DE1263904B

DE1263904B - Arrangement for automatic switching on and off of capacitors

Info

Publication number: DE1263904B
Application number: DEA46995A
Authority: DE
Inventors: Paul Dewasme
Original assignee: ACEC; Ateliers de Constructions Electriques de Charleroi SA
Current assignee: ACEC; Umicore NV SA
Priority date: 1963-09-13
Filing date: 1964-09-03
Publication date: 1968-03-21
Also published as: FR1406896A; BE637402A; AT244464B; LU46595A1; NL6410133A; CH420344A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

HOIhHOIh

Deutschem.: 21c -45/03 German: 21c -45/03

Nummer: 1263 904Number: 1263 904

Aktenzeichen: A 46995 VIII d/21 cFile number: A 46995 VIII d / 21 c

Anmeldetag: 3. September 1964Filing date: September 3, 1964

Auslegetag: 21. März 1968Open date: March 21, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten von Kondensatoren einer Kondensatorbatterie in Abhängigkeit vom Leistungsfaktor eines Netzes. The invention relates to an arrangement for automatic switching on and off of capacitors of a capacitor bank depending on the power factor of a network.

Solche Anordnungen zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten von Kondensatoren werden insbesondere dazu verwendet, den Leistungsfaktor des Netzes zu verbessern.Such arrangements for automatically switching capacitors on and off are in particular used to improve the power factor of the network.

Bei diesen Anordnungen werden die einzelnen Kondensatoren mit Hilfe von Schützen umgeschaltet, die von einem an das Netz angeschlossenen Blindleistungs-Relais über Weichen und Zeitglieder gesteuert werden. Durch die Zeitglieder wird das Ansprechen der Schütze auf Änderungen des Leistungsfaktors verzögert, damit die Schütze nicht schon bei kurzzeitigen Blindleistungsänderungen ansprechen. Die bei diesen Anordnungen von den Schützen geschalteten Kondensatoren sind jedoch so groß, daß sie sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten bedeutende Schwingungen mit erheblichen Stromspitzen verursachen. Für ein einwandfreies Schalten müssen deshalb besonders schnelle Schütze verwendet werden, deren Schaltgeschwindigkeit vom Bedienenden unabhängig ist. Solche Schütze sind aber kompliziert aufgebaut und deshalb kostspielig. Dieser Nachteil kann dadurch beseitigt werden, daß die Kapazität des Kondensators einer Schaltstufe auf mehrere Elementarkondensatoren aufgeteilt wird, die nacheinander eingeschaltet werden. Dadurch werden die Schwingungen beim Einschalten bzw. beim Ausschalten der einzelnen Elementarkondensatoren wesentlich verringert. Wenn die Elementarkondensatoren alle einzeln gesteuert würden, ergäbe sich zwar eine bessere Anpassung an den Blindleistungsbedarf des Netzes, jedoch würde dann eine empfindlichere Vorrichtung zur Feststellung des Leistungsfaktors des Netzes erforderlich sein, welche mit einer größeren Anzahl von Kontakten versehen sein müßte und daher teurer wäre als die bisher verwendeten Vorrichtungen. Die Wirtschaftlichkeit bei dieser Anordnung ist aber vor allem deshalb gering, weil die Lebensdauer der Elementarkondensatoren, und zwar vor allem der häufig zugeschalteten Elementarkondensatoren, wegen ihrer gegenseitigen Erwärmung nur kurz ist. Außerdem ist bei diesen Anordnungen eine Vergrößerung der Kapazität der einzelnen Schaltstufen mit verhältnismäßig großem Aufwand verbunden.In these arrangements, the individual capacitors are switched with the help of contactors, controlled by a reactive power relay connected to the network via switches and timers will. The timers enable the contactors to respond to changes in the power factor delayed so that the contactors do not respond to brief changes in reactive power. However, the capacitors switched by the contactors in these arrangements are so large that they have significant vibrations with considerable vibrations both when switched on and when switched off Cause current peaks. Particularly fast contactors are therefore required for perfect switching whose switching speed is independent of the operator. Such shooters are but with a complicated structure and therefore expensive. This disadvantage can be eliminated in that the capacitance of the capacitor of a switching stage is divided between several elementary capacitors, the be switched on one after the other. As a result, the vibrations when switching on and when switching off of the individual elementary capacitors is significantly reduced. When the elementary capacitors would all be controlled individually, this would result in a better adaptation to the reactive power requirement of the network, however, a more sensitive device would then be used to determine the power factor of the network may be required, which would have to be provided with a larger number of contacts and therefore would be more expensive than the devices previously used. The economy with this arrangement but is mainly low because the life of the elementary capacitors, namely especially the elementary capacitors that are frequently switched on because of their mutual heating is only brief. In addition, there is an increase in the capacity of the individual in these arrangements Switching stages associated with relatively great effort.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten von Kondensatoren zu schaffen, die durch einfachen Aufbau, Anordnung zum selbsttätigen Ein- und
Ausschalten von KondensatorenIt is the object of the invention to provide an arrangement for automatically switching capacitors on and off, which by simple construction, arrangement for automatic switching on and off
Turning off capacitors

Anmelder:Applicant:

Ateliers de Constructions Electriques deAteliers de Constructions Electriques de

Charleroi (ACEC), BrüsselCharleroi (ACEC), Brussels

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
8000 München-Pasing, Ernsbergerstr. 19Dipl.-Ing. E. Prince, Dr. rer. nat. G. Hauser
and Dipl.-Ing. G. Leiser, patent attorneys,
8000 Munich-Pasing, Ernsbergerstr. 19th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Paul Dewasme, Marcinelle (Belgien)Paul Dewasme, Marcinelle (Belgium)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Belgien vom 13. September 1963 (637 402)Belgium 13 September 1963 (637 402)

lange Lebensdauer und einfache Umschaltmöglichkeit wirtschaftlich ist.long service life and easy switching is economical.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kapazität eines jeden Stufenkondensators derart in Elementarkondensatoren aufgeteilt ist, daß je ein Elementarkondensator aller Schaltstufen eine Baueinheit bildet.This object is achieved in that the capacitance of each step capacitor in such a way in elementary capacitors is divided so that each one elementary capacitor of all switching stages a structural unit forms.

Bei dieser Anordnung wird folglich beim Ein- oder Abschalten der Kapazität einer Schaltstufe je ein Elementarkondensator in allen Baueinheiten ein- bzw. abgeschaltet. Dadurch tritt zwar eine Erwärmung in allen Baueinheiten auf, jedoch ist sie insbesondere beim Einschalten der ersten Schaltstufen in den einzelnen Baueinheiten sehr gering, wodurch sich die Lebensdauer der Baueinheiten beträchtlich erhöht. Außerdem ist es sehr einfach, die Kapazität eines jeden Stufenkondensators der Kondensatorbatterie zu erweitern, da dazu nur weitere Baueinheiten mit der der Schaltstufen entsprechenden Zahl von Elementarkondensatoren der Anordnung zugeschaltet werden müssen.With this arrangement, when the capacity of a switching stage is switched on or off, it is switched on Elementary capacitor switched on or off in all units. As a result, warming occurs in all structural units, but it is especially when the first switching stages are switched on very low in the individual structural units, which means that the service life of the structural units is considerable elevated. It is also very easy to determine the capacitance of each step capacitor in the capacitor bank to expand, since there are only additional units with the corresponding switching stages Number of elementary capacitors of the arrangement must be switched on.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach den Ansprüchen wird nun an Hand der Zeichnung beschrieben.An embodiment of the object according to the claims will now be based on the drawing described.

Die dargestellte Anordnung weist zwei Motoren 1 und 2 auf, welche durch einen Transformator 3 über einen Sammelschienensatz 4 gespeist werden. An der Abgangsstelle des Sammelschienensatzes 4 ist eine Steuervorrichtung 5 eingeschaltet, welche für denThe arrangement shown has two motors 1 and 2, which by a transformer 3 over a busbar set 4 are fed. At the point of departure of the busbar set 4 is a Control device 5 switched on, which for the

809 519/491809 519/491

I 263 904I 263 904

Leistungsfaktor empfindlich ist und einen oder mehrere ihrer drei Ausgänge 6, 7, 8 unter Spannung setzt, je nachdem, ob der Leistungsfaktor der Anlage durch die Parallelschaltung einer kleinen, mittleren oder großen Kapazität kompensiert werden muß. Diese Parallelschaltung erfolgt über einen Hilfssammelschienensatz 9, an welchen parallel Elementarkondensatoren 10 bis 18 über Schalter 19 angeschlossen werden können. Die dargestellten neun einfachen Kondensatoren bilden in Wirklichkeit ebensoviele Gruppen von drei Kondensatoren, welche in Dreieck an die die Sammelschienen 9 speisenden Drehstromleitungen angeschlossen sind. Jeder Schalter 19 ist durch eine Spule, ein Hauptschaltmesser und zwei Hilfskontakte dargestellt. Wenn nur der Ausgang 6 der Steuervorrichtung 5 unter Spannung gesetzt wird, wird der Schalter 19 des ersten Elementarkondensators 10 oder des ersten Abschnitts der ersten Stufe erregt. Er schaltet ein, schließt seine an eine ständige Speisung 0-20 angeschlossenen Hilfskontakte und setzt die Spule des Schalters des zweiten Kondensators 13 oder des zweiten Abschnitts der ersten Stufe unter Spannung. Dieser schaltet ebenfalls ein, schließt seine an die ständige Speisung 0-20 angeschlossenen Hilfskontakte und setzt die Spule des Schalters des dritten Kondensators 16 oder des dritten Abschnitts der ersten Stufe unter Spannung, welcher ebenfalls einschaltet. Wenn die erste Stufe noch weitere Elementarkondensatoren umfaßt, werden die Schalter derselben an die Hilfskontakte der vorhergehenden in der gleichen Weise angeschlossen. Wenn der Ausgang 7 der Vorrichtung 5 ebenfalls unter Spannung gesetzt wird, werden die Schalter der Kondensatoren 11, 14, 17 der zweiten Stufe in Kaskade eingeschaltet wie die Kondensatoren 10, 13, 16. Das gleiche gilt für die Kondensatoren 12, 15, 18 der dritten Stufe, wenn der Ausgang 8 der Vorrichtung 5 ebenfalls unter Spannung gesetzt wird. Bei der Ausschaltung einer jeden Stufe wird die Kaskade der Schalter in dem gleichen Sinn durchlaufen.Power factor is sensitive and energizes one or more of its three outputs 6, 7, 8, depending on whether the power factor of the system is due to the parallel connection of a small, medium or large capacity must be compensated. This parallel connection takes place via an auxiliary busbar set 9, to which elementary capacitors 10 to 18 are connected in parallel via switches 19 can be. The nine simple capacitors shown actually form just as many Groups of three capacitors, which are triangularly connected to the three-phase lines feeding the busbars 9 are connected. Each switch 19 is through a coil, a main switch blade and two Auxiliary contacts shown. If only the output 6 of the control device 5 is energized, becomes the switch 19 of the first elementary capacitor 10 or of the first section of the first stage excited. It switches on, closes its auxiliary contacts connected to a permanent supply 0-20 and sets the coil of the switch of the second capacitor 13 or the second section of the first Stage under tension. This also switches on, closes its connected to the permanent supply 0-20 Auxiliary contacts and sets the coil of the switch of the third capacitor 16 or the third Section of the first stage under voltage, which also switches on. If the first stage is still comprises further elementary capacitors, the switches of the same are connected to the auxiliary contacts of the previous one connected in the same way. If the output 7 of the device 5 is also below Voltage is set, the switches of the capacitors 11, 14, 17 of the second stage are in cascade switched on like the capacitors 10, 13, 16. The same applies to the capacitors 12, 15, 18 of the third stage when the output 8 of the device 5 is also energized. When switching off the cascade of switches is run through in the same sense in each stage.

Um die Erwärmung der Kondensatoren möglichst niedrig zu halten und ihre Lebensdauer zu verlängern, ist es zweckmäßig, in ein und demselben Gefäß alle ersten Abschnitte, d. h. alle ersten Elementarkondensatoren 10 bis 12 der verschiedenen Stufen anzuordnen, in ein und demselben Gefäß alle zweiten Abschnitte, d. h. alle zweiten Elementarkondensatoren 13 bis IS der verschiedenen Stufen anzuordnen, usf. Wenn dann gewünscht wird, bei einer Änderung der Anlage die Kapazität der Regelstufen etwas zu vergrößern, ist keine Veränderung der Vorrichtung zur Ein- und Ausschaltung der Kondensatoren erforderlich, außer dem Anschluß eines zusätzlichen Satzes von Elementarkondensatoren. Ferner können die Schalter der Elementarkondensatoren infolge der verhältnismäßig kleinen Kapazität eines jeden Elementarkondensators kleine Schalter sein. Diese Schalter können die gleichen für jeden EIementarkondensator sein, so daß ein einziger Schaltertyp für die Herstellung oder als Betriebsreserve auf Lager zu halten ist.In order to keep the heating of the capacitors as low as possible and to extend their service life, it is advisable to put all the first sections in one and the same vessel, i. H. all first elementary capacitors To arrange 10 to 12 of the different stages, in one and the same vessel all the second Sections, d. H. to arrange all second elementary capacitors 13 to IS of the different stages, etc. If required, the capacity of the control stages when the system is changed to enlarge something is not a change in the device for turning the capacitors on and off required except for the connection of an additional set of elementary capacitors. Further can switch the elementary capacitors due to the relatively small capacitance of a every elementary capacitor can be small switches. These switches can be the same for each elementary capacitor so that a single type of switch can be used for manufacture or as an operating reserve Stock is to be kept.

Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale eines jeden Anspruches, alsoPatent protection is only sought for the entirety of the features of each claim, that is

ao einschließlich einer Rückbeziehung.ao including a back relationship.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for the automatic switching on and off of capacitors of a capacitor bank depending on the power factor of a network, characterized that the capacitance of each step capacitor is divided into elementary capacitors, that one elementary capacitor each of all switching

stages a structural unit (10,11,12) forms.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that each elementary capacitor a contactor (19) is assigned to the next elementary capacitor with an auxiliary contact Associated contactor controls etc., in such a way that all elementary capacitors of a switching stage can be continuously switched on and off via the first contactor in a series continuation.

Considered publications:
Henninger: "Automatic reactive power control in heavy current networks by capacitors" in "Elektrotechnik", issue 52/53, December 1956.

1 sheet of drawings