Einrichtung zur Stabilisierung der Steuerfrequenzspanuung in tonfrequenzüberlagerten Verbrauchernetzen. Viele Verbrauehernetze weisen neuerdings Kondensatoren auf, die zur Blindlastkompen- sation dienen. Die meisten dieser Konden satoren sind an den betreffenden, Blind- leistun-# verbrauchenden Apparaten selbst an gebracht.
Dies trifft insbesondere für die <I>n</I> heute in crosser Anzahl verbreiteten Dreh- strommotoren zu.,Weitere Blindleistungskon- densatoren sind aber auch an den Speise punkten angebracht, das heisst dort, wo die Energie aus dem Mittelspannungsnetz in das Niederspannungsnetz einges-Piesen wird. Sie dienen dort ausser zur Kompensation der an fallenden Blindleistung auch zur Kompen sation induktiver Spannungsabfälle, die sich durch die Belastung längerer Freileitungen ergeben.
Es betrifft dies meistens ziemlich leistungsfähige Einheiten, die in der Grössen ordnung von 50-100% der Nennleistung des Transformators betragen. Werden auf sol chen Netzen Fernsteuerungseinriehtungen mit einer überlagerten Tonfrequenz betrieben, so wirken sich naturgemäss diese Kondensatoren in der Übertragung der Tonfrequenz ziemlich stark aus. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die Steuerfrequenz gerade einen solchen Wert hat, dass die Kapazität des Konden sators mit der Steuerreaktanz des Transfor mators ungefähr in Resonanz steht. Es tritt dann eine ganz beträchtliche Spannungs erhöhung der Steuerfrequenz auf. Daraus er geben sich verschiedene Nachteile.
Es sind dies vor allem eine unzulässig hohe Sende- leistun 'g, die dadurch bedingt ist, dass die Steuerströme die Verbraucher durchfliessen, die die betreffende Anlage verteuern, im wei teren schlechtes Funktionieren der ange schlossenen Empfängerrelais sowie Zuckun gen und' Störungen in den Verbrauchern, ins besondere in angeschlossenen Glählampen. Diese Erscheinungen sind besonders spürbar in der Nähe der Sendestelle, in denen kurze Leitungen keinen nennenswerten induktiven Spannungsabfall erzeugen können.
Wesentlich anders ist das Verhalten der Netze, in denen keine Kondensatoren auf- gestellt sind. Sie zeigen das gegenteilige Ver halten, indem am Ende längerer Stiehleitun- gen hohe induktive Spannungsabfälle eintre ten. Dies führt wiederum zu Störun-,en im Funktionieren der Relais, und es wird nach besonderen Mitteln -esucht, um hier eine Spannun--sstabilisierun'. zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung ermöglieht die Beseitigung dieser 'Mängel dadurch, dass in Seriesehaltung auf der Hochspannungsseite des Netztransformators Parallelresonanzhreise mit einstellbarem Resonanzwiderstand bezw. Resonanzfrequenz geschaltet sind.
zuin Zwecke, bei Spannungserböhungen zusätz- liehe Vorschaltresonanzwiderstände einschal ten und bei zu hohen induktiven Spannung-,- abfällen eine kapazitive, Kompensation vor nehmen züi können.
Es ist dabei nicht<I>so sehr</I> von Wichtickeit, dass die stabilisierte -Miltel- frequenz-Steuerspannung in allen Teilen des Netzes einen genau gleichen )Vert aufweist, sondern es genügt, wenn diese Spannung dem Arbeitsbereich des Relais angepasst ist. das heisst einen bestimmten Wert nicht unter- und einen bestimmten maximalen Wert nicht überschreitet.
Es zeigen auf der Zeichnung: Fig. <B>1</B> ein prinzipielles Schema, Fig. 2 die Sehaltung eines Resonanz kreises mit konstanter Resonanzfrequenz, Fig. <B>3</B> die Schaltung eines Resonanz kreises mit veränderlicher Resonanzfrequenz und Fig. 4 eine besondere Ausführung des Resonanzkreises nach Fig. 2.
In Fig. <B>1</B> bedeuten<B>1, 11, 111</B> sehematisch ancedeutete Parallelresonanzkreise, die "e- mäss der Erfindungen im Netz eingesehaltet sind. '-) bedeutet den Transformator, auf des sen Hochspannungsseite die Resonanzl#rei,.-#f- eingeschaltet sind. Mit<B>3</B> ist ein Sehalter be zeichnet, mit dessen Hilfe die Kondensatoren- batterie 4 aus- und einoeschaltet werden kann.
Auf der rechten Seite führen die Lei- tuno#en zu weiteren Niederspannungsverbrau chern. Die Figur zeigt somit, wie die Parallelresonanzkreis(# eingeschaltet werden. Fig. 2 zeigt die Sebaltung des eigentliehen <I>2n</I><B>M</B> 1Zesoiiaiizl#rei.-;e#;
. Mit<B>5</B> ist die aus den Kon densatoren<B>51, 52. 53,</B> 54 bestehende Batterie bezeichnet, deren Kapazitätswert beispiels weise vermittels des Sehleifkontaktes <B>6</B> variierl werden kann. Mit <B>7</B> ist eine regulier- hare ProsselspiiIe hezeiehnet, die aus den Teilsptileji <B>7L 7-2. 73.</B> 74 besteht.
Bei der Ver3ehiebtin"- des Splil#,ifizonii-iltes C) werden <I>en</I> versehiedene Kapazil;#itswerte mit versebie- denen In(Inktivitätswerten parallel gesebaltet, und zwar derart. dass <B>die</B> Resonaiizfreqiienz konstant bleibt. dass der für die R#-,oiiatizfi-(,(Iii#eiilz erhaltene Resonanzwider stand in einein bestininiten Verhältnis variiert.
Es "ilt hier: <B>C</B>
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Der Kreis befindet sieh in Resonanz bei der betriel)";ii-i-lissi-- aiif < ,-edruiel#teii Steuerfre- quenzspannung-. Er dient vornehmlich zür Unterdrückung überinässiger Spannunrserhö- liun--eii durch die auf der Sekundärseite des elngresehalteten Kondensato ren 4. Unwesentlich für die Erfindung sind die Anzahl der Stufen.
Diese richten sieh jedoch naeb. dein Werl der "-u%#,-iiiiselilen el Unterteilung. Der besehriebune, Parallelresonanzkreis weist eine besondere Eigenschaft auf. Uni keine --rosse Frequenzabbäncio-keit, züi erhal ten. wird uin relativ kleiner Gütefaktor
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verwendet, das heisst die für den Resonanz kreis vorgesehene Drosselspule kann klein und billi- ausfallen.
Im weiteren muss der L" Resonan7kreis umselialtbar -,eniaebt werden n und wird derart angepasst. dass während des <I>n</I> Betriebes init dem Kondens-ator keine allzu grossen Spannungserhölningen eintreten. dass <B>D C</B> aber anderseits beim Ausschalten des Kon- densators der dadurch erzeugte Spannungs abfall nicht allzu gross wird.
Ausserdem wird der Eisenkern der Spule nach Art eines Stromwandlers derart gesättigt, dass beim Eintritt eines Kurzschlusses der Eisenkern übersättigt und damit kurzschlussfest wird.
Der Kreis der Fig. <B>3,</B> der ähnlich dem jenigen der Fig. 2 aufgebaut ist, besitzt wie- t' tn derum die Kondensatorenbatterie <B>5,</B> die sich in Parallelschaltung mit der Drosselspule<B>7</B> befindet. Die Schaltung ist jedoch so ge troffen, dass im Gegensatz zu Fig. 2 die Reso,- nanzfrequenz verändert wird, dass aber dabei der Resonanzwiderstand konstant bleibt.
Es gilt hier:
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Wird daher die Resonanzfrequenz kleiner eingestellt als die Steuerfrequenz, so wirkt er im Zuge der Leitung kapazitiv und kom pensiert damit einen allzu grossen induktiven Spannungsabfall, der hervorgerufen wurde durch eine vorangehende längere Leitung. rm Gegensatz zum vorigen Kreis wird daher dieser mit einem möglichst hohen Gütefak tor Q ausgerüstet.
Fig. 4 zeigt im Prinzip dasselbe wie Fig.2. Es kommt jedoch vor, dass die Kon densatoren der Batterie für die Kapazität und die Bel'aistungsspann-ung keine handels- cl üblichen Werte verwendet werden können (beispi#lswe,ise eine ausserordentlich hohe Kapazität bei sehr kleiner Spannung).
In die-- sern Falle kann die Kondensatorbatterie über einen Autotrausformator <B>8</B> angeschlossen werden, und zwar derart, dass die Konden satoren höherer Spannungen und kleinerer Kapazitäten an eine höhere Spannung des Autotransformators zu liegen kommen.
Device for stabilizing the control frequency voltage in audio frequency superimposed consumer networks. Many consumer networks recently have capacitors that are used for reactive load compensation. Most of these capacitors are attached to the relevant reactive power # consuming apparatus.
This applies in particular to the <I> n </I> three-phase motors that are widely used today. However, further reactive power capacitors are also attached to the feed points, i.e. where the energy from the medium-voltage network enters the low-voltage network is fed in. In addition to compensating for the reactive power that occurs, they also serve to compensate for inductive voltage drops that result from the load on longer overhead lines.
This mostly concerns fairly powerful units, which are in the order of magnitude of 50-100% of the transformer's rated power. If remote control devices with a superimposed audio frequency are operated on such networks, these capacitors naturally have a fairly strong effect on the transmission of the audio frequency. This is particularly the case when the control frequency has just such a value that the capacitance of the capacitor is approximately in resonance with the control reactance of the transformer. There is then a very considerable voltage increase in the control frequency. This gives rise to various disadvantages.
Above all, this is an impermissibly high transmission power, which is due to the fact that the control currents flow through the consumers, which make the system in question more expensive, as well as poor functioning of the connected receiver relays and jerks and disturbances in the consumers , especially in connected incandescent lamps. These phenomena are particularly noticeable in the vicinity of the transmission point, where short lines cannot generate any noteworthy inductive voltage drop.
The behavior of networks in which no capacitors are installed is significantly different. They show the opposite behavior in that high inductive voltage drops occur at the end of longer conductor lines. This in turn leads to malfunctions in the functioning of the relays, and special means are sought in order to stabilize the voltage here. . to achieve.
The present invention makes it possible to eliminate these 'deficiencies in that, in series operation on the high-voltage side of the network transformer, parallel resonance travel with adjustable resonance resistance and / or. Resonant frequency are switched.
for the purpose of switching on additional series resonance resistors in the event of voltage increases and capacitive compensation can be carried out in the event of excessively high inductive voltage drops.
It is not <I> so much </I> important that the stabilized middle frequency control voltage has exactly the same value in all parts of the network, but it is sufficient if this voltage is adapted to the operating range of the relay . that means not falling below a certain value and not exceeding a certain maximum value.
In the drawing: FIG. 1 shows a basic scheme, FIG. 2 shows a resonance circuit with a constant resonance frequency, FIG. 3 shows the circuit of a resonance circuit with a variable resonance frequency and FIG. 4 shows a particular embodiment of the resonance circuit according to FIG. 2.
In FIG. 1, 1, 11, 111 denote schematically indicated parallel resonance circuits which "are maintained in the network according to the inventions." -) denotes the transformer on whose sen The high-voltage side the resonance line, .- # f- are switched on. <B> 3 </B> denotes a switch, with the help of which the capacitor battery 4 can be switched off and on.
On the right-hand side, the lines lead to further low-voltage consumers. The figure thus shows how the parallel resonant circuit (# are switched on. Fig. 2 shows the circuitry of the actual <I>2n</I> <B> M </B> 1Zesoiiaiizl # rei .-; e #;
. With <B> 5 </B> the battery consisting of the capacitors <B> 51, 52, 53, </B> 54 is referred to, the capacity value of which can be varied, for example, by means of the sliding contact <B> 6 </B> can. With <B> 7 </B> a regulable ProsselspiiIe is indicated, which consists of the partial patterns <B> 7L 7-2. 73. </B> 74 exists.
In the case of the owner "- des Splil #, ifizonii-iltes C), <I> en </I> different capacities; #its values are split up with different In (activity values in parallel, in such a way. That <B> the </ B > The resonance frequency remains constant so that the resonance resistance obtained for the R #, oiiatizfi - (, (III # eiilz varies in a certain ratio.
It applies here: <B> C </B>
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The circle is in resonance with the betriel) "; ii-i-lissi-- aiif <, -edruiel # teii control frequency voltage-. It primarily serves to suppress excessive voltage increase - eii caused by those held on the secondary side of the voltage Capacitors ren 4. The number of stages is not essential to the invention.
These judge, however, see next. Your value of the "-u% #, - iiiiselilen el subdivision. The besehriebune, parallel resonance circuit has a special property. Uni no - large frequency dependency, can be obtained. It is a relatively small quality factor
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used, that is, the choke coil provided for the resonance circuit can be small and cheap.
In addition, the L "resonance circuit must be encapsulated -, activated and adjusted in such a way that no excessive voltage increases occur with the capacitor during <I> n </I> operation. That <B> DC </B> on the other hand, when the capacitor is switched off, the voltage drop generated thereby does not become too great.
In addition, the iron core of the coil is saturated in the manner of a current transformer in such a way that when a short circuit occurs, the iron core becomes oversaturated and thus becomes short-circuit-proof.
The circuit of FIG. 3, which is constructed similarly to that of FIG. 2, in turn has the capacitor battery 5, which is connected in parallel with the choke coil <B> 7 </B> is located. However, the circuit is made in such a way that, in contrast to FIG. 2, the resonance frequency is changed, but that the resonance resistance remains constant.
The following applies here:
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Therefore, if the resonance frequency is set to be lower than the control frequency, it acts capacitively in the course of the line and compensates for an excessively large inductive voltage drop that was caused by a preceding, longer line. In contrast to the previous circuit, this one is therefore equipped with the highest possible quality factor Q.
Fig. 4 shows in principle the same as Fig.2. It happens, however, that the capacitors of the battery cannot be used for the capacity and the load voltage (for example, an extraordinarily high capacity with a very low voltage).
In this case, the capacitor bank can be connected via an autotransformer <B> 8 </B> in such a way that the capacitors of higher voltages and smaller capacities come to a higher voltage of the autotransformer.