DE2150281B2

DE2150281B2 - Procedure for an electronically controlled reactive power regulator

Info

Publication number: DE2150281B2
Application number: DE19712150281
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 1000 Berlin 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: 1975-07-31
Also published as: DK133918C; DK133918B; FR2156565A1; IT968551B; GB1342445A; IE36518B1; BE778725A; SE384110B; FR2156565B1; NL163884C; CH549243A; NL163884B; DE2150281A1; LU64672A1; NL7204606A; AT318087B; IE36518L

Description

2020th

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen elektronisch gesteuerten Blindleistungsregler, bei dem mittels eines Meßwertumformers eine dem Blindstrom proportionale Gleichspannung erzeugt und über Schwellwertschalter. Impulsgeber, logische Verknüpfungsglieder und bistabile Kippstufen einem Schaltwerk zugeführt ist.The invention relates to a circuit arrangement for an electronically controlled reactive power regulator which generates a DC voltage proportional to the reactive current by means of a transducer and via threshold switch. Pulse generator, logical links and bistable multivibrators is fed to a switching mechanism.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist durch die deutsche Auslegeschrift 12 41905 bekannt, die ein Verfahren zur Kompensation der Blindleistung beschreibt, das auf einer Kombination von Merkmalen und Maßnahmen der Umwandlung der Netzspannung und des Netzstromes in zwei Impulsfolgen sowie der Auswertung der Impuls-Pausen-Verhältnisse der Frequenzen der Impulsfolgen beruht.Such a circuit arrangement is known from German Auslegeschrift 12 41905 which a Process for compensation of reactive power describes based on a combination of features and Measures to convert the mains voltage and the mains current into two pulse trains as well as the Evaluation of the pulse-pause ratios of the frequencies of the pulse trains is based.

Andere bekannte Blindleistungsregler verwenden Ferrarismeßwerke oder Meßmotoren, die über eine Kupplungseinrichtung eine Schaltwelie mit Nockenscheiben zur Betätigung von Quecksilberschaltröhren oder Mikroschaltern steuern, die der Zu- bzw. Abschaltung der Schaltschütze dienen. Bei induktiver Blindlast wird die Nockenwelle so weit 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 34 233), die über Schrittschaltwerke oder ähnliche Schaltstufen die Kondensatorschütze betätigen, wobei ein elektronisch gesteuerter Schwellwertschalter und Impulsgeber eine dem Blindstrom proportionale Gleichspannung dem Schaltwerk zu dessen Betätigung zuführen.Other known reactive power regulator use Ferrarismeßwerke or measuring motors, which have a Coupling device a switch shaft with cam disks for the operation of mercury switch tubes or microswitches that are used to switch the contactors on and off. With inductive Reactive load, the camshaft is rotated until the capacitors, which are switched on, generate the reactive power compensate. When the reactive power is reduced, the camshaft is turned back so that the last switched-on capacitors are switched off first. There are also electronic reactive power regulators known (z. B. German Offenlegungsschrift 19 34 233), which have stepping mechanisms or similar Switching stages operate the capacitor contactors, an electronically controlled threshold switch and Pulse generator a direct voltage proportional to the reactive current to the switching mechanism for its actuation respectively.

Außerdem sind in einer Literaturstelle (Siemensdruckschrift SSW 500 46/201; 11 523 TS 46) Blindleistungsrelais, die durch Ferrarismeßwerke gesteuert werden, beschrieben, die derart ausgelegt sind, daß bei einem Zuschaltimpuls diejenige Kondensatorstufe ein- &, geschaltet wird, die in numerischer Reihenfolge sich als erste im Ausschaltezustand und bei einem Abschaltbefehl diejenige ausgeschaltet wird, die in der numerischen Reihenfolge sich als erste im Einschaltezustand befindet.In addition, in a literature reference (Siemens publication SSW 500 46/201; 11 523 TS 46) reactive power relays, which are controlled by Ferrarismeßwerke described, which are designed such that at with a switch-on pulse that capacitor stage is switched on &, is switched, which in numerical order is the first in the switch-off state and in the event of a switch-off command that is switched off which is the first in the numerical order to be switched on.

Zur Messung der symmetrischen oder unsymmetri- _&5 sehen Blindleistungsentnahme aus einem Netz werden auch Meßwerke mit Hall-Generatoren verwendet, die eine dem Blindstrom proportionale GleichspannungThe symmetrical or unsymmetrical _{& 5} see reactive power is removed from a network, there are measuring units for measuring also with Hall generators are used, one proportional to the reactive current DC

erzeugen (ASEA-Zeitschrift 1971. Heft 6. S. 140 bis 144).(ASEA magazine 1971. Issue 6. pp. 140 to 144).

Zur Verringerung der AsizahJ der Kondensatoren und Schaltschütze werden auch andere Stufungen der Kondensatoren als 1:1:1:1--- vorgesehen, beispielsweise 1:2:2:2:2:2 (etfstuFige Regelung snit sechs Kondensatoren und sechs Schützen) oder 1:2:4:4:4 (fünfzehnstufige Regelung mit fünf Kondensatoren und ßinf Schützen), und durch eine entsprechende Ausbildung der Nockenwelle ist eine der kleinsten Kondensatorstufe entsprechende Schaltfolge erreichbar (z.B. deutsche Patentschriften 9 37 721. 9 57 247; deutsche Offenlegungsschrift 15 13 193).In order to reduce the number of capacitors and contactors, capacitors have different steps than 1: 1: 1: 1 ---, for example 1: 2: 2: 2: 2: 2 (stepped regulation with six capacitors and six contactors) or 1: 2: 4: 4: 4 (fifteen-step control with five capacitors and ßinf contactors), and a corresponding design of the camshaft enables a switching sequence corresponding to the smallest capacitor step to be achieved (e.g. German patents 9 37 721, 9 57 247; German Offenlegungsschrift 15 13 193).

Nockenwellen zur Steuerung der Schaltschütze der Kondensatoren unterliegen wie alle mechanisch bewegten Teile dem Verschleiß und erfordern einen relativ großen Raum für die Anordnung der Steuerungseinrichtungen. Die bekannten elektronisch und elektromechanisch gesteuerten Blindleistungsregler lassen eine Änderung der Stufung und eine Erweiterung der t inrichtungen um zusätzliche Kondensatoreinheiten nicht oder nur unter großem Aufwand zu.Camshafts for controlling the contactors of the capacitors are subject, like all mechanically moving ones Parts of the wear and tear and require a relatively large space for the arrangement of the control devices. The known electronically and electromechanically controlled reactive power regulators leave a Change of gradation and expansion of facilities to include additional condenser units not or only with great effort.

Der F.rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Blindleistungsregler zu schaffen, der eine beliebige Abstufung der Kondensatoreinheiten und in einfacher Weise eine nachträgliche Erweiterung gestattet.The invention is based on the task of creating a reactive power controller that can be used as desired Graduation of the condenser units and a subsequent expansion in a simple manner.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.This problem is solved by the characterizing features of the patent claim.

Die Zu- wie die Abschaltung der Kondensatorstulen wird in gleicher Richtung durchgeführt, wodurch eine Einsparung von Kondensatorstufen und Schaltschützen und die beliebige Erweiterungsmöglichkeit der Kompensationsmittelstufung ohne Änderung der bestehenden Schaltverknüpfungen erreicht ist.The connection and disconnection of the capacitor columns is carried out in the same direction, whereby a Saving of capacitor stages and contactors and the possibility of any expansion of the compensation stage is reached without changing the existing switching links.

Dabei ist als Bedingung für die Stufungsfolge nur zu berücksichtigen, daß die Leistung jeder Stufe maximal nur eine Leistungsstufe höher sein darf als die Summe der Leistungen der vorgeschalteten Stufen, d. h, in dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel eines fünfstufigen Blindleistungsreglers isi 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, ζ B. 1:1. 5:2. 5:3:4,5.The only condition to be taken into account for the grading sequence is that the performance of each level is a maximum only one performance level may be higher than the sum of the performance of the preceding levels, d. h, in that The example of a five-stage reactive power regulator shown in the drawing is a capacitor stage from 1: 1: 1: 1: 1 to a maximum of 1: 2: 4: 8: 16 with all Intermediate values possible. Steps with odd multiples are also permitted, e.g. 1: 1. 5: 2. 5: 3: 4.5.

Ein Vorteil der Zu- bzw. Abschaltung in gleicher Richtung ist bei nicht voller Ausnutzung der Schaltmöglichkeiten eines Blindleistungsreglers gegeben:One advantage of switching on and off in the same direction is when the switching options are not fully utilized given by a reactive power controller:

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 Überbrückungszeiten 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 a capacitor bank consisting of only three units, if the last two controller stages are not connected, i.e. empty, step through Camshaft controlled reactive power regulators have long bridging times during connection and disconnection of capacitor stages, unless the maximum limitation of the camshaft rotation is different is set In the present solution, the connection and disconnection in the same direction are set by electronic switching devices such disruptive empty steps avoided.

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

Über die Punkte /und fist der Blindleistungsregler an Strom- bzw. Spannungswandler des zu regelnden Netzes geschaltet. Der am Punkt / abgegriffene Strom wird einem Meßumformer M zugeführt, der eine dem Blindstrom proportionale Gleichspannung erzeugt. Diese Gleichspannung wird durch einen in seiner Empfindlichkeit mittels eines verstellbaren Widerstandes Al regelbaren Verstärker V verstärkt undThe reactive power controller is connected to the current or voltage converter of the network to be regulated via points / and f. The current tapped at the point / is fed to a measuring transducer M , which generates a direct voltage proportional to the reactive current. This DC voltage is amplified and amplified by an amplifier V which is adjustable in its sensitivity by means of an adjustable resistor A1

nachfolgenden Schwellwertschaltern N und /"zugeführt Bei Überschreitung eines bestimmten induktiven Blind stromwertes spricht der positive SchwtHwertschalter P. b^i Überschreitung eines bestimmten kapazitiven Blindstromwertes der negative Schwellwertschalter N an. Den Schwellwertschaltern Pund /Vsind Impulsgeber für die Zuschaltung Z bzw. für die Abschaltung A von Kompensationsmitteln nachgeordnet.subsequent to threshold N and / "supplied When exceeding a specific inductive reactive current value says the positive SchwtHwertschalter P. b ^ i exceeds a certain capacitive reactive current value of the negative threshold value N in. The threshold switches P and / VSIND pulse for the connection Z, or for the turn-off A subordinate to compensation means.

Bis zu feiner 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 Kondensatorstufe. Durch diesen Bereich wird ein ständiges Zu- und Abschalten auf Grund der nicht kontinuierlich regelbaren Kondensatorbatterien verhindert Mittels einfacher elektronischer Mittel läßt sich dieser Unempfindlichkeitsbereich parallel verschieben, so daß beispielsweise der Regler nur im induktiven Bereich arbeitet. Diese Parallelverschiebung ist bei den bekannien Reglern nicht möglich und wird durch die sogenannte Stillstands-cos phi-Einstellung nur sehr unvollkommen ersetztUp to finer set adjustable height both The controller does not respond to inductive or capacitive reactive power, this so-called insensitivity range is z. B. 60% of the rated power of the smallest capacitor stage. Through this area will a constant connection and disconnection is prevented due to the capacitor batteries, which are not continuously adjustable This insensitivity range can be shifted in parallel using simple electronic means, so that, for example, the controller only works in the inductive range. This parallel shift is with the Knannien controllers are not possible and is only very much due to the so-called standstill cos phi setting imperfectly replaced

Zur Umsetzung der durch die Schwellwertschalter P bzw. A/und die Impulsgeber für die Zuschaltung Zbzw. für die Abschaltung A erzeugten Impulse zur Steuerung der Kompensationsmittel dienen bistabile Kippstufen Kl, K2, K3, KA und K5. Die im Ausführungsbeispiel angegebenen Kippstufen Kl bis KS steuern über z. B. Relais HI bis HS Schaltschütze Sl bis S5 zum Zu- oder Abschalten der Kompensationsmittel. Die bistabilen Kippstufen Kl bis KS sind durch logische Und-Verknüpfungsglieder ti, IX 13, LA, LS, Ua, 17, LS derart miteinander verbunden, daß eine bistabile Kippstufe, z. B. K5, nur dann in die z. B. zur Steuerung des Schallschutzes 55 in die Arbeits- bzw. Ruhelage erforderliche Lage schaltbar ist, wenn die vorgeschalteten Kippstufen, z. B. JCl, K2, A3, KA, die Arbeits- bzw. Ruhestellung einnehmen.To implement the threshold value switch P or A / and the pulse generator for the connection Zbzw. For the shutdown A generated pulses to control the compensation means are used bistable flip-flops Kl, K2, K3, KA and K5. The specified in the embodiment flip-flops Kl to KS control via z. B. Relays HI to HS contactors Sl to S5 for connecting or disconnecting the compensation means. The bistable flip-flops Kl to KS are connected to one another by logical AND gates ti, IX 13, LA, LS, Ua, 17, LS that a bistable flip-flop, z. B. K5, only in the z. B. to control the soundproofing 55 in the work or rest position required position can be switched when the upstream flip-flops, z. B. JCl, K2, A3, KA, take the working or rest position.

Dadurch wird erreicht, daß bei einem Zuschaltimpuls 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.This ensures that when a switch-on pulse occurs, that trigger stage is switched to the working position, which was the first to be in the rest position, and that with a switch-off pulse that flip-flop in the Rest position is switched, which was the first in the working position.

Bsi gemischter Stufung der Kompensationsleistung von z. B. 1:2:3:4:6 kommen so lange Zu- und Abschaltimpulse, bis beispielsweise eine Kompensationsleistung 12 erreicht ist Dabei werden zunächst die Stufen 1, 2, 3, 4, 6 (eingeschaltete Kompensationsleistung 16) zugeschaltet, sodann werden die Stufen 1, 2,3 (eingeschaltete Kompensationsleistung 10) wieder abgeschaltet, danach werden die Stufen 1,2 (eingeschaltete Kompensationsleistung 13) zugeschaltet und schließlich wird die Stufe 1 (eingeschaltete Kompensationsleistung 12) wieder abgeschaltet. Damit sind letztlich die Stufen 2, 4, 6, welche die Kompensationsleistung 12 ergeben,' eingeschaltet Der Regler sucht sich somit selbsttätig die Kombination von Stufen, die zur Kompensation erforderlich ist.Bsi mixed grading of the compensation performance from z. B. 1: 2: 3: 4: 6 come in and out for so long Switch-off pulses until, for example, a compensation power 12 is reached Levels 1, 2, 3, 4, 6 (switched on compensation power 16) are switched on, then levels 1, 2, 3 (switched on compensation power 10) switched off again, then levels 1, 2 (switched on Compensation power 13) is switched on and finally level 1 (switched on compensation power 12) switched off again. This ultimately results in stages 2, 4, 6, which make the compensation performance 12 result, 'switched on The controller thus automatically searches for the combination of stages that are used for Compensation is required.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Circuit arrangement for an electronically controlled reactive power regulator, in which a DC voltage proportional to the reactive current is generated by means of a transducer and is fed to a switching mechanism via threshold switches, pulse generators, logic gates and bistable multivibrators, characterized in that the outputs of the bistable multivibrators (Ki to KS) are inversely are connected to the assigned inputs of the downstream flip-flops via AND gates (Ll to L5) and that an expansion of the compensation means gradation without changing the existing switching links of the controller is achieved solely by a different gradation sequence of the compensation means