 und über einen Arm 9 zwei Magnete io und i i wirken. Die Magnetspulen sind so angeschlossen, daß im Normalfall beide Magnete gleichsinnig u-irken und den Arm 9 in einer Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeiger zu drehen versuchen. Dieser Drehung wirkt die Feder 12 entgegen. Außerdem kann noch eine Dämpferkammer 13 angeordnet sein, wobei die Dämpfung über eine federnde Verbindung 1q. an den Hebelarm 9 angreift.
• Die Wicklungen der Magnete i o und i i werden von Spannungen des Generators2 oder seiner Leitung 15 über zwei Spannungswandler 16 und 17 erregt. Diese Transformatoren sind in T- oder sog. Skottschaltung untereinander verbunden. Durch diese Schaltung wird ein symmetrisches Dreiphasensystem in ein ausgeglichenes Zweiphasensystem umgeformt. Je eine Sekundärwicklung der Transformatoren ist dann mit einer Magnetwicklung über je einen Reihenwiderstand 18 verbunden. Dieser Widerstand kann so bemessen bzw. aus solchem Material hergestellt sein, daß sich Temperaturfehler vermeiden lassen. Außerdem ist ein gemeinsamer veränderlicher Widerstand 19 für beide Stromkreise vorgesehen, um etwa notwendige Einstellungen oder Veränderungen am Regler vornehmen zu können. Durch diese Art der Umwandlung eines Dreiphasensystems in ein Zweiphasensystem werden Änderungen im Dreiphasensystem immer in der richtigen Weise übertragen, gleichgültig, ob das Dreiphasensystem angeglichen ist oder nicht.
• Man könnte auch an Stelle der beiden hintereinandergeschalteten Wicklungen der Magnete io und ii ein einziges auf das Meßsystem wirkendes Magnetsystem vorsehen, das von den Spannungen beider Transformatoren beeinflußt wird. Bei einer Einrichtung, wie sie in der Abbildung dargestellt ist, ist jedoch auch ein mechanischer Ausgleich vorhanden, so- daß der Widerstandswert bei Schwankungen der räumlichen Lage des Reglers sich nicht ändert. Hierdurch ist der Regler besonders für Schiffsanlagen geeignet.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Anzeige oder Regelung von Betriebsgrößen eines Drehstromnetzes, dadurch gekennzeichnet, daß zur frequenzunabhängigen Erfassung einer mittleren Spannung, die der Mitsystemspannung des Netzes ungefähr verhältnisgleich ist, eine Skottschaltung für Transformatoren benutzt ist, deren zweiphasige Ausgangsspannung die Meßspulen des Regel- oder Anzeigegerätes erregt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Regel- oder Anzeigegerät für die zweiphasige Ausgangsspannung der Skottschaltung, bei dem über einen doppelarmigen Hebel zwei mechanisch ausgewuchtete Magnetsysteme angreifen, deren Erregerspulen an je eine Sekundärwicklung eines der in Skottschaltung liegenden Transformatoren angeschlossen sind, die bei Erregung auf die vom Anker gedrehte Welle in gleichem Sinn einwirken.