Schaltungen von Gleichund

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1 Schaltungen von Gleichund Wechselstromanlagen Dynamomaschinen, Motoren und Transformatoren, I.Jichtanlagcn, Kraftwerke und Umformerstationell Ein Lehr- und Hilfsbueh von Dipl.-Ing. Elnil Kosack.-.;tlldi ~ J1rat an den Staat!. Vereinigt.en Masc1dnenhauscilulell zu Mugdeburg Mit 226 Textabbildungcll Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH H)22

2 Additional material to this book can be down loaded from Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Copyright 1922 by Springer-Verlag Berlin Heidelberg Ursprünglich erschienen bei Julius Springer in Berlin 1922 Softcover reprint ofthe hardcover 1st edition 1922 ISBN ISBN (ebook) DOI /

3 Vorwort. An Büchern über "Schaltungen" i",t die elektrotechnü;che Literatur nicht gerade reich, obwohl das Bedürfnis danach recht groß ii;t, Dip in der Elektrotechnik vorkommenden Schaltungen sind so zahlreich. daß es nicht leicht ist, die richtige Auswp,hl zu treffen, oh no Gefahr zu laufen, den leser zu ermüden oder i~\; Rezeptmäßige zu verfallen. ~'1eine Absieht war, im yorliegendell Buch eine Aw;wahl der gr und - legenden i:)chaltungen der Starkstromtechnik zu geben und dies(' auf eine Reihe ausgeführter oder selbst entworfener Anlagen anzuwenden. Bei der Herstelltlllg der Schaltbilder und Pläne ist größte Übersichtlichkeit angestrebt worden. Ferner wurde darauf Wert gelegt, daß der Strom weg genau verfolgt werden kann. Daher silld 7.. B. die Maschinen im allgemeinen durch ihre Wicklung angedeutet und nicht nur durch die Klemmen. So dürfte auch dem Anfänger der Zusammenhang und das Zusammenarbeiten aller Teile verständlich gemacht sem. Den Vorschriften des Verbandes Deutscher Eie k t I' 0 te c h nik er, namentlich dessen Klemmenbezeichnungen. ist überall Rechnung getragen worden. Bei der Beschaffung des Materials habe ich VOll vielen namhaften Firmen der Elektrotechnik, die im Text angdührt sind, weitgehendste" Entgegenkommen gefunden, für das ich ihnen aueh an dieser Stellt herzliehst danken möchte. Anerkennung und Dank spreche ieh ferrh'r Herrn Ingenieur Klippel aus, der lilieh durch sa'jhgcmäj3e :\u" führung der Vorlagen für die Abbildullgen wesentlich unter:;tützt hat und mir auch beim Lesen der Korrektur behilflich war..m: Cl g d e bur g, im April E. Kosack.

4 Inhaltsverzeichnis. Einleitung. 1. Der Schaltplan Anwendungsgebiete des Gleichstroms 3. Die Bedeutung des Wechselstroms. I. Schalter und Schutzeinrichtungen. 4. Die Schaltanlage Sphalter für Niederspannung Überstromschutz durch Schmelzsicherungen 7. Die Selbstschalter..... a) Überstromschalter.... b) Rückstromschalter... c) Nullspannungsschalter.. 8. Schalter für Hochspannung Die Selbstauslösung von Hochspannungsschaltern. a) Schutz gegen Überstrom b) Schutz gegen Rückstrom.... c) Schutz gegen Spannungsrückgang d) Differentialschutz Fernsteuerung von Schaltern 11. Überspannungsschutz Lampenschaltungen. 12. Ein und mehrpoliges Schalten. 13. Umschalten zweier Stromkreise. 14. Die Gruppenschaltung Die Wechselschaltung Wechsel und Umschaltung Die Treppenschaltung Automatische Treppenbeleuchtung. 19. Lampen in Reihenschaltung... III. Schaltung der Meßinstrumente. 20. Strom und Spannungsmesser Umschalter für Spannungs- und Strommesser. 22. Leistungsmesser a) Für Gleichstrom und Einphasenwechselstrom b) Für Drehstrom. 23. Arbeitsmesser Phasenmesser Frequenzmesser. 26. Erdschlußprüfer. Seite

5 Inhaltsverzeichnis. v IV. Elektrizitätswerke mit GIeichstrombetrieb. A. Gleichstrommaschinen und Akkumulatoren. 27. Die fremderregte Maschine. 28. Die Nebenschlußmaschine 29. Die Hauptschlußmaschine. 30. Die Doppelschlußma.schine Maschinen mit Wendepolen und kompensierte Maschinen 32. Die Akkumulatorenbatterie. a) Der Einfachzellenschalter b) Der DoppelzeIlenschalter. c) Der leitungsparende Zeilenschalter B. Zweileiterzentralen. 33. Betrieb mit einer Nebenschluß- oder Doppelschlußmaschine Allgemeines über den Parallelbetrieb von Gleichstrommaschinen Nebenschlußmaschinen im Parallelbetrieb Doppelschlußmaschinen im Parallelbetrieb Nebenschlußmaschine und Akkumulatorenbatterie mit Einfaehzellenschalter Nebenschlußmaschine und Akkumulatorenbatterie mit Doppelzeilenschalter Mehrere Nebenschlußmaschinen und Akkumulatorenbatterie mit Doppelzellenschalter Nebenschlußmaschine, Akkumulatorenbatterie mit DoppelzeIlenschalter und Zusatzmaschine Nebenschlußmaschine und Akkumulatorenbatterie in Micka-Schaltung Wind-Elektrizitätswerk Anlage mit Pufferbatterie und Piranimaschine Firanimasehine mit besonderer Erregermaschine 43 C. Dreileiterzentralen. 45. Dreileiteranlage mit Hinterejnanderschaltung der Betriebsmasehinpn Dreileiteranlage mit Hintereinanderschaltung der Betriebsmaschinen und einer Akkumulatorenbatterie Dreileiteranlage mit Akkumulatorenbatterie zur Spannungsteilung Dreileiteranlage mit Ausgleichsmaschinen, Akkumulatorenbatterie und Zusatzmaschine Dreileitermaschine mit einer Akkumulatorenbatterie V. Gleichstrommotoren. 50. Der Nebenschlußmotor. 51. Der Hauptschlußmotor Der Doppelschlußmotor Anlasser mit selbsttätiger Ausschaltung 54. Regulierung der Drehzahl 55. Wendeanlasser Schaltwalzenanlasser. 57. Steuerwalzen Schützensteuerungen. 59. Schützenselbstanlasser 60. Maschinen mit Wendepolen. 61. Motorenanschlußanlage... VI. Elektrizitätswerke mit Wechselstrombetrieb. A. Wechselstrommaschinen. 62. Der Einphasengenerator Der Drehstromgenerator Selbsttätige Spannungsreglung von Wechselstrommaschinen Seite

6 VI Inhaltsverzeiohnis. B. Weohselstromzentralen. Suite 65. Zentrale mit einer Einphasenmaschine für Niederspannung G8 66. Zentrale mit einer Drehstrommaschine für Niederspannung Zentrale mit einer Drehstrommaschine für Hochspannung Allgemeines über den Parallelbetrieb von Wechselstrommasch;nen 70 a) Die grundlegenden Schaltungen 70 b) Schaltungen für die Erregung. 72 c) Parallelschalteinrichtungen d) Überspannungschutz Niederspannungs-Drehstromzentrale Hochspannungs-Drehstromzentrale für 6000 Volt m~t unmittelbarer Auslösung der Ölschalter '.' Hochspannungs-Drehstromzentrale für Volt mit Relaisauslösung 79 der Ölschalter Hochspannungs-Drehstromzentrale m:t Tralll!formatoren für Volt Hochspannungs-Drehstromzentrale mit Transformatoren und mit Sammelschienen für 6000 luld Volt ~ Hochspannungs-Drehstromzentrale mit Transformatoren und mit Sammelschienen für 6000 und Volt...'.. 84 VII. Transformatoren- und Schaltstationen. A. Transformatoren. 75. Der Einphasentransformator Der Drehstromtransformator Transformatoren in Sparschaltung Transformatoren in Skottscher Schaltung 79. Differentialschutz für Transformatoren.. B. Transformatorenstationen. 80. Die allgemeine Schaltung von Transformatorenanlagen Transformatorenanlage für 6000/220 Volt Transformato'rensäule für 3000/125 Volt Station mit parallelgeschalteten Transformatoren für /380/220 Volt Transformatorenstationfür 25000/6000 Volt...' Transformatoren-KuppllUlgsstation für 50000/10000 Volt Transformatorenwerk für 15000/3000 Volt mit Reservegenerator und Umformer C. Schaltstationen. 87. Schaltstation einer Drehstrom-Überlandzentrale für Volt Kabelschaltstation für Volt VIII. Wechselstrommotoren. A. Die synchronen Wechselstrommotorcn. 89. Schaltung und Eigenschaften der Motoren B. Die Induktionsmotoren für Drehstrom (Asynchronmotoren). 90. Allgemeines Der Drehstrommotor mit Kurzschlußläufer Der Kurzschlußläufermotor mit Anlasser Der Kurzschlußläufermotor mit Anlaßtransformator Der Kurzschlußläufermotor mit Stern-DreieckschaltlUlg 95. Der Motor mit selbsttä.tiger Gegenschaltung Der Drehstrommotor mit Schleifringläufer Drehstrommotor mit Anlasser in Kahlenbergschaltung 98. Der Drehstrommotor mit zweiphasigem Läufer L

7 J nhaltsverzeichnis. VII Seite 99. Regulierung der Drehzahl Wendeanlasser Schaltwalzenanlasser Steuerwalzen..., Stem-Dreieck-Walzenschalter Der VibratOr von Ka.pp Phasenkompensator Baua.rt Brown, Boveri u. Co Drehstrom-Induktionsmotoren im Anschluß an ein Niederspannungsnetz Drehstrom"Induktionsmotoren im Anschluß an ein Hochspannungsnetz 114 C. Der Induktionsmotor für Einphasenstrom (As ynchro n motor) Schaltung und Eigenschaften des Motors D. Die Kollektormotoren für Drehstrom Allgemeines HO. Der Hauptschlußkollektormotor Der Nebenschlußkollektormotor Drehstrom-Kollektormotor im Anschluß an ein Hochspannungsnetz 118 E. Die Kollektormotoren für Einphasenstrom Allgemeines Der HauptschlußkolIektormotor Der Kurzschlußkollektormotor Der Hauptschluß-KiIrzschlußkollektormotor Allgemeines.... IX. Umformeranlagen. A. Der asynohrone Motorgenerator Motorgenerator für Niederspannung Motorgenerator für Hochspannung......' Umformeranlage zum Betrieb einer Grubenbahn... B. Der synchrone Motorgenerator Gleichstromseitiges Anlassen des Motorgenerators Motorgenerator mit Anwurfmotor Wechselstromseitiges Anlassen des Motorgenera.tors. C. Der Einankerumformer Bauart und Schaltung des Umformers Gleichstromseitiges Anlassen des Umformus Umformer mit Anwurfmotor.. _ Wechselstromseitiges Anlassen des Umformers 128. Spannungsregelung des Einankerumformers. a) Regelung durch Drosselspulen.... b) Regelung mittels Drehtransformators Umformeranlage mit umschaltbarem Lichtnetz Umformeranlage mit Dreileiter-Gleichstrombetrieb 131. Umformeranlage mit Drehtransformator..... D. Der Kaskadenumforme.r Bauart und Schaltung des Umformers E. Der Q nec ksi! berda m pfgleic hrich tt'l Gleichrichter für Einphasenstrom 134. Gleichrichter für Drehstrom Großgleichrichter für Drehstrom

8 VIII Inhaltsverzeichnis. Seite X. Anlaß- und Regelsätze. A. Maschinensätze mit Gleichstrom - Regelmotor Die Leonardschaltung für Gleichstrom Die Leonardschaltung für Drehstrom Die Zu- und Gegenschaltung für Gleichstrom Die Zu- und Gegenschaltung für Drehstrom Die Ilgnerschaltung B. Regelsätze für Drehstrom Die Kaskadenschaltung im allgemeinen Kaskadenschaltung zweier Drehstrom-Induktionsmotoren 143. Drehstromkaskade mit Kollektormotor Drehstrom-Gleichstromkaskade Drehstrommotor mit getrenntem Regelsatz Drehstrommotor mit Frequenzwandler Doppelkurzschlußkollektormotor Anhang. A. Die wichtigsten Klemmenbezeichnungen. I. Gleichstrom Wechselstrom B. Die in den Schaltplänen hauptsächlich verwendeten Abkürzungen. 154 I; Maschinen Meß- und Prüfinstrumente Apparate C. Abkürzungen im Text