DE942648C

DE942648C - Installation on synchronous-synchronous converter groups for the rigid coupling of alternating current networks

Info

Publication number: DE942648C
Application number: DEP39939D
Authority: DE
Inventors: Robert Keller
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1956-05-03
Filing date: 1949-04-15
Publication date: 1956-05-03

Description

Einrichtung an Synchron-Synchron-Umformergruppen für die starre Kupplung von Wechselstromnetzen Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen an Synchron-Synchron-Umformergruppen für die starre Kupplung von Wechselstromnetzen, beispilelsweiise eines Industrienetzes mit einem Bahnnetz niedriger Frequenz. Es liegt in der Natur der elektrischen Verhältnisse, daß in den Netzen auftretende Laststöße in den ersten Zeitabschnitten auf die die Netze kuppelnden Umformer übertragen werden. Dies ist namentlich dann der Fall, wenn die gekuppelten Netze mit hydraulischen Turbinen als Primärmaschinen ausgerüstet sind. Die Reaktionszeit der letzteren ist nämlich von einer Größenordnung, die es nicht gestattet, die Laststöße rechtzeitig aufzunehmen, so daß sich diese auf die starre Umformergruppe übertragen. Es ergibt sich daraus, daß die Umformergruppe reichlich überdimensioniert sein muß, um bei starken Laststößen in beiden Netzen das Außertrittfallen zu verhüten. In Fig.I der Zeichnung ist der Verlauf der Leistung P über die Umformergruppe in Funktion der Polradstellung gegenüber dem Ständerdrehfeld angegeben. Bei einer normalen konstant erregten Synchronmaschine ist bei Normallast der Winkel zwischen Polrad und Ständerdrehfeld etwa 3o bis 4o°, Um Laststöße zu vermeiden, sollten daher die Turbinen des gestörten Netzes so rasch arbeiten, daß dieser Winkel nicht überschritten wird. Dieser Winkel verändert sich nach der Beziehung Daraus ergibt sich die Zeit Winkelgeschwindigkeit , worin f die Netzfrequenz und t1 die Zeit bedeutet, bei der der statische Grenzwinkel (90°) erreicht ist.Device on synchronous-synchronous converter groups for the rigid coupling of alternating current networks The invention relates to devices on synchronous-synchronous converter groups for the rigid coupling of alternating current networks, for example an industrial network with a low-frequency rail network. It is in the nature of the electrical conditions that load surges occurring in the networks are transmitted to the converters coupling the networks in the first time segments. This is particularly the case when the coupled networks are equipped with hydraulic turbines as primary machines. The reaction time of the latter is namely of an order of magnitude that does not allow the load surges to be absorbed in good time, so that they are transferred to the rigid converter group. It results from the fact that the converter group must be considerably oversized in order to prevent falling out of step in the event of strong load surges in both networks. In Fig.I of the drawing, the course of the power P over the converter group is given as a function of the pole wheel position in relation to the stator rotating field. In a normal, constantly excited synchronous machine, the angle between the pole wheel and the stator rotating field is around 3o to 4o ° under normal load. In order to avoid load surges, the turbines of the disturbed network should work so quickly that this angle is not exceeded. This angle changes after the relationship This gives the time angular velocity , where f is the network frequency and t1 is the time at which the static critical angle (90 °) is reached.

Wenn auf eine Synchronmaschine ein Laststoß auftrifft, so erfolgt die Frequenzänderung bzw. die Änderung der räumlichen nach der Beziehung Wo elektrischen Winkelgeschwindigkeit Belastungsstößen, Abhängigkeit Kippwinkel elektrisch kuppelnden 2 Erregerwicklungen ei Z2, konstante Abhängigkeit k des W 25 worin Md die anfallende Drehmomentänderung und das Massenträgheitsmoment bedeutet.When a load surge hits a synchronous machine, the frequency change or the change in the spatial one takes place according to the relation Where electrical angular velocity Load shocks, dependency of the tilt angle electrically coupling 2 exciter windings ei Z2, constant dependency k of W 25 where Md means the occurring torque change and the mass moment of inertia.

Mit dem Verhältnis der Polzahl k multipliziert Anker ingesch in e ergibt dies eine Veränderung der digkeit in elektrischen Graden: Sekundärspannung Die liegen konstanten Leistungscharakteristik Der während der Verzögerungszeit t1 entstehende Graden 35 elektrische Winkelverlust in gegenüber einem Drehfeld mit konstanter beträgt Der Ausdruck zeigt, daß dieser Winkel quadratisch mit der Zeit steigt, während welcher die Verzögerung bzw. Beschleunigung besteht. Da anderseits die Reguliergeschwindigkeit der Turbine mit Rücksicht auf andere, hydraulische Verhältnisse ist, hat man Interesse, den maximal zulässigen Winkel zu vergrößern.With the ratio of the number of poles k, the anchor ingesch in e results in a change in the durability in electrical degrees: Secondary voltage These are constant power characteristics The degree of electrical angular loss occurring during the delay time t1 in relation to a rotating field with a constant amount The expression shows that this angle increases quadratically with the time during which the deceleration or acceleration exists. Since, on the other hand, the regulating speed of the turbine takes into account other hydraulic conditions, there is interest in increasing the maximum permissible angle.

Zur selbsttätigen Erhöhung des Kippmomentes eines Synchronmotors bei Belastungsstößen ist es bekannt, daß eine Kompoundwicklung auf der Erregermaschine von einem Teil des Belastungsstromes des vom Motor angetriebenen Gleichstromgenerators durchflossen wird. Bei Belastungsstößen auf der Gleichstromseite ergibt sich eine zusätzliche Verstärkung der Erregung des Polrades des und damit eine vorübergehende Erhöhung des Kippmomentes. Das Außertrittfallen dabei aber nicht sicher vermieden, weil die Erregungsverstärkung nicht in direkte Beziehung zum_Polradwinkel gebracht ist.To automatically increase the breakdown torque of a synchronous motor Load surges it is known that a compound winding on the exciter from part of the load current of the direct current generator driven by the engine is traversed. In the case of load surges on the direct current side, there is a additional amplification of the excitation of the pole wheel and thus a temporary one Increase in the overturning moment. Falling out of step but not safely avoided, because the excitation gain is not directly related to the pole wheel angle is.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung an Synchron-Synchron-Umformergruppen für die starre Kupplung von Wechselstromnetzen zur Verbesserung der Leistungsübertragung beim Aufinsbesondere für treten von Netze mit hydraulischen Primärmaschinen.The invention relates to a device on synchronous-synchronous converter groups for the rigid coupling of alternating current networks to improve power transmission especially when stepping on networks with hydraulic primary machines.

Die Erfindung besteht darin, daß die Erregung der beiden Sychronmaschinen der Umformergruppe zusätzlich durch Schnellregler in vom Polradwinkel so verändert wird, daß das von mehr Drehmoment bis zu einem stetig zunimmt. als 90° In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in Fig. 2 dargestellt. Mit S1, S2 sind die beiden Synchronmaschinen Umformerder die Netze N1, N2 starr gruppe bezeichnet. Die Erregermaschinen El, E der Synchronmaschinen besitzen je zwei und e2 von welchen e1, e2 und z1, Erregung der Erregermaschinen für eine aus dem Hilfsnetz H und z1 und z2 für eine zusätzvom Polradwinkel liche Erregung in bestimmt sind.The invention is that the excitation of the two synchronous machines the converter group is also changed in this way by the rapid regulator in the rotor angle becomes that that increases steadily from more torque to a. than 90 ° in the drawing an embodiment of the invention is shown schematically in FIG. With S1, S2 are the two synchronous machines converters of the networks N1, N2 rigidly group designated. The excitation machines El, E of the synchronous machines each have two and e2 of which e1, e2 and z1, excitation of the excitation machines for one from the auxiliary network H and z1 and z2 are intended for an additional excitation from the pole wheel angle.

Beim Beispiel erfolgt die Änderung der zusätzlichen Erregung der Erregermaschinen E1 und E2 els zwischen Polrad und in Abhängigkeit des Win älzsektorreglers R, Ständerdrehfeld mit Hilfe dessen Arbeitswicklung von der die Vektorlage des Polrades wiedergebenden Spannung zwischen den der Erregeran eine Hilfswicklung auf dem maschine El angeschlossenen Schleifringen r1 und r2 auf der Welle der Umformergruppe und der des primär an zwei Phasenleitungen des Netzes N1 liegenden Wandlers W gespeist Sekundärwicklung des Wandlers W und wird.In the example, the additional excitation of the exciter machines is changed E1 and E2 els between the pole wheel and depending on the winding sector controller R, stator rotating field with the help of its working winding of the reproducing the vector position of the pole wheel Voltage between the exciter connected to an auxiliary winding on the machine El Slip rings r1 and r2 on the shaft of the converter group and that of the primary on two Phase lines of the network N1 lying converter W fed the secondary winding of the Converter W and will.

in die Arbeitswicklung des Reglers R Reihe. Die zusätzliche Erregung verändert die aus Erregung resultierende sinusförder I (Fig. I) in eine mige solche nach dem Linienzug 2 (Fig. I). Der Kippwinkel der beiden Synchronmaschinen ist von 9O auf 120° vergrößert. Damit wird Zeit gewonnen, um die den Netzen zugehörigen parallel laufenden Primärmaschinen nachzuregulieren, wodurch eine Überlastung des Umformers leichter vermieden werden kann. Damit ergibt sich ein Vorteil hinsichtlich der Dimensionierung der Umformergruppe.in the working winding of the regulator R series. The added excitement changes the sinusoidal conveyor I (Fig. I) resulting from excitation into a moderate one after the line 2 (Fig. I). The tilt angle of the two synchronous machines is from 9O enlarged to 120 °. This saves time for the networks belonging to the network readjustment of the primary machines running in parallel, thereby overloading the Converter can be avoided more easily. This results in an advantage in terms of the dimensioning of the converter group.

Anstatt wie beim Beispiel die Erregung beider Synchronmaschinen durch einen Regler gemeinsam zu verändern, kann ebensogut jede Synchronmaschine getrennt in ihrer Erregung beeinflußt werden. Der im Ausführungsbeispiel verwendete vVälzselrtorregler kann durch einen anderen Regler beliebiger an sich bekannter Bauart ersetzt werden.Instead of the excitation of both synchronous machines as in the example Changing a controller together can just as well be done separately for each synchronous machine be influenced in their arousal. The vVälzselrtorroller used in the exemplary embodiment can be replaced by another controller of any known type.

Claims

z. Installation on synchronous-synchronous converter groups for the rigid Coupling of alternating current networks to improve power transmission when it occurs of beds with load surges, especially for hydraulic primary machines, thereby that the excitation. of the two synchronous machines of the converter group in addition by Rapid controller is changed depending on the rotor angle so that the torque of the two synchronous machines up to a tilt angle of more than 90 ° e1. steadily increases.

2. Device according to claim I, characterized in that the additional Excitation of the synchronous machines of the converter group by one controller for each Synchronous machine is changed separately.

3. Device according to claim I, characterized in that the additional excitation of the synchronous machines of the converter group is changed jointly by a controller for both synchronous machines. Cited publications: German Patent No. 590 440; "BBC-Mitteilungen Mannheim" 1927, p. 101, right column, preliminary para.