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Verfahren zur Synchronisierung von Generatoren mit Definition des U/f­Stellbereichs als Ellipse

IP.com Disclosure Number: IPCOM000193866D
Original Publication Date: 2010-Mar-24
Included in the Prior Art Database: 2010-Mar-24
Document File: 3 page(s) / 177K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Zur Synchronisierung insbesondere von Asynchrongeneratoren in Stromnetzen werden Synchronisierungsgeräte mit automatischer Stellbefehlsgenerierung verwendet, die Stellbefehle an den Spannungs- bzw. Frequenzregler geben, so dass vordefinierte Stellbereiche für Spannung und Frequenz erreicht werden, in denen die Netzsynchronisierung stattfinden kann. Die Stellbefehle werden in Form von Impulsen gegeben, deren Länge die Dauer der Regelung bestimmen. Die Stellbereiche werden mit mehreren Parametern vordefiniert, wie z. B. negative oder positive Maximalwerte für Spannung und Frequenz im Asynchron- bzw. Synchronbetrieb. Diese Stellbereiche werden bisher in der U/f­Darstellung als rechteckige Bereiche gekennzeichnet, wie in Abbildung 1 gezeigt. Um eine größere Spannungsdifferenz bei kleinerer Frequenzdifferenz im Synchronbereich zu erlauben, wird ein weiterer Bereich mit eigenen Parametern für Spannung und Frequenz gebildet. Für die Definition dieser geschachtelten Bereiche ist ein großer Parametrieraufwand notwendig. Die Ausweitung des Arbeitsbereichs auf eine größere Spannungsdifferenz bei kleinerer Frequenzdifferenz ist nur einstufig möglich. Die Stellbefehlsignale führen oft nur bis zum Rand des zugelassenen Bereichs, da Frequenz- und Spannungsverstellung unabhängig voneinander arbeiten. Es ist wünschenswert den Arbeitsbereich bzw. die synchronisierfähigen Zonen besser zu nutzen.

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Verfahren zur Synchronisierung von Generatoren mit Definition des U/f-Stellbereichs als Ellipse

Idee: Jorge Guzman-Edery, DE-Berlin

Zur Synchronisierung insbesondere von Asynchrongeneratoren in Stromnetzen werden Synchronisierungsgeräte mit automatischer Stellbefehlsgenerierung verwendet, die Stellbefehle an den Spannungs- bzw. Frequenzregler geben, so dass vordefinierte Stellbereiche für Spannung und Frequenz erreicht werden, in denen die Netzsynchronisierung stattfinden kann. Die Stellbefehle werden in Form von Impulsen gegeben, deren Länge die Dauer der Regelung bestimmen. Die Stellbereiche werden mit mehreren Parametern vordefiniert, wie z. B. negative oder positive Maximalwerte für Spannung und Frequenz im Asynchron- bzw. Synchronbetrieb. Diese Stellbereiche werden bisher in der U/f-Darstellung als rechteckige Bereiche gekennzeichnet, wie in Abbildung 1 gezeigt. Um eine größere Spannungsdifferenz bei kleinerer Frequenzdifferenz im Synchronbereich zu erlauben, wird ein weiterer Bereich mit eigenen Parametern für Spannung und Frequenz gebildet. Für die Definition dieser geschachtelten Bereiche ist ein großer Parametrieraufwand notwendig. Die Ausweitung des Arbeitsbereichs auf eine größere Spannungsdifferenz bei kleinerer Frequenzdifferenz ist nur einstufig möglich. Die Stellbefehlsignale führen oft nur bis zum Rand des zugelassenen Bereichs, da Frequenz- und Spannungsverstellung unabhängig voneinander arbeiten. Es ist wünschenswert den Arbeitsbereich bzw. die synchronisierfähigen Zonen besser zu nutzen.

Deshalb wird ein neuartiges Verfahren zur Kennzeichnung des Arbeitsbereichs vorgeschlagen, bei dem der Stellbereich nicht mehr rechteckig, sondern als Ellipse definiert wird, wie in Abbildung 2 veranschaulicht. Dazu wird in einer U/f-Darstellung eine Ellipse nach der allgemeinen Ellipsengleichung

2

2

2

2

2 b

a

y

a

x

b =

2+

definiert, wobei a die Länge der großen und b die Länge der kleinen Halbachse darstellt und deren Mittelpunkt im Ursprung des Koordinatensystems liegt. Wird für a nun dUmax und für b dfmax eingesetzt, ergibt sich

2

max df

dU

dU

df

df

dU

=

2⋅ oder

1

2

+

2

2

2max

2

2

max

max

df

2 =

2+ df

dU

dU

/

max

/

max

...