DE1159081B

DE1159081B - Verfahren zum selbsttaetigen Ein- und Ausschalten von Zusatz-Strom-Verbrauchern in Abhaengigkeit vom Winkel zwischen Strom und Spannung der UEbertragungsleitung im Energieverteilungsnetz

Info

Publication number: DE1159081B
Application number: DEL23527A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Curt Lommel
Original assignee: CURT LOMMEL DR ING
Current assignee: CURT LOMMEL DR ING
Priority date: 1955-11-28
Filing date: 1955-11-28
Publication date: 1963-12-12

Description

Verfahren zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten von Zusatz-Strom-Verbrauchern in Abhängigkeit vom Winkel zwischen Strom und Spannung der Übertragungsleitung im Energieverteilungsnetz In elektrischen Energieverteilungsnetzen ist man im Interesse einer gleichmäßigen Belastung der Elektrizitätswerke bestrebt, die sogenannten Stromtäler auszugleichen, d. h. in den Zeiten eines allgemein hohen Stromverbrauches gewisse Verbraucher, wie z. B. Heißwasserspeicher, Futterdämpfer, Kühlaggregate, chemische Bäder, abzuschalten. Diese Zusatz-Strom-Verbraucher sollen nur in Zeiten allgemein geringer Netzbelastung eingeschaltet werden. Die Schaltung dieser Verbraucher erfolgt bisher durch Fernsteuerung. Um besondere Fernsteuerleitungen zu sparen, wird meist eine Mittelfrequenzsteuerung dem Energieverteilungsnetz überlagert. Die für die Steuerung der Zusatzverbraucher hierbei notwendigen Mittelfrequenzrelais mit Siebketten sowie die Verstärker und mittelfrequenten Netzdrosseln machen mit dem aufwendigen Mittelfrequenzsender dieses Steuerungssystem sehr teuer. Billigere Steuerungsverfahren unter Ausnutzung der Spannungs- und Frequenzänderungen am Verbraucherort als charakteristischer Schaltindikatoren für die überstromverbraucher konnten nicht zur Einführung und Anwendung gelangen, da die neuzeitliche breite Anwendung der selbsttätigen Ausregelung der Frequenz sowie des Spannungsniveaus in den meist vermaschten Niederspannungsnetzen sowie die heute weitgehend angewendete Blindstromkompensation beim Abnehmer die Ausbildung der für diese Steuerungsverfahren entscheidenden Regelindikatoren verfälschten oder aufhoben.
Das Verfahren gemäß der Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten der vorstehenden Steuerungsverfahren, indem es zum Ein- und Ausschalten von Zusatz- oder überstromverbrauchern erfindungsgemäß den Winkel zwischen Strom und Spannung in der Übertragungsleitung des Verteilungsnetzes derEnergieversorgung heranzieht, und zwar durch Anwendung von cos-cf-Relais an den betreffenden Einspeisungsstellen zum Verbrauchernetz. Der Leistungsfaktor cos y) gibt an diesen Stellen ein eindeutiges Kriterium für den Lastzustand der gesamten Energieversorgung infolge der gleichbleibenden Magnetisierungsleistung der gesamten Netztransformatoren und wird von den selbsttätigen Regelungen der Frequenz und Spannung praktisch nicht beeinflußt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jedem Zusatz- oder Überschußverbraucher oder jeder Gruppe von solchen Stromverbrauchern eine Schalteinrichtung zugeordnet, welche in Abhängigkeit von dem durch die Gesamtbelastung des Netzes bedingten Leistungsfaktor (cos w,) an der betreffenden Stelle des Verteilungsnetzes die Ein- und Ausschaltung des Verbrauchers bzw. der Verbrauchergruppe im Verbrauchernetz bewirkt. Dabei kann die Anordnung auch so getroffen sein, daß die Schalteinrichtung eine an der Verbraucherspannung liegende Relaiskombination aufweist, welche auf eine durch das - die jeweilige Gesamtlast im Hauptverteilernetz charakterisierende - Leistungsfaktorrelais veranlaßte Spannungserhöhung im Verbrauchernetz anspricht und den Verbraucher bzw. die Verbrauchergruppe einschaltet, wenn die Verbraucherspannung einen vom Leistungsfaktorrelais ausgelösten einstellbaren Wert überschreitet, jedoch den Verbraucher abschaltet, wenn die Abnehmerspannung diesen Wert unterschreitet.
Gemäß der Erfindung schaltet sich also jeder überstromverbraucher bzw. jede Verbrauchergruppe selbsttätig entsprechend den im Gesamtnetz der elektrischen Versorgung herrschenden Belastungsverhältnissen ein oder aus, ohne daß es beonderer Fernsteuerleistungen oder der Netzfrequenz überlagerter höherfrequenter Steuerströme mit den dazu erforderlichen Zusatzeinrichtungen bedürfte.
Es ist ferner möglich, als weitere charakteristische Größen, in deren Abhängigkeit die Ein- und Ausschaltung der Verbraucher erfolgt, in an sich bekannter Weise die Spannungs- oder Frequenzschwankungen zusätzlich heranzuziehen. Eine Einrichtung gemäß der Erfindung arbeitet beispielsweise folgendermaßen: An irgendeiner Stelle der Abnehmerleitung befindet sich ein Zusatz- oder Gberschuß-Strom-Verbraucher, der bei abgefallenem Anker eines Zeitrelais an das Verbrauchernetz angeschlossen ist. Das Zeitrelais wird von einem spannungsempfindlichen Relais gesteuert, das über eine Glimmstrecke und einen einstellbaren Vorwiderstand an einen an der Abnehmerleitung liegenden Meßtransformator angeschlossen ist. Dieser Meßtransformator ist mit sekundären Anzapfungen zur Einstellung der jeweils gewünschten Ansprechspannung für das spannungsempfindliche Steuerrelais versehen.
Bei schwacher Belastung im Energieverteilungsnetz sollen die Zusatz- oder Überschuß-Strom-Verbraucher im Abnehmernetz angeschlossen werden. Dazu schließt ein lastcharakterisierendes Leistungsfaktorrelais an der Übertragungsleitung im Energieverteilungsnetz bei einem der Schwachlast entsprechenden (niedrigeren) Leistungsfaktor über einen Verzögerungskontakt einen Schalter zur Auslösung einer Spannungserhöhung im Verbrauchernetz (z. B. Einschalten einer höheren Sekund°äranzapfung des die Abnehmerleitung speisenden Leistungstransformators). Dadurch wird das spannungsempfindliche Steuerrelais über die anspringende Glimmstrecke erregt und öffnet den Stromkreis eines Zeitrelais, wodurch dieses abläuft mit einer Abfallverzögerung von beispielsweise 15 Minuten (damit es seine Kontakte nicht bei einer vorübergehenden, kurzzeitigen Leistungsfaktoränderung bzw. Spannungserhöhung schließt). Nach Ablauf dieser Verzögerungszeit schließt das Zeitrelais damit den Verbraucher ans Netz an.
Wenn die Gesamtbelastung im Energieverteilungsnetz wieder steigt, also der Leistungsfaktor im Hauptverteilungsnetz über eine gewisse einstellbare Grenze sich erhöht, öffnet das Leistungsfaktorrelais verzögert wieder den Spannungserhöhungssehalter. Dadurch fällt das spannungsempfindliche Steuerrelais infolge Erlöschens der Glimmstrecke ab und schließt nach einer kurzen Verzögerungszeit (beispielsweise 3 bis 5 Sekunden) den Erregerstromkreis des Zeitrelais, welches seinen Anker anzieht und damit den Verbraucher abschaltet.
Durch einen einstellbaren Vorwiderstand läßt sich das Verhältnis zwischen Ansprech- und Abfallstrom des spannungsempfindlichen Steuerrelais nach Wunsch einstellen.
Alle übrigen, an anderen Stellen des Verbrauchernetzes liegenden Zusatz- oder überschuß-Strom-Verbraucher sind ebenfalls mit einer entsprechenden Schalteinrichtung ausgerüstet, wobei der Ansprechwert für die Relaiskombination entsprechend den in der Regel unterschiedlichen Verhältnissen an den betreffenden Stellen des Verbrauchernetzes auch unterschiedlich eingestellt werden muß, damit die betreffenden Verbraucher nur dann eingeschaltet werden, wenn die Belastungsverhältnisse des Hauptverteilungsnetzes dieses gestatten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten von Zusatz- oder überschuß-Strom-Verbrauchern in elektrischen Energieverteilungsnetzen in Abhängigkeit von charakteristischen Größen des Netzes, dadurch gekennzeichnet, daß als charakteristische Größe, in deren Abhängigkeit die selbsttätige Ein- oder Ausschaltung der Verbraucher erfolgt, der Winkel zwischen Netzspannung und -strom herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere charakteristische Größe in an sich bekannter Weise die Netzspannungsschwankungen oder die Frequenzschwankungen zusätzlich herangezogen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung des Verbrauchers erst nach einer längeren Verzögerungszeit, die Abschaltung jedoch nach einer geringen Verzögerungszeit oder unverzögert erfolgt.
4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Zusatz- oder überschuß-Strom-Verbraucher oder jeder Gruppe von solchen Stromverbrauchern eine Schalteinrichtung zugeordnet ist, welche in Abhängigkeit von dem jeweiligen Winkel zwischen Netzspannung und -strom an der betreffenden Stelle des Netzes die Ein- oder Ausschaltung des Verbrauchers bzw. der Verbrauchergruppe bewirkt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung ein Relais aufweist, welches bei seinem Ansprechen den Erregerstromkreis eines Zeitrelais mit entsprechend langer Abfallverzögerung unterbricht, das nach Ablauf dieser Zeit den Verbraucherstromkreis schließt, und welches bei seinem Abfallen nach kurzer Verzögerungszeit oder unverzögert den Stromkreis des Zeitrelais schließt, das bei seiner Erregung den Verbraucherstromkreis öffnet.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Zusatz- oder Überschuß-Strom-Verbraucher oder jeder Gruppe von solchen Stromverbrauchern eine - eine im Ansprechpunkt regelbareGlimmstrecke enthaltende-Schalteinrichtung zugeordnet ist, welche die Ein-und Ausschaltung des Verbrauchers bzw. der Verbrauchergruppe bewirkt. In Betradht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 585 321, 628 338, 675 348, 928 660; AEG-Mitteilungen (1933), S. 163; ETZ, 63 (1942), S. 411.