DE1765958A1

DE1765958A1 - Bereitschaftsanlage zur Stromversorgung von Verbrauchern bei Netzausfall

Info

Publication number: DE1765958A1
Application number: DE19681765958
Authority: DE
Inventors: Winfried Klass
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1968-08-16
Filing date: 1968-08-16
Publication date: 1971-11-25

Description

Bereitschaftsanlage zur Stromversorximg von Verbrauchern bei Netzausfall Die Erfindung bezieht sich auf eine Bereitschaftsanlage zur unterbrechpngslosen Stromversorgung von Verbrauchern bei Netzausfall, bei der im idormalfall ein elektromotorisch angetriebener Generator die Verbraucher speist, und bei Netzausfall ein Schwungrad mit ankuppelbaren Dieselmotor den Antrieb des Generators übernimmt, wenn der Elektromotor vom Netz getrennt ist. Sie bezieht sich ebenfalls auf eine Bereitschaj'L;:;-

anla,re zur nur kurzzeitig unterbrochenen z'tironversorganT von,

Verbraue herz! bei Netzausfall, bei der i3 #7tornalfall ein

elektromotorisch angetriebener Generator leerläuft und bei

Netzausfall ein Schwungrad mit angkuppelbarem Dieselmotor

den Antrieb des Generators übernimmt, ..renn der ralektronotor

und die Verbraucer.vom Netz getrennt werden un" der Gene-

rator auf die Verbraucher geschaltet wird.

Derartige Bereitschaftsanlagen haben die Aufgabe, die an

ein Netz ans eschlossenen Verbraucher entweder ohne Jntar-

brechung oder mit nu--- kurzzeitiger Unterbrechung weiterhin

mit Strom zu versorgen, falls das Netz ausfallt. Ilan untar-

scheidet dementsprechend zur aofor tber eitschaftsanlagen, -,: orL_

eine unterbrechungslose Versorgung gewährleistet sein muß,

z.B. zur Speisung der wichtigsten riilfsE.ntriebe von

Reaktoranlagen bzw. Schnellbereitschaftsanlagen, ..renn

die Versorgung Cer Verbraucher nicht länger als etwa bis

zu 0,5 sec. ausfallen darf, z . B. für dis beleucht;mä von

Rollfeldern auf Plur-nlätzen.

In beiden Fällen müssen möglichst schnell nbschaltungen

oder Umschaltungen vorgenommen werden. @@ierzu dienen Lei-

stungsschalter und Z,a`_'tsch:tze herkömmlicher Beu?rtl die

entsprechend ihrer Größe bestimmte Ein- und Au@chaltzeiten

haben. Diese Schaltzeiten sind konstruktionsbedingt und

lassen sich nur schwer und beding herabsetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schaltzeiten herabzu-

setzen.

Diese Aufgabe dadurch G--löst, daL als Schalter steuerbare Halbleiterzellen dienen, in deren elektrische Verbindung zum Motor ein Netztrenner angeordnet is';.

Sie wird auch da,u-ch gelöst, da1? ztrn Zuschalten des Generators steuerbare i=albleiterzellen dienen, in deren elektrische Verbindung zum Generator ein Verbra.uchertrenner angeordnet ist.
Durch die Ver:iendu-ng von steuerbaren Hal bleiter zell en wi rü es ermöglich-t, einfache Trenner zur galvanischen Trennung des Generators von den Verbrauchern zu verwenden.
Lie Figuren zeigen. nusführur.F sbeispiele der Erfindung.
Figur 1 zeigt im linken Teil das Schaltehe-ma einer Sofortbereitschaftsanlage und im rechten Teil den Verbraucherzweig mit steuerbaren Halbleiterzellen.
Figur 2 zeigt das Schaltchema einer Schnellbereitschaftsani?-e mit steuerbaren Halbleiterzellen im Verbraucherzweig und zur Trennung des Netzes von den Verbrauchern.
In Figur 1 speist das Netz über den Netzschalter 16 ständig den Notor13, der den Generator 14 antreibt, welcher seinerseits die Verbraucher über den Verbraucherschalter 15 mit elektrischer Energie versorgt. Der Elektromotor 13 treibt außerdem eine Schwungmasse 12 an, die über eine Kupplung 11 an den ,Dieselmotor 1o ankuppelbar ist. Bei Netzausfall, d.h. bei Absinken der Netzspannung unter dem zulässigen Mindestwert oder bei einen Phasenausfall in der Zuleitung zum Elektromotor 13 sorgt eine nicht dargestellte, automatische Steuereinrichtung zur Abschaltung des Motors 13 durch den Netzschalter 16. Die Energie für die Verbraucherversorgung wird nunuehr dem Schwungrad 12 entnommen. Gleichzeitig wird die Kupplung 11 erregt, so daß der Dieselmotor aus dem Stand auf Schwungdrehzahl hochgefahren wird. Die Anlage ist so ausgelegt, daß auch beim Hochfahren das Dieselmotors 1o dem Generator die volle Nennleistung entnommen werden kann, ohne das Frequenz

In-!

oder Spannung um Mässig große Werte absinken.

Nach dem Ankuppeln des Dieselmotors 1o übernimmt dieser den Antrieb des Generators. Die Leistung, des Dieselmotors ist so bemessen, daE neben der erforderlichen Antriebsleistung für den Generator auch noch die notwendige Reserve für die Beschleunigung des Aggregats auf Trenndrehzahl zorhan:,sn ist.
Um eine möglichst schnelle Ausschaltung des ausgefallenen Netzzweiges zu erreichen, werden steuerbare Halbleiterzellen 18, je ziei in Antiparallelschaltung für positive und negative Halbwellen, anstelle des Netzschalters 16 verwendet. Es ist nunmehr möglich, einen einfachen Netztrenner 17 zur galvanischen Trennung des Netzes vom Elektrorotor zu verwenden. Mit Hilfe der Netzsicherung 19 und des Netztrenners 17 können die steuerbaren Halbleiterzellen 18 spannungslos geschaltet werden.
Die Steuerung der Halbleiterzellen 18, die im Normalbetrieb die entsprechenden Zellen auf Durchlass steuert, und die bei "Lretzausfall die Halbleiterzellen nicht mehr zündet, :wodurch die Abschaltung des Netzes erreicht wir.':, ist in der Figur 1 nicht dargestellt.
Figur 2 zeigt eine Schnellbereitschaftsanlage, bei der i:. Normalbetrieb Netz und Verbraucher mi-'einander gekoppelt sind, wehrend der Elektromotor 13, der vom Netz Über den Netzschal ter 2o versorgt wird, lediglich die j#)oh@r:ungmas:3P 'r'= und den Generator 14 anzutreiben hat, der in Bereitschaft leerläuft. .Er ist von den Verbrauchern abgeschaltet.

Bei Ausfall des Netzes muss eine Umschaltung derart vorgenommen :werden, daß der Elektromotor und die Verbraucher vom Netz getrennt werden, während der Generator auf die Verbraucher geschaltet wird. Hierbei tritt eine kurzzeitige Unterbrechun! der Stromversorgung auf, deren Dauer sich aus der Schaltzeit der. Schalter ergibt. Damit die Unterbrech;Lng der Versorgung der Verbraucher mit elektrischer Energie möglichst kurz ist, muss vor allem die Einschaltzeit e Generators klein sein sowie die Zeit zum Abkuppeln der Verbraucher vom Netz, damit der Generator nicht evtl, auf einen. Kurzschluss arbeitet:

Figur 2 zeigt im Generato@@zi-;ei^ die für die po sitiv,::n

und ne-ativen 1ialbwellen antipar?llel geschalteten äteue::-

baren Halbleiterzellen 18', in deren Verbindung zum Gener^4;or

der Verbrauchertrenner 21 angeordnet ist. Zwisch=:n Ver-

braucher und den steuerbaren H:elbleiter^ellen iss die Ver-

_y,r- . 2

brauchersic@#__..A_r##_3 gescra.l "wt. Lie @@euer@:n@i <;@ die

Halbleiterzellen 18' uiid W' im kuppelzweig; zwir,-@.^,hen ;1et;:@

und Verbraucher si nc' nicht dar;ostellt. Die Halbl i ter zell .:r.

18' ' im riuppelzrrei` dienen zum schnellen nuäsc@[email protected] t: or. des

Netzes. Ihnen ist nutzseitig ein Kuppeltrenriar 22 v -#:#-a-

scheltet, der es zusammen mit der r;u@agel s:icherur_g r''- er-

möJlicht, die i@alblei t@r zel Lern 18' ' spannungslos zu .sc'@al L:.

Bei einer Schnellberei Vschafts anlege kann auch ein::

Sy:ichron-uT:akehrmaschine einr;ese-'Uzt werden. In Norm albetr#ieb

wirkt der Synchron-Generator ,als Synchroi_-I':otor zä--;2,i-#w.-ien

mit der Schwungmasse im Leerlauf in nerei tschaf t -m Netz.

Bei 'lietzaus'all wir; .der tynch-on-I-:otor --um S-rn,ChT-:)n-

Generator und versor:r-v :;ie am :;e tz befinrlichen ver'@r@uc@ r:@

nach Zuschaltuni; auf diese und Abschalten des Netzes. Auc,i

in diesem Fall kommt es darauf en, I:a3 die [email protected]@iel:;anen

möglichst schnell vorGenommen,4-@er-en, und daß zur gaxlvar@zsc;le

Trannun#; cinf;;c@ie 2-enner eingesetzt eierdsn kvr:nnn.

Claims

P a t e n t a n s n r 1,4 c h e 1. Berei tsc?iaftsanlage zur izl@;;[email protected] S'tromver- sorgiui:g von Verbrauchern bei Netzaus= all, bei der im Normalfall ein elektronotorisch angetriebener Generator die Verbraucher speist und bei Netzausfall ein Schivu..,!g- rad mit ankuppelbaren Dieselmotor den @sntrieb des Generators übernimmt, wenn der Rotor von Netz getren_it ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da2 als Schalter steuerbare Halbleiterzellen (1S) dienen, in deren elektrische Vz3rbindunF 71;m Elektromotor (13-', ein hetztrenner ('I'7) angeordnet ist.

z. Bereitschaftsanlage zur nur kurzzeitig unterbrochenen Stromversorgung von Verbrauchern bei Netzausfall, bei der im Normalfall ein elektromotorisch angetriebener Generator leerläuft und bei Netzausfall ein Schwungrad mit ankuppelbarem Dieselmotor den Antrieb des Generators übernimmt, wenn der Elektromotor und die Verbraucher vom Netz getrennt werden und der Generator auf die Verbraucher geschaltet wird, d a d u r ch g a -k e n n z e i c h n e t , daß zum Zuschalten des Generators (14) steuerbare Halbleiterzellen (18') dienen, in deren elektrische Verbindung zum Generator (14) ein Verbrauchertrenner (21) angeordnet ist. 3. Bereitschaftsanlage nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auch zum Abschalten des Netzes von den Verbrauchern steuerbare Halbleiterzellen (18'') dienen, denen netzseitig ein Kuppeltrenner (22) vorgeschaltet ist. 4. Bereitschaftsanlage nach Anspruch 2 und/oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h - n e t. daß anstelle von Elektromotor und Generator eine Synchron-Umkehrmaschine verwendet wird.