DE4329169A1 - Device for monitoring voltages across capacitors for filtering harmonics and/or reactive-power compensation in power networks - Google Patents

Device for monitoring voltages across capacitors for filtering harmonics and/or reactive-power compensation in power networks

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DE4329169A1
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Abstract

In order to monitor voltages (Uc) across capacitors (Ci) for harmonic filtering and/or reactive-power compensation in power networks, limit monitors (3, 4, 5, 6) with staggered limit values are assigned to the capacitors (Ci). Counting devices (7) for determining the frequency of limit-value overshoots are arranged downstream of the limit monitors (3, 4, 5, 6). An alarm signal (A) is produced whenever the frequency of the limit-value overshoots exceeds a triggering threshold value (S1) in a triggering time interval (T1); the alarm signal (A) is switched off if the frequency of the limit-value overshoots falls below a switch-off threshold value (S2) in a switch-off time interval (T2). The alarm signal (A) is transmitted, together with data for recognising the respectively exceeded limit value and the capacitor (Ci), to a central monitoring device (31). <IMAGE>

Description

In industriellen Industrienetzen, beispielsweise von Elek­ trostahlwerken, können erhebliche Oberschwingungsspannungen auftreten, wobei ein zu hoher Anteil der Oberschwingungs­ spannungen Verbraucher im Netz zu stark belasten kann. Be­ züglich der Belastungsempfindlichkeit kann zwischen solchen Verbrauchern unterschieden werden, die gegen thermische Be­ lastung empfindlich sind, wie z. B. Motoren und Transforma­ toren, und solchen Verbrauchern, die gegenüber kurzzeitigen Spannungsspitzen empfindlich sind. Zu den zuletzt genannten spannungsempfindlichen Verbrauchern gehören Kondensatoren, die in Gruppen, sogenannten Kondensatorbänken, angeordnet sind und zur Blindleistungskompensation und/oder Filterung der Oberschwingungen dienen.In industrial industrial networks, for example from Elek steel mills can generate significant harmonic voltages occur, with too high a proportion of harmonics voltages can put too much strain on consumers in the network. Be Regarding the sensitivity to stress can be between such A distinction is made between consumers who are against thermal loading load are sensitive, such as. B. Motors and Transforma gates, and those consumers who are short-term Voltage peaks are sensitive. To the latter voltage sensitive consumers include capacitors, arranged in groups, so-called capacitor banks and for reactive power compensation and / or filtering of harmonics.

Die Beurteilung der thermischen Belastungszustände kann durch Messung und Auswertung der Oberschwingungsspannungen erfolgen.The assessment of the thermal load conditions can by measuring and evaluating the harmonic voltages respectively.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Spannungsüberwachung an den Kondensatoren anzugeben.The invention has for its object a device to be specified for voltage monitoring on the capacitors.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Ein­ richtung zur Überwachung von Spannungen an Kondensatoren zur Filterung von Oberschwingungen und/oder zur Blindleistungs­ kompensation in Energienetzen auf Überschreiten vorgegebener Grenzwerte, mit den Kondensatoren für jede zu überwachende Spannung und für jeden Grenzwert einzeln zugeordneten Grenz­ wertmeldern, die bei Grenzwertüberschreitungen Ausgangsim­ pulse er zeugen, mit den Grenzwertmeldern einzeln nachgeord­ neten Zähleinrichtungen zur Bestimmung der Häufigkeit der Ausgangsimpulse, mit den Zähleinrichtungen einzeln nachge­ ordneten Alarmauslöseeinrichtungen, die jeweils ein Alarm­ auslösesignal in Abhängigkeit davon erzeugen, daß die Häu­ figkeit der Ausgangsimpulse in einem vorgegebenen Auslöse­ zeitintervall einen vorgegebenen Auslöseschwellenwert über­ schreitet, mit den Zähleinrichtungen einzeln nachgeordneten Alarmabschalteinrichtungen, die jeweils ein Alarmabschaltsi­ gnal in Abhängigkeit davon erzeugen, daß die Häufigkeit der Ausgangsimpulse in einem vorgegebenen Abschaltzeitintervall einen vorgegebenen Abschaltschwellenwert unterschreitet, und mit den Auslöseeinrichtungen und den Alarmabschalteinrich­ tungen jeweils gemeinsam nachgeordneten Alarmgebern zur Er­ zeugung eines Alarmsignals in der Zeit zwischen dem Auf­ treten des Alarmauslösesignals und dem Auftreten des Alarm­ abschaltsignals.According to the invention, the object is achieved by a Direction for monitoring voltages on capacitors for Filtering harmonics and / or reactive power compensation in energy networks when the specified values are exceeded Limit values, with the capacitors for each to be monitored Voltage and for each limit individually assigned limit value alarms that output limit in the event of limit violations generate pulses with the limit detectors individually neten counting devices for determining the frequency of Output pulses, with the counters individually assigned alarm triggers, each an alarm  trigger signal depending on that the Häu ability of the output pulses in a given trigger time interval over a predetermined trigger threshold steps with the counting devices one after the other Alarm shutdown devices, each an alarm shutdown generate gnal depending on the frequency of the Output pulses in a specified switch-off time interval falls below a predetermined shutdown threshold, and with the triggering devices and the alarm shutdown device in each case jointly subordinate alarms to the Er generation of an alarm signal in the time between opening occurrence of the alarm trigger signal and the occurrence of the alarm shutdown signal.

Dabei werden für jede zu überwachende Spannung, d. h. für jede Kondensatorbank, an der diese Spannung anliegt, bei­ spielsweise vier Grenzwerte im Bereich zwischen 110% und 130% der Nennspannung der Kondensatoren vorgegeben. Wenn die Häufigkeit, mit der die Halbschwingungen der zu über­ wachenden Spannung einen der Grenzwerte überschreitet, in­ nerhalb des dem Grenzwert zugeordneten Auslösezeitintervalls den vorgegebenen Auslöseschwellenwert überschreitet, wird für den betroffenen Grenzwert so lange ein Alarmsignal er­ zeugt, bis die Häufigkeit der Grenzwertüberschreitungen in­ nerhalb des Abschaltzeitintervalles den Abschaltschwellen­ wert unterschreitet. Zwischen der Auslösung und der Abschal­ tung des Alarmsignals liegt also eine durch die Auslöse- und Abschaltschwelle sowie die Längen des Auslöse- und Abschalt­ zeitintervalles einstellbare Hysterese, so daß eine für Pro­ tokollierungs- und Auswertungszwecke sichere Erfassung von unterschiedlichen Belastungszuständen der Kondensatoren er­ möglicht wird. Dabei besteht ein besonderer Vorteil der er­ findungsgemäßen Einrichtung darin, daß die Erfassung der un­ terschiedlichen Spannungsbelastungszustände in Anpassung an eine für Kondensatoren übliche Beschreibung von zulässigen Überspannungszuständen erfolgt, bei der für eine bestimmte Höhe der Überspannung eine maximal zulässige Zeitdauer an­ gegeben wird, die sich mit der Höhe der Überspannung sehr stark verkürzt. For each voltage to be monitored, i. H. For each capacitor bank, to which this voltage is present, at for example four limit values in the range between 110% and 130% of the nominal voltage of the capacitors specified. If the frequency with which the semi-oscillations of the over rising voltage exceeds one of the limit values, in within the tripping time interval assigned to the limit value exceeds the specified trigger threshold an alarm signal for the relevant limit value testifies until the frequency of limit violations in the switch-off thresholds within the switch-off time interval worth less. Between the release and the scarf device of the alarm signal is therefore a by the trigger and Switch-off threshold and the lengths of the tripping and switching off time interval adjustable hysteresis, so that one for Pro logging and evaluation purposes different loading conditions of the capacitors is possible. There is a particular advantage of the Invention device in that the detection of the un different voltage load states in adaptation to a description of permissible for capacitors Overvoltage conditions occur at a given The maximum overvoltage is given, which varies greatly with the amount of surge greatly shortened.  

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrich­ tung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the device according to the invention tion are specified in the subclaims.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnenIn the following the invention with reference to the figures of the Drawing explained in more detail. Show in detail

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ein­ richtung und Fig. 1 shows an embodiment of the device according to the invention and

Fig. 2 ein Diagramm mit ausgewählten Signalverläufen aus der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung. Fig. 2 is a diagram with selected waveforms from the device shown in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Kondensatorbank mit parallel geschalteten und einzeln über Sicherungen Xi abge­ sicherten Kondensatoren Ci. Die Kondensatorbank ist Teil ei­ nes hier nicht gezeigten Filters, das zusammen mit anderen baugleichen Filtern in einem industriellen Wechselspannungs­ netz bzw. Drehstromnetz zur Unterdrückung von Oberschwin­ gungen und zur Blindleistungskompensation angeordnet ist. Fig. 1 shows a section of a capacitor bank with parallel and individually secured by fuses X i fused capacitors C i . The capacitor bank is part of a filter, not shown here, which is arranged together with other identical filters in an industrial AC network or three-phase network for suppressing harmonics and for reactive power compensation.

Die Spannung Uc an den Kondensatoren Ci wird mit einem Span­ nungswandler 1 erfaßt, an dem ausgangsseitig über eine Stufe 2 zur Bildung des Betrages des Spannungssignals vier Grenz­ wertmelder 3, 4, 5 und 6 angeschlossen sind. Jeder der Grenzwertmelder 3 bis 6 erzeugt jeweils dann einen Ausgangs­ impuls, wenn die Spannung Uc während einer Halbschwingung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Die Grenzwerte der vier Grenzwertmelder 3 bis 6 sind dabei so gestaffelt, daß sie 110%, 115%, 120% und 130% eines für eine Dauer­ spannung an den Kondensatoren Ci maximal zulässigen Span­ nungswertes UN betragen. Für die darüber liegenden Über­ spannungen ist die jeweils maximal zulässige Dauer des Über­ spannungszustandes begrenzt, wobei sich die zulässige Dauer mit zunehmender Überspannung sehr stark verkürzt. Bei den durch die Grenzwerte der Grenzwertmelder 3 bis 6 repräsen­ tierten Überspannungen beträgt die maximal zulässige Dauer des jeweiligen Überspannungszustandes 12 h innerhalb von 24 h bei 1,10 UN, 30 min innerhalb von 24 h bei 1,15 UN, 5 min bei 1,20 UN und 1 min bei 1,30 UN.The voltage U c across the capacitors C i is detected by a voltage converter 1 , to which the output side via a stage 2 to form the amount of the voltage signal, four limit detectors 3 , 4 , 5 and 6 are connected. Each of the limit detectors 3 to 6 generates an output pulse when the voltage U c exceeds a predetermined limit during a half-wave. The limit values of the four limit detectors 3 to 6 are staggered in such a way that they amount to 110%, 115%, 120% and 130% of a maximum voltage value U N for a permanent voltage on the capacitors C i . For the overvoltages above it, the maximum permissible duration of the overvoltage condition is limited, the permissible duration shortening very much with increasing overvoltage. In the case of the overvoltages represented by the limit values of limit value detectors 3 to 6 , the maximum permissible duration of the respective overvoltage condition is 12 hours within 24 hours at 1.10 U N , 30 minutes within 24 hours at 1.15 U N , 5 minutes 1.20 U N and 1 min at 1.30 U N.

Wie Fig. 1 am Beispiel des Grenzwertmelders 3 zeigt, ist je­ dem der Grenzwertmelder 3 bis 6 jeweils eine Zähleinrichtung 7 zur Bestimmung der Häufigkeit der Ausgangsimpulse des be­ treffenden Grenzwertmelders 3 nachgeordnet. Hierzu enthält die Zähleinrichtung 7 einen Zähler 8, dessen Zähleingang C mit dem Ausgang des Grenzwertmelders 3 verbunden ist. Dem Zähler 8 ist ausgangsseitig ein Zwischenspeicher 9, bei­ spielsweise ein Latch-Register, nachgeordnet. Der Zwischen­ speicher 9 weist einen Steuereingang L auf, der mit dem Aus­ gang eines Zeitgebers 10 verbunden ist und bei Ansteuerung bewirkt, daß der aktuelle Zählerstand des Zählers 8 in dem Zwischenspeicher 9 zwischengespeichert wird. Der Ausgang des Zeitgebers 10 ist außerdem über ein Zeitverzögerungsglied 11 mit einem Rücksitzeingang R des Zählers 8 verbunden. Der Zeitgeber 10 erzeugt periodisch jedesmal nach Ablauf eines über einen Eingang 12 einstellbaren Zeitintervalls T0 ein Ausgangssignal, mit dem der aktuelle Zählerstand in den Zwi­ schenspeicher 9 übernommen und unmittelbar darauf der Zähler 8 zurückgestellt wird.As shown in FIG. 1 using the example of the limit detector 3 , each of the limit detectors 3 to 6 is followed by a counting device 7 for determining the frequency of the output pulses of the limit detector 3 concerned . For this purpose, the counter 7 contains a counter 8 , the counter input C of which is connected to the output of the limit value detector 3 . On the output side, a counter 9 , for example a latch register, is arranged downstream of the counter 8 . The latch 9 comprises a control input of L which is the transition from a timer 10, and when activated causes that the current count of the counter is latched in the latch 9. 8 The output of the timer 10 is also connected via a time delay element 11 to a rear seat input R of the counter 8 . The timer 10 periodically generates an output signal each time after a time interval T0 which can be set via an input 12 , with which the current counter status is taken into the intermediate memory 9 and the counter 8 is reset immediately thereafter.

Der Zähleinrichtung 7 zur Bestimmung der Häufigkeit der Grenzwertüberschreitungen durch die zu überwachende Spannung Uc ist eine Alarmauslöseeinrichtung 13 und eine Alarmab­ schalteinrichtung 14 nachgeordnet. Die Alarmauslöseeinrich­ tung 13 enthält einen Vergleicher 15, der an einem Ver­ gleichseingang mit dem zwischengespeicherten Zählerstand Z aus dem Zwischenspeicher 9 beaufschlagt ist und an dessen anderen Vergleichseingang ein über einen Eingang 16 in ein Register 17 eingebbarer Auslöseschwellenwert S1 anliegt. Der Vergleicher 15 erzeugt ausgangsseitig ein Signal, wenn der Zählerstand Z größer als der Auslöseschwellenwert S1 ist. Dieses Signal wird - hier über ein NOR-Glied 18 - invertiert dem Rücksetzeingang R eines Zeitablaufgliedes 19 zugeführt, das ausgangsseitig dann ein Alarmauslösesignal A1 erzeugt, wenn ein über einen Eingang 20 vorgebbares Auslösezeitin­ tervall T1 abgelaufen ist. Dabei wird das Auslösezeitinter­ vall T1 gestartet, wenn der Zählerstand Z erstmals den Aus­ löseschwellenwert S1 überschreitet. Nur wenn der Zählerstand Z innerhalb des Auslösezeitintervalles T1 ohne Unterbrechung größer als der Auslöseschwellenwert S1 ist, wird das Alarm­ auslösesignal A1 am Ende des Auslösezeitintervalles T1 er­ zeugt; anderenfalls wird das Auslösezeitintervall T1 erneut gestartet.The counting device 7 for determining the frequency of the limit value violations by the voltage U c to be monitored is followed by an alarm triggering device 13 and an alarm switching device 14 . The Alarmauslöseeinrich device 13 includes a comparator 15 which is acted upon at a comparison input with the temporarily stored counter reading Z from the buffer memory 9 and at the other comparison input of which an input threshold 16 which can be input into a register 17 is present. The comparator 15 generates a signal on the output side when the counter reading Z is greater than the trigger threshold value S1. This signal is - inverted here via a NOR gate 18 - fed to the reset input R of a timing element 19 , which then generates an alarm trigger signal A1 on the output side when a triggering interval T1 which can be predetermined via an input 20 has expired. The trigger interval T1 is started when the counter reading Z exceeds the trigger threshold S1 for the first time. Only if the counter reading Z within the triggering time interval T1 is greater than the triggering threshold value S1 without interruption, will the alarm trigger signal A1 be generated at the end of the triggering time interval T1; otherwise the trigger time interval T1 is started again.

Der Alarmauslöseeinrichtung 13 und der Alarmabschaltein­ richtung 14 ist gemeinsam ein Alarmgeber 21 nachgeordnet, der eine bistabile Kippstufe 22 enthält. Die über ihren Setzeingang S mit dem Zeitablaufglied 19 der Alarmauslö­ seeinrichtung verbundene Kippstufe 22 wird durch das Alarm­ auslösesignal A1 gesetzt und erzeugt an ihrem Ausgang Q ein Alarmsignal A.The alarm trigger device 13 and the Alarmabschaltein device 14 is jointly arranged downstream of an alarm device 21 which contains a bistable flip-flop 22 . The flip-flop 22 connected via its set input S to the timing element 19 of the alarm trigger device is set by the alarm trigger signal A1 and generates an alarm signal A at its output Q.

Die Alarmabschalteinrichtung 14 enthält einen weiteren Ver­ gleicher 23, der an einem Vergleichseingang mit dem zwi­ schengespeicherten Zählerstand Z aus dem Zwischenspeicher 9 beaufschlagt ist und an dessen anderen Vergleichseingang ein über einen Eingang 24 in ein weiteres Register 25 eingebba­ rer Abschaltschwellenwert S2 anliegt. Der weitere Verglei­ cher 23 erzeugt ausgangsseitig ein Signal, wenn der Zähler­ stand Z kleiner als der Abschaltschwellenwert S2 ist. Dieses Signal wird zusammen mit dem Alarmsignal A vom Ausgang Q der Kippstufe 22 über ein NAND-Glied 26 dem Rücksetzeingang R eines weiteren Zeitablaufgliedes 27 zugeführt, das ausgangs­ seitig dann ein Alarmabschaltsignal A2 erzeugt, wenn ein über einen Eingang 28 vorgebbares Abschaltzeitintervall T2 abgelaufen ist. Dabei wird das Abschaltzeitintervall T2 ge­ startet, wenn das Alarmsignal A erzeugt worden ist und der Zählerstand Z erstmals den Abschaltschwellenwert S2 unter­ schreitet. Nur wenn der Zählerstand Z innerhalb des Ab­ schaltzeitintervalles T2 ohne Unterbrechung kleiner als der Abschaltschwellenwert S2 ist, wird das Alarmabschaltsignal A2 am Ende des Abschaltzeitintervalles T2 erzeugt; anderen­ falls wird das Abschaltzeitintervall T2 erneut gestartet. Zum Abschalten des Alarmsignals A ist die Kippstufe 22 in dem Alarmgeber 21 über ihren Rücksetzeingang R mit dem weiteren Zeitablaufglied 27 verbunden und wird durch das Alarmabschaltsignal A2 zurückgesetzt.The alarm shutdown device 14 contains a further comparator 23 which is acted upon at a comparison input with the cached counter reading Z from the buffer store 9 and at whose other comparison input a shutdown threshold S2 which can be inserted into an additional register 25 via an input 24 is present. The further comparator 23 generates a signal on the output side when the counter Z is less than the switch-off threshold value S2. This signal is fed together with the alarm signal A from the output Q of the flip-flop 22 via a NAND gate 26 to the reset input R of a further timing element 27 , which on the output side then generates an alarm shutdown signal A2 when a shutdown time interval T2 which can be predetermined via an input 28 has expired. The switch-off time interval T2 is started when the alarm signal A has been generated and the counter reading Z falls below the switch-off threshold value S2 for the first time. Only if the counter reading Z within the switch-off time interval T2 is continuously lower than the switch-off threshold value S2, the alarm switch-off signal A2 is generated at the end of the switch-off time interval T2; otherwise the switch-off time interval T2 is started again. To switch off the alarm signal A, the flip-flop 22 in the alarm transmitter 21 is connected via its reset input R to the further timing element 27 and is reset by the alarm shutdown signal A2.

Das Alarmsignal A wird mittels einer Übertragungseinrichtung 29 zusammen mit Daten zur Kennzeichnung des jeweiligen Grenzwertes und der überwachten Kondensatorbank über einen Datenbus 30 an eine zentrale Überwachungseinrichtung 31 übertragen, zu der in gleicher Weise auch die in Verbindung mit anderen Grenzwerten und anderen zu überwachenden Konden­ satorbänken erzeugten Alarmsignale übertragen werden. Die Übertragungshäufigkeit wird durch einen Taktgeber 32 gesteu­ ert, wobei der Übertragungstakt Tx über einen Eingang 33 einstellbar ist. Anstelle des gezeigten Taktgebers 32 können auch die gestrichelt gezeichneten Verbindungen 34 vorgesehen werden, wobei der Übertragungstakt von dem Zeitablaufglied 19 erzeugt wird und dem Auslösezeitintervall T1 entspricht. In der zentralen Überwachungseinrichtung 31 werden die ein­ gehenden Alarmsignale ausgewertet und über Visualisierungs­ geräte, wie Monitor 35 und Drucker 36, zur Anzeige gebracht. Dabei werden z. B. Zeitpunkte, zu denen bestimmte Grenzwert­ überschreitungen detektiert worden sind, in Form von Tabel­ len oder Kurven dargestellt; für längerfristige Aussagen über den Belastungszustand des Wechselstromnetzes können beispielsweise die Summen der Alarmzeiten pro Tag für jede Kondensatorbank und jeden Grenzwert angezeigt werden. Da die Lebensdauer der Kondensatoren von der Höhe und Dauer der Überspannungszustände abhängig ist, ist es möglich Prognosen über die verbleibende Lebensdauer der Kondensatoren aufzu­ stellen und einen recht zeitigen Austausch der Kondensatoren vorzunehmen.The alarm signal A is transmitted by means of a transmission device 29 together with data for identifying the respective limit value and the monitored capacitor bank via a data bus 30 to a central monitoring device 31 , to which the capacitor banks that are to be monitored in connection with other limit values and other capacitors are generated in the same way Alarm signals are transmitted. The transmission frequency is controlled by a clock generator 32 , the transmission clock Tx being adjustable via an input 33 . Instead of the clock generator 32 shown, the connections 34 shown in dashed lines can also be provided, the transmission clock being generated by the timing element 19 and corresponding to the triggering time interval T1. In the central monitoring device 31 , the incoming alarm signals are evaluated and displayed via visualization devices, such as monitor 35 and printer 36 . Here, for. B. times at which certain limit violations have been detected are shown in the form of tables or curves; For longer-term statements about the load status of the AC network, for example, the sum of the alarm times per day can be displayed for each capacitor bank and each limit value. Since the service life of the capacitors depends on the level and duration of the overvoltage conditions, it is possible to make forecasts about the remaining service life of the capacitors and to replace the capacitors in good time.

Die einstellbaren Werte S1, S2, T0, T1, T2 und Tx können mittels einer Tastatur 37 an der zentralen Überwachungsein­ richtung 31 eingegeben werden und über den Datenbus 30 an eine dem Grenzwertgeber 3 mit den nachgeordneten Einrich­ tungen 7, 13, 14, 21 zur Erzeugung des Alarmsignals A zuge­ ordneten Empfangsschaltung 38 übertragen werden. Für das Zeitintervall T0 können außerdem verschiedene Werte T01 oder T02 vorgesehen werden, je nachdem, ob die detektierten Grenz­ wertüberschreitungen zur Auslösung eines Alarms oder zur Ab­ schaltung eines bereits ausgelösten Alarms herangezogen wer­ den. In diesem Fall werden die Werte T01 und T02 über eine Umschalteinrichtung 39 dem Eingang 12 des Zeitgebers 10 zu­ geführt, wobei eine Umschaltung zwischen den beiden Werten in Abhängigkeit von dem Alarmsignal A erfolgt.The adjustable values S1, S2, T0, T1, T2 and Tx can be entered using a keyboard 37 on the central monitoring device 31 and via the data bus 30 to one of the limit switches 3 with the downstream devices 7 , 13 , 14 , 21 Generation of the alarm signal A assigned receiving circuit 38 are transmitted. Various values T01 or T02 can also be provided for the time interval T0, depending on whether the detected limit violations are used to trigger an alarm or to switch off an alarm that has already been triggered. In this case, the values T01 and T02 are fed to the input 12 of the timer 10 via a switchover device 39 , a switchover between the two values taking place as a function of the alarm signal A.

Für die Grenzwertmelder 3 bis 6 mit den unterschiedlichen Grenzwerten von 110%, 115%, 120% und 130% der maximal zulässigen Dauerspannung UN können beispielsweise folgende Einstellwerte gewählt werden:The following setting values can be selected for limit detectors 3 to 6 with the different limit values of 110%, 115%, 120% and 130% of the maximum permissible continuous voltage U N :

110%: T01 = 1 s, S1 = 95, T1 = 60 s, T02 = 1 s, S2 = 5, T2 = 10 s,
115%: T01 = 1 s, S1 = 95, T1 = 10 s, T02 = 1 s, S2 = 5, T2 = 1 s,
120%: T01 = 1 s, S1 = 80, T1 = 1 s, T02 = 1 s, S2 = 0, T2 = 1 s,
130%: T01 = 1 s, S1 = 80, T1 = 1 s, T02 = 1 s, S2 = 0, T2 = 1 s.
110%: T01 = 1 s, S1 = 95, T1 = 60 s, T02 = 1 s, S2 = 5, T2 = 10 s,
115%: T01 = 1 s, S1 = 95, T1 = 10 s, T02 = 1 s, S2 = 5, T2 = 1 s,
120%: T01 = 1 s, S1 = 80, T1 = 1 s, T02 = 1 s, S2 = 0, T2 = 1 s,
130%: T01 = 1 s, S1 = 80, T1 = 1 s, T02 = 1 s, S2 = 0, T2 = 1 s.

Fig. 2 zeigt von oben nach unten jeweils in Abhängigkeit von der Zeit t den durch das Zeitintervall T0 vorgegebenen Takt, mit dem der Zähler 8 zurückgesetzt wird, den Zählerstand Z am Ausgang des Zählers 8 zusammen mit dem Auslöseschwellen­ wert S1 und dem Abschaltschwellenwert S2, den Ablauf des Auslösezeitintervalles T1 in dem Zeitablaufglied 19, das Alarmauslösesignal A1, den Ablauf des Abschaltzeitinter­ valles T2 in dem weiteren Zeitablaufglied 27, das Alarmab­ schaltsignal A2 und das Alarmsignal A. Während des Zeitin­ tervalls T0 werden die Ausgangsimpulse des Grenzwertmelders 3, d. h. die Anzahl der einzelnen Grenzwertüberschreitungen gezählt und am Ende des Zeitintervalls T0 mit dem Auslö­ seschwellenwert S1 verglichen. Sobald der Zählerstand Z grö­ ßer als der Auslöseschwellenwert S1 ist, wird der Ablauf des Auslösezeitintervalls T1 gestartet. Wenn anschließend vor dem Ablauf des Auslösezeitintervalls der Zählerstand Z am Ende eines der Zeitintervalle T0 unter den Auslöseschwel­ lenwert S1 absinkt, wird der Ablauf des Auslösezeitinter­ valles T1 neu gestartet. Nach einem vollständigen Ablauf des Auslösezeitintervalles T1 wird das Alarmauslösesignal A1 er­ zeugt und in Abhängigkeit davon das Alarmsignal A einge­ schaltet. Im folgenden wird der Zählerstand Z am Ende jedes Zeitintervalles T0 auf Unterschreiten des Abschaltschwel­ lenwertes S2 überwacht. Sobald der Zählerstand Z unter den Abschaltschwellenwert S2 absinkt, wird der Ablauf des Ab­ schaltzeitintervalles T2 gestartet. Überschreitet der Zäh­ lerstand Z vor Ablauf des Abschaltzeitintervalles T2 den Ab­ schaltschwellenwert S2, so wird der Ablauf des Abschalt­ zeitintervalles T2 erneut gestartet. Bei vollständigem Ab­ lauf des Abschaltzeitintervalles T2 wird das Alarmabschalt­ signal A2 erzeugt und in Abhängigkeit davon das Alarmsignal A ausgeschaltet. FIG. 2 shows from top to bottom, depending on the time t, the clock pulse predetermined by the time interval T0, with which the counter 8 is reset, the counter reading Z at the output of the counter 8 together with the trigger threshold value S1 and the switch-off threshold value S2, the expiry of the trigger time interval T1 in the timing element 19 , the alarm trigger signal A1, the expiry of the switch-off interval T2 in the further timing element 27 , the alarm shutdown signal A2 and the alarm signal A. During the time interval T0, the output pulses of the limit indicator 3 , ie the number the individual limit violations are counted and compared at the end of the time interval T0 with the trigger threshold S1. As soon as the counter reading Z is greater than the trigger threshold S1, the expiration of the trigger time interval T1 is started. If the counter reading Z then drops below the trigger threshold value S1 at the end of one of the time intervals T0 before the triggering time interval expires, the expiration of the triggering time interval T1 is restarted. After the trigger time interval T1 has elapsed completely, the alarm trigger signal A1 is generated and the alarm signal A is switched on as a function thereof. In the following, the counter reading Z is monitored at the end of each time interval T0 for falling below the switch-off threshold value S2. As soon as the counter reading Z drops below the switch-off threshold value S2, the sequence of the switch-off time interval T2 is started. If the counter reading Z exceeds the switch-off threshold value S2 before the switch-off time interval T2 has elapsed, the switch-off time interval T2 starts again. When the switch-off time interval T2 has expired completely, the alarm switch-off signal A2 is generated and, depending on this, the alarm signal A is switched off.

Die in Fig. 1 hinter dem Spannungswandler 1 gezeigten Bauele­ mente, wie z. B. der Zähler 8 und der Vergleicher 15, sind als Funktionseinheiten anzusehen, die sowohl in Form einer Schaltung als auch in Form eines Programmablaufes realisiert werden können.The components shown in Fig. 1 behind the voltage converter 1 , such as. B. the counter 8 and the comparator 15 are to be regarded as functional units that can be implemented both in the form of a circuit and in the form of a program flow.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Überwachung von Spannungen (Uc) an Kon­ densatoren (Ci) zur Filterung von Oberschwingungen und/oder zur Blindleistungskompensation in Energienetzen auf Über­ schreiten vorgegebener Grenzwerte,
mit den Kondensatoren (Ci) für jede zu überwachende Span­ nung (Uc) und für jeden Grenzwert einzeln zugeordneten Grenzwertmeldern (3, 4, 5, 6), die bei Grenzwertüberschrei­ tungen Ausgangsimpulse erzeugen,
mit den Grenzwertmeldern (3 bis 6) einzeln nachgeordneten Zähleinrichtungen (7) zur Bestimmung der Häufigkeit der Aus­ gangsimpulse,
mit den Zähleinrichtungen (7) einzeln nachgeordneten Alarm­ auslöseeinrichtungen (13), die jeweils ein Alarmauslösesi­ gnal (A1) in Abhängigkeit davon erzeugen, daß die Häufig­ keit der Ausgangsimpulse in einem vorgegebenen Auslösezeit­ intervall (T1) einen vorgegebenen Auslöseschwellenwert (S1) überschreitet,
mit den Zähleinrichtungen (7) einzeln nachgeordneten Alarm­ abschalteinrichtungen (14), die jeweils ein Alarmabschalt­ signal (A2) in Abhängigkeit davon erzeugen, daß die Häufig­ keit der Ausgangsimpulse in einem vorgegebenen Abschalt­ zeitintervall (T2) einen vorgegebenen Abschaltschwellenwert (S2) unterschreitet und
mit den Alarmauslöseeinrichtungen (13) und den Alarmab­ schalteinrichtungen (14) jeweils gemeinsam nachgeordneten Alarmgebern (21) zur Erzeugung eines Alarmsignales (A) in der Zeit zwischen dem Auftreten des Alarmauslösesignals (A1) und dem Auftreten des Alarmabschaltsignals (A2).
1. Device for monitoring voltages (U c ) on capacitors (C i ) for filtering harmonics and / or for reactive power compensation in energy networks for exceeding predetermined limit values,
with the capacitors (C i ) for each voltage to be monitored (U c ) and for each limit value individually assigned limit indicators ( 3 , 4 , 5 , 6 ), which generate output pulses when the limit values are exceeded,
with the limit value detectors ( 3 to 6 ) individually arranged counter devices ( 7 ) for determining the frequency of the output pulses,
with the counter devices ( 7 ) individually subordinate alarm triggering devices ( 13 ), each of which generates an alarm trigger signal (A1) as a function of the fact that the frequency of the output pulses in a predetermined triggering time interval (T1) exceeds a predetermined triggering threshold value (S1),
with the counter devices ( 7 ) individually subordinate alarm shutdown devices ( 14 ), each of which generates an alarm shutdown signal (A2) depending on the fact that the frequency of the output pulses in a given shutdown time interval (T2) falls below a given shutdown threshold value (S2) and
with the alarm triggering devices ( 13 ) and the alarm switch-off devices ( 14 ) in each case subordinate alarm transmitters ( 21 ) for generating an alarm signal (A) in the time between the occurrence of the alarm trigger signal (A1) and the occurrence of the alarm shutdown signal (A2).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zähleinrichtung (7) einen Zähler (8) zum Zählen der Ausgangsimpulse des zugehörigen Grenzwertmelders, z. B. (3), enthält und einen Zeitgeber (10) zum periodischen Zu­ rückstellen des Zählers (8) nach Ablauf eines vorgebbaren Zeitintervalls (T0) aufweist. 2. Device according to claim 1, characterized in that each counting device ( 7 ) has a counter ( 8 ) for counting the output pulses of the associated limit detector, for. B. ( 3 ), and has a timer ( 10 ) for periodically resetting the counter ( 8 ) after a predetermined time interval (T0). 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Alarmauslöseeinrichtung (13) einen Vergleicher (15) zum Vergleichen des Zählerstandes (Z) am Ende jedes Zeitintervalles (T0) mit dem Auslöseschwellenwert (S1) ent­ hält und ein Zeitablaufglied (19) aufweist, das nach Ablauf des Auslösezeitintervalles (T1) ausgangsseitig das Alarm­ auslösesignal (A1) erzeugt und das durch den Vergleicher (15) an den Beginn des Auslösezeitintervalles (T1) zurück­ gesetzt wird, wenn der Zählerstand (Z) kleiner als der Aus­ löseschwellenwert (S1) ist.3. Device according to claim 2, characterized in that each alarm trigger device ( 13 ) a comparator ( 15 ) for comparing the counter reading (Z) at the end of each time interval (T0) with the trigger threshold value (S1) ent and has a timing element ( 19 ) , which generates the alarm trigger signal (A1) on the output side after the triggering time interval (T1) and which is reset by the comparator ( 15 ) to the start of the triggering time interval (T1) if the counter reading (Z) is less than the triggering threshold value (S1 ) is. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Alarmabschalteinrichtung (14) einen weiteren Ver­ gleicher (23) zum Vergleichen des Zählerstandes (Z) am Ende jedes Zeitintervalles (T0) mit dem Abschaltschwellenwert (S2) enthält und ein weiteres Zeitablaufglied (27) auf­ weist, das nach Ablauf des Abschaltzeitintervalles (T2) ausgangsseitig das Alarmabschaltsignal (A2) erzeugt und das durch den weiteren Vergleicher (23) an den Beginn des Ab­ schaltzeitintervalles (T2) zurückgesetzt wird, wenn der Zählerstand (Z) größer als der Abschaltschwellenwert (S2) ist.4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that each alarm shutdown device ( 14 ) contains a further comparator ( 23 ) for comparing the counter reading (Z) at the end of each time interval (T0) with the shutdown threshold value (S2) and a further timing element ( 27 ) has, that after the shutdown time interval (T2) on the output side generates the alarm shutdown signal (A2) and which is reset by the further comparator ( 23 ) at the beginning of the shutdown time interval (T2) when the counter reading (Z) is greater than is the shutdown threshold (S2). 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Alarmgeber (21) eine bistabile Kippstufe (22) ent­ hält, die durch das Alarmauslösesignal (A1) gesetzt und durch das Alarmabschaltsignal (A2) zurückgesetzt wird.5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the alarm transmitter ( 21 ) has a bistable flip-flop ( 22 ) ent, which is set by the alarm trigger signal (A1) and is reset by the alarm shutdown signal (A2). 6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Alarmgebern (21) Übertragungeinrichtungen (29) zur Übertragung der Alarmsignale (A) zusammen mit Daten zur Kennzeichnung der betreffenden Grenzwerte und Kondensatoren an eine zentrale Überwachungseinrichtung (31) nachgeordnet sind.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the alarm transmitters ( 21 ) transmission devices ( 29 ) for transmitting the alarm signals (A) together with data for identifying the relevant limit values and capacitors to a central monitoring device ( 31 ) are arranged.
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