DE2150281C3

DE2150281C3 - Schaltungsanordnung für einen elektronisch gesteuerten Blindleistungsregler

Info

Publication number: DE2150281C3
Application number: DE19712150281
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 1000 Berlin Juds
Original assignee: Heliowatt Werke Elektrizitäts-Gesellschaft mbH, 1000 Berlin
Filing date: 1971-10-05
Publication date: 1976-03-11

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen elektronisch gesteuerten Blindleistungsregler, bei αεϊΓι mittels eines Meßwertumformers eine dem Blindstrom proportionale Gleichspannung erzeugt und über Schwellwertschalter, Impulsgeber, logische Verknüpfungsglieder und bistabile Kippstufen einem Schaltwerk zugeführt ist

Eine derartige Schaltungsanordnung ist durch die deutsche Auslegeschrift 12 41905 bekannt, die ein Verfahren zur Kompensation der Blindlei tung 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.

Andere bekannte Blindleistungsregler verwenden Ferrarismeßwerke oder Meßmotoren, die über eine Kupplungseinrichtung eine Schaltwelle 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.

Außerdem sind in einer Literaturstelle (Sie>nensdruckschrift SSW 500 46/201; 11 523 TS 46) Blindleistungsrelais, die di'rch Ferrarismeßwerke gesteuert werden, beschrieben, die derart ausgelegt sind, daß bei einem Zuschaltimpuls diejenige Kondensatorstufe ein- ^₀ geschaltet wird, die in numerischer Reihenfolge sich als erste im Ausschaltezustand und bei einem Abschaltbefehl diejenige ausgeschaltet wird, die in der r.unicrisciicii Reihenfolge sich als erste im Einschaltezustand befindet.

Zur Messung der symmetrischen oder unsymmetri- f,₅ sehen Blindleistungsentnahme aus einem Netz werden auch Meßwerke mit Hall-Generatoren verwendet, die eine dem Blindstrom proportionale Gleichspannung

erzeugen (ASEA-Zeitschrift 1971, Heft 6, S. 140 bis 144).

Zur Verringerung der Anzahl der Kondensatoren und Schaltschütze werden auch andere Stufungen der Kondensatoren als 1:1:1:1 — vorgesehen, beispielsweise 1:2.2:2:2:2 (elfstufige Regelung mit sechs Kondensatoren und sechs Schützen) oder 1 :2 :4 ·. 4 :4 (fünfzehnstufige Regelung mit fünf Kondensatoren und fünf Schützen), und durch eine entsprechende Ausbi! dung 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).

Nockenwellen zur Steuerung der Schaltscnütze der Kondensatoren unterliegen wie alle mechanisch bewegten Teile dem Verschleiß und erfordern einen relativ großen Raum für die Anordnung der Steuerungseir richtungen. Di« bekannten elektronisch und elektromechanisch gesteuerten Blindleistungsregler lassen eine Änderung dei Stufung und eine Erweiterung der Einrichtungen um zusätzliche Kondensatoreinheiten nicht oder nur unter großem Aufwand zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Blindleistungsregler zu schaffen, der eine beliebige Abstufung der Kondensatoreinheiten und in einfacher Weise eine nachträgliche Erweiterung gestattet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Die Zu- wie die Abschaltung der Kondensatorstufen wiid in gleicher Richtung durchgeführt, wodurch eine Einsparung von Kondensatorstufen und Schaltschützen und die beliebige Erweiterungsmöglichkeit der Kompensationsmittelstufung ohne Änderung der bestehen den Schaltverknüpfungen erreicht ist.

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 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: 4,5.

Ein Vorteil der Zu- bzw. Abschaltung in gleicher Richtung ist bei nicht voller Ausnutzung der Schaltmöglichkeiten eines Blindleistungsreglers gegeben.

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.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Über die Punkte / und U ist der Blindleistungsregler an Strom- bzw. Spannungswandler des zu regelnden Netzes geschaltet. Der am Punkt / abgegriffene Strom wird einem Meßumformer M zugeführt, der eine dem Bündstrom proportionale Gleichspannung erzeugt. Diese Gleichspannung wird durch einen in seiner Empfindlichkeit mittels einies verstellbaren Widerstandes Al regelbaren Verstärker V verstärkt und

nachfolgenden Schwellwertschaltern N und Pzugeführt. Bei Überschreitung eines bestimmten induktiven Blindstromwertes spricht der positive Schwellwertschalter P, bei Überschreitung eines bestimmten kapazitiven Blindstromwertes der negative Schwellwertschalter N an. Den Schwellwertschaltern Pund Nsind Impulsgeber für die Zuschaitung Z bzw. für die Abschaltung A von Kompensationsmitteln nachgcurdnet.

Bis zu einer festgelegten einstellbaren Höhe sowohi der induktiven wie der kapazitiven Blindleistung spricht der Regler nicht an, dieser sogenannte Unempfindlichkeitsbereich beträgt ζ 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 bekannten Reglern nicht möglich and wird durch die sogenannte Stillstands-cos phi-Einsteilung nur sehr unvollkommen ersetzt.

Zur Umsetzung der durch die Schwellwertschalter P bzw. Nund die Impulsgeber für die Zuschaltung Zbzw. für die Abschaltung A erzeugten Impulse zur Steuerung der Kompensationsmittel dienen bistabile Kippstufen Ki, K2, A3, KA und KS. Die im Ausführungsbeispiel angegebenen Kippstufen Kl bis K5 steuern über z. B. Relais Hi bis H5 Schaltschütze Sl bis 55 zum Zu- oder Abschalten der Kompensationsmittel. Die bistabilen Kippstufen Ki bis K5 sind durch logische Und-Verknüpfungsglieder Li, IX L3. LA, LS, LJo, LJ, LS derart miteinander verbunden, daß eine bistabile Kippstufe, z. B. K5, nur dann in die z. B. zur Steuerung des Schaltschützes 55 in die Arbeits- bzw. Ruhelage erforderliche Lage schaltbar ist, wenn die vorgeschalteten Kippstufen, z. B. Ki, K2. K3, K4, die Arbeits- b*w. Ruhestellung einnehmen.

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.

Bei gemischter Stufung der Kompensationsleistur.g 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 Kompensationsleisiung 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

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, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der bistabilen Kippstufen (Ki bis K5) invers mit den zugeordneten Eingängen der nachgeschalteten Kippstufen über Und-Verknüpfungsglieder(/J bis LS) verbunden sind und daß eine Erweiterung der Kompensationsmittelstufung ohne Änderung der bestehenden Schaltverknüpfungen des Reglers allein durch eine andere Stufungsfolge der Kompensationsmittel erreicht ist