DE1187718B

DE1187718B - Reactive power control system

Info

Publication number: DE1187718B
Application number: DES65676A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Siegfried Waller; Dipl-Ing Harald Haeusler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-10-31
Filing date: 1959-10-31
Publication date: 1965-02-25

Description

Blindleistungsregelanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine Blindleistungsanlage, bei der mit Hilfe einer Schützenkette in Abhängigkeit von zwei Blindleistungsrelais eine Zu-oder Abschaltung von Kondensatoreinheiten vorgenommen wird.Reactive power control system The invention relates to a reactive power system, with the help of a contactor chain depending on two reactive power relays a connection or disconnection of capacitor units is carried out.

Bei derartigen Anlagen besteht die Forderung, daß die Zu- und Abschaltung der einzelnen Stufen nicht unmittelbar sondern zeitverzögert erfolgt, um einen übermäßigen Verschleiß an den Schaltschützen zu verhindern. Um dieser Forderung gerecht zu werden, hat man jedem Hilfs- oder Kondensatorschaltschütz der Kette für die Zu- und Abschaltung der Einheiten zwei Zeitrelais zugeordnet, wobei das eine für die verzögerte Zuschaltung und das andere für die verzögerte Abschaltung dient. Es werden also für jede Schaltstufe bzw. für jede Kondensatoreinheit neben dem eigentlichen Schaltschütz zwei Zeitrelais und gegebenenfalls ein Hilfsschütz benötigt. Der Aufwand an Schaltmitteln ist daher, insbesondere bei großen Anlagen, recht erheblich. Dazu kommt, daß bei einer zentralen Messung für jede Schaltstufe bei Verzicht auf die Hilfsschütze fünf Steuerleitungen erforderlich sind.In such systems there is a requirement that the connection and disconnection of the individual stages is not immediately but with a time delay in order to avoid excessive To prevent wear on the contactors. To meet this requirement, you have every auxiliary or capacitor contactor in the chain for connection and disconnection of the units are assigned two timing relays, one for the delayed connection and the other is used for delayed shutdown. So there will be for each switching step or two time relays for each capacitor unit in addition to the actual contactor and an auxiliary contactor may be required. The cost of switching means is therefore especially with large systems, quite considerably. In addition, there is a central Measurement of five control lines for each switching stage if the auxiliary contactors are not used required are.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Blindleistungsregelanlage zu schaffen, die erheblich weniger Aufwand erfordert und damit auch einfacher und übersichtlicher im Aufbau wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der gesamten Schützenkette nur zwei in Abhängigkeit von den Blindleistungsrelais gesteuerte Zeitrelais zugeordnet sind, wobei das eine für die verzögerte Zuschaltung und das andere für die verzögerte Abschaltung der einzelnen Kondensatoreinheiten dient.The object of the invention is to provide a reactive power control system to create that requires significantly less effort and thus also easier and the structure becomes clearer. This is achieved according to the invention in that of the entire contactor chain only two depending on the reactive power relay controlled time relays are assigned, one for the delayed connection and the other for the delayed shutdown of the individual capacitor units serves.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist mit Hilfe eines zusätzlichen Zeitrelais die Rücklaufzeit der beiden Zeitrelais in die Nullstellung einstellbar. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, beim Hochfahren und Abschalten der Anlage die Zu- und Abschaltung der Kondensatoreinheiten zu beschleunigen.According to a further proposal of the invention is with the help of an additional Time relay, the ramp-down time of the two time relays in the zero position can be set. This enables the system to be started up and switched off to accelerate the connection and disconnection of the capacitor units.

An Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, wird die erfindungsgemäße Regelanlage näher erläutert. Mit 1 ist das Drehstromnetz bezeichnet, dessen Blindleistungsbedarf geregelt werden soll. Hierzu dienen Kondensatoreinheiten c10 bis c15, die mit Hilfe der Schütze C10 bis C15 zu- und abgeschaltet werden sollen. Hierbei soll der Kondensator c10 nur die halbe Einheitsleistung der Kondensatoreinheiten c11 bis c15 besitzen. Die Schaltungsanordnung soll nun derart ausgebildet sein, daß im Regelbetrieb jeweils nur eine halbe Einheit zu- und abgeschaltet werden soll. Die Steuerung der Schütze C10 bis C15 erfolgt mit Hilfe einer Schützenkette D 10 bis D 15. Als Schütze werden hierbei erfindungsgemäß Remanenzschütze verwendet. Da für die Einschaltung der Remanenzschütze ein Gleichstromstoß benötigt wird, ist ein Gleichrichter Gl vorgesehen, der über einen Widerstand R 1 einen Kondensator C auflädt.The control system according to the invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment is shown. The three-phase network is designated by 1 , the reactive power requirement of which is to be regulated. Capacitor units c10 to c15 are used for this and are to be switched on and off using contactors C10 to C15. In this case, the capacitor c10 should only have half the unit power of the capacitor units c11 to c15. The circuit arrangement should now be designed in such a way that only half a unit should be switched on and off in normal operation. The contactors C10 to C15 are controlled with the aid of a contactor chain D 10 to D 15. In this case, according to the invention, remanence contactors are used as contactors. Since a direct current surge is required to switch on the remanence contactors, a rectifier Gl is provided which charges a capacitor C via a resistor R 1.

Mit e 1 und e 2 sind die Kontakte von Blindleistungsrelais bezeichnet, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Schaltung ist nun so aufgebaut, daß beim Schließen des Kontaktes e1 eine Kondensatoreinheit zugeschaltet und beim Schließen des Kontaktes e2 eine Kondensatoreinheit abgeschaltet wird. Mit D 1 und D 2 sind zwei Hilfsrelais bezeichnet, denen zwei Zeitrelais D 91 und D 92 zugeordnet sind. Mit Hilfe des Zeitrelais D 91 wird die Zuschaltverzögerung und mit Hilfe des Relais D 92 die Abschaltverzögerung herbeigeführt. Da die Zeitrelais meist eine endliche Rücklaufzeit besitzen, ist noch ein weiteres Hilfszeitrelais D 93 vorgesehen, das ein Rücklaufen der Zeitrelais D 91 und D 92 sicherstellen soll. Das Zeitrelais D 93 wird beispielsweise auf die halbe Laufzeit der beiden anderen Zeitrelais eingestellt. Eine kürzere Zeiteinstellung ergibt hierbei die Möglichkeit, daß bei länger anstehendem Zu- oder Abschaltkommando durch den Kontakte 1 bzw. e2 das Zu- und Abschalten weiterer Stufen mit geringerer Zeitverzögerung erfolgt. Dies ist insbesondere bei raschem Zu- oder Abschalten einer größeren Zahl von Blindleistungsverbrauchern von Bedeutung.The contacts of reactive power relays, which are not shown in the drawing, are denoted by e 1 and e 2. The circuit is now structured in such a way that a capacitor unit is switched on when contact e1 is closed and a capacitor unit is switched off when contact e2 is closed. With D 1 and D 2 two auxiliary relays are referred to, to which two timing relays D 91 and D 92 are assigned. The switch-on delay is brought about with the aid of the timing relay D 91 and the switch-off delay is brought about with the aid of the relay D 92. Since the timing relays usually have a finite ramp-down time, a further auxiliary timing relay D 93 is provided, which is intended to ensure that the timing relays D 91 and D 92 run back. The timing relay D 93 is set, for example, to half the running time of the other two timing relays. A shorter time setting enables further stages to be switched on and off with a shorter time delay in the event of a longer connection or disconnection command from contacts 1 or e2. This is particularly important when a large number of reactive power consumers are switched on or off quickly.

Ferner ist noch ein Wahlschalter b 0 für die Umschaltung von Hand- auf Automatikbetrieb vorgesehen. Mit Hilfe der Tastschalter b 1 und b 2 können die einzelnen Kondensatoreinheiten bei Handbetrieb unmittelbar zu- und abgeschaltet werden, was weiter unten noch näher erläutert wird. In der Zeichnung ist der Schaltzustand dargestellt, der sich bei nicht unter Spannung stehenden Leitungen RS ergibt. Ferner sei bemerkt, daß die zu ein und demselben Relais gehörenden Kontakte mit fortlaufenden Zahlen bezeichnet sind. Beispielsweise sind die Kontakte des Relais D 1 mit d 11, d 12, d 13 und d14 bezeichnet.A selector switch b 0 is also provided for switching from manual to automatic mode. With the help of the pushbutton switches b 1 and b 2, the individual capacitor units can be switched on and off directly in manual mode, which will be explained in more detail below. The drawing shows the switching state that results when the RS lines are not energized. It should also be noted that the contacts belonging to one and the same relay are labeled with consecutive numbers. For example, the contacts of the relay D 1 are labeled d 11, d 12, d 13 and d14.

Die Arbeitsweise der Regelanlage bei Automatikbetrieb ist wie folgt: Wird die Anlage unter Spannung gesetzt, so erhält vorerst das Hilfszeitrelais D 93 Spannung. Es zieht nach der vorgegebenen Verzögerungszeit an, beispielsweise nach 10 Sekunden. Beim Schließen des Arbeitskontaktes d931 (links oben) wird der Stromkreis der Relais D 1 und D 2 vorbereitet. Weiter werden die Ruhekontakte d932 und d933 geöffnet und der Arbeitskontakt d934 desselben Relais geschlossen, was jedoch vorerst keine Änderung des Schaltzustandes hervorruft. Wird einer der beiden Kontakte e1, e2 der Blindleistungsrelais geschlossen, beispielsweise der Kontakt e1, so erhält das Relais D 1 Spannung, und zwar über die Kontakte d 931, d 43, d 102, d 114, d 134, d 154, d 33 und e 1. Das Relais D 1 zieht an und schließt seinen Arbeitskontakt d 11, wodurch das Zeitrelais D 91 an Spannung gelegt wird. Es öffnet seinen Ruhekontakt d17 im Stromkreis des Hilfszeitrelais D93 und schließt seinen Arbeitskontakt d12, so daß nach Abfallen des Zeitrelais D 93 die Stromversorgung des Relais D 1 aufrechterhalten wird. Ferner wird der Selbsthaltestromkreis des Hilfsrelais D 3 durch Schließen des Arbeitskontaktes d 13 vorbereitet.The operation of the control system in automatic mode is as follows: If the system is energized, the auxiliary time relay D 93 receives voltage first. It picks up after the specified delay time, for example after 10 seconds. When the normally open contact d931 (top left) closes, the circuit for relays D 1 and D 2 is prepared. Furthermore, the normally closed contacts d932 and d933 are opened and the normally open contact d934 of the same relay is closed, which, however, initially does not cause any change in the switching state. If one of the two contacts e1, e2 of the reactive power relay is closed, for example contact e1, the relay D 1 receives voltage via contacts d 931, d 43, d 102, d 114, d 134, d 154, d 33 and e 1. The relay D 1 picks up and closes its normally open contact d 11, whereby the time relay D 91 is connected to voltage. It opens its normally closed contact d17 in the circuit of the auxiliary timing relay D93 and closes its working contact d12, so that the power supply of the relay is maintained D 1 after the fall of the timing relay D 93rd Furthermore, the self-holding circuit of the auxiliary relay D 3 is prepared by closing the normally open contact d 13.

Nach einer vorgegebenen Zeit, z. B. nach 20 Sekunden, zieht das an Spannung gelegte Zeitrelais D91 an und schließt seinen Arbeitskontakt d 911. Hierdurch erhält das Remanenzschütz D 10 Spannung über den Arbeitskontakt d911 und den Ruhekontakt d 45 des Hilfsrelais D 4. Das Remanenzschütz D 10 schließt seinen Arbeitskontakt d 101 im Stromkreis des Schützes C 10, so daß letzteres die Kondensatoreinheit c 10 einschaltet.After a predetermined time, e.g. B. after 20 seconds, the energized timing relay D91 picks up and closes its normally open contact d 911. As a result, the remanence contactor D 10 receives voltage via the normally open contact d911 and the normally closed contact d 45 of the auxiliary relay D 4. The remanent contactor D 10 closes its normally open contact d 101 in the circuit of the contactor C 10, so that the latter turns on the capacitor unit c 10.

Beim Einschalten des Remanenzschützes D10 wird der Ruhekontakt d102 im Stromkreis des Relais D 1 geöffnet, so daß letzteres abfällt. Hierdurch wird der Kontakt d 17 im Stromkreis des Hilfszeitrelais D 93 geschlossen. Die Anlaufzeit des Zeitrelais D 93 ist so bemessen, daß der Rücklauf des Zeitrelais D 91 inzwischen beendet ist. Zieht das Hilfszeitrelais D 93 wiederum an, so wird der Arbeitskontakt d931 erneut geschlossen. Die Signalgabe von den Blindleistungsrelais e 1 und e 2 ist somit wieder freigegeben. Beim Schließen des Hilfszeitrelais D 93 erhält nun auch das Hilfsrelais D 4 Spannung, und zwar über die Kontakte d 931, d 16, d 26, d 104 und d 41. Das Relais D 4 hält sich in der Folge selbst über seinen Selbsthaltekontakt d42 und den Arbeitskontakt d 105 des Remanenzschützes D 10. When the remanence contactor D10 is switched on, the normally closed contact d102 in the circuit of the relay D 1 is opened, so that the latter drops out. This closes contact d 17 in the circuit of auxiliary timer relay D 93. The start-up time of the timing relay D 93 is dimensioned so that the return of the timing relay D 91 has ended in the meantime. If the auxiliary timer relay D 93 picks up again, the normally open contact d931 is closed again. The signaling from the reactive power relays e 1 and e 2 is thus enabled again. When closing the auxiliary time relay D 93 also the auxiliary relay D now receives 4 voltage, via the contacts d 931, d 16, d 26, d 104, and d 41. The relay D 4 holds in the sequence itself on its self-holding contact d42 and the normally open contact d 105 of the remanence contactor D 10.

Angenommen, es kommt ein weiteres Zuschaltsignal über den Relaiskontakt e 1, so wird das Zeitrelais D 91 wieder in Gang gesetzt. Beim Schließen seines Arbeitskontaktes d911 erhält nun das Remanenzschütz D 11 einen Stromimpuls, und zwar über den beim Anziehen des Hilfsrelais D 4 geschlossenen Arbeitskontakt d46 und den Ruhekontakt d34 des Relais D 3. Das Remanenzschütz D 11 schaltet nun mit Hilfe seines Kontaktes d111 das Schütz C11 und damit die Kondensatoreinheitc11 zu. Gleichzeitig wird der Kontakt d114 des Remanenzschützes D 11 geöffnet, so daß das Hilfsrelais D 1 abfällt. Das Hilfszeitrelais D 93 wird nun wieder in Gang gesetzt. Dieses bereitet nach Ablauf der eingestellten Zeit durch Schließen seines Kontaktes d931 den Stromkreis der beiden Hilfsrelais D 1 und D 2 wieder vor. Gleichzeitig wird das Hilfsrelais D 3 an Spannung gelegt, und zwar über die Kontakte d 931,d 44, d 103, d113, d123, d143, d14, d24 und d934. Das Hilfsrelais D 3 öffnet nun seinen Ruhekontakt d 34 und schließt seinen Arbeitskontakt d35. Ferner wird der Kontakt d 32 geschlossen und der Kontakt d 33 geöffnet. Kommt nun ein weiteres Zuschaltsignal von e l, so erhält das Hilfsrelais D1 wiederum Spannung, und zwar jetzt über d931, d44, d103, d113, d123, d143, d14, d24 und d32. Damit wird wiederum das Zeitrelais D 91 zum Anlaufen gebracht, das erneut seinen Kontakt d 911 schließt. Hierdurch erhält nun das Remanenzschütz D 12 einen Einschaltimpuls, und zwar über den Kontakt d911, den noch immer geschlossenen Kontakt d46, den Kontakt d35 des Relais D 3 und den Arbeitskontakt d 112 des Remanenzschützes D 11. Das Remanenzschütz D 12 schaltet nun die dritte Kondensatoreinheit c12 über das Schütz C 12 zu. Gleichzeitig werden das Relais D 1 durch öffnen des Ruhekontaktes d123 und hiermit auch das Relais D 3 durch öffnen der Kontakte d 13 und d933 zum Abfallen gebracht. Das Zuschalten weiterer Kettenschütze erfolgt in gleicher Weise, wobei mit Hilfe des Schützes D 3 abwechselnd die geradzahligen und ungeradzahligen Kettenschütze D 13 bis D 15 ausgewählt werden.Assuming there is a further connection signal via the relay contact e 1, the timing relay D 91 is set in motion again. When its working contact d911 closes , the remanence contactor D 11 receives a current pulse, namely via the working contact d46, which is closed when the auxiliary relay D 4 pulls in, and the break contact d34 of the relay D 3. The remanence contactor D 11 now switches the contactor C11 with the help of its contact d111 and thus the capacitor unit c11 to. At the same time, contact d114 of remanence contactor D 11 is opened, so that auxiliary relay D 1 drops out. The auxiliary time relay D 93 is now set in motion again. After the set time has elapsed, this prepares the circuit of the two auxiliary relays D 1 and D 2 again by closing its contact d931. At the same time, the auxiliary relay D 3 is connected to voltage, namely via the contacts d 931, d 44, d 103, d113, d123, d143, d14, d24 and d934. The auxiliary relay D 3 now opens its normally closed contact d 34 and closes its normally open contact d35. Furthermore, the contact d 32 is closed and the contact d 33 is opened. If a further connection signal comes from el, the auxiliary relay D1 receives voltage again, namely now via d931, d44, d103, d113, d123, d143, d14, d24 and d32. This in turn causes the timing relay D 91 to start, which again closes its contact d 911. As a result, the remanence contactor D 12 now receives a switch-on pulse, namely via the contact d911, the still closed contact d46, the contact d35 of the relay D 3 and the normally open contact d 112 of the remanence contactor D 11. The remanence contactor D 12 now switches the third capacitor unit c12 closed via contactor C 12 . At the same time, relay D 1 is caused to drop out by opening the normally closed contact d123 and thus also relay D 3 by opening contacts d 13 and d933. The connection of further chain gates takes place in the same way, with the even-numbered and odd-numbered chain gates D 13 to D 15 being selected alternately with the aid of the contactor D 3.

Im Falle einer Überkompensation spricht das andere Blindleistungsrelais an und schließt seinen Arbeitskontakt e2 und schaltet über das zweite Zeitrelais D 92 unabhängig von den bisher eingeschalteten Stufen über das Hilfsrelais D 4 das Remanenzschütz D 10 aus. Spricht also das Relais D 92 an, so wird der Kontakt d921 geschlossen, so daß das Remanenzschütz D 10 einen Wechselstromimpuls erhält, und zwar über den Widerstand R 2, Kontakt d 921 und den geschlossenen Kontakt d 47 des Relais D4. Das Relais D10 fällt somit ab und schaltet durch öffnen seines Kontaktes d105 das Relais D4 ab. Es kann auch nicht mehr anziehen, solange die Kontakte d 42 und d 104 geöffnet sind. Sollen weitere Kondensatoreinheiten abgeschaltet werden, so spricht wiederum das Relais D 92 an, das mit Hilfe des Relais D 2 erneut an Spannung gelegt wird. Beim Schließen des Relaiskontaktes d921 erhält nun das zuletzt zugeschaltete Schütz, z. B. das Remanenzschütz D 12, einen Abschaltimpuls, und zwar über den Kontakt d 921, den beim Abfallen des Relais D 4 abgefallenen Kontakt d48, den inzwischen abgefallenen Kontakt d 37 des Relais D 3 und Selbsthaltekontakt d 112. Durch den Kontakt d 125 im Stromkreis des Remanenzschützes D 11 wird sichergestellt, daß immer nur eine Kondensatoreinheit, und zwar die zuletzt zugeschaltete abgeschaltet wird.In the event of overcompensation, the other reactive power relay responds and closes its normally open contact e2 and switches off the remanence contactor D 10 via the second timing relay D 92, independently of the previously switched on stages via the auxiliary relay D 4. If the relay D 92 responds, the contact d921 is closed so that the remanence contactor D 10 receives an alternating current pulse via the resistor R 2, contact d 921 and the closed contact d 47 of the relay D4. The relay D10 thus drops out and switches off the relay D4 by opening its contact d105. It can no longer attract as long as the contacts d 42 and d 104 are open. If further capacitor units are to be switched off, relay D 92 responds, which is again connected to voltage with the aid of relay D 2. When the relay contact d921 closes, the last contactor connected, e.g. B. the Remanenzschütz D 12, a turn-off pulse while d, and via the contact 921, the fallen at the fall of the relay D 4 Contact d48, the now fallen contact d 37 of the relay D 3 and holding contact d 112. Due to the contact d 125 in Circuit of the remanence contactor D 11 ensures that only one capacitor unit, namely the last one connected, is switched off.

Durch entsprechende Einstellung der Laufzeit des Relais D 93 kann die Verzögerungszeit der beiden Zeitrelais D 91 und D 92 beeinflußt werden.The delay time of the two timing relays D 91 and D 92 can be influenced by setting the running time of relay D 93 accordingly.

Bei Handbetrieb wird der Wahlschalter b 0 geschlossen. Mit Hilfe der Druckknopftaster b 1 und b2 kann sodann das Schaltkommando für die Zuschaltung und Abschaltung der Kondensatoreinheiten unv erzögert auf die Kettenschütze D 10 bis D15 gegeben werden. Wird beispielsweise der Taster b 1 betätigt, so erhält das nächstfolgende Remanenzschütz unmittelbar einen Einschaltimpuls über die Kontakte b o1, d15, d46 und d34 oder d35, je nachdem, ob ein geradzahliges oder ungeradzahliges Schütz an der Reihe ist. In gleicher Weise kann die Abschaltung einzelner Leistungseinheiten vorgenommen werden. Wird also der Taster b 2 betätigt, so erhält das Remanenzschütz D 10 einen Abschaltimpuls, und zwar über den Widerstand R 2 und die Kontakte b 02, d25, d47. Als nächstes wird dann das zuletzt zugeschaltete Remanenzschütz abgeschaltet.In manual mode, the selector switch b 0 is closed. With the help of the pushbutton buttons b 1 and b2, the switching command for the connection and disconnection of the capacitor units can then be given to the chain guards D 10 to D15 without delay. For example, if button b 1 is pressed, the next following remanence contactor immediately receives a switch-on pulse via contacts b o1, d15, d46 and d34 or d35, depending on whether it is the turn of an even or odd contactor. Individual power units can be switched off in the same way. If the button b 2 is actuated, the remanence contactor D 10 receives a switch-off pulse via the resistor R 2 and the contacts b 02, d25, d47. The remanence contactor that was connected last is then switched off next.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß sich bei Verwendung von Remanenzschützen für die Hilfsschützenkette D 10 bis D15 ein sehr einfacher und übersichtlicher Schaltungsaufbau ergibt. Eine Erweiterung der Anlage ist durch Hinzufügen weiterer Remanenzschütze in einfacher Weise jederzeit möglich.It can be seen from the drawing that the use of remanence contactors for the auxiliary contactor chain D 10 to D15 results in a very simple and clear circuit structure. The system can be expanded easily at any time by adding additional remanence contactors.

Claims

Claims: 1. Reactive power control system in which with the help of a Contactor chain depending on two reactive power relays via timing relay one Connection or disconnection of capacitor units is carried out, characterized in that that the entire contactor chain only two depending on the reactive power relay controlled time relays are assigned, one for the delayed connection and the other for the delayed shutdown of the individual capacitor units serves.

2. System according to claim 1, especially when using timing relays with finite return time, characterized in that with the help of an additional Time relay, the ramp-down time of the two time relays in the zero position can be set is.

3. Plant according to claim 1, characterized in that for the construction of the contactor chain Retentive contactors are used. Publications considered: German Patent Nos. 585,321, 726,974, 857,517; AEG-Mitteilungen (1933), 4, p. 163, 164; "Der Elektromeister", 6 (1953), 24, pp. 590 to 592; EuM, 75 (1958), p. 482 to 484.