DE2150281A1

DE2150281A1 - PROCEDURE FOR AN ELECTRONICALLY CONTROLLED REACTIVE POWER CONTROLLER

Info

Publication number: DE2150281A1
Application number: DE19712150281
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl-Ing Bieger; Heinz Dipl-Ing Juds
Original assignee: Heliowatt Werke Elektrizitaet GmbH
Current assignee: Heliowatt Werke Elektrizitaet GmbH
Priority date: 1971-10-05
Filing date: 1971-10-05
Publication date: 1973-04-12
Also published as: LU64672A1; CH549243A; AT318087B; DE2150281B2; NL163884B; NL7204606A; IE36518B1; FR2156565B1; IT968551B; DK133918B; FR2156565A1; IE36518L; GB1342445A; SE384110B; DK133918C; BE778725A; NL163884C

Description

HELIOWATT WEHKE Ber3in ·ϊ2, den 5. 10. 1971HELIOWATT WEHKE Ber3in · ϊ2, October 5, 1971

Elektrizitäts-Gesellschaft mbH SIT^ ^ (tritt an Stelle d. S.1 v. 1.10.71)Elektrizitäts-Gesellschaft mbH SIT ^ ^ (replaces page 1 of 1.10.71)

Verfahren für einen elektronisch gesteuerten Blindleistungsregler.Procedure for an electronically controlled reactive power regulator.

Zur Kompensierung induktiver Blindleistungen in einem Drehstromnetz werden "bekannterweise Kondensatoren abgestufter Leistung dem Netz zugeschaltet. Die Kondensatoren werden mittels Schaltschütze nacheinander selbsttätig zu- bzw. abgeschaltet. Dabei ist für jede Kondensatoreinheit ein Schaltschütz vorgesehen.To compensate for inductive reactive power in a three-phase network are known to be "graduated capacitors Power connected to the grid. The capacitors are automatically switched on and off one after the other by means of contactors. A contactor is provided for each capacitor unit.

Bekannte Blindleistungsregler verwenden Ferrarismeßwerke oder Meßmotoren, die über eine Kupplungseinrichtung eine Schaltwelle mit Nockenscheiben zur Betätigung von Quecksilberschaltröhren oder Mikrοschaltern steuern, die der Zu- bzw. Abschaltung der Schaltschütze dienen. Bei induktiver Blindlast wird die Nockenwelle soweit gedreht, bis die dadurch eingeschalteten Kondensatoren die Blindleistung kompensieren. Bei Verringerung der Blindleistung wird die Nockenwelle zurückgedreht, so daß die zuletzt eingeschalteten Kondensatoren als erste wieder abgeschaltet werden. Weiterhin sind elektronische Blindleistungsregler bekannt (z. B. deutsche Offenlegungsschrift 19 54 235), die über SchrittSchaltwerke oder ähnliche Schaltstufen die Kondensatorschütze steuern. Zur Verringerung der Anzahl der Kondensatoren und Schalt schütze werden auch andere Stufungen der Kondensatoren als 1:1:1:1... vorgesehen, beispielsweise 1:2:2:2:2:2 (elfstufige Reglung mit sechs Kondensatoren und sechs Schütze) oder 1:2:4:4:4 (fünfzehnstufige Reglung mit fünf Kondensatoren und fünf Schütze) und durch eine entsprechende Ausbildung der Nockenwelle ist eine der kleinsten Kondensatorstufe entsprechende Schaltfolge erreichbar (z. B. deutsches Bundespatent 937 721, 957 247, deutsche Offenlegungsschrift 1 513 193).Known reactive power regulator use Ferrarismeßwerke or measuring motors, which have a coupling device Switching shaft with cam disks for actuating mercury interrupters or microswitches that control the connection or Shutdown of the contactors are used. In the case of an inductive reactive load, the camshaft is rotated until the switched on capacitors compensate the reactive power. When the reactive power is reduced, the camshaft is turned back, so that the capacitors that were switched on last are the first to be switched off again. Furthermore are electronic Reactive power controller known (e.g. German Offenlegungsschrift 19 54 235), which can be accessed via step controllers or similar switching stages control the capacitor contactors. To reduce the number of capacitors and contactors are used capacitors other than 1: 1: 1: 1 ... are also provided, for example 1: 2: 2: 2: 2: 2 (eleven-step regulation with six capacitors and six contactors) or 1: 2: 4: 4: 4 (fifteen-step control with five capacitors and five Contactors) and a corresponding design of the camshaft corresponds to the smallest capacitor stage Switching sequence achievable (e.g. German Federal Patent 937 721, 957 247, German Offenlegungsschrift 1 513 193).

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ORIGINAL INSPECTED 309815/0594
ORIGINAL INSPECTED

Der Nachteil der mit einer Nockenwelle zur Steuerung der Schaltschütze der Kondensatoren versehenen Blindleitungsregler ist in dem mechanischen Aufwand, dem Verschleiß der bewegten Bauteile und dem relativ großen Raumbedarf zur Unterbringung der Steuerungseinrichtung zu erkennen. Außerdem ist bei den bekannten elektronisch und den elektromechanisch gesteuerten Blindleistungsreglern eine Änderung der Stufung und eine Erweiterung der Einrichtungen um zusätzliche Kondensatoreinheiten nicht oder nur unter großem Aufwand mittels weiterer Bauelemente möglich.The disadvantage of the stub line regulator provided with a camshaft to control the contactors of the capacitors is in the mechanical effort, the wear of the moving components and the relatively large To recognize space requirements for accommodating the control device. In addition, the known ones are electronic and the electromechanically controlled reactive power regulators, a change in the gradation and an extension the facilities to additional capacitor units not or only with great effort by means of further Components possible.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist, einen " Blindleistungsregler zu schaffen, der die genannten Nachteile vermeidet, eine beliebige Abstufung der Kondensatoreinheiten und in einfacher Weise eine nachträgliche Erweiterung gestattet.The object on which the invention is based is to create a “reactive power regulator which has the disadvantages mentioned avoids any gradation of the capacitor units and, in a simple manner, a subsequent one Extension permitted.

Die Aufgabe ist durch einen elektronisch gesteuerten Blindleistungsregler gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Schaltwerk des Blindleitungsreglers aus bistabilen Kippstufen gebildet wird, die derart über logische Verknüpfungsglieder verbunden sind, daß bei einem Zuschalt- bzw. Abschaltimpuls die Kippstufe in die Arbeitslage bzw. Ruhelage geschaltet wird, die in der numerischen Reihenfolge der Kippstufen als erste die Ruhe- bzw. Arbeitslage einnimmt.The object is achieved by an electronically controlled reactive power regulator, which is characterized by is that the switching mechanism of the stub line regulator is formed from bistable multivibrators, which are in such a way via logic Logic elements are connected that with a switch-on or switch-off pulse, the flip-flop in the working position or rest position is switched, which is the first in the numerical order of the flip-flops to be the rest or rest position. Working position.

Die Zu- wie die Abschaltung wird in gleicher Richtung durchgeführt, während bei mechanischen SchrittSchaltwerken die Abschaltung nur entgegen der Zuschaltungsrichtung möglich ist. Der Vorteil eines derartigen Reglers ist die Einsparung von Kondensatorstufen und Schaltschützen und die beliebige Erweiterungsmöglichkeit der Kompensationsmittelstufung ohne Änderung der bestehenden Schaltverknüpfungen. Als Bedingung für die Stufungsfolge ist nur zu berücksichtigen, daß die Leistung jeder Stufe maximal nur eine Leistungsstufe größer sein darf als die Summe der Leistungen derThe connection and disconnection are carried out in the same direction, whereas with mechanical step control units disconnection is only possible in the opposite direction to the connection direction. The advantage of such a controller is that Saving of capacitor stages and contactors and the possibility of expanding the compensation mean graduation as required without changing the existing switching links. The only condition to be considered for the grading sequence is: that the performance of each stage is a maximum of only one performance stage may be greater than the sum of the benefits of the

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vorgeschalteten Stufen, d. h. in dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel eines fünfstufigen Blindleistungsreglers ist eine Kondensatorstufung von 1:1:1:1:1 bis maximal 1:2:4:8:16 mit allen Zwischenwerten möglich. Auch Stufungen mit ungeradzahligen Vielfachen sind zulässig, z. B. 1:1,5:2,5:3:^,5.upstream stages, d. H. In the example of a five-stage reactive power regulator shown in the drawing, there is a capacitor gradation of 1: 1: 1: 1: 1 up to a maximum 1: 2: 4: 8: 16 possible with all intermediate values. Graduations with odd multiples are also permitted, e.g. B. 1: 1.5: 2.5: 3: ^, 5.

Ein weiterer Vorteil der Zu- bzw. Abschaltung in gleicher Richtung gegenüber den bisher bekannten Verfahren ist bei nicht voller Ausnutzung der Schaltmöglichkeiten eines Blindleistungsreglers gegeben:Another advantage of the connection and disconnection in the same direction compared to the previously known methods is at The switching options of a reactive power controller are not fully utilized:

Dient z. B. ein fünfstufiger Regler zur Steuerung von einer nur aus drei Einheiten bestehenden Kondensatorbatterie, indem die beiden letzten Reglerstufen nicht beschaltet sind, also leer schalten, so treten bei durch Nockenwellen gesteuerten Blindleistungsreglern lange Uberbrückungszeiten während des Zu- bzw. Abschaltens von Kondensatorstufen auf, sofern die maximale Begrenzung der Nockenwellendrehung nicht anders eingestellt wird. Bei der vorliegenden Lösung der Zu- und Abschaltung in gleicher Richtung werden durch die elektronischen Schalteinrichtungen derartige störende Leerschritte vermieden.Serves z. B. a five-stage controller to control one only three-unit capacitor bank by adding the last two controller stages are not connected, i.e. switch empty, so occur when controlled by camshafts Reactive power regulators have long bridging times during the connection or disconnection of capacitor stages, provided that the maximum limitation of the camshaft rotation is not is set differently. In the present solution, the connection and disconnection in the same direction are through the electronic Switching devices such disruptive spaces avoided.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Über die Punkte I und U ist der Blindleistungsregler an Strom- bzw. Spannungswandler des zu regelnden Netzes geschaltet. Der am Punkt I abgegriffene Strom wird einem Meßumformer M zugeführt, der eine dem Blindstrom proportionale Gleichspannung erzeugt. Diese Gleichspannung wird durch einen in seiner Empfindlichkeit mittels des verstellbaren Widerstandes R1 regelbaren Verstärkers V verstärkt und den nachfolgenden Schwellwertschaltern N und P zugeführt. Bei ■Überschreitung eines bestimmten induktiven Blindstromwertes spricht der positive Schwellvertschalter P, bei Überschreitung eines bestimmten kapazitiven Blindstromwertes der negative Schwellwertschalter N an. Den Schwellwert schaltern P und N sind Impulsgeber für die Zuschaltung Z bzw. für dieThe reactive power controller is on via points I and U Current or voltage converter of the network to be regulated is switched. The current tapped at point I is sent to a measuring transducer M supplied, which generates a DC voltage proportional to the reactive current. This DC voltage is generated by a amplified in its sensitivity by means of the adjustable resistor R1 adjustable amplifier V and the subsequent threshold switches N and P supplied. at ■ Exceeding a certain inductive reactive current value the positive threshold switch P speaks when exceeded of a certain capacitive reactive current value the negative threshold switch N on. Switch the threshold value P and N are pulse generators for the connection Z and for the

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Abschaltung A von Kompensationsmitteln nachgeordnet.Shutdown A of compensation means downstream.

Bis zu einer festgelegten einstellbaren Höhe sowohl der induktiven wie der kapazitiven Blindleistung spricht der Regler nicht an, dieser sogenannte Unempfindlichkeitsbereich beträgt z. B. ± 60 % der Nennleistung der kleinsten Kondensat or stufe. Durch diesen Bereich wird ein ständiges Zu- und Abschalten aufgrund der nicht kontinuierlich regelbaren Kondensatorbatterien verhindert. Mittels einfacher elektronischer Mittel läßt sich dieser tfnempfindlichkeitsbereich parallel verschieben, so daß beispielsweise der Regler nur im induktiven Bereich arbeitet. Diese Parallverschiebung ist bei den bekannten Reglern nicht möglich und wird durch die sogenannte Stillstands-cos γ -Einstellung nur sehr unvollkommen ersetzt.The controller does not respond up to a fixed, adjustable level of both the inductive and capacitive reactive power. B. ± 60 % of the nominal output of the smallest condenser stage. This area prevents constant switching on and off due to the capacitor batteries, which are not continuously adjustable. This sensitivity range can be shifted in parallel by means of simple electronic means, so that, for example, the controller only works in the inductive range. This parallel shift is not possible with the known controllers and is only very imperfectly replaced by the so-called standstill cos γ setting.

Zur Umsetzung der durch die Schwellwertschalter P bzw. N und die Impulsgeber Z bzw. A erzeugten Impulse zur Steuerung der Kompensationsmittel dienen bistabile Kippstufen K1, K2, K3, K4· und KJ?. Die im Ausführungsbeispiel angegebenen Kippstufen K1 bis K5 steuern über z. B. Relais H1 bis H5 Schaltschütze S1 bis S5 zum Zu- oder Abschalten der Kompensationsmittel. Die bistabilen Kippstufen K1 bis KJ? sind durch die logischen Undverknüpfungen LI, L2, L3, IA-, L5, L6, L7, 18 derart miteinander verbunden, daß eine bistabile Kippstufe, z. B. K5 nur dann in die z. B zur Steuerung des Schaltschützes Si? in die Arbeits-bzw Ruhelage erforderliche Lage schaltbar ist, wenn die vorgeschalteten Kippstufen z. B. K1, K2, K3, K4- die Arbeite- bzw. Ruhestellung einnehmen«To implement the pulses generated by the threshold value switch P or N and the pulse generator Z or A for control purposes the compensation means serve bistable flip-flops K1, K2, K3, K4 · and KJ ?. The specified in the embodiment Control flip-flops K1 to K5 via z. B. Relays H1 to H5 Contactors S1 to S5 for switching the compensation means on or off. The bistable flip-flops K1 to KJ? are through the logical AND links LI, L2, L3, IA-, L5, L6, L7, 18 connected to one another in such a way that a bistable multivibrator, e.g. B. K5 only in the z. B to control the Contactors Si? required in the work or rest position Location is switchable when the upstream flip-flops z. B. K1, K2, K3, K4- take the working or rest position «

Dadurch wird erreicht, daß bei einem Zuschal timpuls diejenige Kippstufe in die Arbeitslage geschaltet wird, die als jeweils erste in der Ruhelage war, und daß bei einem Abschaltimpuls diejenige Kippstufe in die Ruhelage geschaltet wird, die als jeweils erste in der Arbeitslage war. Bei gemischter Stufung, z. B. 1:2:3;4:6 kommen solange Zu- und Abschaltimpulse, bis beispielsweise die Kompensations-This ensures that the timpuls with a surcharge Tilting stage is switched into the working position, which was the first in each case in the rest position, and that with a Switch-off pulse that flip-flop is switched to the rest position, which was the first in the working position. With mixed grading, e.g. B. 1: 2: 3; 4: 6 come as long as and switch-off pulses until, for example, the compensation

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leistung 12 erreicht ist durch zunächst Zuschalten von 1+2+3+4-+6 (eingeschaltete Leistung 16), folgendem Abschalten von 1+2+5 (eingeschaltete Leitung 10), wieder Zuschalten von 1+2 (eingeschaltete Leistung 13)» wieder Abschalten von 1 (eingeschaltete Leistung 12). Damit schließlich die Stufen 2+4+6=12 eingeschaltet. Der Regler sucht sich somit selbsttätig die Kombination von Stufen, die zur Kompensation erforderlich ist.power 12 is reached by first switching on 1 + 2 + 3 + 4- + 6 (switched on power 16), then switching off from 1 + 2 + 5 (switched on line 10), switch on again from 1 + 2 (switched on power 13) »switch off again of 1 (switched on power 12). So that finally the levels 2 + 4 + 6 = 12 switched on. The controller is looking for itself automatically the combination of steps required for compensation.

Die Speisespannung für die elektronischen Baugruppen wird vorteilhafterweise einer nicht dargestellten stabilisierten Energiequelle entnommen.The supply voltage for the electronic assemblies is advantageously stabilized at a level not shown Taken from the energy source.

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Claims

"Procedure for an electronically controlled reactive power regulator, characterized in that the switching mechanism of the reactive power regulator from "bistable Flip-flops (K1 to K5) is formed, which are connected via logical Yerknüpfungsglieder that at a switch-on or switch-off pulse, the flip-flop is switched to the work or rest position, which is shown in the numerical order of the flip-flops (K1, K2, K3, K4, K5) first the rest position or working position occupies.

2) Method according to claim 1, characterized in that a common, on both threshold switches (P, N) Acting, variable resistance (R2) of the parallel shift of the response sensitivity of the reactive power controller serves.

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