DE1763019A1 - Arrangement for quick stabilization of the voltage of consumer networks - Google Patents

Arrangement for quick stabilization of the voltage of consumer networks

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DE1763019A1
DE1763019A1 DE19681763019 DE1763019A DE1763019A1 DE 1763019 A1 DE1763019 A1 DE 1763019A1 DE 19681763019 DE19681763019 DE 19681763019 DE 1763019 A DE1763019 A DE 1763019A DE 1763019 A1 DE1763019 A1 DE 1763019A1
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Floris Prof Dr-Ing Koppelmann
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Description

@@il z °c@lu:if@ zur sahnol 3.en d-r y(,( anr @` rt1`i- iitr '.)Hlastfsri ihre j?#;I11#J3rika ltlen, varegelmW;sigan Wirk- und . @'czyrxF veritraachen ßparimingeschr.,ankculgen irr (litt- wejua sio mit Prsquenzon von 1 bi.u 20 ff z. erfolg.3u .r bei i3e'.ii i:;hriuugekä.rparn alcs Plimmern -mmgenehm 'agrderkbar ma:"h"n. 91,3 :lui'g:ibo vier Erfindung Lesteht darin, dl.efse Nachtaile zu ba- t1(3j.'t: sßl:Il. hi: iärf.:aun@; betriffi; demzufolge #Am Imw.dnung rlu@ scr.nai"1@@@1 h@;b'.l..s! er@u4 der Sprmu-@o.g von jd@@cbrzi:c#he#rnfü:.aei@, cin denen 1'@t:h'@bc@; nii#;r re1söf en oder ühnliüh a z .2 ` induL tiv@'3rbrau@ dif. rschn»lao uni tsnregE@tw@ifie@ige Sohhw.-3nl.tw.gan d.or tt@3r; r tip@x ! @in@; hervorrufen. Erfindungsgmäo f! liegen p:trnl) :1 zum Ve;@b #au.#:x.Qr In. ihrer GrÖs:;8 verändi!x@l rohe lnduitt.vi-tti,#0en, cLI.o dul#ait an@iparallfllo, cynhron zuz# lißtzspavnang ai.-beitundn Ventile in jeder Periode oder Halbperiode der r@rr:pun@;,n@; derart in ihrer Grösse gesteuert werden, daue -eia den isnrüge-l- mäasig schwanenden, indaktiv.m Verbruuahera Kran zu einem :eitlirh angenähert konstanten Strom derart: ergärc r er. t da".-13 die Schziankungen. der Retzupanatnsg im wacianrl.iuhhi-i uu@g-dhül.e-.i werden. Anhand einjr Zeichnung sei. ein eahemeienhue der Ertineang erläuterte Vig@ 1 zeigt Minen Verbraucher mit einem x 3L;ti rh sr@zr,i@:rd@r@ Widerstand R imd einer vorgoab-alteton Illduktivltät L cui einer- Netsupaanung 11, die über einenmeparrä@#r m@.t d*x S@reurr:xktc.fi: an ein übergeordnetes Versorguaganetz 0, st)goazhlozieen Am Netz i1 küm18n auch sadetg zusätzliche Y@:rhr;iuzhar Z mit d-,m streu J..' arbeiten. Bei schwankendem Viderstand U und krnßcatiter Induktivität % e:hwank+. dar Strom nach einem Kreiadifmu, Nie en in r.ig- unten dargestellt ict, beiapielsweise zwischen den Betrügen Il und 1 3 und deri Phaoenwinkeln fi bis @. Vor allen der schwarzkenäe Hlindetromant,lil dieser Ströme hat Schwankungen der Nmtzapen- nung V zur 70160 . Es verdon nun diese Schwankungen dedurah beseitigt, dass an die ?letuspanaung 0 mit Eilte synohren u"beitender, antiparalleler Ventile Induki-,ivitätea '12 biß 1i31 zu- bzw. abgesahrl1tat werdent und zwar derart, daue der Strom der Induktivitäten den schwan- , landen Strom cioe Verbrauchern zu einem angenähert konstanten Strom, insbesondere konntentem Bindetrora ergänxt. Und stur eefclgt diyse Ergänzung reit einer Zeitverzögerung von nur einer Periode oder r)iner Halbperiode. Um letzteres zu ermöglichen, ti L 1, dec vorbra:-chere und die ßpw--nr;ri; t1@ bU;fia J,@@t@r. ler.Jode ba:v. Jeder Bn::bperxode atgafraßt und. ritten sAnellen elthtronischen Rechner ttrr@j: wi.e gross die jeweilr. einrmechalte:adenndl:, i.vj.. 1a'.1 L31 sein müssen, darit die Ifietzapennung U m@@£@:.c-iar@ Emrni atzt i.afio Wenn der Verbraucher das Netr in den ex.-- ':@@ rs , ::vrQ_mpi Tisch tela@3tet! mässen die Inluktivitüten I we; anI:.,.ichen den Blindu'-rom düs Verbrauchere i.n @- sct: v Heli#perlode waf einen konß-tanten Vert. ur-.(? @;@@@r tiü i.3 Vtrb-ralächc:r "#ex-kcmmsnderi Maxa.malwert ergtn",3no Wer- ". # Vtsr -1trfucher die dve: Phe a en des Hetz a:z@@@syrnrae :ri.@?r. h$-'.:st uiin dir phsEt-neiid.eratilnda R1 bis 83 vez@3@.1,-. .ct#@ cind, kann tskanittliab entc;prechend der Stein- durch Wahl gee2.gueter Induktivitätun die unsyn:nf: t::=ä..:, tue Last des Verbrauchers iu eine *sytanentrieclie verwend r#.r;.3en. Die Erfindung vez-wirklicht d '-eESes dadur :li. dann t'ii :- zltC.o der drei Phasen ein gesonderter Rechner Itl` bä:z Z:.@ , .orE=@f:n@et wird, der über die Steuerungen 812 bir> f@@ dir 1C'-en, @:1. bedient. In "i g:. 2 iL.E:n ist dies dargoetellt. Der Einfachheit wogen ist s;; r @.<:t ei. f@cher Verlauf 1 1 bis 13 gezeichnet. Jeuei xo in d@a@ e@@tt@:@:fii c?^Len Zeitbereichen worden die AugenblickeuertQ voi... St.rrr: srö Spannung des Verbrauchers durch ein Messglied 13 ui @:iru=,1- -aU durch die Uechner Rl2 bie R31 die Messwerte an @.-- anr(eclrE)iyd Ur Stoinme;;cforme3, für jede Phase getrennt umge- rer.inat in zu scruItende Induktivitäten Z12 bis L31. Wenn taeim Induktitr5.tä:an leine Gl@3ithstromg3'.oder e#.-ftrotcn so' ert, tw. @: ctr@@3 Schei.ton joileilo In @r h@itei .@e!#t@ äeY ^r:^r..- nungen ü"L2 bis U31 erfolgen. Die Abfragung der Spannungen und ströme der Phanen ®oll m8äliahat kurzzƒiti.g vor diesen Zeitpunkten erfolgen, dmit bei schnellen Änderungen der Belastung die Induktivitäten &$glicäst schnell. an die Be- lastung mgopaset werden nen. Zn. Fig. 2 oben liegt s. ß. der jewe-l igo schraffierte dbfragebereiah nur etwa 6Ö° vor den jewei: iden Ochaltzeitrten der induktietüt%n L12 bis L31. gig. 2 unt«;eohaultcbt die Erfindung für den fall, dann die .drei, 1$g4 4e6 vorbrauahers narb "grösee und ' Phasenlage versiede e: .Zu d»r 'Po 1 möge der Klet# Wert il den ieaeen, 3A der These 3 . ^ . dar Oröst"rt .1.- @ IM @,:loo 3 keinerlei 1rOn# xroa i der . Phase .:dageiganirä diMb xWecr k'Iyitdta@a "bis L31 er- xoidkt, dass e44@Bl,.äettrt detaseg ie4 , einem$tro@t' y b' :l . eest.lbteu den glet ,Bliüdetrcmanteifr - @ t #TTIr f@f . Das gleiche gilt' 119 . die Phaa(> 2, in de.u mittlerer Verbraucherstrom xa' flieset. Infolge von UpiX'3"der Wi"k'compouante das Strotes an om8Che " 40 nee Iveteee, wird man nicht. @uit@ '= °mara Von Unser ,. f . . . . a 'b 16 tit tu'#, ',rt,f dit sich s . g.@rü 2t4:. .f bfr rnetsa UQ, verhtxd0.ea im Vergleich zur Zaduktivi'tat Ir . dos va?änderlichen Verbrauchors ist, kann es zwackmäccig sein, sli$ Induktivitäten je Phase aus vier Teilen zusam# menzua fitzen, deren Werte eich baispielßweis£ verhalten rrie 1i2:4:3. Es sind dann 17 verschieden grosse Insuktivitäts- uerte i;3glic:h. Unter lnständen kann es zweckm&*issig sein, das Z3ißchalten der Inluktivitäten nicht, genau in Scheitelwert der Spannung vcrrz`m,3hmen, sondern etwas früher oder etwas später. Die denn uuftre ;enden Glaiehstromglieder, die :in einer lalbperiode mir r;:,nig abklingen, stören die Wirkungsweise der 1uordntuag nicht. Axidere:roaita gewinnt man jedoch zusätzlich gpieTrnum zur cyb:n;.@l:Ltzren äoapannatian plbtzlicher Sclu#rankun,an des Verbrau-- <:heret:COMes. Pureh lie Erfindung wird der schwenkende Vor-brzuzherc"trnn durch iie jeweils eingeschalteten Induktivität®n angenähert zu ®alaan nur vorübergehend auftretenden Höche ywert ergänzt. Dien h:it zur golga, deute das Netz U stäxidig mi G erhöhtem ßI.inds:rom belastet wird; um dies zu kompensieren, können En der ßpennung g oder en der Spannung UG Kondensatoren C angv-- braaht werden, die gegebeuenfalla durch IndtktivItäten als Resonvizkreise auszubilden sind. @@ il z ° c @ lu: if @ zur sahnol 3.en dr y (, ( anr @ ` rt1`i- iitr '.) Hlastfsri their j? #; I11 # J3rika ltlen, varegelmW; sigan active and . @ 'czyrxF veritraachen ßparimingeschr., ankculgen irr (litt- wejua sio with sequence from 1 to 20 ff for success 3u .r at i3e'.ii i:; hriuugekä.rparn alcs pimples -mmpleasant 'agrderkbar ma: "h" n. 91,3: lui'g: ibo four invention reads in the fact that dl.efse Nachaile t1 (3j.'t: sßl: Il. hi: iärf.: aun @; concerned; consequently #Am Imw.dnung rlu @ scr.nai "1 @@@ 1 h @; b'.l..s! er @ u4 der Sprmu- @ og by jd @@ cbrzi: c # he # rnfü: .aei @, cin them 1 '@ t: h' @ bc @; nii #; r re1söf en or ühnliüh az .2 `induL tiv @ '3rbrau @ dif. rschn »lao uni tsnregE @ tw @ ifie @ ige Sohhw.-3nl.tw.gan d.or tt @ 3r; r tip @ x! @in@; cause. Invention gmäo f! lie p: trnl): 1 to Ve; @b #au. #: X.Qr In. their size:; 8 verändi! x @ l rohe lnduitt.vi-tti, # 0en, cLI.o dul # ait an @ iparallfllo, cynhron zuz # lasstzspavnang ai.-beitundn Valves in every period or half period of the r @ rr: pun @ ;, n @; be controlled in their size in this way, if -eia the isnrugt-l- moderately swaying, indaktiv.m Verbruuahera crane to a : Eitlirh approximated constant current in such a way: ergärc r er. t there ".- 13 the constraints. der Retzupanatnsg in wacianrl.iuhhi-i uu@g-dhül.e-.i will. On the basis of a drawing. an eahemeienhue the Ertineang explained Vig @ 1 shows mines consumers with a x 3L; ti rh sr @ zr, i @: rd @ r @ Resistance R imd a vorgoab-alteton Illduktivltät L cui a- Netsupaanung 11, which has a meparrä @ # rm @ .td * x S @ reurr: xktc.fi: to a higher-level supply network 0, st) goazhlozieen On the network i1 küm18n also sadetg additional Y @: rhr; iuzhar Z with d-, m streu J .. ' work. With fluctuating resistance U and large catiter inductance % e: hwank +. dar current after a Kreiadifmu, never in r.ig- shown below, for example between the cheats Il and 1 3 and deri phaoe angles fi to @. Above all the schwarzkenäe Hlindetromant, lil these currents has fluctuations in the Nmtzap- tion V for 70160. It verdon now eliminates these fluctuations dedurah that at the? letuspanaung 0 with hurried synohren u "working, anti-parallel Valves induction, activityea '12 to 1i31 are closed or shut off in such a way, let the current of the inductances last the fluctuating, land electricity cioe consumers at an approximately constant Electricity, in particular, could be added to the binder. And stubborn eefclgt diyse supplement rides a time lag of only one Period or r) in half period. To enable the latter, ti L 1, dec vorbra: -chere and the ßpw - nr; ri; t1 @ bU; fia J, @@ t @ r. ler.Jode ba: v. Each Bn :: bperxode atgafraasst and. ritten sAnellen elthtronic computer ttrr @ j: wi.e large the respective. einrmechalte: adenndl :, i.vj .. 1a'.1 must be L31, so that the Ifietzapnung U m @@ £ @ :. c-iar @ Emrni atzt i.afio If the consumer uses the Netr in the ex .-- ': @@ rs, :: vrQ_mpi table tela @ 3tet! must have the inclusion bags I we; anI:.,. ichen the blindu'-rom düs consumers in @ - sct: v Heli # perlode waf a consistent Vert. ur -. (? @; @@@ r tiü i.3 Vtrb-ralächc: r "# ex-kcmmsnderi Maxa.malwert ergtn", 3no Who- ". # Vtsr -1trfucher the dve: Phe a en des Hetz a: z @@@ syrnrae: ri. @? R. h $ - '.: st uiin dir phsEt-neiid.eratilnda R1 to 83 vez @ 3 @ .1, -. .ct # @ cind, can tskanittliab corresponding to the stone by selecting the gee2.gueter Induktivitätun unsyn: nf: t :: = ä ..:, load the consumer iu a * sytanentrieclie use r # .r; .3en. The invention vez-actualized d '-eESes dadur: li. then t'ii: - zltC.o of the three phases a separate computer Itl` bä: z Z:. @, .orE = @ f: n @ et is generated via the controls 8 12 bir> f @@ dir 1C'-en, @: 1. served. In "ig :. 2 iL.E: n this is shown. The simplicity weighed is s ;; r @. <: t ei. f @ cher gradient 1 1 to 13 drawn. Jeuei xo in d @ a @ e @@ tt @: @: fii c? ^ Len time ranges were the momentary controlledQ voi ... St.rrr: srö voltage of the consumer through a measuring element 13 ui @: iru =, 1- -aU through the Uechner Rl 2 to R31 the measured values at @ .-- anr (eclrE) iyd Ur Stoinme ;; cforme3, converted separately for each phase rer.inat in inductances Z12 to L31 to be scruited. If taeim Induktitr5.tä: to leine Gl@3ithstromg3 '. Or e # .- ftrotcn so 'ert, tw. @: ctr @@ 3 Schei.ton joileilo In @ rh @ itei. @ e! # t @ äeY ^ r: ^ r ..- The voltages are queried from L2 to U31 and the Phanen ®oll m8äliahat briefly flows before these Points in time, so with rapid changes in the Load the inductors & quickly. to the load mgopaset be nen. Zn. Fig. 2 at the top, see ß. the respective hatched dbfragebereiah only about 60 ° in front the respective: iden times of the induction% n L12 to L31. gig. 2 unt «;eohaultcbt the invention for the case, then the. three , 1 $ g4 4e6 pre-brewer scar "g rösee and ' Phasing different e: .To d »r 'Po 1 may the Klet # Wert il den ieaeen, 3A of thesis 3 . ^. dar Oröst " rt .1.- @ IM @ ,: loo 3 no 1rO n # xroa i der . Phase .: Dageiganirä diMb xWecr k'Iy itdta @ a "to L31 xoidkt that e 44 @ Bl, .äettrt detaseg ie4 , a $ tro @ t 'yb': l . eest.lbteu den glet , Bliüdetrcman t eifr - @ t #TTIr f @ f. The same is true of '119 . the Phaa (> 2, in de.u mean consumer current xa 'flows. As a result of Upi X'3 " the Wi" k 'compouante das Strotes an om8Che " 40 nee Iv eteee, you won't. @u it @ '= ° mara From our ,. f. . . . a 'b 16 tit tu'#, ' , rt, f dit s . g. @ rü 2t4 :. .f bfr r netsa UQ, verhtxd0.ea compared to Zaduktivi'tat Ir . dos is variable consumer, it can be tough be, sli $ inductances per phase from four parts together # menzua fitzen, whose values were, by way of example, behaved 1i2: 4: 3. There are then 17 different sized insuctivity uttered i; 3glic: h. Under certain circumstances it may be useful to switch the power off of the inductivities not, precisely in the peak value of the voltage vcrrz`m, 3hmen, but a little earlier or a little later. The then uuftre; end glaiehstromembers , which: in a half period me r;:, nig fade away, do not disturb the operation of the 1uordntuag. Axidere: roaita one gains additional gpieTrnum for cyb: n;. @ l: Ltzren äoapannatian sudden sclu # rankun, an des consumer-- <: heret: COMes. Pureh lie invention is the pivoting pre-brzuzherc "trnn approximated by each switched-on inductance®n to ®alaan only temporarily occurring height y value added. Dien h: it for golga , interpret the net U constantly with G increased ßI.inds: rom is charged; to compensate for this, En of voltage g or en of voltage UG capacitors C angv-- be braaht , the eventa by indictivities as Resonviz circles are to be formed.

Claims (1)

P a t e t a n e p r ü e h e ' ,@@.r.@rrr#i rr.wwrlrwrw.@rwr @ rr.r r r 1. Anordnung zur schnellen Stabilisierung der Spannung von Verbrauchernetzen, an denen Lichtbogenschmel$öfen oder ähnliche z.T. induktive Verbraucher arbeiten, die schnelle und unregelmässige Schwankungen der Natzupennung hervor-- ruf,Dn, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Verbrau- cher im ihrer Grösse veränderliche Induxtivitäten liegen, die durch antiparallele, synchron zur Netzepannunrboiten# de 'Tentile in jeder Periode oder Halbperiode der Netz-- apx;nung derart in ihrer Grösse gesteuert werden, daso sie de a. uxiregelmänsig schwankenden e induktiven VerbraucheretroM zu .inom zeitlich engenkhert konstanten Strom derart or- gfLa:.en , dass die Schwenkungen der Aa tzspaanung im woaent- ls #'ien aufgehoben werden. 2. Anr ?3nung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daus f die Steuerung der Induktivitäten durch eine. schnell ar- be:t-::onden, elektronischen Redner erfolgt, der in jeder Fsgr .Halbperiode der Netzspannung die Augenblicke-` värd,se von Strom und, Spannung des Verbrauchern aber und daraus den zur Ergüasuug des Verbrauchexetroses Jeweils erforderlich= InduUivtiitanrert berechnet.
:; .@r;@ ränung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, de,: Ei .bei unsymetriseher Belggtung des Netzes durch den Pe2 braucher die Inluktivitäten durch den Rechner in jedor Il.f i;c [;e-arennt gesteuert werden
Patetan check eh e ' , @@. r. @ rrr # i rr.wwrlrwrw. @ rwr @ rr.rrr 1. Arrangement for the rapid stabilization of the tension of Consumer networks where arc furnaces or Similar partly inductive loads work, the fast and irregular fluctuations in the natzupennung - ruf, Dn, characterized in that parallel to the consumption cher in their size variable induxtivities lie, due to antiparallel, synchronous to the network breakdowns # de 'Tentile in every period or half period of the network-- apx; nung can be controlled in their size in such a way that they de a. uxiregally fluctuating inductive consumer electricity to .inom temporally narrowed constant current in such a way gfLa: .en that the swiveling of the Aa tzspaanung in the woaent- ls # 'ien to be canceled. 2. Anr? 3nung according to claim 1, characterized in that daus f the control of the inductances by a. fast ar- be: t - :: onden, electronic speaker takes place in every Half-period of the mains voltage the moments - ` värd, se of current and, voltage of the consumer however and from this the for the Ergüasuug of the consumption exetroses in each case required = induction rate calculated.
:; . @ r; @ extension according to claim 1 and 2, characterized in that de ,: E.g. if the network is unbalanced by the Pe2 uses the inductivities through the computer in everybody Be controlled e-arennt; Il.fi; c [
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