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Selbstgesteuerter Schaltkondensator Die Erfindung
betrifft einen aus einem Kondensatorbaustein und einem Schaltbaustein
zusammengesetzteng ent-
sprechend de® Blindleistungszustand
den Stromversorgungsnetzen gesteuerten Schaltkondensator
bzw. eine
solche Schaltkondensatorgruppe. Bei der Blindleistungskompeneation
in Versorgungsnetzen werden gewöhnlich zur Vermeidung von Über- bzw,
Unterkompensationen Schalt-
kondensatorgruppen in mehrere
Stufen aufgeteilt und
blindleistungoabhängig geregelt. In`kleinen gewerblichen
Anlagen genügt es., bei kleinen Blindleistungen einen
Festkondensator
für den Grundlastanteil und einen relais-
gesteuerten Kondenaator
für den Restanteil an Blindleistung vorzusehen, Wirtschaftlich wären
bei kleinen Anlagen die Mehrkonten einer mehrstufigen Regelanlage
nicht zu vertreten,
Für größere Anlagen ist vorgeschlagen
worden, den
Grundbedarf an Blindleistung durch einen Festkondensator
zu
decken, für den mittleren Tagesbedarf einen zweiten
zusehaltbaren
Gruppenkondensator vorzusehen und nur für die Spitzenleistungen
geregelte Kondensatoren zu ver-
wenden, welche die Schwankungen
ausgleichen. Die für
einen solchen Zweck erforderlichen Regler und ggf,
Relais
haben die Aufgabe, in Abhängigkeit vom Blindleistungszustand
des Netzes, gleichviel ob zu diesem Zweck von der
Blindleistung,
von dem Blindstrom oder von der Blind-
arbeit als befehlgebender Meßgröße
ausgegangen wird
die erforderlichen Kondensatoren hinzu-
oder abzuschalten, Diesen Schalten der Kondensatoren
erfolgt üblieherweine über Schütze, deren Steuerspulen
die Befehle von dem
Regelorgan als Geber empfangen.
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Es ist bekannt, den Kondensator und sein Schütz
als
Bausteine auszubilden, derart, daß der Kondensatorbaustein
und der Schaltbaustein zu einer Einheit zusammengefügt werden können.
Das bei der Steuerung einer einzelnen Kondensatorgruppe verwendete Geberrelais
dagegen wird
üblicherweise auf der Schalttafel der Regelanlage
oder
in einem dazugehörigen Schaltschrank untergebracht,
Abgesehen davon, daß für dieses Geberrelais in der vorhandenen Verteilung
ein besonderes Feld vorgesehen worden aui g sind noch zusätzlich zu
den Strorwandlerlsittugen
die Steuerleitungen vom Geberrelais
in der Verteilung
zu dein an einem vielleicht mehrere Meter
entfernten
Standort der Schaltkondensatoren zu verlegen, Alle
diese Planungs- und Montagearbeiten verursachen ziemlichen
Aufwand und erscheinen deshalb dem Planungsingenieur unbequem.
Da der technische Aufwand für die
Montage bei einer geberrelaisgesteuerten
Anlage offen-
bar dem Praktiker bei der heutigen Arbeitsmarkt-
und
Arbeitskostenlage als zu groß erscheint, entschließt
er
sich meistens lieber dazu, nur eine zentrale Regel-
anlage, diese
aber entsprechend größer, zu bauen, Die Erfindung hat sich
die Aufgabe gestellt, die Mon-
tage der Geberrelais und die Verlegung der
Leitungen am Ort, die einen hoahqualifizierten Schalttechniker
erfordern,
einzusparen, und sie erreicht das dadurch, daß das Geberrelais
in den Schaltkondensator eingebaut
wird, sei es, daß das
Geberrelais auf den Kondensatorbaustein aufgesetzt wird (wobei dann
in dem Schaltbau-
stein auf seiner Unterseite ein entsprechender
Raum für
diesen Aufbau vorgesehen sein muß), sei es, dab
der
Geber in dem Schaltbaustein@untergebracht ist, sei
es schließlich, daß der Geber, als besoßderer Baustein
ausgebildet ist, der werkseitig mit den Schütz und
dem Kondensator
verdrahtet wird, so daß der relais-
gesteuerte Schaltkondensator dann
aus drei Bausteinen
zusammengesetzt ist,
Auch die
Mittel für die Einstellung der Ansprech- und
Abfallwerte
des Geberrelais können in dem Schaltkon-
densator untergebracht
werden. Die Ansprech- und Abfall-
werte können für verschiedene
Geberrelais verschieden eingestellt werden.. so daß die von mehreren verschieden
eingestellten
Geberrelais gesteuerten Kondensatorgruppen nacheinander bei unterschiedlichen
Werten derselben
Regelgräße ansprechen bzw. abschalten.
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Außer den Schaltschütz
und dem Geberrelais kann in
de* Schaltkondensator
auch ein zusätzliches
Frequenz-
relais eingebaut
werden, das
auf einen willkürlichen Steuerimpuls
z.8. in Tonfrequenz
anspricht.
Dadurch
ist die Möglichkeit
gegebene den Schaltkondensator
auch
willkürlich unabhängig
von dem Geberrelais
fern-
gesteuert zü
schalten.
| In den Zeichnung7ist das Anwendungsgebiet und der |
Erfindungsgegenstand veranschaulichte
und es zeigen
Fig,
1 ein einer Strouversorgungsanlage, Fig,
2 ein Schaltscham
für den Einsatz
von Schaltkondensatoren
Fig.
3 einen aus einem Kondensatorbaustein
und
einem
aufgesetzten Schaltbaustein
zusam-
mengesetzten Schaltkondensator,
f
Fig.
4 den Schaltkondensator
nach Fig,
3 mit auseinandergezogenen
Bausteinen,
Fig. 5
eine aus drei Schaltkondensatoren zusammengesetzte Schaltkondensatorgruppe,
Fig,
6 u, 7 die Ansicht
von Schaltbausteinen
mit dem
eingebauten
Relaisgehäuse,
Man kann
den in Fig,
1 in
einen Tageadiagramm
dargestell-
ten, stark schwankenden Blindleiatungsbedarf
durch eine
aus mehreren Kondensatorgruppen
bestehende und in
.Abhängigkeit
von Blindleistungsbedarf automatisch geregelte Kondensatorbatterie
recht gut auskompensieren,
ohne
daß unzulässige Ober- oder Unterkompensation
auftritt.
Man erkennt
aus Fig.
1, daß
der Gesamtbedarf an
Blindleistung im wesentlichen
aus drei Teilen bestehts Dem Grundbedarf
an Blindleistung N1, welcher
über 24
Stunden konstant ist, dem
währand
der Tagesarbeit
.eben-
falls als nahezu konstant anzusehenden
mittleren
Tages-Blindleistungsanteil
N2 und dem Spitzenbedarfsanteil
N3, welcher aus der Differenz zwischen
der
Gesamtblindleistung und
der Sm.e
aus den Anteilen N1 und
N2 besteht, Es leuchtet
ein, daß die Regel-
batterie nicht für
den Gesamtbedarf
an Blindleistung (N1+N2+N3) bemessen
zu sein
braucht, sondern nur
für N3, wenn
man beispielsweise
den Leistungsanteil
N1
durch
sog. Festkompensation deckt
und den Leistungsanteil
N2 durch
eine einstufig
durch ein
Geberrelais
gesteuerte Kondensatorgrappe
ausgleicht. Die
Regel-
batterie braucht dann
nur für
den relativ geringen Leistungsanteil
N3 bemessen
zu sein,
Dieses ist keine neue Erkenntnis,
sondern in der ein-
schlägigen
Literatur bereits behandelt
worden (Bornitz= Leistungskondensatoren
und Blindleistungsmaschinen).
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Es sind geeignete Blindleistuagsrelais entwickelt
worden, welche der gestellten Aufgabe gerecht werden.
Diese
selbst.sind nicht Gegenstand der Erfindung.
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Bei einer industriellen Energieversorgungsanlage,
wie
beispielsweise in Fig, 2 schematisch dargestellt,
würde an der Hauptverteilung HY nur noch eine kleine Regelanlage
R für die Spitzenleistungen N3 erforderlich sein,
wenn
an den im Betrieb verteilt vorhandenen Unterverteilungen UV1.@.3 bereits
die Grundblindlast N1 durch feste Kondensatoren C und der dem
mittleren Tagesbedarf entsprechende über die Grundlast hinausgehende Blindleistungsanteil
N2 durch Geberrelais
gesteuerte Kondensatoren Cloe*3gedeckt würde.
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Fig. 3 stellt einen Schaltkondensator dar, welcher
gemäß Fig. 4'aus dem Kondensatorbaustein 1 besteht
auf
welchen der Schaltbaustein 2 und die Abdeckhaube 3
aufgesetzt wird,
so daß sich im zusammengesetzten Zu-
stand der komplette'Schaltkondensator
nach Fig, 3 er-
gibt. Der Schaltbaustein 2 enthält auch
das Kondensatorenschaltschütz 4 mit angebauten, im Bild nicht sicht-
baren
Entladewiderständen, ferner eine Meldelampe $
zur Anzeige
des Schaltzustandes und eine Kabelklemmleiste 6. Die drei zum
Kondensatoren-Schaltschütz 4
führenden Leistungsdrähte 7 werden an die
Sammelschienen
9 (Fig. 5) beschlossen, welche durch Öffnungen
8 der
Abdeckhaube 3 hindurch zu den weiteren zu einer Batterie
zusammengeschlossenen
Schaltkondensatoren führen, Fig,5 zeigt eine solche aus beispielsweise
drei Schaltkondensatoren bestehende Batterie mit den dreierwähnten
Sammelschienen 9. Die in Fit. 4 zwischen den Kondensatorbausteinen
1 und der Abdeckhaube 3 befindlichen Schaltbausteine 2 sind in
Fig. 5 nicht eingezeichnet.
Nach Fig, 4, 6 und
7 ist das blindleistunga-$ Blind-
strom- oder scheinstromabhängige
Geberrelais mit
seinem Gehäuse 10 in dem Schaltbaustein 2 des
Schaltkondensators
untergebracht, Fig, 6 stellt den Schaltbaustein 2 mit abgenommener
Abdeckhaube 3 dar. Das Geberrelais ist in dem kleinen Gehäuse 10
untergebracht,
Die im vorderen Teil sichtbare Kabelklemmleiste 6 ist gegenüber Fig,
4 noch um die Stromwandleranschlußklemmen K-L zur Geberrelais-Erregung
erweitert,
Ob das Geberrelais zur Erfüllung der eingangs
be-
schriebenen Aufgabenstellung zweckmäßig blindleistungs-bzw. blindstromabhängig
oder aber in einfacher Weise
acheinstromabhängig arbeiten soll..
ist in der Praxis
von Fall zu Fall zu entscheiden. Man erkennt
aber
bereits aus der Tageabelastungskurve in Fig, 1e
daß
die vom Schütz zu schaltende Blindleistung N2 im
Verlauf eines Tages in den meisten Fällen dauernd
eingeschaltet
bleiben wird bis zum Leistungsabfall in den Abendstunden, Es genügt
deshalb an dieser Stelle
durchaus ein scheinstronabhängiges
Relais, da mit zunehmender Belastung Blindstrom und Scheinstrom annähernd
proportional wachsen und es nur darauf ankommt,
daß
die- Blindleistung N2 des Kondensators bei einer
gewissen Mindestbelastung
zu- bzw, beim Abfall der
Belastung abgeschaltet wird.
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Um die durch das Geberrelais 10 zu steuernde Kondensatorleistung
bei einem bestimmten gewünschten Lastpunkt der Tagesbelastungskurve
zur Einschaltung zu bringen
wird der Ansprechwert
des Gebers veränderlich gestaltet,
Dieses kann beispielsweise durch
Vor- und/oder Neben-
widerstände geschehen, welche in Reihe
bzw. parallel
zur Steuerspule des Gebers geschaltet sind. Auch der
Abfallwert
des Gebers ist nach der Erfindung veränderbar.
Dieses kann beispielsweise
durch einen Nebenwiderstand
geschehen, welcher durch einen Arbeitskontakt
den Gebers nach seinem Ansprechen parallel zur Slauerspule
des
- Gebers geschaltet wird. Hierdurch ist der Geber
und damit
auch der Abfallwert in gewissen Grenzen veränderbar.
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Die Veränderbarkeit des Ansprech- und Abfallwertes
kann beispielsweise durch Drehwiderstände erfolgen, wie es
in Fig.
7-erkennbar ist, Durch Betätigen der Schlitz-
schraube 11 kann
der Drehwiderstand bei der ersten Inbe-
triebnahme mittels einer
geeichten Skala 12 auf den gewünschten Ansprechwsrt einjustiert werden.
Dasselbe gilt
für den Abfallwerts dessen Veränderbarkeit
bei richtig
dimensionierter Grundeinstellung jedoch in den meisten
Fällen nicht erforderlich ist,
In manchen Fällen kann der Wunsch bestehen"
nicht nur
eine einzige Kondensatorgruppe durch einen Geber zu
steuern.,
sondern abhängig von der Höhe der Tagesbelastung 2 oder 3 Kondensatorgruppen.
Hierzu kann
man natürlich mehrere Einzelgeber verwenden, wenn
man
den Ansprechwert und Abfallwert der Geber Strom- bzw.
lastabhängig
staffelt. Die Erfindung sieht jedoch auch ein mehrstufiges
Relais mit gemeinsamem Meßteil vor,
wobei nach Einschalten des ersten
Schaltkondensators nach entsprechender Erhöhung der Meßwertgröße
ein oder
mehrere weitere Geber bzw.'Schaltkondensatoren der
Reihe
nach ein- bzw. abgeschaltet werden.
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Da bei der Blindstrom-Kompensation kleinerer Anlagen oft
der
Einbau von automatisch geregelten Anlagen unwirtschaftlich
ist» was auch sehr häufig für die Einzelkompensation von Motoren
wegen des geringen Gleichzeitig-
keitsfaktors gilt$ bevorzugt man
vielfach ohne Rücksichtnahme auf etwaige Unzuträglichkeiten
für das
Elektrizitäts-Versorgungs-Unternehmen-Netz Festkon-
densatoren,
Diese Schwierigkeiten können nach einem
weiteren
Merkmal der Erfindung dadurch ausgeräumt
werden, daß in den Schaltkondensator
zusätzlich ein auf beispielsweise tonfrequente Signale des überge-
ordneten
Blektrizitäts-Yersorgungs-Unternehmens an-
sprechendes Frequenzrelais
eingebaut ist, welches
den Schaltkondensator einzuschalten vermag. Das
Elektrizitäts-Yersorgungs-Unternehmen
hat-es dann
nämlich in der Hand, die bei den Stromabnehmern
auf-
grund allgemeiner Tarifbestimmungen eingebauten Kon-
densatoren
mittels der Rundsteuerung durch einen
beispielsweise tonfrequenten Steuerbefehl
ein- bzw.
abzuschalten, abhängig vom Gesamtblindleistungszustand
des Netzes.
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Dieses Frequenzrelais kann beispielsweise ebenfalls
in
das Gehäuse 10, entweder allein oder zusammen mit
dem Geberrelais
eingebaut sein, aber es kann natürlich
such an anderer Stelle des Schaltkondensators
angeordnet
werden.
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Falls das Elektrizitäts-Yersorgungs-Unternehmen jedoch
Wert-darauf
legti nur in denjenigen Fällen Kondensatoren mittels Rundsteuerung
einzuschalten, in denen gleichzei-
tig auch eine entsprechende Leistungsabnahme
an elek-
trischer Energie erfolgt, kann auch diese Forderung
erfindungsgemäß
dadurch verwirklicht werden,
daß das Frequenzrelaia nur dann den
Schaltkonden-
sator einzuschalten vermag, wenn der blindleietunge-,
blindstrom- oder scheinstromabhängige Geber ent-
sprechend dem
Belastungszustand den Verbrauchernetzes
zum Einschalten erregt ist,