Verfahren zum Betrieb eines durch eine Kraftmaschine angetriebenen
Synchrongenerators im Verbundbetrieb Bei durch Kraftmaschinen, insbesondere Wasserturbinen,
angetriebenen, Synchrongeneratoren im Verbundbetrieb sinkt bei beispielsweise durch
Kurzschlüsse oder Frequenzschwankungen bedingten Spannungsabsenkungen im gespeisten
Netz die Leistungsabgabe' des Generators an das Netz. Da die Kraftmaschine bestrebt
ist, weiterhin die gleiche Leistung abzugeben, wird anfangs die f_lberschußleistung
zwischen Turbinenleistung und an das Netz abgegebener Leistung den Generator beschleunigen.
Ist bei der dabei herrschenden Netzspannung und dem Erregungszustand der Maschine
die Kippleistung des Generators kleiner als die Antriebsleistung der Turbine, dann
kommt der Generator zum Kippen, und die elektrische Leistungsabgabe an .das Netz
wird praktisch Null, wobei im Netz sehr große Strom- und Spannungsschwankungen auftreten.
Bei größeren Absenkungen, wie sie beispielsweise bei Kurzschlüssen gegeben sind,
hat daher die Maschine das. Bestreben, durchzugehen. Zur Begrenzung .der Drehzahl
wurden
bereits Regler für die Kraftmaschinen und Stoßerresungen der Synchronmaschinen vorgesehen.
Solche Einrichtungen sind jedoch einerseits sehr verwickelt, andererseits arbeiten
sie vor allem bei Generatoren größerer Leistungen im Verbundbetrieb über lange Fernleitungen
zu langsam. In diesen Fällen ist oftmals nur durch eine Außerbetriebnahme der betreffende
Maschinensatz vor dem Durchsehen zu bewahren. Ein Absinken der in das Netz ;gelieferten
Leistung ist daher die Folge. Außerdem werden dadurch, andere an dem gleichen Netz
hängende Maschinen in Mitleidenschaft gezogen, so daß diese ebenfalls ausfallen
können.Method of operating a powered by an engine
Synchronous generator in interconnected operation In the case of power machines, in particular water turbines,
driven, synchronous generators in interconnected operation, for example, sinks through
Short circuits or frequency fluctuations caused voltage drops in the supplied
Netz the power output 'of the generator to the grid. As the prime mover aspires
is to continue to deliver the same performance, the excess performance is initially
accelerate the generator between turbine power and power delivered to the network.
Is at the prevailing mains voltage and the state of excitation of the machine
the breakdown power of the generator is less than the drive power of the turbine, then
the generator comes to a standstill, and the electrical power output arrives at the grid
becomes practically zero, with very large current and voltage fluctuations occurring in the network.
In the case of larger drops, such as those that occur in the event of short circuits,
therefore the machine has the. Anxiety to go through. To limit the speed
became
controllers for the prime movers and shock absorbers of the synchronous machines are already provided.
However, such facilities are very intricate on the one hand, and work on the other
it is particularly important for generators with higher capacities in interconnected operation over long long-distance lines
too slow. In these cases it is often only possible to decommission the relevant
Keep machine set from looking through. A sinking in the net; delivered
Performance is therefore the result. Also, this will put others on the same network
hanging machines affected, so that these also fail
can.
Alle diese Mängel werden gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß
bei einer Spannungsabsenkung im gespeisten Netz zur Erreichung eines asynchronen
Betriebes mit übersynchroner Drehzahl der Generator schnellentregt und im asynchronen
Generatorbetrieb durch einen Widerstand im Erregerkreis die Wirkung der Erregerwicklung
stark verringert wird. Mit Hilfe der Schnellentregung wird erreicht, daß bei Eintreten
der Störung die Erregung rasch vernichtet wird. Durch die Einschaltung des Widerstandes
in den Kreis der Erregerwicklung während des asynchronen Betriebes. wird weiterhin
verhindert, daß der in dieser Wicklung fließende asynchrone Belastungsstrom im Vergleich
zu dem in der Dämpferwicklung fließenden Strom groß wird. Auf diese Weise werden
die ein- oder mehrachsige Wirkung der Erregerwicklung und damit die dadurch beding=
ten Drehmomenten-, Strom- und Spannungsschwankungen ausgeschaltet. Die Maschine
kann: daher als Asynchrongenerator die vorherige Turbinenleistung elektrisch an
das Netz abgeben. Treten jedoch besonders starke Spannungsabsenkungen auf, dann
wird vorteilhaft mit steigender Drehzahl außer der durch die Reglercharakteristik
bedingten. Leistungsrücknahme der Kraftmaschine deren Leistung noch zusätzlich,
z. B. durch ein Spannungsminimumrelais, gesenkt. Um einen Synchrongenerator für
das neue Verfahren besonders geeignet zu machen, wird zweckmäßig sein asynchrones,
)generatorisches Kippmoment insbesondere durch Anordnung einer besonders starken
Dämpferwicklung außergewöhrnlich hoch ausgeführt. Gleichzeitig kann zwecks Verbesserung
der Ausnutzung der Maschine zur Verminderung des Magnetisierungsstromes im asynchronen
Betrieb der Luftspalt kleiner als sonst bei Synchronmaschinen gehalten werden.All these shortcomings are remedied according to the invention in that
in the event of a voltage drop in the supplied network to achieve an asynchronous
In operation with oversynchronous speed, the generator is rapidly de-energized and in asynchronous mode
Generator operation through a resistor in the excitation circuit the effect of the excitation winding
is greatly reduced. With the help of the rapid de-energization it is achieved that when it occurs
the disturbance the excitement is quickly destroyed. By switching on the resistor
in the field winding circuit during asynchronous operation. will continue
prevents the asynchronous load current flowing in this winding from being compared
to the current flowing in the damper winding becomes large. Be that way
the uniaxial or multi-axis effect of the excitation winding and thus the resulting =
The torque, current and voltage fluctuations are switched off. The machine
can: therefore, as an asynchronous generator, electrically display the previous turbine output
hand over the net. However, if particularly strong voltage drops occur, then
is advantageous with increasing speed, apart from that due to the controller characteristics
conditional. Power reduction of the engine, its power additionally,
z. B. by a voltage minimum relay, lowered. To use a synchronous generator for
To make the new method particularly suitable will be asynchronous,
) generator breakdown torque in particular by arranging a particularly strong
The damper winding is exceptionally high. At the same time, in order to improve
the utilization of the machine to reduce the magnetizing current in the asynchronous
Operation the air gap can be kept smaller than usual with synchronous machines.
Die Wiederaufnahme des gewöhnlichen Betriebes geschieht vorzugsweise
in der Form, daß der Generator bei Wiederkehr der vollen Spannung als Reaktionsmaschine
in den Syn-
chronismus gebracht wird und hierauf wieder
seine gewöhnliche Erregung und Antriebs-
leistung bekommt. Insbesondere wird die
durch das Spannungsminimutnrelais verur-
sachte Verriegelung freigeg'ehen.
An Hand der Zeichnung wird die Erfin-
dung im folgenden beispielsweise erläutert.
Gemäß Fig. i besitzt der Synchrongenerator i
eine Ständerwicklung 2 und einen Läufer 3.
der die Erregerwicklung .I und den Dämpfer-
käfig 5 trägt. Die Erregerwicklung -4 wird von
der Erregermaschine C gespeist, deren Er-
regerwick@ung 7 seli>st wied°_r im gewöhn-
lichen Betrieb von der Hilfserregerniaschine 8
mit Strom versorgt wird. Zur Schnellent-
regun.g wird zweckmäßig die Erreger-
maschine 6 als Nebenschlußmaschine geschal-
tet. "vie die g°strichelten Verbindungen 9 und
io erkennen lassen. Bekanntlich wird durch
Einschalten eines Schwingun-widerstandes
ii vor dem Anker der Erreaerrnaschine 6 er-
reicht, daß die Stromverteilun, im gesam-
ten Erregerkreis labil wird and zum schnellen
Zusammenbrechen kommt.
Außerdem wird im asvnchrotiett (-,etterator-
Iretrieb durch Öffnen des Schalters 1d ein
Großer Widerstand 13 in den Erregerkreis
gelegt. durch den die Beteiligung der Er-
regerwicklung am asvnclironett Generator-
betrieb weitgehend ausgeschaltet wird. Damit
werden die außerordentlich hohen Strom-.
Spannungs- . und Leis tungspendelungen,
welche durch die einachsige Wirkung der Er-
regerwiclclung bedingt sind, auf ein 'Mindest-
maß herabgesetzt. Dies ist bei Netzen mit
großen Leistungen besonders wichtig. Man
kann unter Umständen an Stelle der Schnell-
entregung mit Hilfe des Widerstandes i i den
Widerstand 13 auch in bekannter Weise zur
Schnellentreguna verwenden. Der Wider-
stand 13 ist im gewöhnlichen Betrieb kurz-
geschlossen.
Ein weiteres Ausführungsbe:spel der Er-
findung zeigt Fig. =. Dabei wird im asyn-
chronen Generatorbetrieb an Stelle des
Reihenwiderstandes 13 ein der Erreger-
wicklung 4. des Synchrongenerators parallel
geschalteter großer Widerstand 15 durch
Öffnen des Schalters 16 im Erregerkreis in
Reihe geschaltet, nachdem beispielsweise mit
der hier in gleicher Weise wie beim ersten
Beispiel ausgebildeten Einrichtung schnell-
entregt wurde. Zur Schnellentregung wird
zuerst der den Schwingungs-,viderstand i i
überbrückende Schalter 12 geöffnet, während
der Schalter 17 vor dem Widerstand 15 ent-
weder ständig geschlossen ist oder nach dem
Einschalten des Schwingungswiderstandes i t
geschlossen wird. Im ersten Fall kann der
Schalter 17 auch ganz wegfallen. Der Schalter
16 im Haupterregerhreis wird nach Beendi-
gung des Schnellentregungsvorganges, also bei verhältnismäßig geringem
Strom und geringer Spannung am Schalter geöffnet. Der Widerstand 15 kann auch in
bekannter Weise zur Schnellentregung Verwendung finden. Dann ist die Entregungsanordnung
mit dem Widerstand i i, überflüssig. Es ist jedoch; auch möglich, zwei oder alle
Schnellentregungen mit den Widerständen 11, 13 und 15 miteinand-er zu kombinieren,
so daß der Schalter verkleinert werden; kann.The resumption of normal operation is preferably done in such a way that the generator as a reaction machine in the syn- chronism is brought and then again
his usual excitement and drive
performance gets. In particular, the
caused by the voltage minimum relay
gentle lock released.
On the basis of the drawing, the invention
Example explained below.
According to FIG. I, the synchronous generator i
a stator winding 2 and a rotor 3.
the exciter winding .I and the damper
cage 5 carries. The field winding -4 is from
the exciter C, whose earth
regerwick @ ung 7 seli> st wied ° _r in the usual
operation of the auxiliary excitation machine 8
is powered. For quick dis-
regun.g is expediently the pathogen
machine 6 as a shunt machine
tet. "See the dashed connections 9 and
show io. As is known, through
Switching on a vibration resistance
ii at the anchor of the Erreaerrnaschine 6 he
is enough for the power distribution to
The th exciter circuit becomes unstable and the fast one
Collapse is coming.
In addition, in the asvnchrotiett (-, etterator-
Operation by opening switch 1d on
Large resistance 13 in the excitation circuit
placed. through which the participation of the
active winding on the asvnclironett generator
operation is largely switched off. In order to
become the extraordinarily high current.
Tension. and power swings,
which due to the uniaxial effect of the
stimulation are conditioned, to a 'minimum
measure reduced. This is the case with networks
great achievements are particularly important. Man
can be used instead of the quick
de-excitation with the help of resistance ii den
Resistor 13 also used in a known manner
Use quick-release reguna. The cons
Stand 13 is briefly in normal operation
closed.
Another embodiment example of the
finding shows Fig. =. In the asynchronous
chronic generator operation instead of the
Series resistance 13 one of the exciter
winding 4. of the synchronous generator in parallel
switched large resistor 15 through
Open switch 16 in the excitation circuit in
Connected in series after, for example, with
the one here in the same way as with the first one
Example of a trained facility
was de-excited. For rapid de-energization
first of all the vibration resistance ii
bridging switch 12 open while
the switch 17 in front of the resistor 15
neither is closed continuously or after
Switching on the oscillation resistance it
is closed. In the first case, the
Switch 17 can also be omitted entirely. The desk
16 in the main pathogen, after termination
generation of the rapid de-energizing process, i.e. opened with a relatively low current and low voltage at the switch. The resistor 15 can also be used in a known manner for rapid de-energization. Then the de-excitation arrangement with the resistor ii is superfluous. However, it is; it is also possible to combine two or all of the quick de-energization with the resistors 11, 13 and 15 with one another, so that the switch can be reduced in size; can.
Gemäß der Erfindung wird weiterhin der Vorteil erreichst, daß jede
besondere Stoßerregungsano.rdnung ganz wegfallen bzw. in allen Fällen in wirtschaftlich
noch tragbaren Grenzen gehalten werden; kann. Außerdem ergibt sich ein Schutz .des
Netzes vor Überspannungen bei der Kurzschlußfortschaltung.According to the invention, the advantage is achieved that each
special impulse excitation orders are completely omitted or in all cases economically
within acceptable limits; can. There is also protection .des
Network against overvoltages during short-circuit continuation.
Der erfindungsgemäße Betrieb. eines Synchrongenerators kann unter
Umstränden auch in den Fällen von Bedeutung sein, in denen er nicht mit anderen
Maschinen zusammenarbeitet. Diese Möglichkeit ist. insbesondere dann vorhanden.,
wenn andere Takthalter, z. B. aus Kondensatoren und hochgesättigten Drosseln bestehende
Anordnungen, am vom Synchrongentrator gespeisten Netz hängen.The operation according to the invention. a synchronous generator can under
Circumstances may also be of importance in cases in which he is not with others
Machines working together. This possibility is. especially then present.,
if other clock keepers, e.g. B. consisting of capacitors and highly saturated chokes
Arrangements hanging on the network fed by the synchronous centrator.