DE930037C

DE930037C - Synchronisiervorrichtung

Info

Publication number: DE930037C
Application number: DEST1134D
Authority: DE
Inventors: Lorentz Dipl-Ing Eger
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1941-07-19
Filing date: 1941-07-19
Publication date: 1955-07-07

Description

Synchronisiervorrichtung Die Erfindung betrifft eine Anordnung, um bei der Synchronisierung zweier Netze oder Maschinen selbsttätig Synchronismus der Netze durch das Regeln der Turbinen für die Generatoren des einen Netzes zu erreichen. Nach der Erfindung wird der Geschwindigkeitsregler für die Generatoren des einen Netzes von dem einen oder anderen von zwei abwechselnd wirkenden Relais beeinflußt, abhängig davon, ob dieses Netz eine höhere oder eine niedrigere Frequenz hat als das andere Netz. Dieses Relais wirkt auf den Geschwindigkeitsregler über einen Impulsgeber, der so beschaffen ist, daß der Regelungseingriff zur Erreichung von Synchronismus um so größer wird, je größer die Abweichung vom Synchronismus ist. Hierdurch wird die Einregelung auf Synchronismus in der kleinstmöglichen Zeit ohne Überregelung erreicht.
Die beiden abwechselnd wirkenden Relais werden von den Schwebungsspannungen zwischen den beiden Netzen beeinflußt, wobei wenigstens das eine Relais von der Schwebungsspannung zwischen zwei normalerweise phasenverschiedenen Spannungen beeinflußt wird. Hierdurch erreicht man, daß das eine Relais vor dem anderen fällt, abhängig davon, ob die Frequenz des einen Netzes höher oder niedriger ist als die Frequenz des anderen.
Die beiden Relais verriegeln einander gegenseitig, so daß nur je eines der Relais wirksam sein kann; man erhält deshalb eine Einwirkung auf den Impulsgeber entweder für Erhöhung oder Verminderung, je nachdem welches Relais funktioniert.
Der Geschwindigkeitsregler besteht aus einem auf den Turbinenregler wirkenden Drehzahlverstellmotor, der zweckmäßigerweise zwei Wicklungen hat, eine für Lauf in der einen oder eine für den in der anderen Richtung. Diese Wicklungen werden über Schütze eingeschaltet, welche von den von den Schwebungsspannungen beeinflußten Relais betätigt werden, und zwar über Relaisketten mit Zeitrelais, die eine periodische Einschaltung der in Rede stehenden Wicklung bewirken. Hier ist die Anordnung eine solche, daß die Pausen zwischen den Einschaltungsperioden in dem Maße verlängert werden, wie die Längen der Schwebungsperioden zunehmen, um danach eine konstante Lage zu erhalten, nachdem die Schwebungsperiode eine bestimmte Länge erhalten hat.
In der Zeichnung ist in Abb. i schematisch ein Diagramm einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Auf diesem bezeichnen i und 2 die beiden Netze und 3 den Schalter zur Zusammenschaltung der beiden Netze. ¢ ist ein an das Netz i angeschlossener Spannungswandler, und 5 und 6 sind zwei an verschiedene Phasen des Netzes :2 angeschlossene Spannungswandler. 7 und 8 sind Relais, die über die Gleichrichterbrücken 9 und io an die beiden Netze über Vorschaltwiderstände ii und 12 angeschlossen sind.
Das Relais 7 mit seiner Brücke g ist an die reihengeschalteten Sekundärwicklungen der beiden Wandler 4 und 5 angeschlossen, so daß die Spule des Relais 7 vorn gleichgerichteten Strom durchflossen wird, der von der Schwebungsspannung zwischen den beiden Hauptspannungen bc und ef herrührt. Das Relais 8 ist an die reihengeschalteten Sekundärwicklungen der Wandler 4 und 6 angeschlossen und wird deshalb von einem Gleichstrom durchflossen, der proportional der Schwebungsspannung zwischen den beiden Hauptspannungen bc und de ist. Die beiden Relais 7 und 8 sind so beschaffen, daß ihre Arbeitskontakte geschlossen werden, wenn der Strom -durch die Relais unter einen gewissen Wert sinkt.
Da die Schwebungsspannungen im Verhältnis zueinander um 6o° verschoben sind, jedoch ihren Platz tauschen, wenn der Synchronismus durchschritten wird, ist es offenbar, daß entweder das Relais 7 oder das Relais 8 seine Kontakte zuerst schließen wird, abhängig davon, ob die Frequenz des Netzes 2 niedriger oder höher als die Frequenz des Netzes 'l ist.
Wird angenommen, daß das Relais 7 zuerst seine Kontakte geschlossen hat, wird folgendes eintreffen. Der Kontakt 711 hat seine unteren Kontakte geschlossen, es geht ein Strom über diesen Kontakt und über den schon geschlossenen Kontakt i411 durch die Spule im Relais 13. Hierbei wird der Stromkreis für das Relais 14 bei dem Kontakt 13a unterbrochen.
Der Strom durch das Relais 13 bewirkt, daß sein Kontakt 13b geschlossen wird, so daß das Relais 15 Strom erhält, dieses Relais wird über den Haltekontakt 1511 erregt gehalten und so lange festgehalten, als die Fallfolge der Relais 7 und 8 beibehalten wird.
Durch Schließen des Kontaktes 15c erhält die Spule in dem Relais 17 Strom über den Kontakt i3c, der vorher geschlossen ist. Gleichzeitig erhält das Relais i9 Strom und wird vom Haltekontakt i911 gehalten.
Durch Schließen des Kontaktes 19b erhält das Zeitrelais 2o Strom, und dieses Relais öffnet nach einer gewissen Zeit den Kontakt 2o11, bevor die Relais 17 und i9 stromlos werden.
Wenn das Relais i9 Strom erhält, wird auch ein Stromkreis durch das Relais 21 über den Kontakt igc geschlossen, und nachdem der Kontakt 21b geschlossen wird, erhält das Zeitrelais 22 Strom. Nach einer gewissen Zeit wird der Haltestromkreis für das Relais 21 bei dem Kontakt 22a geöffnet. Solange das Relais 21 erregt bleibt, ist der Kontakt 2ic offen, so daß die Relais 17 und i9 während dieser Zeit nicht von den durch die Relais 7 und 8 verursachten Impulsen beeinflußt werden können.
Wenn die Relais 17 und i9 Strom erhalten, wird der Kontakt 17a geschlossen, so daß die Betätigungsspule des Schützes 27 Strom erhält und der Motor 30 sich in der einen Richtung in Bewegung setzt. Nach einer gewissen Zeit, z. B. einer Sekunde, wird der Kontakt 2o11 in dem Zeitrelais 2o geöffnet, und wenn die Relais 17 und i9 fallen, wird der Stromkreis des -Zeitrelais 2o und der Stromkreis für das Schütz 27 geöffnet.
Solange das Relais 21 geschlossen ist und also der Kontakt 2i° geöffnet ist, werden die Relais 17 und i9 von keinen weiteren Impulsen von den Relais 7 und 8 beeinflußt. Erst wenn die Zeit für das Zeitrelais 22 zu Ende ist, wird das Relais 21. entregt und der Kontakt 21c geschlossen, bei einem darauffolgenden Impuls wird, verursacht durch das Relais 7, wieder der Stromkreis zum Motor 30 im der vorher beschriebenen Weise geschlossen.
Wenn das Relais 8 das Relais ist, das zuerst geschlossen wurde, erfolgt die Regelung in der oben beschriebenen Weise, jedoch mit dem Unterschied, daß in diesem Falle die andere Motorwicklung eingeschaltet wird, weil hierbei die Relais 14, 16 und i8 in Wirksamkeit treten statt der Relais 13, 15 und 17.
Solange sich die Schwebungsperiode-unter einem gewissen Wert hält, wird man die Einschaltung des Drehzahlverstellmotors, wie in Abb. 2 gezeigt, erhalten. In dieser Abbildung bezeichnet E die gleichgerichtete Schwebungsspannung. Es wird angenommen, daß das Relais 7 zum erstenmal im Punkt A geschlossen wird, und ungefähr in demselben Augenblick werden die Zeitrelais 2o und 22 geschlossen, und der Motor 3o erhält Strom, bis in Punkt B das Relais 20 seinen Kontakt öffnet. Das Relais 22 ist aber noch geschlossen, so daß, wenn das Relais 7 in dem Punkt Al und A2 einen Reglerimpuls verursacht, dies keine Einwirkung auf den Motor hat, sondern erst in dem Punkt A3 wird der Strom durch den Motor 3o neuerlich geschlossen, und zwar dadurch, daß die Relais 2o und 22 wieder erregt werden. Wie ersichtlich, ist der Motor 30 während konstanter, vom Relais 2o bestimmter Zeitperioden eingeschaltet, die durch Pausen unterbrochen sind, welche in ihrer Länge vom Zeitabstand zwischen dem Ende der Wirkung des Zeitrelais 22 und dem nächst darauffolgenden Impuls, der von dem Relais 7 verursacht wird, bestimmt werden. Die Pausen werden also länger, je länger die Schwebungszeit ist.
Wenn die Schwebungszeit einen gewissen Wert überschreitet, wird die Zeit, während welcher der Kontakt 711 in seiner oberen Lage geschlossen wird, so lange, daß das Zeitrelais 23 genügend Zeit zum Schließen erhält. Wenn der Kontakt 23" geschlossen wird, erhält das Relais 24 Strom und wird vom Strom über den Haltekontakt 24a festgehalten. Wenn der Kontakt 24b geöffnet wird, wird der Weg zu den Relais 17 und 19 für die von den Relais 7 und 8 verursachten Impulse verriegelt. Gleichzeitig mit dem Öffnen von 2,.b wird der Kontakt 24c geschlossen, so daß das Zeitrelais 25 Strom erhält, der Kontakt 25a geschlossen wird und damit auch der Kontakt 26b. Die Relais 17 und i9 erhalten Strom, und in der vorher beschriebenen Weise erhält der Motor 30 Strom während der Zeit, für welche das Relais 2o eingestellt ist.
Das Relais 20 ist in bezug auf die Abschaltung etwas verzögert, so daß kurz nach dem Öffnen des Kontaktes 26a derselbe wieder geschlossen wird. Auch der Kontakt 26b wird geschlossen und wieder geöffnet nach einer Zeit, die genügend lang ist, um das Erregen des Relais i9 zu gestatten. Das Relais 25 hat eine Wirkungszeit, die die Pausenzeit für den Motor bestimmt, welche in diesem Falle konstant ist. Wenn diese Zeit zu Ende ist, wird der Kontakt 25a geschlossen, und der oben beschriebene Verlauf wird wiederholt, d. h. der Motor erhält einen Impuls, der in bezug auf die Dauer vom Zeitrelais 2o bestimmt ist, und danach wird wieder das Zeitrelais 25 mit einer unbedeutenden Verzögerung erregt.
Der zuletzt beschriebene Verlauf ist in Abb. 3 illustriert, welche zeigt, wie in dem Punkt A die Relais 2o und 25 erregt werden und der Motor 30 Strom erhält während der Zeit, während der das Relais 2o erregt ist. Erst wenn die Zeit für das Relais 25 zu Ende ist, wird wieder das Relais 2o in dem Punkt C geschlossen, und unmittelbar darauf wird in dem Punkt Cl das Relais 25 wieder erregt. Die Länge der Pause wird also konstant und gleich der Zeit für das Relais 25 vermindert um die Zeit für das Relais 20.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur automatischen Synchronisierung von zwei elektrischen Wechselstromnetzen durch Beeinflussung des Geschwindigkeitsreglers für die Generatoren des einen Netzes, dadurch gekennzeichnet, daß Regelungsimpulse dem Regler über zwei abwechselnd wirkende Relais zugeführt werden, die von zwei phasenverschobenen Sehwebungsspannungen beeinflußt werden, wobei die Anordnung eine solche ist, daß, nachdem eines der Relais gewirkt hat, der Arbeitsstromkreis des anderen Relais verriegelt wird und verriegelt bleibt, bis Synchronismus erreicht ist.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Relais über Vorschaltwiderstände und Gleichrichter an die Schwebungsspannungen angeschlossen sind.
3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Relais auf einen Impulsgeber wirken, der an den Geschwindigkeitsregler Impulse konstanter Länge abgibt.
4. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber so ausgebildet ist, daß zumindest dann, wenn die Schwebungsfrequenz einen gewissen Wert überschreitet, die Pausen zwischen den Impulsen mit abnehmender Schwebungsfrequenz vergrößert werden.
5. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Schwebungsspannungen bewirkten Stromimpulse auf zwei Zeitrelais wirken, von denen das eine die Dauer der an den Geschwindigkeitsregler abgegebenen Impulse bestimmt, so daß diese eine konstante Länge erhalten, während das andere während einer gewissen konstanten Zeit die Impulse blockiert, die von den durch die Schwebungsspannungen beeinflußten Relais ausgehen, wodurch der Zeitabstand zwischen zwei an den Geschwindigkeitsregler nacheinander abgegebenen Impulsen gleich der genannten konstanten Zeit ist, zuzüglich des Zeitabstandes vom Ende der Verriegelungszeit bis zum darauffolgenden Impuls von den durch die Schwebungsspannungen beeinflußten Relais.