AT515353A1 - Method for connecting two-pole circuit elements - Google Patents

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AT515353A1 ATA50074/2014A AT500742014A AT515353A1 AT 515353 A1 AT515353 A1 AT 515353A1 AT 500742014 A AT500742014 A AT 500742014A AT 515353 A1 AT515353 A1 AT 515353A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschluss eines zweipoligen Schaltkreiselements, insbesondere eines Verbrauchers, eines Generators oder eines Akkumulators, an ein mehrphasiges Wechselspannungsnetzwerk, dadurch gekennzeichnet, dass a) zumindest zwei Spannungen (V1, ..., Vn) zwischen den Anschlüssen des Wechselspannungsnetzwerk, insbesondere für alle Phasen die Spannung (V1, ..., Vn) zwischen jeweils einer Phase und dem Nullleiter, ermittelt werden, b) dass eine Anzahl von Schaltkonfigurationen vorgegeben wird, mit der das Element an das Wechselspannungsnetzwerk anschließbar ist, wobei jene Schaltkonfiguration ausgewählt wird, bei der der Unterschied zwischen der größten ermittelten Spannung (V1, ..., Vn) und der kleinsten ermittelten Spannung unter allen möglichen Schaltkonfigurationen am geringsten ist, und c) dass die Spannungsmessung des Schritts a) in Zeitabständen wiederholt wird und die Auswahl der Schaltkonfiguration gemäß Schritt b) bei Änderung der ermittelten Spannungen wiederholt wird.The invention relates to a method for connecting a two-pole circuit element, in particular a load, a generator or a rechargeable battery, to a multiphase AC network, characterized in that a) at least two voltages (V1, ..., Vn) between the terminals of the AC network, in particular for all phases, the voltage (V1, ..., Vn) between one phase and the neutral conductor, b) that a number of switching configurations is specified, with which the element is connected to the AC network, said switching configuration selected in which the difference between the largest detected voltage (V1, ..., Vn) and the lowest detected voltage is lowest among all possible switching configurations, and c) that the voltage measurement of step a) is repeated at intervals and the selection the switching configuration according to step b) when changing the determined tensions is repeated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschluss eines zweipoligenThe invention relates to a method for connecting a two-pole

Schaltkreiselements, insbesondere eines Verbrauchers an ein Wechselspannungsnetzwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiters betrifft die Erfindung eine Anordnung umfassend ein mehrphasigesCircuit element, in particular a consumer to an AC voltage network according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an arrangement comprising a multi-phase

Wechselspannungsnetzwerk und ein zweipoliges Schaltkreiselement, insbesondere ein Verbraucher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.AC voltage network and a two-pole circuit element, in particular a consumer according to the preamble of claim 10.

Die Leistungsgrenze, ab der dezentrale Erzeugungsanlagen in Niederspannungsnetzen 3-phasig einspeisen müssen ist niedrig gehalten um die Spannungsanhebung zu begrenzen. Der Grund liegt darin, dass einphasige Erzeuger die sechsfacheThe power limit above which decentralized generation systems must feed 3-phase in low-voltage grids is kept low in order to limit the voltage boost. The reason is that single-phase producers six times

Spannungsanhebung als dreiphasige Erzeugungsanlagen verursachen. Somit wird das normative festgelegte Spannungsband stärker beansprucht und die anschließbare Leistung ist gering und die Netzaufnahmefähigkeit begrenzt. Neuerlich wurden verschiedenen Konzepte zur Spannungsregelung anhand einer Blind- bzw.Increase the voltage as three-phase generating plants. Thus, the normative fixed voltage band is more stressed and the connectable power is low and the network capacity is limited. Recently, various concepts for voltage regulation based on a blind or

Wirkleistungsregelung entwickelt, um die durch die Einspeisung verursachte Spannungsanhebung zu reduzieren. Auf Grund der eingeschränkten Wirksamkeit dieser Methoden in Niederspannungsnetzen und der Nebenwirkungen wie z.B. die Erhöhung der Netzverluste auf Grund des Blindleistungsbezugs bestehen erhebliche Nachteile. Aufgabe der Erfindung ist es, das benötigte Spannungsband bei allen Netzverhältnissen drastisch zu reduzieren.Active power control developed to reduce the voltage boost caused by the feed. Due to the limited effectiveness of these methods in low voltage networks and the side effects, e.g. the increase in grid losses due to the reactive power purchase have considerable disadvantages. The object of the invention is to drastically reduce the required voltage band in all network conditions.

Die Erfindung löst die Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1. Bei einem Verfahren zum Anschluss eines zweipoligen Schaltkreiselements, insbesondere eines Verbrauchers, eines Generators oder eines Akkumulators, an ein mehrphasiges Wechselspannungsnetzwerk ist vorgesehen, dass zumindest zwei Spannungen (Vi,..., Vn) zwischen den Anschlüssen des Wechselspannungsnetzwerk, insbesondere für alle Phasen die Spannung (V^ ..., Vn) zwischen jeweils einer Phase und dem Nullleiter, ermittelt werden, b) dass eine Anzahl von Schaltkonfigurationen vorgegeben wird, mit der das Element an das Wechselspannungsnetzwerk anschließbar ist, wobei jene Schaltkonfiguration ausgewählt wird, bei der der Unterschied zwischen der größten ermittelten Spannung (V1;The invention solves the problem in a method of the type mentioned above with the characterizing feature of claim 1. In a method for connecting a bipolar circuit element, in particular a consumer, a generator or a battery to a multi-phase AC power network is provided that at least two voltages (Vi, ..., Vn) between the terminals of the alternating voltage network, in particular for all phases, the voltage (V ^ ..., Vn) between one phase and the neutral, are determined, b) that a number of switching configurations is specified with which the element can be connected to the AC network, wherein that switching configuration is selected in which the difference between the largest detected voltage (V1;

Vn) und der kleinsten ermittelten Spannung unter allen möglichen Schaltkonfigurationen am geringsten ist, und c) dass die Spannungsmessung des Schritts a) in Zeitabständen wiederholt wird und die Auswahl der Schaltkonfiguration gemäß Schritt b) bei Änderung der ermittelten Spannungen wiederholt wird.Vn) and the smallest detected voltage is lowest among all possible switching configurations, and c) the voltage measurement of step a) is repeated at intervals and the selection of the switching configuration according to step b) is repeated when the detected voltages change.

Eine besonders einfache Ermittlung der Phasenspannungen sieht vor, dass in Schritt a) jeweils diejenigen Spannungen (V1; ..., Vn) ermittelt werden, die bei den vorgegebenen Schaltkonfigurationen am jeweiligen Schaltkreiselement anliegen.A particularly simple determination of the phase voltages provides that in each case those voltages (V1,..., Vn) are determined in step a) which are applied to the respective circuit element in the case of the given switching configurations.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass in Schritt a) die Phasenspannungen, nämlich die Spannungen {\fu ..., Vn) zwischen dem Nullleiter und dem jeweiligen Phasenanschluss, ermittelt werden.Alternatively it can be provided that in step a), the phase voltages, namely the voltages {\ fu ..., Vn) between the neutral conductor and the respective phase connection, are determined.

Eine bevorzugte Auswahl von möglichen Schaltkonfigurationen bei Mehrphasennetzwerken sieht vor, dass für jede Phase jeweils eine Schaltkonfiguration vorgegeben wird, wobei jeweils einer der Anschlüsse des Elements mit dem Nullleiter und der jeweils andere Anschluss des Elements mit der jeweiligen Phase verbunden wird.A preferred selection of possible switching configurations in polyphase networks envisages that a switching configuration is given for each phase, in each case one of the terminals of the element being connected to the neutral conductor and the respectively other terminal of the element being connected to the respective phase.

Um momentane Spannungsschwankungen gegenüber langfristigen Spannungsschwankungen unter zu gewichten, kann vorgesehen sein, dass bei der Messung der Spannung (V!, ..., Vn) jeweils ein über mehrere Sekunden bis Minuten gemittelter Wechselspannungsmittelwert ermittelt wird.In order to weight instantaneous voltage fluctuations with respect to long-term voltage fluctuations, it can be provided that, in the measurement of the voltage (V !, ..., Vn), a mean voltage value averaged over several seconds to minutes is determined in each case.

Sofern als zweipoliges Element ein Generator verwendet wird, kann vorgesehen sein, dass die Phase mit der geringsten Spannung gewählt wird und dass jeweils diejenigen Schaltkonfiguration ermittelt wird, bei der das zweipolige Element mit einem Anschluss an den Nullleiter und mit dem anderen Anschluss an die Phase mit der geringsten Spannung angeschlossen wird.If a generator is used as a two-pole element, it may be provided that the phase with the lowest voltage is selected and that in each case that switching configuration is determined in which the two-pole element with one terminal to the neutral and with the other terminal to the phase with the lowest voltage is connected.

Sofern als zweipoliges Element ein Verbraucher oder zu ladender Akkumulator verwendet wird, kann vorgesehen sein, dass jeweils diejenigen Schaltkonfiguration gewählt wird, bei der das zweipolige Element mit einem Anschluss an den Nullleiter und mit dem anderen Anschluss an die Phase mit der größten Spannung angeschlossen wird.If a consumer or battery to be charged is used as a two-pole element, it may be provided that in each case that switching configuration is selected in which the two-pole element is connected with one terminal to the neutral conductor and with the other terminal to the phase with the greatest voltage.

Eine besonders einfache und numerisch stabile und leicht umzusetzende Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die vom zweipoligen Element abgegebene oder aufgenommene Leistung (P) ermittelt wird und das Verhältnis zwischen der ermittelten Leistung (P) und einer für das Element vorgegebenen Nennleistung (Pmax) ermittelt wird, und eine Umschaltung nur dann vorgenommen wird, wenn a) für den Fall, dass das Element ein Verbraucher oder ein zu ladender Akkumulator ist:A particularly simple and numerically stable and easily implemented development of the invention provides that the power (P) emitted or picked up by the two-pole element is determined and determines the relationship between the determined power (P) and a rated power (Pmax) specified for the element a switchover is made only if: a) in the event that the element is a consumer or a rechargeable battery:

b) für den Fall, dass das Element ein Erzeuger oder ein zu entladender Akkumulator ist:b) in the case where the element is a generator or an accumulator to be discharged:

wobei AV einen vorgegebenen Spannungsparameter zwischen 2% und 10% der Netzspannung bezeichnet, VPH die Spannung an der aktuell gewählten Phase bezeichnet und V Hyst eine Hysteresespannung bezeichnet, der höchstens 5% deswhere AV denotes a predetermined voltage parameter between 2% and 10% of the mains voltage, VPH denotes the voltage at the currently selected phase and V Hyst denotes a hysteresis voltage which is at most 5% of the

Spannungsparameters AV aber nicht weniger als 1% der Netzspannung beträgt.Voltage parameter AV but not less than 1% of the mains voltage.

Eine bevorzugte Verwendung von Akkumulatoren zur Spannungsstabilisierungen sieht vor, dass als zweipoliges Element ein Akkumulator gewählt wird, der bei Überschreitung eines oberen Spannungsschwellenwerts durch eine der ermittelten Spannungen (V!, ...,A preferred use of accumulators for voltage stabilization provides that as a two-pole element, an accumulator is selected which, when exceeding an upper voltage threshold by one of the determined voltages (V !, ...,

Vn) in einen Ladezustand gebracht wird und bei Unterschreitung eines unteren Spannungsschwellenwerts durch eine der ermittelten Spannungen (V1; Vn) in einen Entladezustand gebracht wird.Vn) is brought into a state of charge and is brought to a discharge state when it falls below a lower voltage threshold by one of the determined voltages (V1; Vn).

Die Erfindung löst die Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs genannten Art mit dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1. Bei einem Verfahren zum Anordnung umfassend ein mehrphasiges Wechselspannungsnetzwerk und ein zweipoliges Schaltkreiselement, insbesondere einen Verbraucher, einen Generator oder einen Akkumulator, ist vorgesehen, dass a) eine an das Wechselspannungsnetzwerk angeschlossene Messeinrichtung zur Messung von Spannungen (V1; ..., Vn) zwischen den Anschlüssen des Wechselspannungsnetzwerk, insbesondere der Spannung (Vi, ..., Vn) zwischen jeweils einer Phase und dem Nullleiter für alle Phasen, b) ein an das Wechselspannungsnetzwerk sowie an das Element angeschlossenes Schaltnetzwerk mit dem eine Anzahl von Schaltkonfigurationen einstellbar ist, mit der das Element an das Wechselspannungsnetzwerk abschließbar ist, sowie c) eine an die Messeinheit und an das Schaltnetzwert angeschlossene Steuereinheit, die jene Schaltkonfiguration auswählt, bei der der Unterschied zwischen der größten ermittelten Spannung (V^ ..., Vn) und der kleinsten ermittelten Spannung unter allen möglichen Schaltkonfigurationen am geringsten ist, und die die Messeinrichtung wiederholt in vorgegebenen Zeitabständen triggert und die Auswahl der Schaltkonfiguration gegebenenfalls erneut veranlasst.The invention solves the problem in an arrangement of the type mentioned above with the characterizing feature of patent claim 1. In a method for arranging a multi-phase AC network and a two-pole circuit element, in particular a consumer, a generator or an accumulator, it is provided that a measuring device connected to the alternating voltage network for measuring voltages (V1, ..., Vn) between the connections of the alternating voltage network, in particular the voltage (Vi, ..., Vn) between one phase and the neutral conductor for all phases, b) a switching network connected to the AC network and to the element, with which a number of switching configurations can be set with which the element can be locked to the AC network, and c) a control unit connected to the measuring unit and to the switching network, which selects that switching configuration in which the subsc Hied between the largest detected voltage (V ^ ..., Vn) and the smallest determined voltage among all possible switching configurations is the lowest, and repeatedly triggers the measuring device at predetermined time intervals and optionally causes the selection of the switching configuration again.

Eine besonders einfache Ermittlung der Phasenspannungen sieht vor, dass die Messeinheit jeweils diejenigen Spannungen (V^ ..., Vn) ermittelt, die bei den einzelnen Schaltkonfigurationen am jeweiligen Element anliegen.A particularly simple determination of the phase voltages provides that the measuring unit in each case determines those voltages (V ^..., Vn) which are applied to the respective element in the individual switching configurations.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Messeinheit die Phasenspannungen, nämlich die Spannungen (V1; Vn) zwischen dem Nullleiter und dem jeweiligen Phasenanschluss, ermittelt.Alternatively it can be provided that the measuring unit determines the phase voltages, namely the voltages (V1, Vn) between the neutral conductor and the respective phase connection.

Eine bevorzugte Auswahl von möglichen Schaltkonfigurationen bei Mehrphasennetzwerken sieht vor, dass das Schaltnetzwerk für jede Phase jeweils eine Schaltkonfiguration aufweist, bei der einer der Anschlüsse des Elements mit dem Nullleiter und der jeweils andere Anschluss des Elements mit der jeweiligen Phase verbunden ist.A preferred selection of possible switching configurations in multiphase networks provides that the switching network for each phase each has a switching configuration in which one of the terminals of the element is connected to the neutral and the other terminal of the element is connected to the respective phase.

Um momentane Spannungsschwankungen gegenüber langfristigen Spannungsschwankungen unter zu gewichten, kann vorgesehen sein, dass die Messeinheit bei der Messung der Spannung (V!, ..., Vn) jeweils ein über mehrere Sekunden bis Minuten gemittelter Wechselspannungsmittelwert ermittelt.In order to weight instantaneous voltage fluctuations with respect to long-term voltage fluctuations, it can be provided that the measuring unit in each case determines an average voltage value averaged over several seconds to minutes when measuring the voltage (V !, ..., Vn).

Sofern als zweipoliges Element ein Generator verwendet wird, kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit diejenige Phase auswählt, die die geringste Spannung gegenüber dem Nullleiter aufweist wird und dass die Steuereinheit eine Schaltkonfiguration beim Schaltnetzwerk vornimmt, und das zweipolige Element mit einem Anschluss mit Nullleiter und den anderen Anschluss mit der Phase mit der geringsten Spannung verbindet.If a generator is used as a bipolar element, it may be provided that the control unit selects that phase which has the lowest voltage with respect to the neutral, and that the control unit performs a switching configuration in the switching network, and the two-pole element with a neutral terminal and the connecting the other terminal to the phase with the lowest voltage.

Sofern als zweipoliges Element ein Verbraucher oder zu ladender Akkumulator verwendet wird, kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit diejenige Phase auswählt, die die größte Spannung gegenüber dem Nullleiter aufweist wird und dass die Steuereinheit eine Schaltkonfiguration beim Schaltnetzwerk vornimmt, und das zweipolige Element mit einem Anschluss mit Nullleiter und den anderen Anschluss mit der Phase mit der größten Spannung verbindet.If a consumer or battery to be charged is used as a two-pole element, it can be provided that the control unit selects the phase which has the greatest voltage with respect to the neutral conductor and that the control unit performs a switching configuration in the switching network, and the two-pole element with a connection connects with neutral and the other terminal with the phase with the greatest voltage.

Eine besonders einfache und numerisch stabile und leicht umzusetzende Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Leistungsmesseinheit vorgesehen ist, die vom zweipoligen Element abgegebene oder aufgenommene Leistung (P) ermittelt und an die Steuereinheit übermittelt und das Verhältnis zwischen der ermittelten Leistung (P) und einer für das Element vorgegebenen Nennleistung (Pmax) ermittelt, wobei die Steuereinheit eine Umschaltung nur dann vornimmt, wenn a) für den Fall, dass das Element ein Verbraucher oder ein zu ladender Akkumulator ist:A particularly simple and numerically stable and easy to implement development of the invention provides that a power measuring unit is provided, the output from the bipolar element or recorded power (P) and transmitted to the control unit and the ratio between the determined power (P) and a determined for the element rated power (Pmax), wherein the control unit performs a switching only if a) in the event that the element is a consumer or a battery to be charged:

b) für den Fall, dass das Element ein Erzeuger oder ein zu entladender Akkumulator ist:b) in the case where the element is a generator or an accumulator to be discharged:

wobei AV einen vorgegebenen Spannungsparameter zwischen 2% und 10% der Netzspannung bezeichnet, VPH die Spannung an der aktuell gewählten Phase bezeichnet und V Hyst eine Hysteresespannung bezeichnet, der höchstens 5% deswhere AV denotes a predetermined voltage parameter between 2% and 10% of the mains voltage, VPH denotes the voltage at the currently selected phase and V Hyst denotes a hysteresis voltage which is at most 5% of the

Spannungsparameters AV aber nicht weniger als 1% der Netzspannung beträgt.Voltage parameter AV but not less than 1% of the mains voltage.

Eine bevorzugte Verwendung von Akkumulatoren zur Spannungsstabilisierungen sieht vor, dass eine Umschaltung von der Steuereinheit nach einer einstellbaren fixen oder variablen Verzögerung (z.B. Zeit-invers Charakteristik) ausgeführt wird.A preferred use of voltage stabilization accumulators is that switching is performed by the control unit after an adjustable fixed or variable delay (e.g., time-inverse characteristic).

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiels der Erfindung wird anhand der folgenden Zeichnungsfiguren dargestellt:A preferred embodiment of the invention is illustrated by the following drawing figures:

Fig. 1 zeigt schematisch eine mögliche Umschaltung zwischen einzelnen Phasen. Fig. 2 zeigt schematisch eine Anordnung zum Anschluss an ein Mehrphasennetzwerk.Fig. 1 shows schematically a possible switching between individual phases. Fig. 2 shows schematically an arrangement for connection to a polyphase network.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Vorgehensweise für Erzeuger 3 dargestellt und lediglich die Unterschiede für Verbraucher erörtert.In the present embodiment, the procedure for producers 3 is shown and only the differences for consumers are discussed.

In Fig. 1 ist eine Anordnung 1 zur automatischen Phasenzuweisung einphasiger Erzeuger 3 oder auch einphasiger Verbrauchsanlagen oder Verbraucher im laufenden Betrieb bei dreiphasigen Anschlusspunkten dargestellt. Die Anordnung 1 ist zwischen Erzeuger 3 und an die drei Leiter L2, L3 und den Neutralleiter N des Netzes 2 angeschlossen. Die andere Seite der Anordnung 1 hat zwei Anschlüsse L, N. Ein Anschluss des Erzeugers 3 ist an den Neutralleiter N angeschlossen, der andere Anschluss wird über eine Schalteinheit an je einen Leiter Li, L2, L3 des Netzes 2 angeschlossen. In der Fig. 1 ist das Schaltprinzip dargestellt. Zu jedem Zeitpunkt ist der Phasenanschluss L nur mit einer der Phasen L^ L2, L3 des Mehrphasennetzwerks 2 verbunden (L^ L2, oder L3).In Fig. 1, an arrangement 1 for the automatic phase assignment of single-phase generator 3 or single-phase consumption systems or consumers during operation at three-phase connection points is shown. The arrangement 1 is connected between generator 3 and to the three conductors L2, L3 and the neutral conductor N of the network 2. The other side of the arrangement 1 has two connections L, N. One connection of the generator 3 is connected to the neutral conductor N, the other connection is connected via a switching unit to a respective conductor Li, L2, L3 of the network 2. In Fig. 1 the switching principle is shown. At any point in time, the phase connection L is connected to only one of the phases L 1, L 2, L 3 of the polyphase network 2 (L 1, L 2, or L 3).

Die Umschaltung erfolgt unter Berücksichtigung des mittels dreier Spannungsgeräte M2, M3 gemessenen Spannungen V1; V2, V3 auf den Phasen L^ L2, L3. Ein Erzeuger 3 wird auf die Phase L^ L2, L3 mit der tiefsten Spannung zugeschaltet, um die Spannung an dieser Phase L^ L2, L3 anzuheben und so eine möglichst kleine Spannungsanhebung am Einspeisepunkt zu verursachen. Verbraucher - in den Figuren nicht dargestellt - werden auf die Phase mit der jeweils höchsten Spannung geschaltet. Durch die Umschaltung der Verbraucher 4 auf Phasen Li, L2, L3 mit höherer Spannung werden diese abgesenkt.Switching takes place taking into account the voltages V1 measured by means of three voltage devices M2, M3; V2, V3 on the phases L ^ L2, L3. A generator 3 is switched to the phase L ^ L2, L3 with the lowest voltage in order to raise the voltage at this phase L ^ L2, L3 and thus to cause the smallest possible voltage boost at the feed point. Consumers - not shown in the figures - are switched to the phase with the highest voltage. By switching the load 4 to phases Li, L2, L3 with higher voltage they are lowered.

Speicher sind im Einspeisebetrieb genauso zu betrachten wie Erzeuger 3 und im Ladebetrieb wie Verbraucher.Storage units are to be considered in the feed-in mode as well as producers 3 and in the loading operation as consumers.

Die Entscheidung, ob oder wann umgeschaltet werden soll, erfolgt auf Grund der Spannungsmessung mit den Messeinrichtungen M^ M2, M3 an den Phasen L^ L2, L3 und wird von einer Steuereinheit 5 getroffen. Der Steuereinheit 5 ist eine Schalteinheit 6 nachgeschaltet, die die Phasenumschaltung vornimmt. Ist der Spannungsunterschied zwischen der Spannung VPH der Phase in die aktuell eingespeist wird und der Spannung Vmin der Phase mit der geringsten Spannung größer als ein voreingestellter Spannungsparameter AV, wird der Anschluss des Erzeugers 3 auf die Phasen mit der geringsten Spannung Vmin umgeschaltet. Der Spannungsparameter AV wird dabei etwa auf einen Wert festgelegt, der der Auswirkung des Erzeugers 3 auf die Phasenspannung entspricht, d.h. auf die Differenz zwischen der Netzspannung vor und nach dem Anschluss des Erzeugers 3 an das Netz 2. Somit werden nur Umschaltungen durchgeführt, die tatsächlich zu einer Verbesserung führen.The decision whether or when to switch is made on the basis of the voltage measurement with the measuring devices M ^ M2, M3 at the phases L ^ L2, L3 and is hit by a control unit 5. The control unit 5 is followed by a switching unit 6, which performs the phase change. If the voltage difference between the voltage VPH of the phase currently being fed in and the voltage Vmin of the phase having the lowest voltage is greater than a preset voltage parameter AV, the terminal of the generator 3 is switched to the phases having the lowest voltage Vmin. The voltage parameter AV is thereby set approximately to a value corresponding to the effect of the generator 3 on the phase voltage, i. on the difference between the mains voltage before and after the connection of the generator 3 to the network 2. Thus, only switching is performed, which actually lead to an improvement.

Der Spannungsparameter AV kann auch im Rahmen einer Lernphase ermittelt werden, wodurch eine individuelle, standortabhängige und manuelle Konfiguration vermieden wird. In der Lernphase schaltet die Vorrichtung über einen definierten Zeitraum bei verschiedenen Leistungen um. Nach statistischer Auswertung kann die erreichbare Spannungsvariation in Abhängigkeit der Leistung ermittelt werden.The voltage parameter AV can also be determined as part of a learning phase, whereby an individual, location-dependent and manual configuration is avoided. In the learning phase, the device switches over for a defined period of time for different services. After statistical evaluation, the achievable voltage variation can be determined as a function of the power.

Die gesamte Anordnung 1 kann als eigenständiges Gerät vorgeschaltet oder in Erzeuger 3 oder in Verbrauchern integriert sein.The entire arrangement 1 can be connected upstream as an independent device or integrated in the generator 3 or in consumers.

Insbesondere wird im Zuge des Lernvorgangs eine Hysterese-Spannung VHyst bestimmt, die 5 % des Spannungsparameters AV aber nicht weniger als 1 % der Nennspannung beträgt. Für den Fall, dass das Element ein Verbraucher oder ein zu ladender Akkumulator ist, kann eine Umschaltung dann vorgenommen werden, wenn:Specifically, in the course of learning, a hysteresis voltage VHyst which is 5% of the voltage parameter AV but not less than 1% of the rated voltage is determined. In the event that the element is a consumer or an accumulator to be charged, then a changeover can be made if:

Für den Fall, dass das Element ein Erzeuger 3 oder ein zu entladender Akkumulator ist, wird eine Umschaltung vorteilhaft dann vorgenommen, wenn:In the event that the element is a generator 3 or an accumulator to be discharged, a switchover is advantageously carried out when:

Der vorgegebene Spannungsparameter ΔΝ/ liegt dabei zwischen 2% und 10% der Netzspannung. Die Spannung VPH entspricht der Spannung in der aktuell gewählten Phase. VHyst entspricht, wie bereits erwähnt, der in der Leerphase ermittelten hysteresen Spannung. C: Für die unterbrechungslose Umschaltung zwischen den Phasen wird eine Schaltung gemäß Fig. 3 verwendet, die eine Umschaltung mittels Thyristoren Th1t1, Th12, Th21, Th22, Th31, Th32 zeigt. Die Ansteuerung für die Thyristoren Th1t1, Th12, Th21, Th22, Th31, Th32 wird von einer Steuereinheit vorgenommen, die eine gegenseitige Verriegelung der Thyristoren Th1t1, Th1i2, Th21, Th22, Th31, Th3,2 zur Vermeidung von Kurzschlüssen ermöglicht. Die Umschaltung zwischen den Phasen L2, L3 erfolgt vorzugsweise bei gleichen Momentanwerten der Spannungen V^ V2, V3 der betroffenen Phasen, wie in Fig. 3 in den Punkten Ui und U2 dargestellt. Die Spannung VPH der jeweils ausgewählten Phase ist fett, die übrigen Phasenspannungen V2, V3 schraffiert dargestellt. Dies entspricht einem Phasensprung von ±120°, welches von modernen Erzeugern 3 nicht als Fehler gewertet wird. Bei Erzeugern 3, die den auftretenden Phasensprung von ±120° nicht ohne Abschaltung durchfahren können, wird der Zustand der Schaltereinheit eingefroren, bis der Erzeuger 3 wieder im Einspeisebetrieb ist.The predefined voltage parameter ΔΝ / lies between 2% and 10% of the mains voltage. The voltage VPH corresponds to the voltage in the currently selected phase. As already mentioned, VHyst corresponds to the hysteresis voltage determined in the idle phase. C: For the uninterrupted switching between the phases, a circuit according to FIG. 3 is used which shows a switching by means of thyristors Th1t1, Th12, Th21, Th22, Th31, Th32. The control for the thyristors Th1t1, Th12, Th21, Th22, Th31, Th32 is carried out by a control unit, which allows a mutual locking of the thyristors Th1t1, Th1i2, Th21, Th22, Th31, Th3,2 to avoid short circuits. The switching between the phases L2, L3 is preferably carried out at the same instantaneous values of the voltages V ^ V2, V3 of the affected phases, as shown in the points Ui and U2 in Fig. 3. The voltage VPH of each selected phase is shown in bold, the remaining phase voltages V2, V3 hatched. This corresponds to a phase jump of ± 120 °, which is not considered by modern producers 3 as an error. For generators 3, which can not pass the occurring phase jump of ± 120 ° without switching off, the state of the switch unit is frozen until the generator 3 is back in the feed mode.

Claims (19)

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Anschluss eines zweipoligen Schaltkreiselements, insbesondere eines Verbrauchers, eines Generators oder eines Akkumulators, an ein mehrphasiges Wechselspannungsnetzwerk, dadurch gekennzeichnet, dass a) zumindest zwei Spannungen (V1; ..., Vn) zwischen den Anschlüssen des Wechselspannungsnetzwerk, insbesondere für alle Phasen die Spannung (Vi, ..., Vn) zwischen jeweils einer Phase und dem Nullleiter, ermittelt werden, b) dass eine Anzahl von Schaltkonfigurationen vorgegeben wird, mit der das Element an das Wechselspannungsnetzwerk anschließbar ist, wobei jene Schaltkonfiguration ausgewählt wird, bei der der Unterschied zwischen der größten ermittelten Spannung (V1; Vn) und der kleinsten ermittelten Spannung unter allen möglichen Schaltkonfigurationen am geringsten ist, und c) dass die Spannungsmessung des Schritts a) in Zeitabständen wiederholt wird und die Auswahl der Schaltkonfiguration gemäß Schritt b) bei Änderung der ermittelten Spannungen wiederholt wird.A method for connecting a bipolar circuit element, in particular a load, a generator or a rechargeable battery, to a multiphase AC network, characterized in that a) at least two voltages (V1, ..., Vn) between the terminals of the AC network, in particular for all phases, the voltage (Vi, ..., Vn) between each one phase and the neutral, are determined, b) that a number of switching configurations is specified, with which the element is connectable to the AC network, said switching configuration selected in which the difference between the largest detected voltage (V1, Vn) and the smallest detected voltage is lowest among all possible switching configurations, and c) that the voltage measurement of step a) is repeated at intervals and the selection of the switching configuration according to step b) when changing the determined spa repeated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) jeweils diejenigen Spannungen (V^ ..., Vn) ermittelt werden, die bei den vorgegebenen Schaltkonfigurationen am jeweiligen Schaltkreiselement anliegen.2. The method according to claim 1, characterized in that in step a) in each case those voltages (V ^ ..., Vn) are determined, which abut the given circuit configurations on the respective circuit element. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) die Phasenspannungen, nämlich die Spannungen (V!, ..., Vn) zwischen dem Nullleiter und dem jeweiligen Phasenanschluss, ermittelt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in step a) the phase voltages, namely the voltages (V!, ..., Vn) between the neutral conductor and the respective phase connection, are determined. 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Phase jeweils eine Schaltkonfiguration vorgegeben wird, wobei jeweils einer der Anschlüsse des Elements mit dem Nullleiter und der jeweils andere Anschluss des Elements mit der jeweiligen Phase verbunden wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for each phase in each case a switching configuration is predetermined, in each case one of the terminals of the element is connected to the neutral conductor and the respective other terminal of the element with the respective phase. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Messung der Spannung (V!, ..., Vn) jeweils ein über mehrere Sekunden bis Minuten gemittelter Wechselspannungsmittelwert ermittelt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the measurement of the voltage (V!, ..., Vn) in each case averaged over several seconds to minutes AC voltage value is determined. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zweipoligen Elements ein Generator oder ein Energie abgebender oder zu entladender Akkumulator verwendet wird, dass die Phase mit der geringsten Spannung gewählt wird und dass jeweils diejenigen Schaltkonfiguration ermittelt wird, bei der das zweipolige Element mit einem Anschluss an den Nullleiter und mit dem anderen Anschluss an die Phase mit der geringsten Spannung angeschlossen wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as a bipolar element, a generator or an energy donating or discharging accumulator is used, that the phase is selected with the lowest voltage and that in each case that switching configuration is determined, in which the bipolar Element is connected with one terminal to the neutral and with the other terminal to the phase with the lowest voltage. 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zweipoligen Elements ein Verbraucher oder ein zu ladender Akkumulator verwendet wird, dass die Phase mit der größten Spannung ermittelt wird und dass jeweils diejenigen Schaltkonfiguration gewählt wird, bei der das zweipolige Element mit einem Anschluss an den Nullleiter und mit dem anderen Anschluss an die Phase mit der größten Spannung angeschlossen wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a consumer or a battery to be charged is used as the two-pole element, that the phase is determined with the largest voltage and that in each case that switching configuration is selected, in which the two-pole element with a Connection to the neutral and connected to the other terminal to the phase with the largest voltage. 8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom zweipoligen Element abgegebene oder aufgenommene Leistung (P) ermittelt wird und das Verhältnis zwischen der ermittelten Leistung (P) und einer für das Element vorgegebenen Nennleistung (Pmax) ermittelt wird, und eine Umschaltung nur dann vorgenommen wird, wenn a) für den Fall, dass das Element ein Verbraucher oder ein zu ladender Akkumulator ist:8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the output from the bipolar element or recorded power (P) is determined and the ratio between the determined power (P) and a predetermined power for the element (Pmax) is determined, and a switchover is made only if: a) in the event that the element is a consumer or a battery to be charged: b) für den Fall, dass das Element ein Erzeuger oder ein zu entladender Akkumulator ist:b) in the case where the element is a generator or an accumulator to be discharged: wobei AV einen vorgegebenen Spannungsparameter zwischen 2% und 10% der Netzspannung bezeichnet, VPH die Spannung an der aktuell gewählten Phase bezeichnet und V Hyst eine Hysteresespannung bezeichnet, der höchstens 5% des Spannungsparameters AV aber nicht weniger als 1% der Netzspannung beträgt.where AV denotes a predetermined voltage parameter between 2% and 10% of the mains voltage, VPH denotes the voltage at the currently selected phase and V Hyst denotes a hysteresis voltage which is at most 5% of the voltage parameter AV but not less than 1% of the mains voltage. 9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als zweipoliges Element ein Akkumulator gewählt wird, der bei Überschreitung eines oberen Spannungsschwellenwerts durch eine der ermittelten Spannungen (V1; ..., Vn) in einen Ladezustand gebracht wird und bei Unterschreitung eines unteren Spannungsschwellenwerts durch eine der ermittelten Spannungen (Vi, ..., Vn) in einen Entladezustand gebracht wird.9. The method according to any one of the preceding claims, wherein as a two-pole element, an accumulator is selected, which is brought into a state of charge when exceeding an upper threshold voltage by one of the determined voltages (V1, ..., Vn) and falls below a lower voltage threshold by one of the detected voltages (Vi, ..., Vn) is brought into a discharge state. 10. Anordnung umfassend ein mehrphasiges Wechselspannungsnetzwerk und ein zweipoliges Schaltkreiselement, insbesondere einen Verbraucher, einen Generator oder einen Akkumulator, gekennzeichnet durch a) eine an das Wechselspannungsnetzwerk angeschlossene Messeinrichtung zur Messung von Spannungen (Vi, ..., Vn) zwischen den Anschlüssen des Wechselspannungsnetzwerk, insbesondere der Spannung (V^ ..., Vn) zwischen jeweils einer Phase und dem Nullleiter für alle Phasen, b) ein an das Wechselspannungsnetzwerk sowie an das Element angeschlossenes Schaltnetzwerk mit dem eine Anzahl von Schaltkonfigurationen einstellbar ist, mit der das Element an das Wechselspannungsnetzwerk abschließbar ist, sowie c) eine an die Messeinheit und an das Schaltnetzwert angeschlossene Steuereinheit, die jene Schaltkonfiguration auswählt, bei der der Unterschied zwischen der größten ermittelten Spannung (V^ ..., Vn) und der kleinsten ermittelten Spannung unter allen möglichen Schaltkonfigurationen am geringsten ist, und die die Messeinrichtung wiederholt in vorgegebenen Zeitabständen triggert und die Auswahl der Schaltkonfiguration gegebenenfalls erneut veranlasst.10. Arrangement comprising a multiphase AC network and a two-pole circuit element, in particular a consumer, a generator or an accumulator, characterized by a) connected to the AC network measuring device for measuring voltages (Vi, ..., Vn) between the terminals of the AC network , in particular the voltage (V ^ ..., Vn) between in each case one phase and the neutral for all phases, b) a switching network connected to the AC network and to the element with which a number of switching configurations can be set with which the element is connected c) a control unit connected to the measuring unit and to the switching power supply, which selects that switching configuration in which the difference between the largest detected voltage (V ^ ..., Vn) and the lowest detected voltage among all possible ones Switching configurations on the geri is feared, and repeatedly triggers the measuring device at predetermined intervals and optionally causes the selection of the switching configuration again. 11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit jeweils diejenigen Spannungen (V1; ..., Vn) ermittelt, die bei den einzelnen Schaltkonfigurationen am jeweiligen Element anliegen.11. Arrangement according to claim 10, characterized in that the measuring unit in each case those voltages (V1, ..., Vn) determined, which rest at the individual switching configurations on the respective element. 12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit die Phasenspannungen, nämlich die Spannungen (\Λ, ..., Vn) zwischen dem Nullleiter und dem jeweiligen Phasenanschluss, ermittelt.12. Arrangement according to claim 10 or 11, characterized in that the measuring unit determines the phase voltages, namely the voltages (\ Λ, ..., Vn) between the neutral conductor and the respective phase connection. 13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltnetzwerk für jede Phase jeweils eine Schaltkonfiguration aufweist, bei der einer der Anschlüsse des Elements mit dem Nullleiter und der jeweils andere Anschluss des Elements mit der jeweiligen Phase verbunden ist.13. Arrangement according to one of claims 10 to 12, characterized in that the switching network for each phase in each case has a switching configuration in which one of the terminals of the element to the neutral conductor and the respective other terminal of the element is connected to the respective phase. 14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit bei der Messung der Spannung (V!, ..., Vn) jeweils ein über mehrere Sekunden bis Minuten gemittelter Wechselspannungsmittelwert ermittelt.14. Arrangement according to one of claims 10 to 13, characterized in that the measuring unit in the measurement of the voltage (V!, ..., Vn) in each case averaged over several seconds to minutes AC voltage value determined. 15. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweipolige Element durch einen ein Generator oder einen Energie abgebenden oder zu entladenden Akkumulator ausgebildet ist, dass die Steuereinheit diejenige Phase auswählt, die die geringste Spannung gegenüber dem Nullleiter aufweist wird und dass die Steuereinheit eine Schaltkonfiguration beim Schaltnetzwerk vornimmt, und das zweipolige Element mit einem Anschluss mit Nullleiter und den anderen Anschluss mit der Phase mit der geringsten Spannung verbindet.15. Arrangement according to one of claims 10 to 14, characterized in that the two-pole element is formed by a generator or an energy releasing or to be discharged accumulator, that the control unit selects that phase which has the lowest voltage relative to the neutral and in that the control unit performs a switching configuration in the switching network, and connects the two-pole element with a connection with neutral and the other connection with the phase with the lowest voltage. 16. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweipolige Element durch einen ein Verbraucher oder einen zu ladenden Akkumulator ausgebildet ist, dass die Steuereinheit diejenige Phase auswählt, die die größte Spannung gegenüber dem Nullleiter aufweist wird und dass die Steuereinheit eine Schaltkonfiguration beim Schaltnetzwerk vornimmt, und das zweipolige Element mit einem Anschluss mit Nullleiter und den anderen Anschluss mit der Phase mit der größten Spannung verbindet.16. Arrangement according to one of claims 10 to 14, characterized in that the two-pole element is formed by a consumer or a battery to be charged, that the control unit selects that phase which has the greatest voltage relative to the neutral and that the control unit performs a switching configuration on the switching network and connects the two-pole element with one terminal to the neutral and the other terminal to the phase with the largest voltage. 17. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungsmesseinheit vorgesehen ist, die vom zweipoligen Element abgegebene oder aufgenommene Leistung (P) ermittelt und an die Steuereinheit übermittelt und das Verhältnis zwischen der ermittelten Leistung (P) und einer für das Element vorgegebenen Nennleistung (Pmax) ermittelt, wobei die Steuereinheit eine Umschaltung nur dann vornimmt, wenn a) für den Fall, dass das Element ein Verbraucher oder ein zu ladender Akkumulator ist:17. Arrangement according to one of claims 10 to 16, characterized in that a power measuring unit is provided, the output from the bipolar element or recorded power (P) and transmitted to the control unit and the ratio between the determined power (P) and a for determines the element predetermined power (Pmax), wherein the control unit performs a switching only if a) in the case that the element is a consumer or a battery to be charged: b) für den Fall, dass das Element ein Erzeuger oder ein zu entladender Akkumulator ist:b) in the case where the element is a generator or an accumulator to be discharged: wobei AV einen vorgegebenen Spannungsparameter zwischen 2% und 10% der Netzspannung bezeichnet, VPH die Spannung an der aktuell gewählten Phase bezeichnet und V Hyst eine Hysteresespannung bezeichnet, der höchstens 5% des Spannungsparameters AV aber nicht weniger als 1% der Netzspannung beträgt.where AV denotes a predetermined voltage parameter between 2% and 10% of the mains voltage, VPH denotes the voltage at the currently selected phase and V Hyst denotes a hysteresis voltage which is at most 5% of the voltage parameter AV but not less than 1% of the mains voltage. 18. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschaltung von der Steuereinheit nach einer einstellbaren fixen oder variablen Verzögerung (z.B. Zeit-invers Charakteristik) ausgeführt wird.18. Arrangement according to one of claims 10 to 17, characterized in that a changeover from the control unit is carried out after an adjustable fixed or variable delay (for example time-inverse characteristic). 19. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei das zweipolige Element ein Akkumulator ist und die Steuereinheit bei Überschreitung eines oberen Spannungsschwellenwerts durch eine der ermittelten Spannungen (ΝΛ, Vn) den Akkumulator in einen Ladezustand bringt, und wobei die Steuereinheit bei Unterschreitung eines unteren Spannungsschwellenwerts durch eine der ermittelten Spannungen (\Λ, ..., Vn) den Akkumulator in einen Entladezustand bringt.19. Arrangement according to one of claims 10 to 17, wherein the two-pole element is an accumulator and the control unit brings when exceeding an upper threshold voltage by one of the determined voltages (ΝΛ, Vn) the accumulator in a state of charge, and wherein the control unit falls below a lower voltage threshold by one of the determined voltages (\ Λ, ..., Vn) brings the accumulator in a discharge state.
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