Statische Erregereinrichtung

Zur Erregung von Synchronmaschinen ist es notwendig, den dafür benötigten Gleichstrom (Erregerstrom) auf die Läuferwicklung (Erregerwicklung) zu übertragen. Eine Möglichkeit zur Erregung ist die statische Erregereinrichtung. Die Bezeichnung statisch bezieht sich darauf, dass die Einrichtung aus feststehenden Teilen, wie z.B. dem Erregertransformator, besteht.

Schleifringe und Kohlebürsten eines Synchrongenerators im Kraftwerk Amsteg

Aufbau

Die Abbildung zeigt den Drehstrom-Synchrongenerator (SG), den Erregertransformator (ET), das Thyristorstellglied (V1) und den Erregerstrom I_E.

Die statische Erregereinrichtung benötigt anders als die bürstenlose Errergereinrichtung, keine mitrotierenden Erregermaschinen, sondern verfügt über einen Erregertransformator, der aus dem Ständerkreis des Drehstrom-Synchrongenerators oder einem Eigenbedarfsnetz gespeist wird. Der Erregertransformator transformiert die angelegte Spannung aus Ständerkreis oder Eigenbedarfsnetz auf die nötige Erregerspannung und speist die Erregerwicklung des Drehstrom-Synchrongenerators über ein netzgeführtes Thyristorstellglied. Die Übertragung auf die Erregerwicklung erfolgt mit Kohlebürsten und Schleifringen. Bei Großgeneratoren werden wegen der großen Erregerströme viele Kohlebürsten parallel geschaltet und die Schleifringe müssen sehr breit ausgeführt werden. Im Erregerkreis kann eine Entregungsschaltung realisiert werden, was im Fall eines inneren Maschinenfehlers vorteilhaft ist.

Vor- und Nachteile

Vorteile

• Da die Erregerleistung direkt über das Thyristorstellglied geregelt wird und nicht etwa wie bei der bürstenlosen Erregung indirekt über die Hilfserregerleistung der Erregermaschine, ist die statische Erregung regelungstechnisch die vorteilhafteste Methode. Sie bietet eine hohe Regeldynamik.
• Wartung der Schleifringe und Kohlebürsten im Betrieb möglich
• Schnellentregung möglich

Nachteile

• Verluste durch Bürsten und Schleifringe und Verschleiß der Bürsten
• Bürstenfeuer und hoher Bürstenverschleiß können auftreten, wenn die Stromverteilung der parallel geschalteten Bürsten gestört ist. Dies kann sowohl durch die falsche Anzahl von Bürsten, als auch durch klimatische Bedingungen verursacht werden.
• kein Einsatz in Ex-geschützten Bereichen

Siehe auch

• Erregersysteme für Synchronmaschinen

Literatur

• Rolf Fischer: Elektrische Maschinen. 14., aktualisierte und erweiterte Auflage. Carl Hanser Verlag, München 2007, ISBN 978-3-446-41754-0.
• Adolf J. Schwab: Elektroenergiesysteme: Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie 2., aktualisierte Auflage. Springer Verlag, Berlin 2009, ISBN 978-3-540-92226-1.
• Christof Lechner und Jörg Seume: Handbuch Stationäre Gasturbinen (VDI-Buch) 1. Auflage, Springer Verlag, Berlin 2009, ISBN 978-3540428312