DE1763624C3 - Schaltungsanordnung zur Auslösung von Schaltvorgängen nach Maßgabe des Blindverbrauchs in Wechselstromnetzen - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Auslösung von Schaltvorgängen nach Maßgabe des Blindverbrauchs in Wechselstromnetzen

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DE1763624C3
DE1763624C3 DE19681763624 DE1763624A DE1763624C3 DE 1763624 C3 DE1763624 C3 DE 1763624C3 DE 19681763624 DE19681763624 DE 19681763624 DE 1763624 A DE1763624 A DE 1763624A DE 1763624 C3 DE1763624 C3 DE 1763624C3
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Karl 6122 Erbach Hofmann
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    • 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
    • H02J3/1821Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
    • 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
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    • Y02E40/30Reactive power compensation

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Description

35
Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Auslösung von Schaltvorgängen nach Maßgabe des Blindleistungsverbrauchs in Wechselstromnetzen, wobei durch Abtasten des Momentanwertes der Amplitude einer dem Strom im Wechselstromnetz entsprechenden Halbwellenspannung während eines vorbestimmten Phasenwinkels der Netzspannung jeweils von der Größe der Blindstrom-Komponente abhängige Impulse erzeugt werden, die beim Überschreiten eines vorgegebenen Wertes ein Signal zur Auslösung der Schaltvorgänge abgeben.
Die im Hauptpatent aufgeführten Schaltungsanordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens bedingen einen erheblichen Schaltungsaufwand und erfordern so einen genauen Abgleich und/oder Bauelemente mit geringen Toleranzen. Bei Veränderungen einzelner Werte der Bauelemente, z. B. durch Alterung, kann ein neuer Abgleich oder Ersatz einzelner Bauelemente erforderlich werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Veränderung von Werten der Bauelemente neuen Abgleichs oder Ersatz einzelner Bauelemente entbehrlich zu machen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die von der Größe der Blindstromkomponente abhängi- bo gen elektrischen Impulse dem ersten Basiskontakt eines Doppelbasis-Transistors zugeführt werden und die am Belastungswiderstand des zweiten Basiskontaktes liegende Spannung einen bistabilen Multivibrator derart steuert, daß sein Ausgangskreis, in dem die Wicklung b5 eines Relais liegt, Strom führt, wenn die dem ersten Basiskontakt zugeführten Impulse eine vorbestimmte Größe überschreiten, und daß der Schaltvorgang durch das Schließen des Arbeitskontaktes des Relais bewirkt wird und daß ferner eine Impulsformerstufe vorgesehen ist, die bei jedem zweiten Nulldurchgang der Netzspannung einen Rückstellimpuls für den Multivibrator und einen Steuerimpuls für einen Schalter liefert, mit dessen Hilfe die den Blindstrom darstellenden Impulse gewonnen werden.
Der Doppelbasis-Transistor ersetzt eine Schmitt-Trigger-Schaltung mit nachgeschalteter Differenzierstufe. Die Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch nicht nur vereinfacht und verbilligt, sondern ihre Zuverlässigkeit wird darüber hinaus wesentlich höher. Hierzu tragen auch die Impulsformerstufe und der Multivibrator bei, durch welche die Schaltungsanordnung mehr mit digitalen als analogen Signalen arbeitet
Die Figur zeigt eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent Der Doppelbasis-Transistor 1 wird mit der zwischen den Punkten a und b liegenden stabilisierten Gleichspannung betrieben. Sein Basisanschluß Bi ist über einen Widerstand 2 mit dem Punkte b und den Basiskontakt B\ über einen Belastungswiderstand 3 mit dem Punkt a verbunden. Der Emitter Edes Doppelbasis-Transistors 1 ist mittels des aus den Widerständen 4 und 5 bestehenden Spannungsteilers auf einem festen Potential gehalten. Der parallel zu dem Widerstand 5 liegende Kondensator 6 ist auf die gleiche Spannung aufgeladen, die der Emitter £ gegenüber dem Punkt a als Fußpunkt der Schaltungsanordnung aufweist Der Basiskontakt B\ des Doppelbasis-Transistors 1 ist mit dem Stelleingang E\ des bistabilen Multivibrators 7 verbunden. Sein Rückstelleingang £2 erhält über eine Impulsformerstufe 8 bei jedem zweiten Nulldurchgang der an den Leitungen Mp und R liegenden Netzspannung einen Rückstellimpuls. Unter diesen Bedingungen bleibt der Ausgang A des bistabilen Multivibrators 7 spannungslos und das Relais 9 wird nicht erregt
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung beruht auf der blindstromabhängigen Veränderung des Potentials an dem Basiskontakt Bi des Doppelbasis-Transistors 1 durch die elektrischen Impulse, die durch ihre Größe im Wesentlichen den Blindstrom in der Leitung R darstellen. Eine dem Scheinstrom proportionale Spannung tritt an der Sekundärwicklung des Transformators 12 auf. Diese dem Scheinstrom entsprechende Spannung steuert über einen veränderbaren Widerstand U den Emitterstrom des Transistors 10. Sein Kollektor ist unmittelbar mit dem Basiskontakt B2 verbunden, während der Emitter des Transistors 10 mittels eines Schalters 13 im Augenblick jedes zweiten Nulldurchganges der Netzspannung für eine im Verhältnis zur Periodendauer der Netzspannung kurze Zeit, z. B. für einige Mikrosekunden, an den Fußpunkt der Schaltungsanordnung gelegt wird. In dem in der Figur gezeigten Beispiel ist der Schalter 13 der Anschaulichkeit halber als magnetisch betätigter Schalter dargestellt der von der Impulsformerstufe 8 gesteuert wird. Der Schalter 13 kann selbstverständlich ein entsprechend gesteuerter Transistor sein.
Überschreitet der Blindstrom einen bestimmten Wert, so wird die Emitter-Basis-Strecke des Doppelbasis-Transistors leitend und der Kondensator 6 entlädt sich über den Widerstand 3, d. h. an ihm tritt ein ausreichend breiter positiver Impuls auf. Er bewirkt das Kippen des bistabilen Multivibrators 7 in seine andere stabile Lage und sein Ausgang A führt Spannung.
Dadurch zieht das Relais 9 an und sein Arbeitskontakt 9.1 gibt durch sein Schließen das zu gewinnende Signal für die Auslösung von Schaltvorgängen nach Maßgabe des Blindleistungsverbrauchs.
Dieser Vorgang wiederholt sich in jeder zweiten Halbwelle laufend so lange, wie der Blindstrom einen bestimmten Schwellwert überschritten het Ist dies nicht mehr der FaU, so bleibt der bistabile Multivibrator zurückgestellt, das Relais 9 fällt ab und der Ausgangszustand ist wieder hergestellt Die Einstellung dieses Schwellwertfcj, oberhalb dessen ein Signal ausgelöst werden soll, geschieht durch entsprechende Einstellung des veränderbaren Widerstandes 11. Das gewonnene Signal kann dazu dienen, dem Belastungswiderstand (R+ jX) Kondensatoren 17 zuzuschalten und dadurch die Amplitude des Blindstromes so weit zu verkleinern, daß sie unter den eingestellten Schwellwert absinkt
Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel wird durch das gewonnene Signal — dem Schließen des Arbeitskontaktes 9.1 — das Schütz 15 betätigt und der Kondensator 17 eingeschaltet Sinkt dadurch die Blindstromamplitude unter den eingestellten Schwellwert, so fällt das Relais 9 ab und der Ausgangszustand der Schaltungsanordnung ist wieder hergestellt Der Kondensator 17 bleibt jedoch eingeschaltet, weil das Schütz 15 sich selbst hält
Durch einfaches Umpolen einer Wicklung des Transformators 12 wird der Zeitpunkt des Schließens des Schalters 13 um eine halbe Periode der Netzfrequenz verschoben und somit die andere Komponente des Blindstromes erfaßt, d. h, wenn die Schaltungsan Ordnung vor dem Umpolen des Transformators 12 den induktiven Blindstrom erfaßte, erfaßt sie nach dem
Umpolen den kapazitiven Blindstrom oder umgekehrt
Sollen von einem Regler beide Blindstromkomponenten erfaßt werden, benötigt man dementsprechend zwei der beschriebenen Schaltungsanordnungen jedoch mit unterschiedlicher Polung des Transformators 12. Hatte die induktive Blindstromkomponente den Schwellwert überschritten und dadurch die Einschaltung des Kondensators 17 bewirkt, so tritt bei Verminderung der induktiven Belastung des Netzes ein kapazitiver
to Blindstrom auf, der die zweite Schaltungsanordnung ansprechen läßt Diese bewirkt das öffnen des Ruhekontaktes 16. Die Selbsthaltung des Schützes 15 wird dadurch aufgehoben, das Schütz 15 fällt ab und der Kondensator 17 wird abgeschaltet
In analoger Weise läßt sich mittels der aus den Blindstromkomponenten gewonnenen Signale ein Stufenschaltwerk betätigen, das eine Kondensatorbatterie stufenweise zu- und abschaltet Das Stufenschaltwerk und die Kondensatorbatterie treten in diesem Fall an die Stelle der aus dem Kondensator 17 und den ihm zugeordneten Kontakten des Relais 17 bestehenden Einheit 18.
Selbstverständlich läßt sich mittels der mit den erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen gewonnenen Signale auch der Blindstrom von Drehctromnetzen kompensieren. Zu diesem Zwecke treten an die Stelle des Kondensators 17 und der ihm zugeordneten beiden Kontakte drei Kondensatoren und drei Kontakte, mittels derer die Kondensatoren in entsprechender Weise an das Drehstromnetz gelegt werden können oder ein geeignet ausgebildetes Stufenschaltwerk und entsprechende Kondensatorbatterien.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1
Patentanspruch:
Schaltungsanordnung zur Auslösung von Schaltvorgängen nach Maßgabe des Blindleistungsverbrauches in Wechselstromnetzen nach Patent 15 63 549, wobei durch Abtasten des Momentanwertes der Amplitude einer dem Strom im Wechselstromnetz entsprechenden Halbwellenspannung während eines vorbestimmten Phasenwinkels der Netzspannung jeweils von der Größe der Blind-Stromkomponente abhängige Impulse erzeugt werden, die beim Oberschreiten eines vorgegebenen Wertes ein Signal zur Auslösung der Schaltvorgänge abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Größe der Blindstromkomponente abhängigen elektrischen Impulse dem ersten Basiskontakt (B2) eines Doppelbasis-Transistors (1) zugeführt werden und die am Belastungswiderstand (3) des zweiten Basiskontaktes (Bi) liegende Spannung einen bistabilen Multivibrator (7) derart steuert, daß sein Ausgangskreis, in dem die Wicklung eines Relais (9) liegt, Strom führt, wenn die dem ersten Basiskontakt (Bi) zugeführten Impulse eine vorbestimmte Größe überschreiten und daß der Schaltvorgang durch das Schließen des Arbeitskontaktes (9.1) des Relais (9) bewirkt wird und daß ferner eine Impulsformerstufe (8) vorgesehen ist, die bei jedem zweiten Nulldurchgang der Netzspannung einen Rückstellimpuls für den Multivibrator (7) und einen Steuerimpuls für einen Schalter (13) liefert, mit dessen Hilfe die den Blindstrom darstellenden Impulse gewonnen werden.
DE19681763624 1968-07-05 1968-07-05 Schaltungsanordnung zur Auslösung von Schaltvorgängen nach Maßgabe des Blindverbrauchs in Wechselstromnetzen Expired DE1763624C3 (de)

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