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Anordnung zur Verminderung der Auswirkungen von
Spannungsabsenkungen
Bei der Versorgung von Industrienetzen und öffentlichen Versorgungsnetzen, die gemeinsam aus einem Verbundnetz gespeist werden, wirken sich Stossbelastungen, wie sie in Industrienetzen z. B. beim
Anschluss von Lichtbogenöfen oder auch gleichrichtergesteuerten Walzwerksantrieben vorkommen, über das Verbundnetz auch auf das öffentliche Versorgungsnetz nachteilig aus, indem durch solche Stossbela- stungen kurzzeitige Spannungsabsenkungen hervorgerufen werden. Diese Spannungsschwankungen, die mit einer relativ niedrigen Frequenz auftreten, führen schon bei Spannungsabsenkungen ab 0, 5 % bei Glüh- lampen zu manchmal unterträglichen Flimmererscheinungen, vor allem aber zu einer starken Beein- trächtigung des Fernsehens.
Diese störenden Erscheinungen durch die Stossbelastungen in den Industrienetzen lassen sich infolge der grossen Leistungen nicht mit Regeleinrichtungen, die genügend schnell arbeiten, ausgleichen.
Eine Verringerung der Auswirkungen kann dadurch erreicht werden, dass die beiden für sich getrennten
Netze, nämlich das Industrienetz und das öffentliche Versorgungsnetz erst über ein Verbundnetz höherer Spannung mit relativ genügend kleiner Netzreaktanz, d. h. mit einer entsprechend hohen Kurzschlussleistung gekoppelt sind. Dieses erfordert jedoch zwei getrennte Transformatoren und zum TeD auch getrennte Leitungen, was verhältnismässig aufwendig ist.
Zur Verringerung der Netzreaktanz werden auch Reihenkondensatoren eingesetzt, die jedoch nur in der Lage sind, einen Teil zu kompensieren und darüber hinaus nachteilige Erscheinungen im Netz hervorrufen können, wie beispielsweise Ferro-Resonanzerscheinungen u. ähnl.
Die Erfindung zeigt nun einen Weg, wie die geschilderten Nachteile beseitigt werden können :
Erfindungsgemäss ist eine Anordnung zur Verminderung der Auswirkungen von Spannungsabsenkungen infolge starker Stossbelastungen in einzelnen Netzteilen vorgesehen, bei der die Aufteilung des Netzes über eine Ausgleichsdrossel vorgenommen wird. Der infolge starker Stossbelastungen in einem Zweig der Drossel fliessende Strom erzeugt einen Fluss, der im andern Zweig der Drossel eine um 1800 gedrehte EMK hervorruft. Diese EMK kompensiert die durch die Stossbelastung hervorgerufene Spannungsabsenkung eines am Verbindungspunkt der beiden Drosselzweige liegenden, die Belastung aufnehmenden Stromzweiges.
Wird von einem Verbundnetz mit vorgegebener Reaktanz ein Abnehmernetz mit Stosslast und ein Abnehmernetz mit spannungsempfindlichen Verbrauchern versorgt, wobei beide Netzteile über einen gemeinsamen Transformator an einem Verbundnetz liegen, so werden die Auswirkungen der Stosslast des einen Netzes unmittelbar auf das andere Netz übertragen. Um dieses zu verhindern ist erfindungsgemäss am Anschlusspunkt der beiden Netze an den gemeinsamen Transformator eine Ausgleichsdrossel gelegt.
Diese Drossel ist so ausgebildet, dass an ihrem jeden Ende eines der beiden Netze angeschlossen ist und an ihrer Mitte die Zuleitung vom Transformator des Verbundnetzes liegt. Durch das Einschalten einer solchen Drossel in den gemeinsamen Zusammenschluss der beiden Netze erreicht man, dass sich die Stossbelastung des einen Netzes nicht mehr nachteilig auf das andere Netz auswirkt.
An Hand eines Zeichnungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden :
Fig. 1 zeigt ein Beispiel mit zwei Netzen, die von einem gemeinsamen Verbundnetz gespeist werden. Mit 1 ist eine gedachte starre Stromquelle, die das Verbundnetz speist, bezeichnet, der Transfor-
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mator und das gesamte Verbundnetz sind zu einer Ersatzreaktanz 2 zusammengefasst. 3 ist die erfindungsgemäss vorgesehene Ausgleichsdrossel mit ihren Zweigen 4 und 5, an die jeweils ein Netzteil 6 bzw. 7 angeschlossen ist. Wird die Ausgleichsdrossel 3 so bemessen, dass die Reaktanz eines jeden Drosselzweiges 4 und 5 gleich der Reaktanz 2 des speisenden Netzes ist, so ergibt sich folgende Wirkung : Bei einer Stossbelastung in Netzteil 6 entsteht in dem diesem Netzteil zugeordneten Drosselzweig 4 ein zusätzlicher Spannungsabfall.
Infolge der Charakteristik der Drossel muss dadurch in dem andern Drosselzweig 5 eine gleich grosse Spannung, jedoch um 1800 gedreht, entstehen, die dem Spannungsabfall des vorgeschalteten Netzes 2 entgegenwirkt und diesen, soweit er durch die Stossbelastung hervorgerufen wird, kompensiert. Damit bleibt die Netzspannung des nicht stossbelasteten Netzes 7 auf einem annähernd konstanten Wert.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt eine Schaltung, bei der das öffentliche Versorgungsnetz durch eine Synchronmaschine als Phasenschieber ersetzt ist, beispielsweise zur Verbesserung des Leistungsfaktors im Netz.
In dieser Figur bedeuten 8 die idealisierte Maschine, 9 die für die Stossbelastung massgebende subtransiente Maschinenreaktanz, 3 wiederum die Ausgleichsdrossel mit ihren Zweigen 4 und 5, wobei im Zweig 4 das stossbelastete Netz 6 und an Zweig 5 das speisende Netz 10 angeschlossen ist. Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist folgende : Bei Stossbelastung, z. B. Blindlaststössen, ergeben sich im speisenden Netz 10 keine Spannungsänderungen, da durch die Ausgleichsdrossel 3 wiederum der im Zweig 4 auftretende Spannungsabfall einen gleich grossen, um 1800 gedrehten in Zweig 5 hervorruft, der den Spannungsabfall in der Maschinenreaktanz 9 kompensiert.
Infolge der Tatsache, dass sich beim speisenden Netz durch den Laststoss keine Spannungsänderungen ergeben, bleibt dieses Netz an der Last praktisch unbeteiligt, d. h. die Maschine 8 übernimmt den Laststoss.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die beiden Zweige der Ausgleichsdrossel gleich gross bemessen sind, vielmehr kann ihre Reaktanz in ein bestimmtes Verhältnis zueinander gebracht werden, was von den örtlichen Bedingungen abhängig ist. Sind die beiden Zweige unterschiedlich bemessen, so werden auch die Spannungsabfälle in den beiden Zweigen in dem gleichen Verhältnis zueinander stehen, wie die Auslegung der Drossel vorgenommen ist. Zur Anpassung an die örtlichen Bedingungen kann die Drossel vorteilhaft mit Anzapfungen versehen werden, die im stromlosen Zustand oder unter Last umschaltbar sind. Die Ausgleichsdrossel kann ebenso aus zwei galvanisch getrennten Wicklungen bestehen.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Anordnung zur Verminderung der Auswirkungen von Spannungssenkungen infolge starker Strombelastungen, insbesondere durch Stossbelastungen in Versorgungsnetzen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgleichsdrossel so in das Netz geschaltet ist, dass der stossbelastete Teil und der spannungsempfindliche Teil des Netzes über die Drossel verbunden sind und dass an einer Anzapfung der Drossel das speisende Netz liegt.