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<!DOCTYPE html>

<title>Synchronoskop</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Synchronoskop</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Das <b>Synchronoskop</b> ist ein elektrotechnisches <a href="Messger%C3%A4t" title="Messgerät">Messgerät</a>, welches in <a href="Umspannwerk" title="Umspannwerk">Umspann-</a> und <a href="Kraftwerk" title="Kraftwerk">Kraftwerken</a> dazu dient, das Zusammenschalten von synchronen <a href="Wechselspannung" title="Wechselspannung">Wechselspannungsquellen</a> wie elektrischen <a href="Generator" class="mw-redirect" title="Generator">Generatoren</a> oder den Zusammenschluss zwischen <a href="Stromnetz" title="Stromnetz">Stromnetzen</a> sicherzustellen.

</p><p>Im Zuge des Zusammenschließens werden je drei Parameter – Spannung, <a href="Netzfrequenz" title="Netzfrequenz">Frequenz</a> und <a href="Phasenlage" class="mw-redirect" title="Phasenlage">Phasenlage</a> – der unterschiedlichen Netzbereiche miteinander verglichen. Der erfolgreiche Schaltvorgang erfolgt zum <i>Synchronpunkt</i>, jenem Zeitpunkt, an dem die drei <a href="Physikalische_Gr%C3%B6%C3%9Fe" title="Physikalische Größe">Größen</a> sich innerhalb zulässiger kleiner (idealerweise gar keiner) Abweichungen gegeneinander befinden. Werden zueinander asynchrone Wechselspannungsquellen bzw. Wechselspannungsnetze nicht zum Synchronpunkt zusammengeschaltet, kann es zu Spannungssprüngen und Fehlverhalten anderer elektrischer Einrichtungen (bspw. Schutzgeräte) im Netz kommen. Im ungünstigsten Fall des asynchronen Zusammenschaltens kommt das fehlerhafte Zusammenschalten einem <a href="Elektrischer_Kurzschluss" title="Elektrischer Kurzschluss">elektrischen Kurzschluss</a> gleich.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Aufbau">Aufbau</h2></div>

<p>Das Synchronisiergerät (Synchronisiersäule) enthält dabei alle für die Synchronisierung notwendigen Messgeräte und besteht aus

</p>

<ul><li>Doppel<a href="Spannungsmessger%C3%A4t" title="Spannungsmessgerät">spannungsmesser</a></li>

<li>Doppel<a href="Frequenzmesser" title="Frequenzmesser">frequenzmesser</a></li>

<li>Schaltanzeiger-<i>Synchronoskop</i></li></ul>

<p>Im Betriebsdienst sind bei kleineren Anlagen in Sonderfällen noch das Synchronisieren von Hand, die halbautomatische Synchronisierung und die in größeren <a href="Verbundnetz" title="Verbundnetz">Verbundnetzen</a> fast ausschließlich eingesetzte vollautomatische Synchronisation üblich. Die vollautomatische Synchronisation bietet den Vorteil, dass Schaltfehler mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden können.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Synchronisation">Synchronisation</h2></div>

<p>Die Synchronisation von Hand erfolgt durch Parallelschalten der jeweiligen Abzweige bzw. Teile des Stromnetzes durch Einschalten des dazugehörigen <a href="Leistungsschalter" title="Leistungsschalter">Leistungsschalters</a>, unter Beachtung der Schaltereigenlaufzeit, im Synchronpunkt. Dabei kommt ein sogenannter Synchronisiersteckschlüssel zum Einsatz, mit dem der Leistungsschalter des Abganges unter Berücksichtigung der Synchronisationsbedingungen eingeschaltet wird.

</p><p>Elektrotechnische Anlagen werden im Wesentlichen nach der Einschlüsselmethode ausgeführt, wobei ein Synchronisiersteckschlüssel für die gesamte Anlage Verwendung findet. Bei der Zweischlüsselmethode wird der Synchronisierschalter in dem parallel zu schaltenden Abgang und dem zur Parallelschaltung herangezogenen Abgang betätigt.

</p><p>Die halbautomatische Synchronisierung erfolgt durch Parallelschalten der jeweiligen Abzweige und Netzteile durch Einschalten des dazugehörigen Leistungsschalters im Synchronpunkt mit Parallelschaltgerät. Das Parallelschaltgerät erteilt nach Anwahl des entsprechenden Abzweiges oder Abganges den Einschaltimpuls für den Leistungsschalter unter Berücksichtigung der Schaltvorgabezeit sowie des Schaltschlupfes. Spannung und Frequenz im Netz werden dabei vom Gerät nicht beeinflusst. Dabei ist die Schaltvorgabezeit die Zeit, die unter Berücksichtigung der Schaltereigenzeit sowie der Steuer- und Relaiszeiten dem Einschaltimpuls des Leistungsschalters vorgegeben werden muss, um ein Parallelschalten im Synchronpunkt zu ermöglichen. Als Schaltschlupf bezeichnet man die maximal zulässige Frequenzdifferenz, die von den Netzkonstanten und den zu synchronisierenden Leistungen bzw. von der Generatorauslegung abhängig ist, um beim Parallelschalten größere Ausgleichströme mit Pendelungen zu vermeiden.

</p><p>Die vollautomatische Synchronisierung erfolgt durch Parallelschalten der jeweiligen Netzteile durch Einschalten des dazugehörigen Leistungsschalters im Synchronpunkt mit Parallelschaltgerät, das in Verbindung mit einem Spannungs- und Frequenzabgleichgerät arbeitet. Die <a href="Leittechnik" title="Leittechnik">Leittechnik</a> ermöglicht es, dass heutige Synchronisiereinrichtungen mehr Funktionen auf Grund oft unterschiedlicher Anlagenkonfigurationen besitzen. Um alle notwendigen Anlagenkonfigurationen abzudecken, verfügen moderne Synchronisiergeräte über mehrere Synchronisierarten. Diese können sein zum Beispiel:

</p>

<ul><li>Generator mit Netz oder Leitung</li>

<li>Synchrone oder asynchrone Netze oder Leitungen</li>

<li>Synchroncheck für händisches Zuschalten</li>

<li>Sammelschienenschnellumschaltung</li>

<li>Messung der Leistungsschalter-Eigenzeit</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Herstellung_der_Verbindung_mit_dem_Netz">Herstellung der Verbindung mit dem Netz</h2></div>

<p>Die <a href="Synchronmaschine" title="Synchronmaschine">Synchronmaschine</a> soll mechanisch mit einer <a href="Arbeitsmaschine" title="Arbeitsmaschine">Arbeitsmaschine</a> (z. B. <a href="Turbine" title="Turbine">Turbine</a>) gekoppelt sein. Die Verbindung der Ankerstränge mit dem starren Netz ist noch nicht hergestellt. Der Leistungsschalter als Verbindungsstelle ist geöffnet. Die Arbeitsmaschine treibt die Synchronmaschine mit einer beliebigen <a href="Drehzahl" title="Drehzahl">Drehzahl</a> <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle n}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle n}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/a601995d55609f2d9f5e233e36fbe9ea26011b3b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.395ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle n}" loading="lazy"></span> an. Die <a href="Erregerwicklung" title="Erregerwicklung">Erregerwicklung</a> der Synchronmaschine wird mit <a href="Gleichstrom" title="Gleichstrom">Gleichstrom</a> gespeist. Da der <a href="Anker_(Elektrotechnik)" title="Anker (Elektrotechnik)">Anker</a> keinen Strom führt, wird in dem vorliegenden Leerlauf bei offenen Ankerklemmen nur vom Polsystem her ein <a href="Magnetisches_Feld" class="mw-redirect" title="Magnetisches Feld">magnetisches Feld</a> aufgebaut, das dann gleich dem resultierenden Feld ist.

</p><p>Die Ankerwicklung der Synchronmaschine ist in <a href="Sternschaltung" title="Sternschaltung">Sternschaltung</a> ausgeführt. Der für die Spannungs<a href="Elektromagnetische_Induktion" title="Elektromagnetische Induktion">induktion</a> im hier zu betrachtenden Strang <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle a}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle a}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/ffd2487510aa438433a2579450ab2b3d557e5edc.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.23ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle a}" loading="lazy"></span> maßgebende <a href="Magnetischer_Fluss" title="Magnetischer Fluss">magnetische Fluss</a> <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\underline {\Phi }}_{h}={\underline {\Phi }}_{p}}">

<msub>

</munder>

</mrow>

</mrow>

</msub>

<msub>

</munder>

</mrow>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\underline {\Phi }}_{h}={\underline {\Phi }}_{p}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b690568a108ed994bdffbb4569db998d5505f0cc.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.913ex; margin-bottom: -0.425ex; width:8.697ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle {\underline {\Phi }}_{h}={\underline {\Phi }}_{p}}" loading="lazy"></span> hat die <a href="Kreisfrequenz" title="Kreisfrequenz">Kreisfrequenz</a> <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \omega =2\pi pn}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \omega =2\pi pn}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1308a53c33e8375ed600f24797eb6d3c8a29af55.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:9.603ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \omega =2\pi pn}" loading="lazy"></span> und induziert die Spannung <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\underline {e}}_{hp}=-j\omega (w\xi _{1}){\underline {\Phi }}_{p}}">

<msub>

</munder>

</mrow>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</munder>

</mrow>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\underline {e}}_{hp}=-j\omega (w\xi _{1}){\underline {\Phi }}_{p}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/95889072e0466dde8e8d0907e02d967d5acc1675.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.939ex; margin-bottom: -0.399ex; width:18.765ex; height:3.343ex;" alt="{\displaystyle {\underline {e}}_{hp}=-j\omega (w\xi _{1}){\underline {\Phi }}_{p}}" loading="lazy"></span> gleicher Frequenz. Damit beobachtet man als <a href="Klemmenspannung" title="Klemmenspannung">Klemmenspannung</a>

</p>

</munder>

</mrow>

<msub>

</munder>

</mrow>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</munder>

</mrow>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\underline {u}}={\underline {u}}_{p}=j\omega (w\xi _{1}){\underline {\Phi }}_{p}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/d5c6f7914ecd4d840ccfd14d6553099d9f81d64f.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.939ex; margin-bottom: -0.399ex; width:20.61ex; height:3.343ex;" alt="{\displaystyle {\underline {u}}={\underline {u}}_{p}=j\omega (w\xi _{1}){\underline {\Phi }}_{p}}" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>eine Spannung, deren Betrag wegen <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \omega =2\pi pn}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \omega =2\pi pn}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1308a53c33e8375ed600f24797eb6d3c8a29af55.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:9.603ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \omega =2\pi pn}" loading="lazy"></span> der Drehzahl <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle n}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle n}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/a601995d55609f2d9f5e233e36fbe9ea26011b3b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.395ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle n}" loading="lazy"></span> und wegen <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\hat {\Phi }}_{p}\sim I_{fd}}">

<msub>

<mover>

</mover>

</mrow>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\hat {\Phi }}_{p}\sim I_{fd}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e978c01c923f0ef262a0c052b8d574a23a9b7aa0.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.005ex; width:8.855ex; height:3.509ex;" alt="{\displaystyle {\hat {\Phi }}_{p}\sim I_{fd}}" loading="lazy"></span> des Erregerstroms proportional ist und deren Frequenz durch die momentane Drehzahl der Synchronmaschine gegeben ist. Ihr <a href="Augenblickswert" title="Augenblickswert">Augenblickswert</a> lässt sich darstellen als

</p>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

<mover>

</mover>

</mrow>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

<mover>

</mover>

</mrow>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle u_{p}=\omega (w\xi _{1}){\hat {\Phi }}_{p}\cos(\omega t+\phi _{up})={\hat {u}}_{p}\cos(\omega t+\phi _{up})}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/980e77c5c3a868abb112fc6e1dd114bfe211cca6.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.005ex; width:48.34ex; height:3.509ex;" alt="{\displaystyle u_{p}=\omega (w\xi _{1}){\hat {\Phi }}_{p}\cos(\omega t+\phi _{up})={\hat {u}}_{p}\cos(\omega t+\phi _{up})}" loading="lazy"></span>.</dd></dl>

<p>Die Spannung des Netzes, dem die Synchronmaschine zugeschaltet werden soll, weist den Betrag <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\hat {u}}_{n}}">

<msub>

<mover>

</mover>

</mrow>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\hat {u}}_{n}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/9f9c8edbd2c3f926ac345b12ede333ec1fcd99c1.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:2.548ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle {\hat {u}}_{n}}" loading="lazy"></span> und die Kreisfrequenz <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \omega _{n}}">

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \omega _{n}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/57263f565851485af54c589561735513ac456858.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:2.664ex; height:2.009ex;" alt="{\displaystyle \omega _{n}}" loading="lazy"></span> auf. Diese Spannung lässt sich für den zu betrachteten Strang <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle a}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle a}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/ffd2487510aa438433a2579450ab2b3d557e5edc.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.23ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle a}" loading="lazy"></span> wie folgt darstellen

</p>

<msub>

</munder>

</mrow>

</mrow>

</msub>

<msub>

<mover>

</mover>

</mrow>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\underline {u}}_{N}={\hat {u}}_{N}\cos(\omega _{N}t+\phi _{uN})}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/8ce50c1a9aa7692ea872b69caa0df9f39a9218d5.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.62ex; margin-bottom: -0.718ex; width:25.285ex; height:3.343ex;" alt="{\displaystyle {\underline {u}}_{N}={\hat {u}}_{N}\cos(\omega _{N}t+\phi _{uN})}" loading="lazy"></span>.</dd></dl>

<p>Der Leistungsschalter als Verbindung zum starren Netz kann eingeschaltet werden, ohne dass ein Strom zu fließen beginnt, wenn vor dem Einschalten die Spannung in jedem Augenblick

</p>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle u_{s}=u_{N}-u=0}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/0684af509fdff2ee3e0cfbde023cfa9616b28d2a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:16.884ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle u_{s}=u_{N}-u=0}" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>ist. Daraus folgen als die Synchronisationsbedingungen, dass die Spannungen der Synchronmaschine und des Netzes entsprechend den drei Bestimmungsstücken einer Sinusgröße nach Effektivwert, Frequenz und Phasenlage übereinstimmen müssen. Es muss also gelten:

</p>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle U=U_{N}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c810ccaa47c43e48470bd4356867ac70e6ac94d5.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:8.16ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle U=U_{N}}" loading="lazy"></span>,</li>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \omega =\omega _{n}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/072ba5a4fce5500d398525714a820fb27033392d.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:7.209ex; height:2.009ex;" alt="{\displaystyle \omega =\omega _{n}}" loading="lazy"></span> bzw. <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle 2\pi pn=\omega _{N}}">

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle 2\pi pn=\omega _{N}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b15dcb555a01a7e07e4c99a594e90174aedef48c.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:11.294ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle 2\pi pn=\omega _{N}}" loading="lazy"></span> bzw. <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle n=n_{0}={\frac {f_{N}}{p}}}">

<msub>

</mrow>

</msub>

<mfrac>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mfrac>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle n=n_{0}={\frac {f_{N}}{p}}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/ffaeed722740a2f80c212d4735b191ff873e2164.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.338ex; width:13.707ex; height:5.843ex;" alt="{\displaystyle n=n_{0}={\frac {f_{N}}{p}}}" loading="lazy"></span> und</li>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \omega _{u}=\omega _{uN}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/8544d253fa3064e8b06db62c3acd341b02e4fafa.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:9.794ex; height:2.009ex;" alt="{\displaystyle \omega _{u}=\omega _{uN}}" loading="lazy"></span></li></ol>

<p>Die einfachste Art, die Einhaltung der Synchronbedingungen zu beobachten, ist die sogenannte Synchronisiersäule. Die beiden Spannungsmesser (Spannung Synchronmaschine bzw. Spannung des Netzes) sind in einem Doppelspannungsmesser vereinigt, wobei die Zeiger beider Messwerke einer Skale zugeordnet sind. Ebenso sind die beiden Frequenzmesser als Doppelfrequenzmesser ausgeführt, bei dem die Reihen von Schwingzungen in einem Gehäuse nebeneinanderliegen. Um den Phasenwinkel bzw. die Phasenverschiebung der Spannungen <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle u}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle u}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c3e6bb763d22c20916ed4f0bb6bd49d7470cffd8.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.33ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle u}" loading="lazy"></span> und <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle u_{N}}">

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</mrow>

</msub>

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle u_{N}}</annotation>

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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/d622b557db2a7fcb09e58b256526a2000625e8a7.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:3.021ex; height:2.009ex;" alt="{\displaystyle u_{N}}" loading="lazy"></span> zu beobachten, dienen sogenannte Phasenlampen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Schaltungsvarianten">Schaltungsvarianten</h2></div>

<p>Die Synchronisierbedingungen sind erfüllt, wenn die beiden Spannungen (Synchronmaschine und Netz) hinsichtlich ihrer Frequenzen und Beträge bereits zur Übereinstimmung gebracht worden sind und dann auch die gleiche Phasenlage besitzen.

</p><p>Man unterscheidet bei der Schaltung der Phasenlampen zwischen <i>Dunkelschaltung</i> und <a href="Hellschaltung" title="Hellschaltung">Hellschaltung</a>. Bei der Dunkelschaltung liegt bei erfüllter Synchronisierbedingung über den Schalterkontakten keine Spannung an, so dass die zu den Kontakten parallelgeschalteten Lampen nicht aufleuchten. Bei der Hellschaltung sind die Phasenlampen nicht parallel zu den Leistungsschalterkontakten geschaltet, sondern zwischen die Leiter. Die Phasenlampen leuchten dann im Synchronpunkt hell auf.

</p><p>Die Spannungen für die Phasenlampen werden über die <a href="Spannungswandler_(Energietechnik)" title="Spannungswandler (Energietechnik)">Spannungswandler</a> der beiden Systeme bereitgestellt. Die Phasenlampen werden heutzutage nur noch im Versuchsbetrieb verwendet. Anstelle der Lampen tritt das <i>Synchronoskop</i>. Das ist ein Gerät, in dem ein Zeiger durch Richtung und Geschwindigkeit seiner Bewegung die Abweichung der Drehzahl der Maschine von der erforderlichen synchronen Drehzahl und durch seine Lage zu einer feststehenden Marke die Phasenverschiebung zwischen den beiden Spannungen anzeigt. Seine Wirkungsweise beruht auf dem Vergleich zweier Drehfelder, von denen das eine vom Netz her und das andere von der Synchronmaschine her aufgebaut wird. Durch Verstellen des Drehzahlorgans der Antriebsmaschine bewegt sich der Zeiger schneller oder langsamer. Das Parallelschalten erfolgt, wenn der Zeiger im Rechtsdrehsinn in langsamem Lauf die Marke des Synchronpunktes erreicht.

</p><p>Um eine ordnungsgemäße Synchronisation von Hand durchzuführen, ist die Synchronisiereinrichtung mit einer Parallelschaltsperre versehen. Diese verhindert das Einschalten, wenn der Spannungsunterschied zu groß ist bzw. die Drehzahl der Antriebsmaschine nicht stimmt.

</p><p>Die Maßnahmen, die erforderlich sind, um die Synchronisierbedingungen zu erfüllen, bezeichnet man als Synchronisieren. Die Drehfeldgleichheit der Netze wird vor der Erstinbetriebnahme der Anlagen realisiert. Danach beginnt man damit, die Frequenzen der beiden Spannungen in Übereinstimmung zu bringen. Dazu muss entsprechend <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle f=pn}">

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</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle f=pn}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/272e14ee0ab8928e50e35089ee739d26c21eb003.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:6.941ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle f=pn}" loading="lazy"></span> die Drehzahl der Synchronmaschine geändert werden. Das geschieht durch den Eingriff in das Drehzahlstellorgan der Antriebsmaschine. Anschließend werden die Beträge der beiden Spannungen durch Änderung des Erregerstroms der Synchronmaschine angeglichen. Diese Reihenfolge ist erforderlich, da sich die Maschinenspannung im anderen Falle, wenn zuerst ihr Betrag durch Ändern des Erregerstromes dem der Netzspannung angeglichen würde, beim anschließenden Frequenzabgleich durch Änderung der Drehzahl ebenfalls ändern würde.

</p><p>Nachdem die beiden Spannungen nach Frequenz und Betrag übereinstimmen, können sie sich nur noch durch die Phasenlage unterscheiden. Diese Phasenverschiebung wird beseitigt, indem nochmals ein kurzzeitiger Eingriff in die Drehzahlstellorgane der Antriebsmaschine vorgenommen wird. Dadurch verändert sich die Frequenz der Maschinenspannung während dieser Zeit. Diese kurzzeitige Frequenzänderung muss bei Phasengleichheit beendet sein, wenn über den Leistungsschalterkontakten keine Spannung mehr existiert. Sind die Synchronisierbedingungen <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\underline {u}}_{s}=0}">

<msub>

</munder>

</mrow>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\underline {u}}_{s}=0}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/3c123ec8a495a6ed85cd4af433493fe9bccaeef6.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.637ex; margin-bottom: -0.701ex; width:6.596ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle {\underline {u}}_{s}=0}" loading="lazy"></span> erfüllt, kann der Leistungsschalter eingeschaltet werden, ohne dass Ausgleichsströme zu fließen beginnen. In diesem Falle spricht man von einer <i>Feinsynchronisierung</i>. Die Maschine befindet sich mit stromlosem Anker am Netz. Durch erneutes Eingreifen in das Drehzahlstellorgan der Antriebsmaschine wird nun ein Wirkleistungsumsatz erzwungen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>G. Müller: <i>Elektrische Maschinen</i>. VEB Verlag Technik, Berlin.</li>

<li>A. Varduhn, W. Nell: <i>Handbuch Elektrotechnik</i>. Fachbuchverlag GmbH, Leipzig.</li>

<li>L. Schauer, A. Reißmann: <i>Betreiben elektrotechnischer Anlagen</i>. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig.</li></ul></div><div><div class="zim-footer">

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</div>

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</main>

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</body></html>