DE642510C

DE642510C - Arrangement for automatic parallel switching of alternating current networks

Info

Publication number: DE642510C
Application number: DES89686D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1928-02-01
Filing date: 1929-01-29
Publication date: 1937-03-12

Description

Beim Parallels ehalten von Wechselstromnetzen muß bekanntlich im Augenblick des Schaltens, d.h. der Berührung der Schalterkontakte, 'die Differenzspannung zwischen den beiden Netzen gleich. Null sein. Da von der Kommandogabe bis zum Schließen, des Schalters eine bestimmte von der Konstruktion des Schalters abhängige Zeit (Schaltereigenaeit) verstreicht, muß 'das Schaltkommando um 'diesen Zeitbetrag vor Erreichen der Phasengleichheit (Spannungsdifferenz gleich Null) gegeben werden. Man hat vorgeschlagen, das Parallelschalten dadurch zu beschleunigen, 'daß man den Kommandovorgabewinkel vom Wert der Frequenzdifferenz der parallel zu schaltenden Netze abhängig macht und erreicht auf diese Weise, 'daß auch bei verhältnismäßig großen Frequenzdifferenzen parallel geschaltet werden kann. Die zu 'diesem Zwecke 'dienenden bekannten Einrichtungen arbeiten auf rein mechanischem Wege. Ein exaktes Arbeiten, ist nicht oder nur mit großem Kostenaufwand zu erreichen; denn schon die im Laufe der Zeit sich ändernden J^eibungsverhältnisse, die Abhängigkeit 'der Spannung der zur Anwendung kommenden Federn von der Temperatur, die Änderung der Reibung durch Staub u.dgl. üben bei den bekannten Einrichtungen einen unerwünschten Einfluß auf die Genauigkeit der Bestimmung des Vorgabewinkels aus. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung die Größe.des Vorgabewinkels auf rein elektrischem Wege mit Hilfe einer in ihrer Größe oder Phase von der Frequenzdifferenz abhängigen Spannung und einer Vergleichsspannung ermittelt. Auf diese Weise wird erreicht, daß Reibungsverhältnisse u.dgl. keinen Einfluß auf den Parallelschaltvorgang ausüben können. 4"When maintaining AC networks in parallel must, as is well known, at the moment of switching, i.e. when the switch contacts are touched, 'the differential voltage between the two networks is the same. Be zero. Since from the Command is issued until the switch closes a certain time depending on the construction of the switch (switch peculiarity) elapses, 'the switching command must' this amount of time before it is reached phase equality (voltage difference equal to zero). It has been suggested to accelerate the parallel switching by changing the command default angle makes dependent on the value of the frequency difference of the networks to be connected in parallel and in this way achieves' that too can be connected in parallel with relatively large frequency differences. the known institutions serving 'this purpose' work in a purely mechanical way. An exact work is not or can only be achieved at great expense; because already that over time changing conditions of activity, the dependence of the tension on the application springs coming from the temperature, the change in friction caused by dust and the like. exert an undesirable influence on the accuracy in the known devices the determination of the default angle. In order to avoid these difficulties, according to of the invention, the size of the default angle in a purely electrical way with the help a voltage that is dependent on the frequency difference in terms of its size or phase and a comparison stress determined. In this way it is achieved that friction conditions and the like cannot exert any influence on the parallel switching process. 4 "

Die Schaltanordnung gemäß der Erfindung wird beispielsweise so getroffen, daß die Parallels chalteinrichtung von einem Schalttransformator gesteuert wird, der durch, das Zusammenwirken der Sekundärspannungen zweier Steuertransformatoren beeinflußt wird. Die Sättigung der beiden Steuertransformatoren wird 'dabei von den in Gleichspannungen verwandelten Differenzspannungen der parallel zu schaltenden Netze abhängig S" gemacht. Außerdem ist die Sekundärspannung des einen Steuertransf ormators gegenüber der Sekundärspannung des anderen Steuertransformators 'entsprechend der -Frequenzdifferenz phasenverschoben. Als Steuertransfor-.matoren können zwei dreischenklige Transformatoren vorgesehen sein, von denen einer auf dem mittlerien Schenkel eine Dämpferwicklung hat. Die Sekundärspannungen der beiden Steuertransformatoren haben den glei-The switching arrangement according to the invention is made, for example, so that the parallels switching device from a switching transformer is controlled by the interaction of the secondary voltages two control transformers is affected. The saturation of the two control transformers becomes' by the difference voltages converted into direct voltages depends on the networks to be switched in parallel S " made. In addition, the secondary voltage of a control transformer is compared to the Secondary voltage of the other control transformer according to the frequency difference out of phase. Two three-leg transformers can be provided as control transformers, one of them has a damper winding on the middle leg. The secondary voltages of the both control transformers have the same

chen Höchstwert, wenn die Frequenzdifferen; der parallel zu schaltenden Netze Null ist Gemäß der Erfindung sind diese Sekundärspannungen gegeneinander verschoben, wo.* bei die Größe der Verschiebung von dfir Höhe der Frequenzdifferenz abhängig ist. Außerdem kann zur besseren Wirkung, er-" findungsgemäß der zeitliche Verlauf dieser beiden Sekundärspannungen verschieden sein, ίο Die in Gleichspannungen verwandelten Sekundärspannungen der beiden Steuertransformatoren beeinflussen in Gegenschaltung ■die Sättigung des Sdralttransformators, der die Pariallelschalteinrichtung auslöst. Ein Alisführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. ι dargestellt. Abb. 2 zeigt die Spannungsänderung in verschiedenen Teilen der Anlage.Chen maximum value if the frequency differences; of the networks to be connected in parallel is zero. According to the invention, these are secondary voltages shifted against each other, where. * at the magnitude of the shift of dfir The amount of the frequency difference is dependent. In addition, for a better effect, according to the invention, the time course of these two secondary voltages may be different, ίο The secondary voltages of the two control transformers converted into direct voltages influence in opposite connection ■ the saturation of the Sdralttransformators, the the parallel switching device triggers. An example of implementation of the invention is shown in Fig. ι. Fig. 2 shows the change in voltage in different parts of the System.

In Abb. ι sind ι und. 2 zwei Wechselstromnetze, die miteinander verbunden werden sollen, wozu, ein Schalters 'dient. Um eine der Vektordifferenz der Spannungen des Netzes ι und des Netzes 2 proportionale Spannung zu erhalten, sind zwei Spartransformatoren 4 und 5 angeordnet, deren Anzapfungen zueinander parallel über die Primärspulen zweier Steuertransformatoren 6 und 7 verbunden sind. Die Sekundärspulen dieser Transformatoren sind mit den Wechselstromklemmen" von Gleichrichtern 8 und 9 verbunden, deren Gleichstromklemmen mit auf den mittleren Schenkeln zweier dreischenkliger Steuertransformatoren 12 und 13 angeordneten Spulen 10 und 11 verbunden sind. Die Primärspulen 14 und 15 der Steuertransformatoren 12 und 13 werden von irgendeiner Wechselstromquelle, z. B. einem Generator 16, erregt. 17 und 18 sind Widerstände,, die mit den Spulen 14 und 15 in Reihe liegen und deren Erregung beeinflussen. Der mittlere Schenkel des Steuertransformators 12 trägt außerdem eine Dämpferspule 19, die über einen Widerstand 20 kurzgeschlossen ist. Die Dämpferspule 19 hat den Zweck, die Spannungsänderung an den Klemmen der Wechselstromspulen des Steuertransformators 12 um eine gewisse veränderliche Zeit gegenüber der Spannungsänderung der Gleichstromspule 10 zu verzögern. Das wird dadurch erreicht, daß 'die Spule 19 jedem Wechsel des magnetischen Zustandes eine magnetmotorische Kraft entgegensetzt.In Fig. Ι are ι and. 2 two alternating current networks that are to be connected to one another using a 'switch'. In order to obtain a voltage proportional to the vector difference between the voltages of network 1 and network 2, two autotransformers 4 and 5 are arranged, the taps of which are connected in parallel to one another via the primary coils of two control transformers 6 and 7 . The secondary coils of these transformers are connected to the AC terminals "of rectifiers 8 and 9, the DC terminals of which are connected to coils 10 and 11 arranged on the middle legs of two three-legged control transformers 12 and 13. The primary coils 14 and 15 of the control transformers 12 and 13 are controlled by any one of them Alternating current source, for example a generator 16. 17 and 18 are resistors, which are in series with the coils 14 and 15 and influence their excitation The purpose of the damper coil 19 is to delay the voltage change at the terminals of the alternating current coils of the control transformer 12 by a certain variable time compared to the voltage change of the direct current coil 10. This is achieved in that the coil 19 each time the magnetic state changes a magnetomotive force opposed.

21 und 22 sind die Sekundärspulen der Transformatoren 12 und 13. Primär- und Sekundärspulen der Transformatoren 12 und 13 können aber auch als Spulen eines Spartransformators ausgeführt sein, so daß man an Stelle der getrennten Primär- und Sekundärwicklung nur eine Wicklung mit Anzapfungen erhält.21 and 22 are the secondary coils of transformers 12 and 13. Primary and secondary coils the transformers 12 and 13 can also be used as coils of an autotransformer be designed so that you can replace the separate primary and secondary winding only receives one winding with taps.

23 und 24 sind Gleichrichter, deren Wechselstromklemmen mit den Sekundärspulen 21 und 22 der Transformatoren 12 und 13 verbunden sind. Die Gleichstromklemmen des Gleichrichters 23 sind mit der Spule 25 und >die. des Gleichrichters 24 mit der Spule 26 'verbunden. Die Spulen 25 und 26 sind auf -dem mittleren Kern eines Schalttransformatörs 27 mit der Primärspule 28 und der Sekundärspule 29 angeordnet. Die Primärspule ist an den Wechselstromgenerator 16 über einen Regelwiderstand 30 angeschlossen. Die Sekundärspule 29 ist mit den Wechselstromklemmen eines Gleichrichters 31 verbunden, dessen Gleichstromklemmen mit der Spule 32 eines Relais verbunden sind, dessen Kontakte 33 geschlossen werden, sobald die Spule 32 erregt ist. Beim Schließen der Kontakte 33 fließt ein Strom von der Batterie'3 4 über den Kontakt 33 und durch die Spule des Netzschalters 3, der das Netz 1 mit dem Netz 2 verbindet.23 and 24 are rectifiers whose AC terminals are connected to the secondary coils 21 and 22 of transformers 12 and 13 are connected are. The DC terminals of the rectifier 23 are connected to the coil 25 and> the. of the rectifier 24 with the coil 26 'tied together. The coils 25 and 26 are on the middle core of a switching transformer 27 with the primary coil 28 and the secondary coil 29 are arranged. The primary coil is connected to the alternator 16 via a variable resistor 30 is connected. The secondary coil 29 is connected to the AC terminals of a rectifier 31, whose DC terminals are connected to the coil 32 a relay are connected, the contacts 33 of which are closed as soon as the coil 32 is energized. When the contacts close 33 a current flows from the battery'3 4 via the contact 33 and through the coil of the power switch 3, which connects the network 1 to the network 2.

Die Anlage arbeitet wie folgt: Das Netz 1 sei das Ende eines Verteilernetzes, 'das von irgendeiner nicht dargestellten Stromquelle gespeist wird. Soll nun z. B. ein auf die Sammelschienen 2 arbeitender Generator auf das Verteilernetz 1 geschaltet werden und dieses mit Strom beliefern, so wird der Generator angelassen und in bekannter Weise auf die dem Synchronismus entsprechende Drehzahl gebracht. Ist das Netz 1 unter Spannung, und liefert der mit dem Netz 2 verbundene Generator eine normale Spannung mit annähernd normaler Frequenz, so wird den Primärspulen der Transformatoren 6 und 7 eine Spannung aufgedrückt, die proportional der Vektordifferenz der Spannungen des Netzes 1 und des Netzes 2 ist. Außerdem werden die Gleichstromspulen ι ο und 11 der Transformatoren 12 und 13 durch die Gleichrichter 8 und 9 mit einem Gleichstrom gespeist, der proportional diesen Spannungen ist.The system works as follows: Let network 1 be the end of a distribution network, 'which is fed by any power source, not shown. Should z. B. on the busbars 2 working Generator are switched to distribution network 1 and supply it with electricity, so the generator is started and synchronized in a known manner brought corresponding speed. If the network 1 is live, and delivers the generator connected to the network 2 has a normal voltage with approximately normal Frequency, the primary coils of the transformers 6 and 7 are impressed with a voltage that is proportional to the vector difference of the voltages of network 1 and network 2. Also, the DC coils ι ο and 11 of the transformers 12 and 13 fed by the rectifiers 8 and 9 with a direct current which is proportional to these voltages.

Die Primär spulen 14 und 15 der Transformatoren 12 und 13 werden von der Wechselstromquelle 16 gespeist. Sind die Gleichstromspulen io und 11 der Transformatoren 12 und 13 stromlos, so ist die Reaktanz der Spulen 14 und 15 groß, und der in ihnen fließende Strom klein, so daß der Spannungsabfall an den Spulen 14 und 15 groß und an den eingeschalteten Teilen der Widerstände 17 und 18 klein ist. Sind die Gleichstromspulen 10 und 11 jedoch erregt, so ist der magnetische Kreis der Transformatoren so stark gesättigt, daß 'die wirksame Reaktanz der Spulen 14 und 15 vermindert ist und ein dementsprechend stärkerer Strom von der Stromquelle 16 durch die Widerstände und die Spulen 14 und 15 fließt. Das von der Überlagerung des GleichstrommagnetflussesThe primary coils 14 and 15 of the transformers 12 and 13 are powered by the AC power source 16 fed. Are the DC coils io and 11 of the transformers 12 and 13 de-energized, the reactance of the coils 14 and 15 is great, and that in them flowing current small, so that the voltage drop across the coils 14 and 15 large and on the turned-on parts of the resistors 17 and 18 is small. Are the DC coils 10 and 11 are energized, however, so is the magnetic circuit of the transformers so saturated that 'the effective reactance of the coils 14 and 15 is reduced and a accordingly stronger current from the current source 16 through the resistors and the coils 14 and 15 flows. That of the superposition of the direct current magnetic flux

über den Wechaelstrommagiietfl'uß abhängige Wachsen des Erregerstromes verteilt die Spannung an den Widerständen und' den Spulen 14 und 15 derart, daß die Spannung an der Spule 14 im Verhältnis zu dem gewöhnlichen Wert jetzt (d.h. bei starkem Erregersfrom) niedrig ist, an dem Widerstand aber verhältnismäßig groß istl Die Spannung an den Sekundärspulen 21 und 22 ist proportional der an den Primärspulen 14 und 15. Die Spulen 14 und 15 sind gleichmäßig auf die beiden Schenkelhälften der Transformatoren verteilt, so daß bei niclit erregten Spulen 10 und 11 in den mittleren Kernen der Transformatoren kein Magnetfluß entsteht und dementsprechend auch keine Wechselspannung in den Gleichstromspulen erzeugt wird.dependent on the Wechaelstrommagiietfl'uß An increase in the excitation current distributes the voltage across the resistors and 'the Coils 14 and 15 so that the voltage on the spool 14 in relation to the ordinary Value now (i.e. with strong pathogen form) is low, but at the resistor is comparatively high. The voltage on the secondary coils 21 and 22 is proportional to that on the primary coils 14 and 15. The coils 14 and 15 are evenly on the two leg halves of the transformers distributed so that when the coils 10 and 11 are not excited in the central cores the transformers no magnetic flux is generated and, accordingly, no alternating voltage is generated in the DC coils.

Die Dämpferwicklung 19, die mit dem Widerstand 20 verbunden ist, stellt einen geschlossenen Stromkreis dar, der den Magnetfluß in dem mittleren Schenkel des Kernes des Transformators 12 beeinflußt. Die Aufgabe der Dämpferspule 19 ist es, 'die von der Erregungsänderung det Gleichstromspule ro herrührende Änderung der Magnetisierung des Transformatorkernes zu verzögern.The damper winding 19, which is connected to the resistor 20, is a closed one Circuit which affects the magnetic flux in the middle leg of the core of the transformer 12. The task of the damper coil 19 is, 'that of the change in excitation det DC coil ro to delay resulting change in the magnetization of the transformer core.

Ist die Gleichstromspule 10 durch einen stationären Strom vorher bestimmter Größe erregt, so wird die Spannung an der Sekundärspule 21 von ihrem gewöhnlich hohen Wert auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert herabgedrüekt, aber erst dann, wenn eine gewisse Zeit nach der Erregung der Spule 10 verstrichen ist. Sobald die Spule 10 durch einen pulsierenden Gleichstrom niederer Frequenz erregt wird, steigt und fällt die Spannung lan der Spule 21 in Abhängigkeit von dem Steigen und Fallen des Stromes in der Spule 10; die Spannungsänderungen der Spule 21 werden aber um eine vorbestimmte Zeit nach der Erregungsänderung der Spule 10 verzögert.Is the DC coil 10 by a stationary current predetermined size energized, the voltage across the secondary coil 21 is from its usually high value reduced to a relatively low value, but only when a a certain time has elapsed after the coil 10 has been energized. As soon as the coil 10 is through a pulsating direct current of low frequency is excited, the voltage rises and falls lan the coil 21 depending on the rise and fall of the current in coil 10; the voltage changes of the coil 21 are, however, at a predetermined time after the change in excitation of the coil 10 delayed.

Ist die Frequenz des pulsierenden Gleichstromes jedoch hoch, so hindert die Dämpferspule 19 die Spannung an der Spule 21 daran, einen Wert zu erreichen, der gleich dem Wert ist, wenn die Spule ro stromlos ist. Infolgedessen wird der Höchstwert der Spannung. an- der Spule 21 sich ändern in Übereinstimmung mit der Frequenz des pulsierenden Gleichstromes in der Spule 1 o, vorausgesetzt, daß das Pulsieren von gleichmäßiger Größe ist.However, if the frequency of the pulsating direct current is high, the damper coil prevents it 19 the voltage on the coil 21 on it, to achieve a value which is equal to the value when the coil ro is de-energized. As a result, the voltage becomes the maximum value. others on the coil 21 change in accordance with the frequency of the pulsating direct current in the coil 1 o, provided that the pulsation is of uniform magnitude.

Die Spannungsänderungen an der Sekundärspule 22 des Transformators 13 werden nicht verzögert, sondern sie folgen genau den Erregungsänderungen der' Spule r r.
In Abb. 2 zeigt 'die Kurve .A die Spannungsänderung an den' Wechselstromspulen 22 des Transformators 1.3 in Abhängigkeit von der Änderung des Phasenwinkels zwischen den Spannungen des Netzes r und des Netzes 2, die bei allen Werten der Frequenzdifferenz der parallel zu ' schaltenden Netze dieselbe ist. Die Spannung gemäß Kurve A kann demnach als Vergleichsspannung dienen.The voltage changes at the secondary coil 22 of the transformer 13 are not delayed, but they follow exactly the changes in excitation of the 'coil r r.
In Fig. 2, the curve A shows the voltage change at the alternating current coils 22 of the transformer 1.3 as a function of the change in the phase angle between the voltages of the network r and the network 2, which for all values of the frequency difference of the networks to be connected in parallel is the same. The voltage according to curve A can therefore serve as a comparison voltage.

Wenn .die Spannungen des Netzes τ und des Generatornetzes 2 in Phasenopposition liegen, nimmt die Spannung der Transformatoren 6 und 7 einen Höchstwert an und die Spulen 10 und 11 werden voll erregt, so daß die Spannung an den Spulen 21 'und 22 "einen Mindestwert erreicht. Liegen die Spannungen des Netzes 1 und des Generatornetzes 2 aber in Phase, so ist 'die Spannung an den Transformatoren 6 und 7 gleich Null. Die Spulen · 10 und Ii sind stromlos, und die Spannungen an den Spulen 21 und 22 erreichen: ihren Höchstwert.If .the voltages of the network τ and of the generator network 2 are in phase opposition, the voltage of the transformers increases 6 and 7 a maximum value and the coils 10 and 11 are fully energized so that the voltage at the coils 21 'and 22 "has reached a minimum value. Are the voltages of the network 1 and the generator network 2 but in phase, the voltage across transformers 6 and 7 is zero. The spools · 10 and Ii are de-energized, and the voltages reach at the coils 21 and 22: theirs Maximum value.

Da die Gleichstromspannung des Gleichrichters 24 sich direkt mit der Wechselstromspannung an der Spule 22 ändert, zeigt die Kurve-<4. auch die Gleichstromspannung des Gleichrichters 24 an.Since the DC voltage of the rectifier 24 is directly related to the AC voltage at the coil 22 changes, the curve shows - <4. also the DC voltage of the Rectifier 24.

Die Kurve .δ zeigt die Spannungsänderung der Wechselstromspule 21 des Transformators 12 (oder die Spannung an den Gleichstromklemmen des Gleichrichters 23) in Abhängigkeit von -der Änderung des Phasenwinkels zwischen den Spannungen des Netzes 1 und des Generatornetzes 2, sobald die letztere dieselbe Frequenz hat oder, mit anderen Worten, sobald idie Frequenzdifferenz Null ist. Die Kurven A und B haben denselben Maximalwert, aber 'der niedrigste Punkt der Kurve A liegt niedriger als der der Kurve Z?, da die Charakteristik des Transformators 12 entsprechend gewählt wurde. Bei einer Frequenzdifferenz Null kann die Dämpferspule 19 die Spannungsänderung an der Spule 2 r nicht verzögern, da die Spule 10 durch einen Gleichstrom erregt wird, dessen Wert abhängig von dem Phasenwinkel zwischen der Netz- und. der Generatorspannung ist. Ist dieser Winkel Null, dann ist die resultierende Spannung Null, die Spule 10 ist stromlos und die Spannung an den Spulen 21 und 22 beträgt ein Maximum.The curve .δ shows the voltage change of the alternating current coil 21 of the transformer 12 (or the voltage at the direct current terminals of the rectifier 23) as a function of the change in the phase angle between the voltages of the network 1 and the generator network 2 as soon as the latter has the same frequency or , in other words, as soon as i the frequency difference is zero. The curves A and B have the same maximum value, but 'the lowest point of the curve A is lower than that of the curve Z? Because the characteristic of the transformer 12 was selected accordingly. With a frequency difference of zero, the damper coil 19 can not delay the voltage change at the coil 2 r, since the coil 10 is excited by a direct current, the value of which depends on the phase angle between the mains and. the generator voltage. If this angle is zero, then the resulting voltage is zero, the coil 10 is de-energized and the voltage across the coils 21 and 22 is a maximum.

Die Kurve C in Abb. 2 zeigt die Spannungs änderung der Gleichstromseite des Gleichrichters 23 für eine Frequenzdifferenz bestimmter Größe. Die Gleichstromspannung des Gleichrichters 23 ändert sich proportional der Spannung an der Sekundärspule 21, die sich in Abhängigkeit von der Erregung der Spule 10 entsprechend der Kurve A, jedoch in einem gewissen, durch die Dämpferspule 19 bestimmten Zeitabstand, ändert. Daher ist der Höchstwert der Kurve C um einen bestimmten Wert gegenüber dem Höchstwert der Kurvet verschoben, außerdem ist derThe curve C in Fig. 2 shows the voltage change on the direct current side of the rectifier 23 for a frequency difference of a certain size. The direct current voltage of the rectifier 23 changes proportionally to the voltage at the secondary coil 21, which changes as a function of the excitation of the coil 10 according to curve A, but at a certain time interval determined by the damper coil 19. Therefore, the maximum value of the curve C is shifted by a certain amount compared to the maximum value of the curve

Höchstwert der Kurve C niedriger als der der Kurve .,4. Das kommt daher, daß die Kurzschlußspule 19 die Spannung an der Spule 21 daran hindert, auf ihren Höchstwert zu steigen.Maximum value of curve C lower than that of curve., 4. This is because the Short circuit coil 19 prevents the voltage on coil 21 from reaching its maximum value to rise.

Bei höherer Frequenzdifferenz als bei der Kurve. C ergeben sich Werte, die durch die Kurve D gekennzeichnet sein mögen. Der Höchstwert der Kurve D ist noch weite* gegen den Höchstwert der Kurve A verschoben/ außerdem ist ihr Höchstwert noch niedriger als der der Kurvet.With a higher frequency difference than with the curve. C result in values that may be characterized by curve D. The maximum value of curve D is still far * shifted from the maximum value of curve A / moreover, its maximum value is even lower than that of the curve.

Das Arbeiten des Schalttransfonnators 27, des Gleichrichters 31 und des Relais 32, die '5 das Einschalten des Schalters 3 bewirken, ist abhängig von der Differenz der Kraftflüsse, die durch die Gleichstromspulen 25 und 26 in dem mittleren Kern des Schalttransformators 27 erzeugt werden. Diese Spulen erzeugen entgegengesetzte Kraftflüsse. Solange diese ungleich sind, wird ein resultierender Kraftfluß in der einen oder anderen Richtung in dem mittleren Kern entstehen und dementsprechend die Spannung an der Sekundäres spule 29 so weit herabdrücken, daß die Gleichstromspannung des Gleichrichters 31 nicht mehr genügt, um 'das Relais 32 zu erregen. Sobald die Differenz der Kraftflüsse, die durch die Spulen 25 und 26 hervorgerufen werden, einen bestimmten Minimalwert erreicht, ist die Sättigung des Kernes so niedrig, daß die Spannung in der Sekundärspule 29 ansteigt und der von dem Gleich-• richter 31 gelieferte Gleichstrom ausreicht, das Relais 32 zu erregen. Dieses schließt seine Kontakte, wodurch der von der Batterie 34 kommende Strom den Schalter 3 einlegt. Der Kraftfluß in dem mittleren Schenkel des Kernes wird Null, sobald die Gleichstronv spannungen der Gleichrichter 23 und 24 gleich sind, vorausgesetzt, 'daß die Spulen 25 und 26 den gleichen Widerstand und die gleiche Windungszahl haben. Wie in Abb. 2 gezeigt, ist bei einer Ferquenzdifferenz gemäß Kurve C die Spannung des Gleichrichters 24 (Kurve A) der des Gleichrichters 23 (Kurve C) bei dem Schnittpunkt beider Kurven gleich, der um einen Winkel t_t dem Punkt des genauen Synchronismus vorauseilt. Für eine Frequenzdifferenz gemäß Kurve D liegt der Schnittpunkt der Kurven A und D um 'einen Winkel t₂ dem Synchronismus voraus. Für noch höhere Frequenzdifferenzen liegt der Schnittpunkt der Kurven noch weiter vor dem Nullpunkt. Die Parallelschalteinrichtung gemäß der Erfindung bewirkt also, daß das ParaUelschalten etwas vor dem Synchronismus eintritt, und zwar um einen Winkel vorher, der proportional der Frequenzdifferenz des Netzes 1 und des Netzes 2 bzw. des Generators ist. Denn die Zeit, die der Maschinenvektor relativ gegenüber dem Netzvektor benötigt, um bei einem Frequenzunterschied von beispielsweise 0,5 Perioden (d. h. 10/0 Schlupf) einen Winkelgrad zu durchlaufen, beträgt bei-The operation of the switching transformer 27, the rectifier 31 and the relay 32, which cause the switch 3 to be switched on, is dependent on the difference in the power flows generated by the DC coils 25 and 26 in the central core of the switching transformer 27. These coils generate opposing force flows. As long as these are unequal, a resulting power flow in one direction or the other will arise in the central core and accordingly depress the voltage on the secondary coil 29 so far that the DC voltage of the rectifier 31 is no longer sufficient to 'energize the relay 32 . As soon as the difference in the power flows caused by the coils 25 and 26 reaches a certain minimum value, the saturation of the core is so low that the voltage in the secondary coil 29 increases and the direct current supplied by the rectifier 31 is sufficient, to energize relay 32. This closes its contacts, whereby the current coming from the battery 34 engages the switch 3. The power flow in the middle leg of the core becomes zero as soon as the DC voltages of the rectifiers 23 and 24 are equal, provided that the coils 25 and 26 have the same resistance and the same number of turns. As shown in Fig. 2, with a frequency difference according to curve C, the voltage of the rectifier 24 (curve A) is the same as that of the rectifier 23 (curve C) at the intersection of the two curves, which leads the point of exact synchronism by an angle t _t . For a frequency difference according to curve D , the intersection of curves A and D is ahead of the synchronism by an angle t _2. For even higher frequency differences, the intersection of the curves lies further before the zero point. The parallel switching device according to the invention thus causes the parallel switching to occur somewhat before the synchronism, namely by an angle beforehand which is proportional to the frequency difference of the network 1 and the network 2 or the generator. This is because the time that the machine vector needs relative to the network vector to pass through an angular degree with a frequency difference of, for example, 0.5 periods (i.e. 10/0 slip) is

Q TQ T

spielsweise -^- = -T₇- Sekunden. Eine volle ^r 360 180for example - ^ - = -T ₇ - seconds. A full ^r 360 180

Umdrehung des Vektors dauert bei o, 5 Perioden bekanntlich zwei Sekunden. Beträgt z. B. die Eigenzeit des Schalters 0,5 --^r- Sekunden,The rotation of the vector is known to take two seconds at 0.5 periods. Is z. B. the operating time of the switch 0.5 - ^ r- seconds,

so muß bei 1 o/_o Schlupf der Schaltbefehl um 90 'elektrische Grade vor Erreichen der Phasengleichheit gegeben werden. Die relative Winkelgeschwindigkeit des Maschinenvektors gegenüber dem Netzvektor ist also proportional der Netzfrequenz. Da sich auch der Vorgabewinkel bei der Einrichtung gemäß der Erfindung proportional der Frequenz ändert, bleibt die Vorgabezeit konstant. Bei einer Frequenzdifferenz von 0,25 Perioden (d.h. o,S 0/0 Schlupf) beispielsweise hat der Vektor 45 Winkelgrade zu durchlaufen; denn die Gesamtzeit einer Schwebung bei 0,5 o/_o Schlupf ist 4 Sekunden. Der Vektor braucht also, um einen Winkelgrad zu durchlaufen, -~=z~ Sekunden. Für 45 Winkel- ' 360 180 ^J so with 1 o / _o slip, the switching command must be given 90 'electrical degrees before phase equality is reached. The relative angular velocity of the machine vector compared to the network vector is therefore proportional to the network frequency. Since the default angle also changes proportionally to the frequency in the device according to the invention, the default time remains constant. With a frequency difference of 0.25 periods (ie o, S 0/0 slip), for example, the vector has to traverse 45 degrees; because the total time of a beat at 0.5 o / _o slip is 4 seconds. The vector therefore needs - ~ = z ~ seconds to traverse an angular degree. For 45 angles ' 360 180 ^J.

grade braucht er jetzt also, genau wie vorher fürso he needs just now, just like before for

90 Winkelgrade,90 degrees,

= 0,5 Sekunden. Die= 0.5 seconds. the

Vorgabezeit ist also immer konstant, wenn sich der Vorgabewinkel proportional der Frequenzdifferenz ändert. Die Einrichtung gemäß der Erfindung hat daher den Vorteil, daß der Schalter 3 genau im Augenblick des Synchronismus geschlossen wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die benötigten Einrichtungen und die Schaltung verhältnismäßig einfach und die Anlage billig ist.The default time is therefore always constant if the default angle is proportional to the frequency difference changes. The device according to the invention therefore has the advantage that the switch 3 precisely at the moment of synchronism is closed. Another advantage of the invention is that the required facilities and the circuit relatively simple and the system is cheap.

Die Erfindung ist nicht an die in der Beschreibung genannten Apparate gebunden, sondern hierbei können aÜe gebräuchlichen Arten von Transformatoren, Gleichrichtern usw. verwendet werden. Die Erfindung läßt sich auch anwenden, um vielphasige Stromkreise parallel zu schalten. Die Wechselstrommaschine 16 kann auch fortgelassen werden, und 'die Primärspulen der Transformatoren können von einem Netz aus erregt werden. An Stelle der Spulen 25 und 26 auf dem mittelsten Schenkel des Kernes des Schalttransformators 27 kann auch eine einzige Spule verwendet werden, die durch die Differenz der Spannungen an den Gleichstromklemmen der Gleichrichter 23 und 24 erregt wird. Hierbei würde jedoch irgendeine Unterbrechung des Stromes in der Gleichstromspule die Spannung an dem Relais 32 genügend anwachsen lassen, um ein Parallelschalten hervorzurufen. Wenn jedoch zweiThe invention is not bound to the apparatus mentioned in the description, but here all common types of transformers, rectifiers etc. can be used. The invention can also be applied to multiphase circuits to connect in parallel. The alternator 16 can also be omitted and 'the primary coils of the transformers can be excited from a network will. Instead of the coils 25 and 26 on the middle leg of the core of the Switching transformer 27 can also be used a single coil determined by the difference of the voltages at the DC terminals of rectifiers 23 and 24 is excited. However, any Interrupting the current in the DC coil will allow the voltage across the relay 32 to grow sufficiently to allow parallel switching to evoke. However, if two

getrennte Spulen verwendet werden, wird bei einer Unterbrechung des Stromes in einem der Stromkreise der andere stets die Eisenkerne so sättigen, daß ein Parallelschalten nicht eintreten kann.separate coils are used, in the event of an interruption of the current in one of the circuits the other always saturate the iron cores so that a parallel connection cannot occur.

Claims

Patent claims:

Arrangement for automatic parallel switching of alternating current networks with introduction of the switching process before the phase convergence, with the command angle is dependent on the frequency difference of the networks to be connected in parallel, characterized in that the size of the default angle in a purely electrical way with the help of a frequency difference in its size or phase dependent voltage and a comparison voltage is determined.

• 2. Arrangement according to claim i, characterized characterized in that the parallel switching device by the interaction of the secondary voltages of two Control transformers are controlled, their saturation from the in DC voltages made dependent on the transformed differential voltages of the networks to be switched in parallel is, and that the secondary voltage of a control transformer opposite the secondary voltage of the other control transformer is phase-shifted according to the frequency difference.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized by two three-legged Transformers being control transformers; one of which with one on the middle leg arranged damper coil is provided.

4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the secondary voltages of the two control transformers have the same maximum value at zero frequency difference, but show different time course.

5. Arrangement according to claim 1 to 4, characterized by the parallel, switching device triggering switching transformer, · whose saturation of the 'converted into DC voltage and connected against each other Dependent on the secondary voltages of the two control transformers is.

1 sheet of drawings