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Einrichtung zum schnellen Entregen von mit Schnellreglern geregelten
Synchronmaschinen Bei synchronen Wechselstrommaschinen, deren Spannung durch einen
Schnellregler beeinflußt wird, besteht beim Auftreten besonders starker Ströme,
so insbesondere von Kurzschlußströmen, die Gefahr, daß der Regler den im Erregerkreis
der Erregermaschine gelegenen Regelwiderstand dauernd kurzschließt und die Erregermaschine
infolgedessen eine besonders starke Erregung auf die synchrone Hauptmaschine gibt,
wodurch der Kurzschlußstrom noch verstärkt wird. Man hat versucht, diesen CTbelstand
durch Einschalten eines Ersatzwiderstandes in den Erregerkreis der Erregermaschine
zu beseitigen. Dazu waren aber mechanische Mittel nötig, die an und für sich umständlich
sind und die Wirkung des Schutzmittels verzögern. Ferner hat man die Spannungsspule
des Schnellreglers beim Auftreten eines Überstromes von dem ihr zugeordneten Spannungswandler
abgeschaltet und auf einen im Generatorkreis liegenden Stromwandler geschaltet.
Hier tritt durch die Umschaltung eine starke Zeitverzögerung in der Wirkung der
Einrichtung ein. Schließlich hat man auch zwei Schnellregler benutzt, von denen
der eine in Abhängigkeit von der Spannung des Generators, der andere in Abhängigkeit
vom Strom des Generators, aber beide zugleich auf den gleichen Nebenschlußwiderstand
im Erregerstromkreis arbeiten. Diese Anordnung enthält umständliche Apparate, die
teuer sind. Sie birgt die Gefahr, daß die Apparate gegeneinander regeln, z. B. der
eine hinauf, der andere herunter, und bringt ebenfalls eine starke Zeitverzögerung
mit sich.
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Die Erfindung benutzt nun eine an sich bekannte Regelung, bei der
das Erregerfeld der Erregermaschine durch ein vom Strom der zu regelnden Wechselstrommaschine
abhängiges, dem eigenerregten Feld der Erregermaschine entgegenwirkendes Feld zusätzlich
beeinflußt wird, wobei das Zusatzfeld in einer zweiten Erregerwicklung erzeugt wird.
Bei dieser Anordnung wird erfindungsgemäß die zweite Erregerwicklung über einen
Gleichrichter von einem im Hauptstromkreis der Synchronmaschine liegenden Stromwandler
gespeist.
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Man hat wohl bereits mit Hilfe von Gleichrichtern auf besondereErregerwicklungen
von Erregermaschinen eingewirkt. Man hat dabei aber stets den Zweck verfolgt, die
Spannung von Wechselstrommaschinen so schnell wie irgend möglich zu regeln bzw.
konstant zu halten, während bei der Anordnung nach der Erfindung die Hilfserregerwicklung
von einem Stromwandler aus beeinflußt wird zu dem Zweck, bei Schnellregelung durch
besondere Schnellregler beim Auftreten besonders starker Ströme, wie z. B. Kurzschlußströme,
die schädliche Wirkung einer dauernden Kurzschließung des -Erregerkreises durch
den Schnellregler zu vermeiden. -
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der Zeichnung veranschaulicht. Diese zeigt eine Erregermaschine e, von deren
Bürsten der Erregerstrom durch die Leitungen g der Erregerwicklung v der synchronen
Hauptmaschine g zugeführt wird. Die Erreger maschine e besitzt eine Nebenschlußerreger-@
wicklung q, die an die Bürsten angeschlossen ist und in deren Zweig ein Regelwiderstand
r liegt. Dieser Regelwiderstand wird von einem Schnellregler c; der mit der von
der Synchronmaschine ausgehenden Wechselstromleitung n über einen Transformator
b in Verbindung steht, beeinflußt. Nach der Erfindung ist eine zweite Wicklung
w auf der Erregermaschine vorgesehen, die an einen Gleichrichter k angeschlossen
ist, der von einem Transformator t gespeist wird. Der Transformator t ist an in
den Wechselstromleitungen liegende Stromwandler m angeschlossen.
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Beim Auftreten von Überströmen und gleichzeitigem Absinken der Spannung
zwischen den Leitungen n wird der Schnellregier c den Widerstand y -dauernd schließen,
wodurch die Wicklung q der Erregermaschine dauernd von dem maximalen Erregerstrom
durchflössen wird. Dieselben Überströme rufen aber durch Vermittlung der Stromwandler
m und des Gleichrichters h in der zweiten Erregerwicklung w der Erregermaschine
einen starken Gleichstrom hervor. Das Feld der Wicklung w ist dem Felde des durch
die Nebenschlußwicklung q bei kurzgeschlossenen Regelwiderstand r fließenden Stromes
entgegengesetzt gerichtet, wodurch das Gesamtfeld der Maschine e stark geschwächt
und der Erregerstrom der synchronen Hauptmaschine stark herabgesetzt wird. Es empfiehlt
sich nicht, das von dem Wechselstrom hervorgerufene Gegenfeld ebenso groß oder größer
als das eigenerregte Feld zu machen, da sonst die Gefahr besteht, daß die Erregermaschine
umgepolt wird.
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Auf dem Transformator t ist noch eine von der Spannung des Hauptwechselstromes
beeinflußte Primärwicklung k vorgesehen, die dazu dienen soll; die Verluste des
Gleichrichters zu decken und von vornherein eine ganz geringe Spannung an der Wicklung
w der Erregermaschine zu erzeugen und den Gleichrichter dauernd ganz gering zu belasten.
Man kann die Gegenamperewindungen der Erregermaschine dann bis auf diese Vorbelastung
gleich Null machen, so daß von. dem Wechsel-. strom zunächst keine Wirkung auf die
Erregermaschine ausgeübt wird und erst bei starkem Anstieg des Wechselstromes über
einen normalen Wert die Gegenamperewindungen -der Erregermaschine in Wirkung treten.
Durch Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Stromtransformators und des Zwischen-
| m.4ransformators, dessen Sekundärwicklung auch |
| d' veh einen Stufenschalter geändert werden |
| ihn, bzw: durch Wahl der Magnetisierungs- |
| t'-äkteristik des Stromtransformators und |
des Zwischentransformators kann der Zeitpunkt; in dem die Spannung an der Wicklung
w wirksame Größen anzunehmen beginnt, nach Belieben, je nachdem man die Überlastbarkeit
zulassen will, gewählt werden. Dabei wird; wie bereits erwähnt, die oberste Grenze
der Gegenamperewindungen so gewählt, daß die Gegenamperewindungen kleiner sind als
die Amperewindungen der Selbsterregerwicklungen q bei kurzgeschlossenem Regelwiderstand
r, um ein Umpolen der Erregermaschine zu vermeiden.
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Die Erfindung bedient sich, wie ersichtlich, eines stromabhängigen
Gliedes, das ohne mechanische Mittel bei Überstrom; insbesondere bei Kurzschluß,
sofort eingreift. Ferner braucht der spannungsabhängige Regler nicht auf Überstromregelung
umgeschaltet zu werden. Bei parallellaufenden Maschinen, bei denen nur eine größere
Maschine mit Schnellregier arbeitet, können die anderen Maschinen durch den Überstromregler
dieser Maschine mit überwacht werden, so daß bei Kurzschluß die Spannung bei allen
Generatoren gesenkt wird: Bei parallellaufenden Maschinen kann auch jede Maschine
mit Schnellregler und der neuen Vorrichtung ausgerüstet sein und so arbeiten, däß
die Gegenamperewindungen auf der Erregermaschine, die durch den Gleichrichter erzeugt
werden, mit Hilfe von Achter- bzw. Polygonschaltung der stromabhängigen Wicklung
auf dem Transformator cos-cp-empfin(Üic`h sind.
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Die Stromwandler, die nur in zwei Phasen angeordnet zu sein brauchen,
müssen eine größere Leistung als die normale abgeben, wobei die Genauigkeit eine
untergeordnete Rolle spielt.
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Der Zwischentransformator kann auf der Sekundärseite mit Lastschalter
ausgeführt werden, so daß er sich den einzelnen Verhältnissen besser anpassen kann.
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An Stelle des in der Zeichnung dargestellten Quecksilberdampfgleichrichters
können auch Trockengleichrichter verwendet werden.