Cosimat n Plus german

7/24/2019 Cosimat n Plus german

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Beschreibung und EinstellanweisungSpannungsregler "COSIMAT N+"fr DSG und DIG Generatoren


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Gertebeschreibung "COSIMAT N+"

1. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2. Schnellbersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1 bersichtsschaubild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Einstellelem ente und ihre W irkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.3 Inbetriebnahm e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.4 O ptim ierung des Reglers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3. Funktionsbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.1 Blockschaltbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2 Spannungsversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.3 G eneratorspannungsm essung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.4 Sollw ert. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.5 Statik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.6 Regelverstrker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.7 Zusatzfunktionen des "C O SIM AT N +". . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.7.1 U nterdrehzahlschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.7.2 Schutzfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.8 Leistungsteil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4. bertragungsfunktion des "COSIMAT N+". . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5. Sonderfunktionen und Zusatzgerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135.1 Stand by - und N othandum schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135.2 Zusatzbausteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

6. Technische Daten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

7. Mabild. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

8. Anschluschaltbilder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208.1 M ontage fr DSG - G eneratoren 52 - 74 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218.2 M ontage fr DSG - G eneratoren 86 - 125 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

8.3 M ontage fr DIG - M ittelspannungsgeneratoren m it U N 11,5 kV . . . . . . . . . . . 238.4 M ontage fr DIG - M ittelspannungsgeneratoren m it U N > 11,5 kV . . . . . . . . . . . 248.5 Entregungsschaltung am "C O SIM AT N +" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258.6 Feldstrom - und Feldspannungsm essung am "C O SIM AT N +" . . . . . . . . . . . . . . 25

9. Anschlsse, Einstellelemente und Anzeigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269.1 Anschlsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269.2 Einstellelem ente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279.3 Anzeigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

10. Inbetriebnahme des "COSIMAT N+" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2910.1 G rundeinstellung und Sichtkontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2910.2 Sollw ert - Stellbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2910.3 Regelparam eter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

10.4 U nterdrehzahlschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2910.5 Statik - Einstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

11. Wichtige Hinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3011.1 Externe Reglerm ontage - Schutzkonzept. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3011.2 M ontage des Reglers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3011.3 Auferregung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3011.4 C odierschalter S2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3011.5 Statikschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3011.6 nderung der Drehrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3111.7 Synchronm otoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3111.8 Schutzsicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3111.9 Trocknung des G enerators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

11.10 Frem dversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3211.11 400 H z G eneratoren/ U m form er . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3211.12 Isolationsspannungsprfung der elektrischen M aschine . . . . . . . . . . . . . . . . . 3211.13 Austausch/Ersatz;"C O SIM AT N /N 3"gegen "C O SIM AT N +". . . . . . . . . . . . . 3211.14 Strungen, Fehlerursachen und Beseitigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

12. Abbildungsverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36


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1. Allgemeines

Der "C O SIM AT N +"ist ein kom pakter Spannungsregler zurRegelung von Synchrongeneratoren im Einzel- und Parallelbe-trieb.

Im Einzelbetrieb w ird die G eneratorspannung unabhngig

von Leistung, Frequenz und Tem peratur konstant gehalten.

Parallel zum N etz oder anderen G eneratoren w ird ein stabilerBlindleistungsbetrieb gew hrleistet.

Der"C O SIM AT N +"stellt ber sein Leistungsteil den Erreger-

strom des G enerators entsprechend den Betriebszustndenein.

W esentliche M erkm ale des "C O SIM AT N +"sind:

integrierte M etransform atoren zur dreiphasigen M es-sung der G eneratorspannung bis 500 VAC (Auenleiter-

spannung).

stabiler Blindleistungsbetrieb durch Strom - SpannungsVektorm esystem (Statik). Im G eneratorstrang "V" ist einabgebrdeter Strom w andler erforderlich.

interne und externe G eneratorspannungs - Sollw erteinstel-

lung.

groer Einstellbereich des PID - Regelverstrkers.

berproportionale Absenkung des Sollw ertes bei U nter-frequenz des G enerators.

perm anente berw achung des Stellgliedes und zeitliche

Lim itierung des max. m glichen Erregerstrom es.

Auslsung der internen Schutzsicherungen im Fehlerfalleund dam it Trennung des Erregerfeldes von der Erreger-

energiequelle.

kom pakte Bauform m it w echselbarem Leistungsteil.

resistent gegen U m w elteinflsse durch Vollvergu.

lange Lebensdauer durch hochw ertige Bauelem ente.

Der"C O SIM AT N +"erm glicht w eiterhin ber Signaleingn-

ge den Zugriff auf die interne Soll- und Istw ertbildung beiVerw endung der angepaten Zusatzbausteine.

Zahlreiche Zusatzbausteine erm glichen verschiedenste rege-lungstechnische Anw endungen; z. B.:

cos phi Regelung eines Synchrongenerators oder M otors.

oder

Anlaufstrom regelung bzw . Begrenzung bei Aufschalteneines groen A synchronm otors auf den G enerator.

oder

Kabelkom pensation ber Laststrom erfassung oder exter-nen G eneratorspannungs - M ew ert.

Der"C O SIM AT N +"erm glicht m it seinen Zusatzbausteinen

diverse Anw endungen in Prffeldern, in der Antriebstechnikusw . (siehe 5.2 Zusatzbausteine).

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2. Schnellbersicht

2.1 bersichtsschaubild

Abbildung 1 - bersichtschaubild

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2.2 Einstellelemente und ihre Wirkung

Abbildung 2 - Einstellelem ente

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2.3 Inbetriebnahme

Abbildung 3 - Inbetriebnahm e

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2.4 Optimierung des Reglers

Zur O ptim ierung der Regelung sind am G enerator Lastauf-schaltungen erforderlich.

U m die Tendenz der Regeleigenschaft nach nderung der

Regelparam eter P oder I genau bew erten zu knnen, m u dieLastaufschaltung reproduzierbar sein.

Die allgem ein w ichtigste Kenngre einer optim alen Rege-

lung ist eine m glichst geringe berschw ingw eite xm . W e-sentliches Kriterium fr die zeitliche Bew ertung des Regelvorgangesist die Ausregelzeit taus.

Zur Tendenzverfolgung der Regeleigenschaft ist die Regel-

gre m it einem O szilloskop zu m essen.

Der"C O SIM AT N +"Regler erm glicht die "freie" Verstellungder P - und I - Param eter. D er D - Param eter kann in zw ei

Stufen m it dem C odierschalter S2.4 um geschaltet w erden.

Abbildung 4 - Kenngren der Regelung

Abbildung 5 - Tendenz der Regeleigenschaft

Zur O ptim ierung der Regeleigenschaften braucht der D -Param eter nicht verstellt w erden. Der D - Param eter w ird in

der Regel - entsprechend der G eneratorgre - einm al be-

stim m t. Bei G eneratoren> 1 M VA w ird der Schalter S2 .4 indie Position O N geschaltet.

O b der D - Param eter darberhinaus vergert w erden m u,

kann nur durch gezielte M essungen an der G eneratorspan-nung und am Reglerausgang entschieden w erden.

Eine zufriedenstellende Regleroptim ierung w ird im Stand-ardfall durch die freie Verstellung der P - und I - Param eter

erreicht.

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3. Funktionsbeschreibung

3.1 Blockschaltbild

Abbildung 6 - Blockschaltbild

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3.2 Spannungsversorgung

Die Spannungsversorgung des "C O SIM AT N +"erfolgt durchsog. H ilfserregerspannungen, die in den G eneratoren erzeugtw erden. Aus den H ilfserregerspannungen w ird die Erreger-energie und die Versorgungsspannung des "C O SIM AT N +"

entnom m en.

Bei A vK G eneratoren der Baureihe D SG und D IG m it U N11,5 kV erfolgt die Versorgung des "C O SIM AT N +"berzw ei einphasige H ilfsw icklungen, die in den H auptstatoreingelegt sind. Die W icklungen sind m it U H 1/U H 2 und

W H 1/ W H 2 bezeichnet.

Die Spannungen U H 1-U H 2 sind zu W H 1-W H 2 um 90

versetzt und betragen 8 0 VAC 20 % bei N ennspannungdes G enerators.

Bei AvK - G eneratoren der Baureihe DIG m it U N > 11,5 kVerfolgt die Versorgung des "C O SIM AT N +"ber eine zw ei-

phasige H ilfserregerm aschine. Die W icklungen sind m it U H 1-U H 2-U H 3 und W H 1-W H 2 bezeichnet.

Die Spannungen U H 1-U H 2 sind zu W H 1-W H 2 um 90

versetzt und betragen 80 VA C 20 % bei N enndrehzahl derM aschine.

D ie o. g. H ilfserregerw icklungen U H 1-U H 2 und W H 1-

W H 2 w erden an den gleichbezeichneten A nschlssen des"C O SIM AT N +"aufgesteckt.

Sonderanwendung- dreiphasige Hilfserregermaschine -

Bei Einsatz einer dreiphasigen H ilfserregerm aschine sind dieW icklungsanschlsse m it U H 1-VH 1-W H 1 bezeichnet. Die

Auenleiterspannung betrgt 3 x 75 VAC 20 % bei N enn-drehzahl der M aschine.

Sonderanwendung- Fremdversorgung -Der"C O SIM AT N +"kann auch m it einer konstanten Frem dver-sorgung betrieben w erden. Sie erfolgt in der Regel ber einen

Drehstrom transform ator (Yy 0) m it einer Sekundrspannung

von 3 x 75 VA C 20 % . Die Bauleistung soll m ind. 500 VAbetragen.

3.3 Generatorspannungsmessung

Der "C O SIM AT N +"m it ber einen internen dreiphasigenM etransform ator G eneratorspannungen von 90 bis 500 VA C(Auenleiterspannung) in zw ei w hlbaren Bereichen.

Zur M essung hherer Spannungen m ssen entsprechendeSpannungsw andler vorgeschaltet w erden.

Der Signaleingang "N " erm glicht den Zugriff auf die interne

Istw ertbildung.

Die sekundre M ew echselspannung des M etransform atorsw ird in eine G leichspannung um gew andelt, geglttet, w eiter

aufbereitet und gelangt so als Istw ert an die Reglerschaltung.

Der erzeugte M ew ert entspricht dem arithm etischen M ittel-w ert der gleichgerichteten, dreiphasigen M ew echselspan-nung.

Durch die dreiphasige M essung w erden asym m etrische Bela-stungen bercksichtigt.

Anmerkung:Fr nichtlineare Belastungen (statische Thyristorum richteroder G leichrichter) ist als M evorsatz der ZusatzbausteinTF (RC - Tiefpafilter) zu em pfehlen. H ohe nichtlineareBelastung kann zustzlich eine berdim ensionierung des

G enerators erfordern.

3.4 Sollwert

Der Sollw ert des "C O SIM AT N +"w ird einer tem peraturkom -pensierten Referenzquelle entnom m en.

D er Signaleingang "n" erm glicht den Zugriff auf die interneSollw ertbildung.

Die Referenzspannung gelangt an das auf der Frontplattesitzende Sollw ertpotentiom eter R 4 des "C O SIM AT N +".Dieses Potentiom eter erm glicht die grobe Einstellung der

G eneratorspannung in einem w eiten Bereich (= Sollw ert -"G rob").

Die Referenzspannung w ird im Parallelbetrieb des G enerators

durch das Statikm esystem (siehe 3.5 Statik) und bei U nter-frequenz durch den U nterdrehzahlschutz beeinflut.

Zur externen Verstellung des Sollw ertes lt sich an den"C O SIM AT N +"ein Sollw ertpotentiom eter anschlieen.

Die Feineinstellung der G eneratorspannung w ird m it diesemPotentiom eter vorgenom m en (=Sollw ert - "Fein").

Der Verstellbereich ist, je nach Potentiom eter, auf5 % bis10 %

um den N ennw ert beschrnkt.

ber den Zusatzbaustein ES kann der Stellbereich des exter-nen Sollw ertpotentiom eters von Rem anenz bis N ennspan-nung erw eitert w erden.

Achtung:

Wird die Hilfserregerspannung einer kon-stanten, "fremden" Versorgungsquelle ent-nommmen (z. B. vom Netz), so darf dieVersorgung erst nach Start des Generatorseingeschaltet werden. Beim Abstellen desGenerators ist die Versorgung vor Stillstandder Maschine abzuschalten (siehe 11.10Fremdversorgung).

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Bei Verw endung des Bausteins ES an AvK - G eneratoren m u

das Reglersystem frem dversorgt w erden. Je nach A nw edungund verw endetem Erreg ersystem (H ilfserregerw icklungenoder H ilfserregerm aschine?) ist dies im Einzelfall zu prfen.

3.5 Statik

N ach Parallelschalten eines Synchrongenerators ist durch diestarre System spannung eine Spannungsregelung nicht m ehr

m glich. G eringste Schw ankungen der System spannung ht-ten G eneratorblindstrm e > IN zur Folge.

Zur Stabilisierung des G eneratorblindstrom es ist som it eineblindstrom abhngige M egre notw endig, die Strom be-

trag und Blindleistung (induktiv oder kapazitiv) enthalten m u.D iese M egre w ird in den A dditionspunkt (Vergleichsstellevon Soll- und Istw ert) der Regelverstrkerschaltung eingefgt.

D urch dieses Verfahren w ird eine statische Statik - Regelkenn-

linie erzeugt, w elche das Verhltnis zw ischen:

G eneratorspannungsnderung bezogen auf die N ennspannung

undG eneratorblindstrom nderung bezogen auf den N ennstrom

zeigt.

Die Statik ist durch die N eigung der erzeugten Kennliniedefiniert und ist som it der Q uotient des o. g. Verhltnisses.

Im "C O SIM AT N +"w ird eine lineare Statikkennlinie erzeugt;

der Statikeinflu ist m it dem Potentiom eter R 7 von 0 bis 6 %

einstellbar.

Beispiel:

Bei einem induktiven Blindstrom in H he von 100 % desG eneratornennstrom es und einer 6 % -igen Statikeinstellungw ird die G eneratorspannung um 6 % reduziert.

Abbildung 7 - Statikkennlinie

Zw ingt das starre N etz den G enerator nach der Parallelschal-

tung auf einen 6 % niedrigeren W ert, so fliet induktiverBlindstrom in H he von 1 00 % des G eneratornennstrom es.

Durch das Statikm esignal w ird im Parallelbetrieb die Rege-

lung des Synchrongenerators erm glicht.Im Prffeld w ird die Einstellung im Einzelbetrieb m it Blindlastvorgenom m en. Der Statikeinfluss w ird auf 3 % eingestellt.

Das Statikm esignal im "C O SIM AT N +"beeinflut den Soll-

w ert und w ird ber eine geom etrische Addition der Auenlei-terspannung U -W m it einem strom abhngigen Span-nungssignal aus dem Strang V erzeugt.

In A vK Synchronm aschinen sitzt der entsprechende Strom -w andler im Strang "V". D ie K - Seite der W andler w eist inRichtung der G enerator - H auptw icklung (siehe Abbildung 6- Blockschaltbild).

Es w erden intern abgebrdete Durchfhrungs - W andler

verw endet.

Die Austrittseite der Sekundranschlsse (= Vergukopf des

W andlers) ist der prim rseitige K - Punkt (= Strom eingang).

Der w ei gekennzeichnete Draht ist der sekundrseitige k -Punkt.

Die Sekundranschlsse k und l des Statikstrom w andlers sindauf die gleichbezeichneten Anschlsse des "C O SIM AT N +"aufzustecken.

Bei G eneratoren fr Einzel- und Parallelbetrieb kann der

M eeingang k - l im Einzelbetrieb durch einen Schalterkurzgeschlossen w erden. H ierm it erreicht m an eine bessereSpannungsstabilitt (siehe 8. Anschluschaltbilder, 11.5 Sta-

tikschalter).

M it dem Potentiom eter R 6 w ird das Statikm esystem des"C O SIM AT N +"an den N ennstrom des G enerators ange-pat.

3.6 Regelverstrker

Der Regelverstrker des "C O SIM AT N +"besitzt eine PID -C harakteristik. Der Param eter des I - Teils lt sich ber denSchalter S 1 stufig von 1 bis F ndern, w obei die Integrations-

zeitkonstante zunim m t.

Achtung:

Zur korrekten Funktion des Statikmesy-

stems bentigt der "COSIMAT N+" an seinenMespannungsanschlssen ein rechtes Dreh-feld! Bei Drehrichtungsumkehr sind dieMeleitungen U und W zu tauschen!

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Der Param eter des P - Teils lt sich am Potentiom eter R 1verndern, w obei der in A bbildung 8 gezeigte Verstellbe-reich nicht verlassen w erden soll.

Abbildung 8 - P - Verstellbereich

W eitere Verstellung im U hrzeigersinn fhrt zu Pendelneigun-gen, gegen den U hrzeigersinn zu Regelfehlern.

Die nderung des D - Param eters erfolgt durch U m schalten

des C odierschalters S2 .4 in Position O N . M an erhlt eine

verstrkte D - W irkung, w ie sie bei greren G eneratoren(DIG und DSG 74...125 ) erforderlich ist.

Darber hinaus kann der D - Param eter an den O ptim ierungs-

punkten D-O pt.w eiter verndert w erden. In der angegebe-nen Polaritt kann zustzlich ein Kondensator eingeltetw erden.

Beim Einbau zustzlicher D - Teil Kondensatoren sind Polaritt(Elektrolytkondensator!) und N ennspannung (=35 VDC ) des

Kondensators zu beachten. Als M axim alw ert w erden 150 Fem pfohlen.

3.7 Zusatzfunktionen des "COSIMAT N+"

3.7.1 U nterdrehzahlschutz

Beim W arm lauf einer Antriebsm aschine (M otor oder Turbine)w ird der G enerator m it U nterfrequenz betrieben. Zum Schutzvor bererregungen und therm ischen Schden im Erregersy-stem erm glicht der"C O SIM AT N +"die frequenzabhngige

Absenkung des Regler - Sollw ertes bzw . der G eneratorspan-nung nach einer linearen Funktion (siehe Abbildung 9 -U nterdrehzahlschutz).

Der Einsatz der Spannungsabsenkung w ird m it R 3 bei einem

entsprechenden Frequenzw ert festgelegt. Die U nterdrehzahl-

absenkung w ird durch H 1 angezeigt. Ab W erk w ird der

U/f - Knickpunkt" auf 0,95 x fN eingestellt. O berhalb des

Knickpunktes besteht konstante Spannungsregelung.

Die Spannungsabsenkung ist m it ca. 2 Sekunden verzgert,um transiente D rehzahleinbrche der Antriebsm aschine zu

berbrcken.

Der U nterdrehzahlschutz kann m it dem C odierschalter S2.2(siehe 9.2 Einstellelem ente) in besonderen Fllen deaktiviert

w erden.

Die U nterdrehzahlschutzfunktion ist bei 50/60 H z G ene-

ratoren aktiv. Fr andere N ennfrequenzen ist der Baustein U Fzu verw enden oder der G enerator beim Abstellen zu entre-gen.

Abbildung 9 - U nterdrehzahlschutz

3.7.2 Schutzfunktionen

Die H ilfserregerw icklungen (siehe 3.2 Spannungsversorgung)verfgen ber sehr hohe Kurzschluleistungen. Diese Kurz-schluenergie kann bei fehlerhafter Funktion des Stellgliedes

sehr groe Schden verursachen.

U m diese Schden zu verhindern, besitzt der"C O SIM AT N +"zw ei Schutzfunktionen, die sein Stellglied berw achen und berlastungen des Erregersytem s verhindern:

Achtung:

In der Standardanwendung des"COSIMAT N+"mu der Unterdrehzahlschutz aktiv undkorrekt eingestellt sein. Der CodierschalterS2.2 mu in der Stellung ON sein.

Achtung:

Die Schalterstellung 0 ist nicht erlaubt;es darf nicht ber 0 geschaltet werden.

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Zeitliche Limitierung des maximalen Erreger-stromes

Kom plettes Einschalten des Stellgliedes bedeutet m axim a-len Erregerstrom .

Dieser Zustand fhrt auf Dauer zu Schden im Erregersy-stem .

Kom plettes Einschalten des Stellgliedes entsteht jedoch bei

Ausregelvorgngen oder Kurzschlssen an den G enerator-hauptklem m en.

Die berw achung des "C O SIM AT N +"begrenzt diem axim ale Erregung auf 8 bis 10 Sekunden.

N ach dieser Zeit trennt die Schutzschaltung das Erreger-feld, durch A uslsen der Schutzsicherungen, von derErregerenergiequelle.

Kontrolle der Wirkungsrichtung zwischen Regel-verstrker und Stellglied

M it dieser Einrichtung w ird der Stelltransistor auf Kurz-schlu berw acht.

Der Kurzschlu des Stelltransistors fhrt zur m axim alenErregung. Der Regelverstrker versucht dem entgegen zu

w irken, hat aber keinen Einflu auf das defekte Stellglied.Die W irkungsrichtungen von Stellglied und Regelverstr-ker sind entgegengesetzt; es kom m t zur sofortigen A usl-sung der Schutzsicherungen.

Folgende U m stnde fhren ebenfalls zur m axim alen Erregungund knnen die U rsache fr Sicherungsauslsungen sein:

defekte M eleitungen

deaktivierter oder falsch eingestellter U nterdrehzahl-schutz

Kurzschlu in der I1/K1 Erregerleitung

defekter Erregergleichrichter im "C O SIM AT N +"

hohe berlastung des G enerators (Kurzschlu), falls die-

se nicht nach 8 bis 10 Sekunden abgeschaltet w ird.

D ie integrierte Schutzeinrichtung des"C O SIM AT N +"reagiert

auf eine Vielzahl m glicher Defekte und Fehler.

Anmerkung:Fr eine Begrenzung des Erregerstrom es im Parallelbe-trieb des G enerators steht der Zusatzbaustein ER1 zurVerfgung.

3.8 Leistungsteil

Das Leistungsteil des"C O SIM AT N +"stellt, je nach Ausgangs-signal des Regelverstrkers, einen entsprechenden Erreger-strom zur Verfgung.

Als Stellglied w ird ein M O SFET - Transistor verw endet, der inPulsw eitenm odulation betrieben w ird, d. h. variable Einschalt-zeiten bei konstanter Schaltfrequenz.

Die Erregerenergie w ird der gleichgerichteten Versorgungs-spannung entnom m en. Die G leichrichterschaltung befindetsich im Leistungsteil. Sie erm glicht die G leichrichtung zw eieinphasiger oder dreiphasiger Versorgungsspannungen (sie-

he 3.2 Spannungsversorgung).

Im G leichstrom kreis liegt ein Kurzschluthyristor. Die Schutz-schaltung des "C O SIM AT N +"schaltet diesen Thyristor beiFehlern im Regelkreis ein. Der entstehende Kurzschlustrom

lst die beiden Schutzsicherungen auf der Frontplatte des

"C O SIM AT N +"aus. Das Erregerfeld w ird von der Erregere-nergiequelle getrennt.

Sicherungstyp :10 A superflink

32 m m x 6,3 m m IEC G 14 4.40 0

Das Leistungsteil befindet sich auf einem Khlkrperprofil. Esist ber Steckverbindungen m it dem Regler verbunden undw ird in die U nterkonstruktion des "C O SIM AT N +"einge-schraubt.

Um die Leistungshalbleiter im Leistungsteil gengend zu kh-len, ist das Kapitel 11.2 M ontage des Reglers unbedingt zubeachten.

Achtung:

Als Ersatzsicherung darf nur der o. g. Sicherung-styp verwendet werden! Das Leistungsteil kann

bei Verwendung falscher Schutzsicherun-gen zerstrt werden.

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4. bertragungsfunktion des "COSIMAT N+"

Abbildung 10 - Regelungstechnisches Ersatzschaltbild

Der"C O SIM AT N +"besitzt drei M glichkeiten zur Beeinflus-sung der Regelparam eter:

Potentiom eter R1 (500 k) zur Beeinflussung des P - Param e-

ters. R1 ist bei Rechtsanschlag 0.

Schalter S1 zur Beieinflussung des I - Param eters in 1 5 Stufen

(von 0,22 bis 3,85 F) zu je 0 ,22 F (C 1).

C odierschalter S2.4 zur Erhhung des D - Param eters von

10 ,1 F (S2 .4 = O FF) auf 32,1 F (S2 .4 = O N ) (C 2).

Die einzelnen Param eter im Ersatzschaltbild (siehe Abbildung10 - Regeltechnisches Ersatzschaltbild) knnen w ie folgt

berechnet w erden:

T1 = R1 x C 1

T2 = 6,8 kx C 2

T3 = 22 kx C 1

TI = T1 + T2

TD =

K1 = 2,56

K2 =

K3 = = 0,066

Die Zeitkonstante des Eingangs - Tiefpafilters betrgt:

TP1 = 3 ,62 m s

Die Zeitkonstante des Ausgangs - Tiefpafilters betrgt:

TP2 = 0,268 x T2

T1 + T2T3

716 ,1 m s x K1 T

T1 x T2T1 + T2

115

l

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5. Sonderfunktionen und Zusatzgerte

5.1 Stand by- und Nothandumschaltung

Fr Anforderungen erhhter Verfgbarkeit existieren "Stand by"-

Schaltungen.

Stand by Schaltungen enthalten zw ei"C O SIM AT N +"Span-nungsregler.

Die Regelung des G enerators erfolgt durch einen dieserRegler (H auptregler). Sollte dieser Regler einen Defekt aufw ei-sen, so kann ber eine U m schaltung der zw eite Regler

(Ersatzregler) in Betrieb genom m en w erden.

Stand by Schaltungen sind in m anueller und autom atischerAusfhrung verfgbar.

Manuelle Stand by Schaltung (SB1)

Im Strungsfall kann m it einem U m schalter auf den Ersatz-regler um geschaltet w erden.

M it dem U m schalter w erden alle Signale bis auf dieM espannung und die Versorgungsanschlsse UH 2(VH 1) und W H 2 um geschaltet.

Automatische Stand by Schaltung (SB2)

In der autom atischen Stand by Schaltung w ird der H aupt-regler berw acht.

G ngige Betriebsgren im Vergleich zur Reglerreaktion

erm glichen eine Fehlererkennung und eine U m schaltungauf den Ersatzregler.

Der Ersatzregler befindet sich im sim ulierten Regelbetrieb.Er w ird ebenfalls berw acht.

Die U m schaltung beider Regler kann w hrend des G ene-ratorbetriebes m anuell, per Testfunktion oder im Strungs-fall autom atisch erfolgen.

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KPKabelkompensation

FUNKTION:Strom abhngige Anhebung der G enerator-spannung.

ANWENDUNG: Kom pensation der Kabelspannungsver-luste ber den Laststrom . Speziell im m er dann, w enn keine

M glichkeit gegeben ist, an die externe M estelle zu gelan-gen.

ER1

Regelnder Erregerstrombegrenzer

FUNKTION:Unterlagerte Regelung des Erregerstrom s aufeinen w hlbaren U nter- und bererregungsw ert.

ANWENDUNG: Schutz des G enerators im cos phi geregel-ten Parallelbetrieb m it einem "w eichen" N etz bei Verw endungvon "C O SIM AT N +"und C O S - Baustein.

Bei Verw endung m it Q PF kann die regelnde Begrenzung desErregerstrom es nicht verw endet w erden. Es kann nur dieKontaktm eldung bei ber- oder auch U nterschreitung der

Erregerstrom grenzw erte verw endet w erden.

Abbildung 23 - Zusatzbaustein KP

Abbildung 24 - Zusatzbaustein ER1

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6. Technische Daten

ALLGEMEINE DATEN Bauart : vollvergossenes Alu-G ehuse incl. LeistungsteilW artung : w artungsfreiZulssige Einschaltdauer : Dauerbetrieb

Einbaulage : M ontage m it vertikaler Lngsachse bei

Konvektionskhlung oder Lngsachse inStrm ungsrichtung bei G eblsekhlungM ontageabstand : 3 cm um laufend

(siehe 11.2 M ontage des Reglers)

MESSKREISE GeneratorspannungN ennspannung : 9 0..250 VAC / 250..500 VACFrequenz : 50..400 H z

Leistungsaufnahm e : 4 VA / 6 VA

Statik Strommessung(Spannungseingang!)Spannung bei IN : 3..7 VA C

Leistungsaufnahm e : 0,15..0,35 W

HILFSKREISE Versorgungsspannung : 2 x einphasig 80 VAC 20 %oder

1 x dreiphasig 7 5 VA C 20 %Leistungsaufnahm e : je nach Erregerbedarf!N ennfrequenz : 50..1200 H z

AUSGANGSKREISE StellgliedZw ischenkreisspannung U ZK : 85 bis 13 0 VD C

(versorgungsspannungsabhngig!)D auererregerstrom : 7 AD C (dauernd)

M inim aler Feldw iderstand RIK : 5(kalt)

M inim al bentigte

Feld- ZeitkonstanteIK : 0,06 Sek.Kurzschluerregerstrom : 20 AD C fr 5 Sekunden

(bei RIK= 5und U ZK= 100 VDC )Schutzsicherung : 10 A-FF / 250 V - 6,3 x 32

GENAUIGKEITSANGABEN Regelgenauigkeit : 1 % bei 0 bis 60 C5 % D rehzahlschw ankungenund Scheinleistung 0..100 %

PRFUNGEN Vibrationsprfung : G erm anischer Lloyd Kennl. 2EM V : C E - konform gem EN 50081

und EN 500 82

UMGEBUNGS-BEDINGUNGEN Lagertem peratur : - 40..+70 C

Betriebstem peratur : - 2 5..+7 0 C(Sonderversion "C O SIM AT N +T"

- 55..+70 C )

GEHUSE, ABMESSUNGEN,GEWICHT UND EINBAU H he x Breite x Tiefe : 12 1 x 1 15 x 1 62,5 m m

Befestigung : 4 Schrauben M 6, U -Scheibenund Federringe

G ew icht : 2 kg

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7. Mabild

Abbildung 2 5 - M abild

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8. Anschluschaltbilder

Legende zu den Anschluschaltbildern

F1 Schutzschalter fr G 3Nur im Stillstand bettigen!

G1 H auptm aschine

G2 Erregerm aschine/Erregerw icklungen

G3 H ilfsw icklungen/ H ilfserregerm aschine

R11/V3 Rotierender Varistor

T24 Spannungsw andler fr ReglerBei geffnetem Sternpunkt von G1unbedingt abklemmen

T32 Spannungsw andler fr G 3 m it integriertemSchutzschalter F1F1 nur im Stillstand bettigen!

V1 Rotierende G leichrichter

X1 H auptklem m en

X2 - 6 Klem m leiste

U1 Spannungsregler"C O SIM AT N "+

R3 U nterdrehzahlschutz

R4 Interner Sollw ert

R1 P - Anteil

S1 I - Anteil

R7 Statikeinstellung

R6 Statikw andleranpassung

R1 Sollw ertpot. G enerator Spannung (R = 500 )

T6 Statikw andler

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8.1 Montage fr DSG - Generatoren 52 - 74

Abbildung 2 6 - Interne M ontage D SG - G eneratoren 52 - 74

Abbildung 2 7 - Externe M ontage DSG - G eneratoren 52 - 74

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8.2 Montage fr DSG - Generatoren 86 - 125

Abbildung 28 - Interne M ontage D SG - G eneratoren 8 6 - 125

Abbildung 29 - Externe M ontage D SG - G eneratoren 86 - 125

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8.3 Montage fr DIG - Mittelspannungsgeneratoren mit UN11,5 kV

Abbildung 30 - Interne M ontage D IG - M ittelspannungsgeneratoren m it U N 11,5 kV

Abbildung 31 - Externe M ontage DIG - M ittelspannungsgeneratoren m it UN 11,5 kV

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8.4 Montage fr DIG - Mittelspannungsgeneratoren mit UN> 11,5 kV

Abbildung 32 - Interne M ontage D IG - M ittelspannungsgeneratoren m it U N > 11,5 kV

Abbildung 33 - Externe M ontage DIG - M ittelspannungsgeneratoren m it U N > 11,5 kV

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8.5 Entregungsschaltung am "COSIMAT N+"

Im Falle einer Entregungsschaltung sind die Brcken an denD oppelklem m en UH 1/UH 1und W H 1/W H 1zu entfernen.An den D oppelklem m en sind Schaltkontakte anzuschlieen,die bei ffnung den G enerator entregen (siehe A bbildung 34

- Entregungsschaltung). Diese Entregungskontakte m ssen fol-gende Q ualifikation erfllen:

Strom belastbarkeit: 10 AAC

Spannungsbelastbarkeit: 160 VAC

Es m ssen Schaltelem ente m it staubgeschtzten Kontaktkam -m ern verw endet w erden. Es ist auf geringen Kontaktw ider-

stand zu achten; die Kontakte m ssen kleinsignalfhig sein.

Anmerkung:Die Auferregung hngt u. U . von der Q ualitt dieserSchaltelem ente ab.

Bei AvK - G eneratoren (DSG 86..125, DIG ) sind A n-schluklem m en zur Entregung im H ilfsklem m kasten vorge-sehen (siehe Legende zum auftragsbezogenen Schaltbild).

Abbildung 34 - Entregungsschaltung

Abbildung 35 - Feldstrom -/Feldspannungsm essung

8.6 Feldstrom- und Feldspannungsmessung am"COSIMAT N+"

Fr den Anschlu des Erregerfeldes stehen am "C O SIM AT N +"die Doppelklem m en I1/I1und K1/K1zur Verfgung. ZurFeldstrom - und Feldspannungsm essung ist die Brcke I1/I1

zu entfernen (siehe A bbildung 35 - Feldstrom -/Feldspan-nungsm essung).

M ebereich zur Feldspannungsm essung = 150 VD C ; zur

Feldstrom m essung = 10 ADC . Als M ew erke sind D rehspulbzw . Dreheiseninstrum ente zu em pfehlen. Digitalinstrum entezeigen u. U . fehlerhafte M ew erte.

Anmerkung:Bei AvK - G eneratoren (DSG 86..125, DIG ) sind An-

schluklem m en zur Feldspannungs- und Feldstrom m es-sung auf der Klem m leiste X2 vorhanden.

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9. Anschlsse, Einstellelemente und An-zeigen

9.1 Anschlsse

Spannungsversorgung:

UH1UH2 (VH1)WH1WH2

4,8 x 0,8 m m Flachstecklaschen und/oder 2,5 m m2/

4m m Schraubanschlsse

Versorgung ist 2x einphasig (80 VAC 20 %) oder drei-

phasig (75 VA C 20 % Auenleiterspannung) m glich.

2x einphasig = U H 1-UH 2, W H 1-W H 2dreiphasig = U H 1-VH 1-W H 1

Bei Entregungsschaltungen sind die Brcken an denDoppelklem m en zu entfernen (siehe 8 .5 Entregungsschal-tung bzw . auftragsbezogenes Schaltbild).

Generatorspannungsmessung:

U-V-W 250 bis 500 VACU-V-W 90 bis 250 VAC

6,3 x 0,8 m m Flachstecklaschen

D ie angegebenen Spannungsbereiche beziehen sich auf

die Auenleiter - N ennspannung des G enerators. Frhhere Spannungen sind entsprechende M ew andlerm it m ind. 10 VA Bauleistung vorzuschalten (siehe 3 .3G eneratorspannungsm essung).

Der gltige Spannungsbereich ist dem auftragsbezoge-nen Schaltbild zu entnehm en. Bei DIG - G eneratoren m itU N > 1 kV w ird generell der Bereich 90 bis 250 VAC

gew hlt. Zur Klrung istvor Inbetriebnahmeggf.Rcksprache m it AvK erforderlich.

Statik - Strommessung:

k - l

4,8 x 0,8 m m Flachstecklaschen und/ oder 2,5 m m2/

4m m Schraubanschlsse

Der Statikstrom w andler m u in den Strang Vdes G e-

nerators eingebaut w erden.

In A vK G eneratoren w erden intern abgebrdete Sta-tikstrom w andler verw endet.

An den Klem m en k - l w ird bei G eneratornennstrom eineSpannung von 3 bis 7 VAC bentigt (siehe 3 .5 Statikund 6. Technische D aten).

Anschluleitungen zum W andler sind bei externer M on-tage des Reglers abgeschirm t zu verlegen. Anschlulei-tungen zum Kurzschlu- Statikscha lter (siehe1 1.5Statikschalter) sind prinzipiell abgeschirm t zu verlegen.

Der Schirm ist einseitig am "C O SIM AT N +"zu erden(siehe 8. Anschluschaltbilder).

Erregerfeld:

I1 - K1


4 m m Schraubanschlsse als Doppelklem m e.

Bei externer Reglerm ontage m ssen die I1/K1 - Feldlei-tungen in einem separat abgeschirm ten Kabel (LSYC Y

bzw . LIYC Y) zum G enerator gefhrt w erden.

Der Schirm ist einseitig am "C O SIM AT N +"zu erden(siehe 8. Anschluschaltbilder).

Externer Sollwertsteller:

s - t


4 m m Schraubanschlsse

Der W ert des Sollw ertpotentiom eters bestim m t den Stell-bereich:

250 = ca.5 %

500= ca.

10 %

Achtung:

Der Meeingang k - l ist kein Stromeingang;Standardwandler sind entsprechend abzu-brden!

Achtung:

Bei Fremdversorgung (z. B. vom Netz), darf dieVersorgung erst nach Hochlauf des Generatorseingeschaltet werden. Beim Abstellen ist dieVersorgung vor Stillstand der Maschine abzu-schalten (siehe 11.10 Fremdversorgung).

Achtung:

Es wird ein rechtes Drehfeld bentigt! Beim

Linkslauf des Generators sind U und W zutauschen (siehe 3.5 Statik)!

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Die Bauleistung des Potentiom eters m u m ind. 1 W

betragen. Es ist ein m ehrgngiges Potentiom eter zu ver-w enden (siehe 3.4 Sollw ert).

Bei externer M ontage des Reglers oder des Sollw ertpo-tentiom eters ist die Sollw ertleitung separat abgeschirm t

zu verlegen. Der Schirm ist einseitig am "C O SIM AT N +"zu erden. Bei externer M ontage des Reglers und Sollw ert-leitungslngen >10 m ist ein M otorpotentiom eter in derN he des "C O SIM AT N +"zu verw enden.

Steuereingnge:

NM/ mn

4,8 x 0,8 m m Flachstecklaschen und/oder 2,5 m m2/

4 m m Schraubanschlsse

An diesen Steuereingngen w erden einige Zusatzbau-steine aus dem "C O SIM AT N +"- G erteprogram m

angeschlossen (siehe 5.2 Zusatzbausteine).

Die Eingnge haben folgende Funktion:

N Zugriff auf die interne Istw ertschaltungM/ m Bezugspunkt fr Zusatzgerten Zugriff auf die interne Sollw ertschaltung

Schaltungsmasse:

-Die Schaltungsm asse w ird ebenfallls als Bezugspotential

fr einige steuerndeZusatzgerte verw endet.

In der Einzelanw endung des"C O SIM AT N +"w ird dieses

Potentialnichtangeschlossen.

Lastmasse:

Z

Die Lastm asse w ird zum Anschlu der internen Zw ischen-

kreiskondensatoren verw endet.

Externe Zusatzkondensatoren knnen an der zw eiten Z -

Anschlulasche (M IN U S) gegen die Klem m e I1 (PLU S)angeschlossen w erden.

In der Einzelanw endung des"C O SIM AT N +"w ird dieses

Potentialnicht angeschlossen.

9.2 Einstellelemente

Unterdrehzahlschutz:

R 3

25 - gngiges Trim m - Potentiom eter

Funktion:Einstellung der frequenzabhngigen G eneratorspan-nungsabsenkung (siehe 3.7.1 U nterdrehzahlschutz).

Wirkungsrichtung:Linksanschlag = Absenkungsbeginn bereits bei >50/60 H z.Rechtsanschlag = Absenkungsbeginn erst ab ca. >30 H z.

Durch den Schalter S2 .2 (siehe 9.2 Einstellelem ente)kann der U nterdrehzschutz in besonderen Fllen deakti-viert w erden.

Dies w ird notw endig bei Regelung eines G leichspan-nungsw ertes ber Zusatzbaustein U DC oder evt. beiVerw endung externer U F - Bausteine.

Sollwert:

R 4


Funktion:Einstellung der G eneratorspannung (siehe 3.4 Sollw ert,

10.2 Sollw ert - Stellbereich).

Wirkungsrichtung:Linksanschlag = m inim ale G eneratorspannungRechtsanschlag = m axim ale G eneratorspannung

P - Anteil:

R 1


Achtung:

Vor jeder Inbetriebnahme eines "COSIMAT N+"mu R4 zum Linksanschlag gedreht werden(siehe 10. Inbetriebnahme des "COSIMAT N+").Ein Regler, der zusammen mit einem Generatorgeprft und ausgeliefert wird, ist bereits vorein-gestellt!

Achtung:

An den Steuereingngen drfen nur AvKZusatzbausteine verwendet werden.20mA- Standardsignale drfen an diesenAnschlssen nicht verwendet werden.

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Funktion:Vernderung des Proportionalanteils in der Regelcharak-teristik.

Wirkungsrichtung:Links = P - A nteil klein

Rechts = P - A nteil gro

D er em pfohlene Verstellbereich, gem Abbildung 8 - P - Ver-stellbereich, darf nicht verlassen w erden (siehe 10.3 Regel-

param eter)!

I - Anteil:

S 1

16-stufiger C odierschalter

Funktion:Vernderung des Integralanteil in der Regelcharakteristik(siehe 1 0.3 Regelparam eter).

Wirkungsrichtung:Links (1 F) = I Anteil gro

Statik:

R 7


Funktion:Einstellung des Statikeinflusses.

Wirkungsrichtung:Linksanschlag = kein Statikeinflu (0 % )

Parallelbetrieb ist nicht m glich.Rechtsanschlag = Statikeinflu 6 %

Bei Drehrichtungsum kehr m ssen die M espannungsan-

schlsse U und W getauscht w erden!

Statikanpassung:

R 6


Funktion:

Anpassung der unterschiedlichen G eneratornennstrm eund Strom w andlerbersetzungen an das Statikm esy-stem .

Wirkungsrichtung:Linksanschlag = m axim aler Abgleichw ertRechtsanschlag = m inim aler Abgleichw ert

An den M epunkten M P-STATIK - D RO O Pist bei

G eneratornennstrom auf 2,5 VAC m it R 6 abzugleichen.Ist der G eneratorlaststrom kleiner als der N ennstrom , sokann auf einen proportionalen Spannungsw ert abgegli-chen w erden.

Codierschalter:

S 2

4-poliger Dip-Sw itch

Funktion:

POS. FUNKTION ON OFF

S2.1 ohne Funktion ./. ./.

S2.2Aktivierung undDeaktivierungdes Unterdreh-zahlschutzes

Aktiv N icht aktiv

S2.3Reduzierung

derIstw ertglttung

N om inal Reduziert

S2.4 Erhhung desD - Param eters Erhht N om inal

Erforderliche Grundeinstellung:

AvK D SG - G eneratoren bis Baugre 6 2:

S2.1 = ohne FunktionS2 .2 = O N (U nterdrehzahlschutz)S2.3 = O N (Istw ertglttung)S2.4 = O FF (D - Parameter)

AvK D IG , DSG 74..125 - G eneratoren:

S2 .1 = ohne Funktion

S2.2 = O N (U nterdrehzahlschutz)S2.3 = O N (Istw ertglttung)S2 .4 = O N (D - Param eter)

9.3 Anzeigen

Unterdrehzahlschutz:

H 1

gelbe 5 m m LED

Achtung:

Die Schalterstellung 0 ist nicht erlaubt.

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H 1 leuchtet, w enn die Sollw ert- bzw . G eneratorspan-

nungsabsenkung bei U nterfrequenz aktiv ist (3.7.1 U nter-drehzahlschutz).

10. Inbetriebnahme des"COSIMAT N+"

10.1 Grundeinstellung und Sichtkontrolle

Vor Inbetriebnahm e sind folgende G rundeinstellungen am"C O SIM AT N +"Spannungsregler durchzufhren.

R 3 RechtsanschlagR 4 LinksanschlagR 1 M ittelstellung

(bei DIG , DSG - G eneratoren von derM ittelstellung1/4 U m dr. nach links)

S 1 Pos.4(bei DIG , DSG - G eneratoren Pos.6,bei 60 0/ 750 m in

-1Pos.9)

S 2 S2 .1 = ohne FunktionS2.2 = O NS2.3 = O N

S2 .4 = O FF (O N bei DIG , DSG - G eneratorenab Baugre 74)

R 7 M ittelstellungR 6 Linksanschlag

N ach der G rundeinstellung m ssen folgende Sichtkontrollen

erfolgen:

a) Sind die M espannungsanschlsse (U,V,W 90..250/250..500) richtig gew hlt?

b) H aben die M espannungsanschlsse rechtes Drehfeld

(bei Linkslauf U und W tauschen)?

c) Ist die Versorgungsspannung richtig angeschlossen (2 x

einphasig U H 1/ UH 2 und W H 1/ W H 2; dreiphasig U H 1,VH1, W H 1)?

d) Ist der berstrom schutzschalter im G enerator einge-

schaltet?

e) Ist der Statikw andler in der Phase V eingebaut?

f) Ist die k - l Phasenlage des Statikstrom w andlers richtig

angeschlossen (bei externer M ontage vom G enerator bis

zum Regler berprfen!)?

g) Ist das Feld in richtiger Polaritt angeschlossen?

10.2 Sollwert - Stellbereich

W enn alle G rundeinstellungen und Sichtkontrollen erfolgtsind, kann der G enerator in Betrieb genom m en w erden.

a) G enerator auf N enndrehzahl hochfahren.

b) Externer Sollw ertsteller auf M ittelstellung.

c) M it R 4 N ennspannung einstellen.

d) M it dem externen Sollw ertsteller lt sich die G enerator-spannung um ihren N ennw ert verndern.

10.3 Regelparameter

a) Sollten die G rundeinstellungen von R 1 und S 1 (siehe10.1 G rundeinstellung und Sichtkontrolle) zu dauerndenperiodischen Schw ingungen fhren (Stabilittsgrenze), so

ist R 1 langsam nach links zu verstellen.

b) Treten vorbergehende, schw ach gedm pfte Pendel-neigungen bei Laststen auf, so ist S 1 um ein bis zw ei

Stellungen nach rechts zu verstellen.

10.4 Unterdrehzahlschutz

a) 50/60 H z G eneratoren auf 0,95 x fN .

b) Bei 50/60 H z G eneratoren R 3 langsam vom Rechts-anschlag nach links drehen bis H 1 aufleuchtet. Danach

R 3 langsamnach rechts drehen bis H 1 aus ist.

c) G enerator auf N enndrehzahl hochfahren.

10.5 Statik - Einstellung

a) G enerator m it N ennstrom belasten. W echselspannungan den Statikm epunkten M P-STA TIK-DRO O Pm essen.M it Potentiom eter R 6 auf 2,5 VAC justieren.

b) Der Kalibrierungsw ert kann bei Teilbelastungen propor-tional heruntergerechnet w erden.

c) Sollte ein strkerer Statikeinflu gew nscht w erden, so ist

R 7 (Statik - Prozenteinstellung) aus seiner M ittelstellungnach rechts zu verstellen.

Anmerkung:Beim Parallelbetrieb m ehrerer G eneratoren m u die Sta-

tikeinrichtung in allen "C O SIM AT N +" Reglern gleicheingestellt und aktiv sein!

Achtung:

Die Reglereinstellung wird beim Prffeld-

lauf des Generators im Werk vorgenom-men. Siehe Prfprotokoll und auftrags-bezogenes Schaltbild.

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Em pfohlene Statikeinstellungen:

3 % Parallel zum N etz. (bei instabilem N etz ist dieEinstellung ggf. zu erhhen)

2 % Parallelbetrieb m it gleichen G eneratoren

6 % Parallelbetrieb m it anderen G eneratoren, derenRegler keine lineare Statik besitzen

1 % Parallelbetrieb m it anderen G eneratoren, die

ebenfalls"C O SIM AT N "bzw ."N +"besitzen.

11. Wichtige Hinweise

11.1 Externe Reglermontage - Schutzkonzept

Bei externer Reglerm ontage in der Schaltanlage sind grund-stzlich folgende schutztechnische M anahm en durchzufh-

ren:

Die M eleitung U-V-W ist m it kurzschlufestem Kabel (1,5 m m2)

von der G eneratorklem m leiste X2 bis zur Schaltanlage zufhren. In der Schaltanlage em pfiehlt AvK den Einbau einesdreiphasigen Schutzschalters m it einem therm ischen Auslse-

strom von ca. 0,5 A. Bei Auslsung dieses Schalters m u derG enerator sofort entregt und gestoppt w erden.

Die Anschluleitungen des externen Sollw ertstellers, des Sta-

tikstrom w andlers, des Statikschalters und der I1/K1 - Erreger-leitung sind bei externer Reglerm ontage separat abgeschirm tzu verlegen. Die Schirm e sind am "C O SIM AT N +"einseitig

zu erden.

Schutzkonzept:Der Schutz des Erregersystem s vor unzulssig hohen Erreger-strm en und Spannungen ist durch einen Entregungsschalterbzw . Relais sicherzustellen. Der Anschlu dieses Schalters

bzw . Relais ist in dem gltigen auftragsbezogenen Schaltbildzu entnehm en. Die A uslsekriterien w erden durch den G ene-ratorschutz bestim m t.

In der Schaltanlage ist bei Inselbetrieb des G enerators ein berspannungsschutzsystem zu installieren. Bei Parallelbe-trieb m it dem N etz oder anderen G eneratoren ist ein ber-

strom schutzsystem hinzuzufgen.

DSG/ DIG - Generatoren mit Hilfswicklungen:DSG und DIG - G eneratoren m it H ilfsw icklungen sind m iteinem berstrom schutzschalter F1 ausgerstet. Dieser schtztdie H ilfsw icklungen gegen unzulssig hohe therm ische Bela-

stung z. B. infolge eines externen Kurzschlues der H ilfserre-gerspannung U H 1-U H 2 bzw . W H 1-W H 2.

11.2 Montage des Reglers

Der"C O SIM AT N +"m u bei Konvektionskhlung m it vertika-ler Lngsachse m ontiert w erden, so da das Leistungsteilungehindert von der um gebenden Luft durchstrm t w erden

kann. Die Einbaulagenposition UN TEN (Verbindungsleitun-

gen zum Leistungsteil) ist zu bercksichtigen. Bei G eblsekh-lung liegt die Lngsachse des "C O SIM AT N +"in Strm ungs-richtung. Abw eichungen von diesen Einbaulagen sind nurnach Prfung durch A vK zulssig.

Im Abstand von 3 cm um die Kontur des "C O SIM AT N +"drfen sich keine strm ungshindernden Konstruktionselem ente(Kabelkanle, Bleche etc.) befinden. Der seitliche Anbau vonZusatzm odulen ist hiervon ausgenom m en.

11.3 Auferregung

Die H ilfserregerw icklungen bei DSG - und DIG - G eneratorenm ssen bei N enndrehzahl eine Rem anenzspannung von m in-

destens 10 VAC erzeugen, um eine einw andfreie A uferre-gung zu gew hrleisten.

Auferregungsproblem e knnen aber auch von verschm utzten

Entregungskontakten oder einem verpolten Feldanschlu her-rhren.

Bei G eneratoren m it lngerer Standzeit kann es u. U . erfor-

derlich sein, eine Erregungseinleitung durchzufhren. Zu die-sem Zw eck w ird bei N enndrehzahl eine 4,5 V oder 6 V

Batterie kurzzeitig m it Plus an I1 und M inus an K1 gelegt.Bei zw eiphasigen H ilfserregerm aschinen ist die Batterie anI2(PLUS)/K2(M IN U S) zu legen.

11.4 Codierschalter S2

In der Standardanw edung des "C O SIM AT N +"m u vorInbetriebnahm e an dem C odierschalter S2 (siehe 9.2 Einstel-lelem ente) folgende G rundeinstellungen vorgenom m en w er-den:

AvK DSG - Generatoren bis Baugre 62:S2 .1 = ohne FunktionS2 .2 = O N (U nterdrehzahlschutz)S2.3 = O N (Istw ertglttung)S2 .4 = O FF (D-Param eter)

AvK DIG und DSG 74...125 - Generatoren:S2 .1 = ohne Funktion

S2 .2 = O N (U nterdrehzahlschutz)S2.3 = O N (Istw ertglttung)S2 .4 = O N (D-Param eter)

H iervon abw eichende Einstellungen sind m it dem G enerator-

hersteller zu klren und in der Betriebstechnik des G eneratorszu bercksichtigen.

11.5 Statikschalter

Sollen G eneratoren im Einzel- und Parallelbetrieb verw en-det w erden, so lt sich eine bessere Spannungsstabilittim Einzelbetrieb durch Kurzschlu der k - l Eingng e des"C O SIM AT N +" erreichen (siehe 8. Anschluschaltbilder).

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D ie Leitung zw ischen Statikschalter und Regler ist abgeschirm t

zu verlegen.

D er Schirm ist einseitig am "C O SIM AT N +"zu erden.

11.6 nderung der Drehrichtung

Zur w irkungsrichtigen Funktion des Statikm esystem s bentigt

der "C O SIM AT N +"an seinen M espannungsanschlssenein rechtes Drehfeld.

Anmerkung:D ie g ew nschte D rehrichtung ist bei der G enerator-bestellung anzugeben. Sie ist aus lftungstechni-schen G esichtspunkten w ichtig.

11.7 Synchronmotoren

Synchronm otoren verhalten sich w ie Synchrongeneratoren im

Parallelbetrieb. Die W irkleistungsrichtung ist gegenber demG enerator um 180 gedreht (siehe Abbildung 36 - Betriebsar-ten der Synchronm aschine).

Ausgehend vom cos phi = 1 bedeutet dies fr die Blindlei-

stung:

bei ansteigendem Erregerstom (bererregung) w ird dieSynchronm aschine zur Blindleistungsquelle.

bei sinkendem Erregerstrom (U ntererregung) w ird dieSynchronm aschine zur Blindleistungssenke.

Bei der generatorischen A nw endung ist der Betrachtungs-Bezugspunkt die Synchronm aschine; bei der m otorischenAnw endung das N etz.

In der generatorischen A nw endung liefert die Synchronm a-schine bei bererregung induktiveBlindleistung ins N etz.

In der m otorischen A nw endung bezieht die Synchronm aschi-ne bei U ntererregung induktiveBlindleistung aus dem N etz.

Das Statiksystem im "C O SIM AT N +"arbeitet unabhngig vonm otorischer oder generatorischer Betriebsart im m er m it korrek-ter W irkungsrichtung. Die Einbaurichtung des Statik- Strom -

w andlers in der Synchronm aschine und der Anschlu des

Statik- Strom w andlers am "C O SIM AT N +"bleibt unverndert

(siehe 8. Anschluschaltbilder).

Zur M otorregelung bentigt m an zustzlich einen cos -Regler (Baustein C O S).

Abbildung 36 - Betriebsarten der Synchronm aschine

11.8 Schutzsicherungen

Bei Auslsung der Schutzsicherungen drfen diese nur gegenbaugleiche Typen ausgetauscht w erden.

Sicherungstyp:

10 A superflink IEC G 144.400

An der U nterkonstruktion des "C O SIM AT N +"sind zw ei

Ersatzsicherungen befestigt (siehe 7. M abild).

11.9 Trocknung des Generators

Soll der G enerator infolge eines zu geringen Isolationsw ider-standes im Kurzschlu bei N ennstrom getrocknet w erden, soist der"C O SIM AT N +"von den Versorgungs- und Erregerfeld-anschlssen zu trennen!

Der G enerator w ird zu diesem Zw eck frem derregt!

W eitere Inform ationen zur Trocknung des G enerators sindden G eneratorbeschreibungen zu entnehm en.

Achtung:

Bei trgen oder mitteltrgen Sicherungengleich oder grer 10 A kann das Leistungs-teil zerstrt werden!

Achtung:

Bei Drehrichtungsumkehr mssen dieMeleitungen U und W getauscht werden!

Achtung:

Der Schalter mu im Parallelbetrieb geff-net werden!

31


33/40

11.10 Fremdversorgung

W ird die H ilfserregerspannung einer anderen, "frem den"Versorgungsquelle entnom m m en (z. B. vom N etz), so darf die

Versorgung erstnach Start des G enerators eingeschaltetw erden.Beim Abstellen des G enerators ist die Versorgung vor Still-

stand der M aschine abzuschalten.

Der Ein- und Ausschaltpunkt der Versorgung ist m it einemFrequenzrelais (z. B. BF1) auf 0,95 x fN festzulegen.

Fr die Ein- und Ausschaltung der Versorgung knnen dieDoppelklem m en an den Anschlssen UH 1 und W H 1 genutztw erden (siehe 8 .5 Entregungsschaltung).

11.11 400 Hz Generatoren/ Umformer

Bei 400 H z G eneratoren


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Strung

G eneratorspannung ist zu niedrig.

G eneratorspannung ist zu niedrig undlt sich m it Sollw ertsteller nicht einstel-

len.

G eneratorspannung ist zu hoch.

G eneratorspannung ist zu hoch und

lt sich m it Sollw ertsteller nicht einstel-

len.

Starker Spannungseinbruch bei Bela-stung.

G enerator erregt sich nicht.

Ursache

Zu niedrige Antriebsdrehzahl.

M eleitungen falsch angeschlossen.

Sollw ertsteller oder seine A nschlulei-

tungen sind unterbrochen.

Bruch einer M eleitung.

M eleitungen falsch angeschlossen.

Sollw ertsteller oder seine A nschlulei-tungen haben Kurzschlu.

Antriebsdrehzahl sinkt bei Belastung.

Eine Schutzsicherung defekt.

Rotierende Dioden defekt.

Antriebsdrehzahl zu niedrig. Kleiner als

0,5 x nN .

Erregungsschutzschalter hat ausgelst.

Abhilfe

Prfen ob Leuchtdiode H 1 am Regler

leuchtet. W enn ja hat U nterdrehzahl-schutz angesprochen; G enerator aufN enndrehzahl hochfahren.

M eleitungsanschlsse U ,V,W amRegler berprfen. Kontrollieren, obdie N ennspannung des G eneratorsim aufgedruckten Spannungsbereich

des "C O SIM AT N +" liegt.

Sollw ertsteller oder seine Anschlulei-tungen berprfen. Fehler beheben.

Fehler beheben.

M eleitungsanschlsse U ,V,W amRegler berprfen. Kontrollieren, obdie N ennspannung des G enerators im

aufgedruckten Spannungsbereich des"C O SIM AT N +"liegt.

Sollw ertsteller auf Kurzschlu berpr-

fen. Sollw ertsteller austauschen! Soll-

w ertleitungen auf Kurzschlu ber-prfen; Kurzschlu beheben.

Regler der Antriebsm aschine berpr-fen.

Schutzsicherung auf dem Regler ber-

prfen und ggf. austauschen.

U m laufende D ioden V1 und berspan-nungsableiter V3 bzw . R11 berprfen

und ggf. ausw echseln.

Drehzahlregler der Antriebsm aschine

berprfen. Kraftbertragung zumG enerator berprfen.

Schutzschalter w ieder einschalten. Bei

erneutem Auslsen Fehler suchen undbeheben.

11.14 Strungen, Fehlerursache und Beseitigung

33


35/40

Strung

G enerator erregt sich nicht.

Periodische Schw ingungen der G ene-ratorspannung im Einzelbetrieb (Stabi-littsgrenze)!

Ursache

Rem anenz zu gering.

DSG , DIG - G eneratoren:U nterbrechung in den H ilfserregerw ick-lungen.

DIG - G eneratoren (U N 11,5 kV):U nterbrechungen in den W icklungender H ilfserregerm aschine.

DSG , DIG - G eneratoren:U nterbrechung in den Erregerw icklun-

gen I1/K1.

DIG - G eneratoren (U N >11,5 kV):

U nterbrechung in der Erregerw icklungI1/K1 und/ oder I2/K2 .

Fehler am Regler.

Fehler an den Regleranschlssen.

Regler defekt.

Rotierende Dioden defekt.

Falsche Reglereinstellung.

Abhilfe

G enerator m it H ilfsw icklung:

4,5 V oder 6 V Batterie kurzzeitig m itPLUS an I1 und M IN U S an K1 legen(bei N enndrehzahl).G enerator m it zw eiphasiger H ilfserre-

germ aschine:4,5 V oder 6 V Batterie kurzzeitig m itPLUS an I2 und M IN U S an K2 legen(bei N enndrehzahl).

Bei stehendem Generator!D ie W icklungen U H 1 / U H 2 undW H 1/W H 2 sind m it dem O hm m eterauf U nterbrechung zu berprfen. Feh-

ler beseitigen.

Bei stehendem Generator!D ie W icklungen W H 1/ W H 2 undUH 2/U H 1/U H 3 m it dem O hm m eterauf U nterbrechung berprfen. Fehler

beseitigen.

Bei stehendem Generator!W icklung I1/K1 m it O hm m eter aufU nterbrechung berprfen. Fehler be-

seitigen.

Bei stehendem Generator!

W icklung I1/K1 und I2/K2 m it O hm -m eter auf U nterbrechung berprfen.

Fehler beseitigen.

Schutzsicherung en berprfen undggf. ersetzen. Erhlt der Regler seineErreg ung sfreigabe b zw . sind die

Brcken a n den D op pelklem m enI1 / I1, K1 / K1, U H 1 / U H 1undW H 1/W H 1vorhanden? berprfenund Fehler beseitigen.

Alle Regleranschlsse, Zu- und Ablei-

tungen berprfen. Fehler beseitigen.

Regler austauschen.

U m laufende D ioden V1 und berspan-nungsableiter V3 bzw . R11 berprfen

und ggf. ausw echseln.

R 1 vorsichtig gegen den Uhrzeiger-sinn verstellen, S 1 um ein bis zw ei

Stufen nach rechts schalten.

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Strung

G eneratorspannung schw ankt in unre-

gelm igen Abstnden.

Zu hohe Blindstrom abgabe im Parallel-

betrieb.

Zu niedrige Blindstrom abgabe im Pa-rallelbetrieb.

W irklastverteilung nicht gleich.

Ursache

Zeitw eise U nterbrechung einer Regler-

zuleitung.

M echanischer Regler der Antriebsm a-schine klem m t.

Statik zu schw ach eingestellt.

W andleranschlsse k/ l sind durch den

Statikschalter berbrckt.

Anschlu Phasenlage (k/l) des Sta-tikstrom w andlers ist vertauscht.

Statikw andler liegt nicht im G enerator-strang "V".

M espannungsanschlsse U ,V,W ver-tauscht.

Statik zu stark eingestellt.

M espannungsanschlssen U ,V,Wvertauscht.

W ird nur durch die A ntriebsm aschinedes Aggregates beeinflut.Der"C O SIM AT N +"beeinflut nur dieBlindleistung.

Abhilfe

Verbindungsleitungen zum Regler ber-

prfen. Anschlsse am Klem m brett desG enerators prfen. Alle Kontaktschrau-ben und M uttern nachziehen.

Drehzahlregler der Antriebsm aschineberprfen. Fehler beseitigen.

R 7 am "C O SIM AT N +"geringfgig im

U hrzeigersinn verstellen.

Brcke ffnen.

Anschluleitungen vom G enerator biszum Regler berprfen. k/l ggf. tau-schen. Der w eie Sekundranschlu

des Statikstrom w andlers ist "k".

Statikw andler in Phase "V" einbauen.

M eleitung berprfen."C O SIM AT N +"bentigt rechtes Drehfeld, ggf. U undW (bei Linkslauf) tauschen.

R 7 am "C O SIM AT N +"geringfgiggegen den U hrzeigersinn verstellen.

M eleitung berprfen."C O SIM AT N +"bentigt rechtes Drehfeld, ggf. U undW (bei Linkslauf) tauschen.

Antriebsmotor und dessen Regler ber-prfen.

Technische nderungen vorbehalten.

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12. Abbildungsverzeichnis

Seite

Abbildung 1 bersichtsschaubild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Abbildung 2 Einstellelem ente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Abbildung 3 Inbetriebnahm e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Abbildung 4 Kenngren der Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Abbildung 5 Tendenz der Regeleigenschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Abbildung 6 Blockschaltbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Abbildung 7 Statikkennlinie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Abbildung 8 P - Verstellbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Abbildung 9 U nterdrehzahlschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Abbildung 10 Regelungstechnisches Ersatzschaltbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Abbildung 11 Zusatzbaustein C O S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Abbildung 12 Zusatzbaustein Q PF A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Abbildung 13 Zusatzbaustein Q PF B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Abbildung 14 Zusatzbaustein Q PF C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Abbildung 15 Zusatzbaustein SB2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Abbildung 16 Zusatzbaustein TF1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Abbildung 17 Zusatzbaustein ES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Abbildung 18 Zusatzbaustein U F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Abbildung 19 Zusatzbaustein U F3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Abbildung 20 Zusatzbaustein SR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Abbildung 21 Zusatzbaustein EI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Abbildung 22 Zusatzbaustein U DC 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Abbildung 23 Zusatzbaustein KP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Abbildung 24 Zusatzbaustein ER1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Abbildung 25 M abild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Abbildung 26 Interne M ontage DSG - G eneratoren 52 - 74 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Abbildung 27 Externe M ontage DSG - G eneratoren 52 - 74 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Abbildung 28 Interne M ontage DSG - G eneratoren 86 - 125 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Abbildung 29 Externe M ontage DSG - G eneratoren 86 - 125 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Abbildung 3 0 Interne M ontage D IG - M ittelspannungsgeneratoren m it U N 11,5 kV . . . . . . . . 23Abbildung 31 Externe M ontage D IG - M ittelspannungsgeneratoren m it UN 11,5 kV . . . . . . . . 23Abbildung 3 2 Interne M ontage D IG - M ittelspannungsgeneratoren m it U N >11,5 kV . . . . . . . . 24Abbildung 33 Externe M ontage D IG - M ittelspannungsgeneratoren m it UN > 11,5 kV . . . . . . . . 24Abbildung 34 Entregungsschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Abbildung 35 Feldstrom -/Feldspannungsm essung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Abbildung 36 Betriebsarten der Synchronm aschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

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AvK Deutschland GmbH & Co. KG

Niederlassung Dreieich

Benzstrae 47 - 49

D - 63303 DreieichTelefon: ISD N 0 61 03/50 39 - 0

Telefax: 0 61 02/50 39 - 40

e-m ail: infoavkdr@ new age-avkseg.com

http://w w w .new age-avkseg.com

AvK Deutschland GmbH & Co. KG

Bunsenstrae 1 7

D - 85053 Ingolstadt

Telefon: 08 41/7 92 - 0

Telefax: 08 41/7 92 - 2 50

e-m ail: infoavkin@ new age-avkseg.com

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