142984. lajstromszámú szabadalom • Berendezés és eljárás szinkrongépek, különösen generátorok stabilitásának védelmére, illetőleg növelésére

Megjelent: 1959. augusztus 1.5. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 142.984. SZÁM 21. c. 65. OSZTÁLY - SI-426. ALAPSZÁM Berendezés és eljárás szinkrongépek, különösen generátorok stabilitásának védelmére, illetőleg növelésére A magyar állam, mint a feltalálók Sinai Leó oki. gépészmérnök és elektromérnök, Budapest jogutóda A bejelentés napja: 1954. február 9. Szinkrongépek stabilan csak addig tarthatók üzemben, amíg terhelésük bizonyos határértéket el nem ér, mert ha ennél is jobban megterheljük azokat, akkor kiesnek a szinkronizmusból. A túlterher lés hatása szinkrongenerátoroknál abban mutatkozik, forgórészük előresiető terhelési szöge megnövekszik, szinkronmotoroknál pedig a visszamaradó rotor terhelési szöge növekszik meg. Lassú, fokozatos terhelésnél általában nem szokták túllépni a terhelési szög megengedhető értékét, de hirtelen terhelésingadozásoknál a szinkróngépek forgórésze lengésbe jön és ilyenkor a szinkronizmusból való kiesés igen gyakori. Nem ritka jelenség az sem, hogy távvezetékeken bekövetkező zárlatoknál egész erőművek szétesnek, és ez az egyes turbogenerátorok szétesésére, tehát a szinkronizmusból való kiesésére vezethető vissza. Az ilyen kiesés nemcsak azért káros, mert hosszabb energiakimaradást és így nagy anyagi veszteséget okoz, hanem méginkább azért, mert a turbogenejrátorok és turbinák üzembiztonságát is a legnagyobb mértékben veszélyezteti. Rövidzárlatoknál" a megterhelt turbogenerator terhelése erősen lecsökken és ezzel együtt a szinkronizáló nyomaték is, de a hajtó turbina szabályozója általában nem tudja elég gyorsan csökkenteni a gőzbeömlést és csak a gyorszáró működése menti meg esetleg a gépeket a szétrepüléstől. Sajnos az ilyen okból bekövetkező turbina és generátor meghibásodások, sőt szétrofobanások nem is ritkák. Ha azonban nem is következik be azonnal a turbina vagy generátor meghibásodása, a szinkronizmusból való kiesés, még gyorsvisszakapcsolás mellett is, igen gyakran elkerülhetetlen. Az eddig alkalmazott védelmi berendezések nem alkalmasak a stabilitás közvetlen növelésére vagy védelmére. A feszültséggyorsszabályozók ugyan egyes esetekben indirekt módon növelhetik a stabilitást, de zárlatok esetén sokszor több kárt, mint hasznot okoznak. ... A találmány kiküszöböli a fent felsorolt hátrányokat, alkalmas a stabilitás közvetlen védelmére illetve növelésére és igen egyszerű eszközökkel külön biztonságot ad a gépek megszaladása ellen. A találmány lényege oly berendezés villamos szinkrongépek, különösen generátorok stabilitásának védelmére illetőleg növelésére, melyre az a jellemző, hogy a terhelési szög előre meghatározott legnagyobb értékének megfelelően villamos, kiolr dást, terhelésszabályozást illetőleg jelzést vezérlő eszközök vagy készülékek vannak beállítva. A találmány tehát azon a felismerésen alapul, hogy magát a terhelési szöget használja fel a stbilitást növelő készülékek működtetésére és ha az előresiető vagy késő rotor az előre beállított határértéket eléri, akkor villamos áramkör zárásával pl. terhelést-esökkentő, vagy a turbina töltését csökkentő készülékeket hoz működésbe és ezáltal megakadályozza a szikronizmusból való kiesést, vagy a gép megszaladáfiát. A találmány egyik kiviteli alakja szerint a szinkrongép forgórészének tengelyével közvetlenül vagy közvetve oly tárcsázván kapcsolva, melyre egy a terheletlen állapotnak megfelelő helyen, előnyösen az egyik pólus szimmetriatengelyének megfelelő helyen villamos érintkező van felerősítve, míg a megfelelő másik villamos érintkező a gép kapocsfeszültségére transzformáció útján kapcsolt segédszinkronmotor által közvetlenül vagy közvetve forgatott tárcsára úgy van felerősítve, hogy az előbbi érintkezővel a legnagyobb terhelési szögnek megfelelő szöget zárja be. Ez utóbbi tárcsán az érintkező helyzete változtathatóan rögzíthető. Ha a szinkrongép terheletlenül forog és a segédszinkronmotor is be van kapcsolva, akkor a két érintkező között a legnagyobb terhelési szögnek megfelelő szögelfordulás van állandóan. Ha azonban a generátort terhelni kezdjük, akkor a terhelési szöge növekedik, tehát a rotor előresietési szöge a turbina töltésének növelése miatt növekedni fog és szélső esetben eléri, azaz utóiéri a segédszinkronmotor által forgatott tárcsán levő villamos érintkezőt. Ekkor azonban kioldást, vagy szabályozást vezérlő áramkört zár a villamos érintkezőpár, pl. a turbina töltését csökkenti, vagy gyorszáróját hozza működésbe. A terheletlen segédszinkronmotor által forgatott érintkező állandóan a kapocsfeszültség vektorával azonos fázisú, míg a generátor forgórésze