DE2528283A1

DE2528283A1 - Reactive current compensation equipment for distribution systems - employs automatic sequence switching of capacitor banks

Info

Publication number: DE2528283A1
Application number: DE19752528283
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Appel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-06-25
Filing date: 1975-06-25
Publication date: 1977-01-13

Abstract

A power factor correction system in medium or high voltage supply systems, is intended to reduce the switching time for changing capacitor banks by introducing sequence controlled operation. Sequence control stages (A-E) operate the main switch (17) to disconnect the outgoing bank and also close the earthing and discharge switch (21). The sequence proceeds by closing the required selector switches (14, 15), tripping the discharge switch and reclosing the main switch. The disconnected time is typically 3 seconds, and no special time delay is required if the discharge resistance (22) has a low value. Such a sequence system may by coupled to a closed loop controlled for automatic switching to the correct capacitance value for desired degree of compensation.

Description

"BlindstromkotnpensUtionsanlage für Mittel- oder Hochspannung" Die Erfindung bezieht sich auf eine Blindstromkompensationsanlage für Mittel- oder Hochspannung in mehrstufiger Schaltung mit mehreren wahlweise anschaltbaren Kondensatorgruppen, wobei jeder Gruppe ein Trennschalter zugeordnet ist und alle Gruppen über eine Hilfssammelschiene auf einen gemeinsamen Leistungsschalter geschaltet sind. "Reactive power supply system for medium or high voltage" The The invention relates to a reactive current compensation system for medium or high voltage in multi-stage circuit with several optionally connectable capacitor groups, Each group is assigned an isolating switch and all groups via an auxiliary busbar are switched to a common circuit breaker.

Die wachsenden Antriebsleistungen haben in den letzten Jahren die Anwendung der Mittelspannung in der Industrie stark gefördert. Es ergibt sich daraus auch die Notwendigkeit1 Blindstrom auf Mittelspannungsebene zu kompensieren. Eine sinnvolle Blindstromkompensation erfordert die fortwährende Anpassung der erzeugten Blindleistung an den jeweiligen Verbrauch, wobei im allgemeinen eine mehr oder weniger grobstufige Regelung durch Zu- oder Abschalten einzelner Kondensatorgruppen den gestellten Anforderungen vollauf genügt.The growing drive powers have in recent years the Use of medium voltage in industry is strongly promoted. It follows from that also the need1 to compensate for reactive current at medium voltage level. One Sensible reactive current compensation requires the continuous adaptation of the generated Reactive power to the respective consumption, in general one more or less Coarse regulation by switching individual capacitor groups on or off requirements are fully met.

Die Fig. 1 zeigt eine derartige bekannte Schaltung. Es sind 2 Kondensatorgruppen 1, 2 vorgesehen, wobei jeder Kondensator den gleichen ert C hat. Von jeder Gruppe ist jeweils nur ein Strang dargestellt. Eine Gruppe wird somit durch die Stränge der drei Phasen gebildet.Fig. 1 shows such a known circuit. There are 2 capacitor groups 1, 2 are provided, each capacitor having the same ert C. From each group only one strand is shown at a time. A group is thus by the strands formed of the three phases.

Den Kondensatoren einer Gruppe ist jeweils ein Leistungsschalter 3, 4 vorgeschaltet, die in üblicher Weise über Trennschalter 5, 6 an den Sammelschienen 7 liegen. Vor den Kondensatoren liegen Entladeeinrichtungen 8, 9 die für eine Entladung im offenen Zustand des Leistungsschalters sorgen.The capacitors of a group are each a circuit breaker 3, 4 upstream, which in the usual way via disconnectors 5, 6 on the busbars 7 lie. In front of the capacitors there are discharge devices 8, 9 for discharging in the open state of the circuit breaker.

Auf der anderen Seite der Kondensatoren sind Spulen 10, 11 angeschlossen, deren Funktion später noch erläutert wird.On the other side of the capacitors, coils 10, 11 are connected, whose function will be explained later.

Durch die Leistungsschalter können die Kondensatorgruppen einzeln oder in Kombination an die Sammelschiene gelegt werden, und zwar entweder von Hand oder durch eine automatisch ablaufende Steuerung.The capacitor groups can be activated individually by the circuit breaker or in combination on the busbar, either by hand or by an automatic control.

Die Auslegung der Schaltgeräte ist vorwiegend durch die anstehende Kurzschlußleistung bedingt und bringt dadurch in der Regel von vornherein eine entsprechende Strombelastbarkeit mit sich. Auch der Aufwand für notwendige Nebeneinrichtungen wie Uberstrom- und Kurzschlußschutz, Unsymmetrieschutz, Entladeeinrichtung, Überspannungsableiter, Messung und Uberwachung sowie letztlich für das. Schaltfeld selbst ist von der Größe der zu schaltenden Kondensatorleistung weitgehend unabhängig.The design of the switchgear is mainly due to the upcoming Short-circuit power and therefore usually brings a corresponding from the outset Current carrying capacity with itself. Also the effort for necessary ancillary facilities such as overcurrent and short circuit protection, asymmetry protection, discharge device, surge arrester, Measurement and monitoring as well as ultimately for the. The cubicle itself is of the size largely independent of the capacitor power to be switched.

Hinzu kommt, daß beim Parallelschalten mehrerer Kondensatorbatterien bzw. -Stufengruppen innerhalb der Anlage sehr hohe Ausgleichströme auftreten, welche alle betroffenen Stromwege - insbesondere die Kontakte des jeweils einschaltenden Leistungsschalters - stark beanspruchen. Mag die damit verbundene Belastung bei nur gelegentlichem Schalten (Dauerbetrieb) gerade noch tragbar sein, bei einer Regelanlage muß sie wegen der höheren Schalthäufigkeit durch die (erwähnten) vorgeschalteten DrosselspulenlA m herabgesetzt werden. Um strombegrenzende Wirkung zu haben, müssen diese Spulen ohne nennenswerte Induktivitätsverminderung hoch überlastbar sein. Hierfür eignen sich nur eisenlose Luft-Spulen, für deren Aufstellung wegen des weiten Streufeldes ein entsprechend großer eisenfreier Raum benötigt wird.In addition, when several capacitor banks are connected in parallel or group of stages within the system, very high equalizing currents occur, which all affected current paths - especially the contacts of the one switching on Circuit breaker - heavy use. May contribute to the burden involved only occasional switching (continuous operation) can be just about bearable in a control system it must be due to the higher switching frequency by the (mentioned) upstream DrosselspulenlA m are reduced. In order to have a current-limiting effect, must these coils can be highly overloaded without any significant reduction in inductance. Only ironless air coils are suitable for this purpose, because of the size they are to be set up Stray field a correspondingly large iron-free space is required.

Aus dem Gesagten geht hervor, daß jede Schaltstufe einer Blindstrom-Regelanlage für Mittelspannung von vornherein mit einem erheblichen restkostenanteil belastet ist, der den spezifischen Preis pro kvar bei kleinen Leistungen übermäßig anheben kann, d.h. mehrstufige Plit telspannungs -Kondensatoranlagen zur automatischen Blindleistungs-Regelung erfordern bei konventioneller Bauweise einen hohen Geräteaufwand.From what has been said, it can be seen that each switching stage of a reactive current control system for medium voltage from the start with a considerable share of the remaining costs that the specific price per kvar for small outputs is excessive can raise, i.e. multi-stage plit telvoltage capacitor systems for automatic With conventional designs, reactive power regulation requires a high level of equipment.

Verständlicherweise versucht man deshalb in solchen Fällen, soweit irgendwie technisch vertretbar, mit einer einzigen Schaltstufe - für welche auch keine Strombegrenzungsdrossel benötigt wird - auszukommen. Die Möglichkeit der Leistungsanpassung an den jeweiligen Bedarf geht dabei natürlich weitgehend verloren.Understandably, one therefore tries so far in such cases somehow technically justifiable, with a single switching stage - for which too no current limiting choke is required - get by. The possibility of performance adjustment of course, the respective demand is largely lost.

Es ist noch bekannt, die Anlage so aufzubauen, daß sie mit wesentlich geringerem Geräteaufwand auskommt und deshalb auch für kleinere Leistungen wirtschaftlich anwendbar ist.It is still known to build the system so that they with essential requires less equipment and is therefore also economical for smaller capacities is applicable.

Diese Anlage arbeitet nach dem Prinzip der Leistungs-Vorwahl mittels Trennschaltern im spannungslosen Zustand und Leistungsschaltung der gesamten Batterie mit einem einzigen Leistungsschalter. Sie vereinen so den geringeren Geräteaufwand einstufiger Batterien mit dem regelungstechnischen Vorteil mehrstufiger Anlagen, d.h. durch die Trennung von Leistungschaltung und lastloser Umschaltung kommt die Anlage nach der Erfindung mit wesentlich geringerem Geräteaufwand aus und ist deshalb auch für kleinere Leistungen wirtschaftlich anwendbar.This system works on the principle of power preselection by means of Disconnectors in the de-energized state and power switching of the entire battery with a single circuit breaker. In this way, they combine the lower equipment costs single-stage batteries with the control technology advantage of multi-stage systems, i.e. through the separation of power switching and no-load switching comes the Plant according to the invention with much less equipment and is therefore also economically applicable for smaller services.

Diese Schaltung ist im Detail in Fig. 2 dargestellt.This circuit is shown in detail in FIG.

Es sind 2 Kondensatorgruppen 12, 13 vorgesehen, wobei in jeder Gruppe ein Trennschalter 14, 15 mit Kraftantrieb (Druckluft- oder Motorantrieb) vorgesehen ist. Alle Grupnen sind über eine Hilfsschiene 16 auf einen der ganzen Batterie gemeinsamen Leistungsschalter 17 geschaltet, der über den üblichen Trenner 18 an~der Sammelschiene 10 liegt.There are 2 capacitor groups 12, 13 provided, in each group an isolating switch 14, 15 with a power drive (compressed air or motor drive) is provided is. All groups are common to the whole battery via an auxiliary rail 16 Circuit breaker 17 switched, via the usual disconnector 18 on the busbar 10 lies.

Die Kondensatoren sind zweckmäßig und in diesem Fall ohne betriebliche Nachteile in unterschiedlichen Größen ausgeführt, z.B. im Leistungsverhältnis 1:2 wie dargestellt, um eine größere Stufenzahl zu erreichen, hier 3 Stufen.The capacitors are useful and in this case without operational Disadvantages in different sizes, e.g. in the performance ratio 1: 2 as shown, in order to achieve a larger number of stages, here 3 stages.

1.) Schalter 12 ein, Schalter 13 offen, 1 C 2.) Schalter 12 offen, Schalter 13 ein, 2 C 3.) Schalter 12 ein, Schalter 13 ein, 3 C Mit 3 Gruppen mit den Leistungsverhältnissen 1:2:4 lassen sich entsprechend 7 Stufen erzielen.1.) Switch 12 on, switch 13 open, 1 C 2.) Switch 12 open, Switch 13 on, 2 C 3.) Switch 12 on, switch 13 on, 3 C With 3 groups with the performance ratios 1: 2: 4 can be achieved according to 7 levels.

Mit anderen Leistungsverhältnissen lassen sich mit 3 Gruppen entsprechend folgende Abstufungen erreichen: 3 Gruppen: Leistungsverhältnis 1:1:1 = 3 Stufen Tf 1:1:2 = 4 " 1:2:2 = 5 II 1:2:3 = 6 Für den Anschluß wird mit Vorteil nur ein-einziges Leistungsschaltfeld benötigt. Dies bedeutet nicht nur geringstmöglichen sstenaufand, sondern auch eine wesentliche Erleichterung der Disposition bei nachträlicher Anschaffung, wenn nur wenige Reserve felder vorhanden oder nur beschränkte Erweiterungsmöglichkeiten der bestehenden Anlage gegeben sind.With other performance ratios, 3 groups can be assigned accordingly achieve the following levels: 3 groups: performance ratio 1: 1: 1 = 3 levels Tf 1: 1: 2 = 4 "1: 2: 2 = 5 II 1: 2: 3 = 6 The connection is made with Advantage only one single power switch panel is required. This does not mean just the least possible sstenaufand, but also a substantial relief of the disposition in the case of subsequent Purchase when there are only a few reserve fields or only limited expansion options the existing system are given.

Da keine Parallelschaltungen unter Last stattfinden, sind mit Vorteil Strombegrenzungs-Drosselspulen entbehrlich wie bei einstufigen Batterien.Since there are no parallel connections under load, these are advantageous Current-limiting reactors are dispensable as with single-stage batteries.

Setzt man die Gruppentrennschalter 14, 15 in den kondensatorraum, benötigt man gegebenenfalls nur ein einziges Speisekabel 19. Das ist besonders dann von Vorteil, wenn der Kabelquerschnitt nicht nach dem Kondensatorstrom, sondern nach der anstehenden Kurzschlußleistung zu bemessen ist und deshalb auch bei getrennten Zuleitungen für die einzelnen Gruppen (Anordnung der Trennschalter in der Schaltanlage) kein geringerer Querschnitt verwendet werden dürfte.If the group disconnectors 14, 15 are placed in the capacitor compartment, if necessary, you only need a single feeder cable 19. This is especially good then advantageous if the cable cross-section is not based on the capacitor current, but is to be dimensioned according to the pending short-circuit power and therefore also with disconnected Supply lines for the individual groups (arrangement of the disconnectors in the switchgear) no smaller cross-section should be used.

Jede Gruppe ist den einschlägigen Vorschriften entsprechend mit einem Unsymmetrieschutz ausgerüstet. Der Kurzschlußschutz ist jedoch für alle Gruppen gemeinsam, ebenso ein Spannungswandlersatz als Entladeeinrichtung 20, üblicherweise 2 Stück in V-Schaltung, angeschlossen an die Hilfsschiene 16 vor den Gruppentrennschaltern.Each group is labeled according to the relevant regulations Equipped with asymmetry protection. However, the short-circuit protection is for all groups together, as well as a voltage transformer set as discharge device 20, usually 2 pieces in V-connection, connected to the auxiliary rail 16 in front of the group disconnector.

Die Funktionsweise der Anlage ist folgende: Jede Stufenumschaltung beginnt mit dem Öffnen des Leistungsschalters 17, so daß die gesamte Batterie vom Netz abgetrennt wird. Nach Ablauf einer wartezeit von etwa 7 Sekunden wird jeder Gruppentrenner 14, 15 in diejenige Stellung gebracht, welche der angestrebten neuen Schaltstufe entspricht. Sobald alle Gruppentrenner die erforderliche Schaltbewegung vollendet haben, erfolgt ohne weitere Verzögerung die Wiedereinschaltung des Leistungsschalters.The system works as follows: Every level changeover begins with the opening of the circuit breaker 17, so that the entire battery from Network is disconnected. After a waiting time of about 7 seconds, everyone will Group separators 14, 15 brought into that position, which of the desired new Switching stage corresponds. As soon as all group separators make the required switching movement the circuit breaker is switched on again without any further delay.

Diese Vorgänge wurden bisher von einer Bedienungsperson ausgeführt. Dieses Verfahren ist umständlich und zeitraubend (größere stromlose Pause) und außerdem hinsichtlich der Möglichkeit der Fehlbetätigung nicht problemlos. Daher wurde trotz der Vorteile, die die Schaltung nach Fig. 2 bietet, die automatisch betreibbare Anlage nach Fig. 1 verwendet.These operations have previously been carried out by an operator. This procedure is cumbersome and time-consuming (larger currentless pause) and moreover not without problems with regard to the possibility of incorrect operation. Hence, despite of the advantages offered by the circuit according to FIG. 2, the automatically operable Plant according to Fig. 1 used.

Bei dieser Schaltung ist jeder Strang unabhängig von dem anderen schaltbar und besitzt nicht die gegenseitigen Abhängigkeiten wie im Fall der Fig. 2.With this circuit, each strand can be switched independently of the other and does not have the mutual dependencies as in the case of FIG. 2.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltung nach Fig. 2 im Ablauf der Schalthandlungen zu automatisieren.The invention is based on the object of providing the circuit according to FIG. 2 to automate the sequence of switching operations.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß ein Folgesteuergerät (A bis E) zur automatischen Steuerung 17, 14, 15) vorgesehen ist.This object is achieved according to the invention in that a sequence control device (A to E) for automatic control 17, 14, 15) is provided is.

Anhand von in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführangsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Diese Figuren zeigen die gleiche Schaltung nach Fig. 2 mit unterschiedlichen Steuerungen.Using the exemplary embodiments shown in FIGS. 3 and 4 the invention is explained in more detail. These figures show the same circuit after Fig. 2 with different controls.

In Fig. 3 ist eine Schaltung mit Entladewandler vorgesehen, die eine gewisse artezeit und damit ein Zeitglied benötigt.In Fig. 3, a circuit is provided with a discharge converter, the one certain type time and thus a time element is required.

Der Schaltbefehl auf die Stufe A bewirkt zunächst das Ausschalten des Leistungsschalters 17 und Anlaufen des Zeitgliedes t. Nach Ablauf der Wartezeit(= Entladezeit) folgen alle weiteren Schalthandlungen unmittelbar aufeinander, d.h. die jeweils nächste Schalthandlung wird eingeleitet, sobald die vorhergehende vollendet ist, also insgesamt folgende Folgeschritte: 1. Leistungsschalter AUS = Stufe A 2. Wartezeit = Entladezeit = Stufe t 3. Gruppentrenner UMSCHALTEN, soweit erforderlich = Stufe B 4. Leistungsschalter EIN = Stufe C.The switching command to level A initially causes the unit to switch off of the circuit breaker 17 and starting of the timer t. After the waiting time (= Discharge time), all further switching operations follow one another, i.e. the next switching action is initiated as soon as the previous one is completed is, so the following steps in total: 1. Circuit breaker OFF = level A 2. Waiting time = discharge time = level t 3. CHANGE the group separator if necessary = Level B 4. Circuit breaker ON = level C.

Die Dauer eines solchen Umschaltvorganges wird im wesentlichen von der Wartezeit bestimmt und beträgt etwa 8 Sekunden, wenn Trennschalter mit Druckluftantrieb verwendet werden. Trenner mit Motorantrieben bedingen wegen ihrer geringen Arbeitsgeschwindigkeit eine längere Umschaltzeit von etwa 12 Sekunden.The duration of such a switching process is essentially from the waiting time is determined and is about 8 seconds if the disconnector is operated by compressed air be used. Because of their low operating speed, isolators with motor drives require a longer switching time of around 12 seconds.

Während dieser Zeit wird natürlich keine Blindleistung ans Netz geliefert.During this time, of course, no reactive power is supplied to the grid.

Die wartezeit ist unerläßlich, denn sie dient der Entladung der bisher eingeschalteten kondensatoren. Sie kann nicht ohne weiteres verkürzt werden, auch dann nicht, wenn man jeder Gruppe eigene Entladewandler zuordnen würde, denn es kommt betriebsmäßig vor1 daß eine soeben ausgeschaltete Gruppe bei der nächsten Schaltstufe wieder benötigt wird und deshalb vor dem ivTiedereinschalten entladen sein muß.The waiting time is essential because it serves to discharge the previously switched on capacitors. It can't be easily shortened, either then not if each group were assigned their own discharge converters, because it during operation it happens1 that a group that has just been switched off occurs in the next Switching stage is required again and is therefore discharged before switching on again have to be.

Das Wiedereinschalten im noch geladenen Zustand würde zu hohen Einschaltströmen und vor allen Dingen zu hohen Schaltüberspannungen führen. ürde man vor Ablauf der Entladezeit den Trennschalter einer benachbarten Gruppe einlegen, entstünde ein hoher Ausgleichstrom über die gerade schließenden Trennerkontakte, welche dadurch - insbesondere bei langsam arbeitenden Motorantrieben - einem erheblichen Verschleiß unterworfen wären. Beide Vorgänge (Schließen eines benachbarten Gruppentrenners und iedereinschalten des Leistungsschalters) in rascher Aufeinanderfolge kombiniert können sehr hohe Überspannungen hervorrufen, welche die Isolation der Anlage und insbesondere das Dielektrikum der Kondensatoren gefährden.Switching on again while still charged would result in high inrush currents and above all lead to high switching overvoltages. Would you before the expiry of the Discharge time inserting the disconnector of a neighboring group would result high equalizing current over the just closing isolating contacts, which thereby - especially with slowly working motor drives - considerable wear and tear would be subject. Both processes (closing a neighboring group separator and reclosing the circuit breaker) combined in rapid succession can cause very high overvoltages, which affect the insulation of the system and in particular endanger the dielectric of the capacitors.

Eine Verkürzung der Wartezeit ist möglich durch Verwendung größerer Entladewandler mit niedrigerem Gleichstromwiderstand der W icklung oder durch Einbau von 3 Wandlern in Dreieckschaltung anstelle der üblichen 2 Stück in V-Schaltung.The waiting time can be shortened by using larger ones Discharge converter with lower DC resistance of the winding or through installation of 3 converters in delta connection instead of the usual 2 in V connection.

Sollte es jedoch aus betrieblichen Gründen unerläßlich sein, die stromlose Umschaltpause extrem kurz zu halten, werden die Entladewandler durch einen Entladeschalter ersetzt, welcher die Kondensatoren mit dem höchstzulässigen Entladestron aperiodisch innerhalb weniger Millisekunden entlädt.However, should it be essential for operational reasons, the currentless To keep the switching pause extremely short the discharge converter replaced by a discharge switch, which sets the capacitors with the highest permissible Entladestron discharges aperiodically within a few milliseconds.

Beispielseise kann das ein serienmäßiger Erder 22 sein, welcher über niederohmige ,siderstände mit der Hilfssammelschiene verbunden und - wie jeder normale Erder - gegenläufig zum Leistungsschalter betätigt wird.For example, this can be a standard earth electrode 22, which has low-ohmic resistances connected to the auxiliary busbar and - like any normal one Earthing - is operated in the opposite direction to the circuit breaker.

Allerdings erfordert diese Lösung - dargestellt in Fig. 4 -mit Rücksicht auf die kurzen Schaltzeiten einen Erder, der mit Druckluftantrieb nebst dem erforderlichen Druckluftsteuergerät 21 für Betätigung, Rückmeldung und Verriegelung ausgerüstet sein muß.However, this solution - shown in Fig. 4 - requires consideration on the short switching times an earth electrode with compressed air drive and the necessary Compressed air control unit 21 equipped for actuation, feedback and locking have to be.

Das Hauptsteuergerät, welches den automatischen Ablauf der Umschaltung steuert, arbeitet in diesen Fall mit einer reinen Folgeschaltung der Stufen A - E ohne Zeitglied. Die extrem kurze Entladezeit wird allein durch die Eigenzeiten des Steuergerätes und der Schalter eingehalten. Ein kompletter Umschaltvorgang besteht dann aus folgenden Einzel-Schalthandlungen: 1. Leistungsschalter AUS = Stufe A 2. Entladeschalter EIN = " B 3. Gruppentrenner U'lSCHALTEN-, soweit erforderlich = Stufe C 4. Entladeschalter AUS = Stufe D 5. Leistungsschalter EIN = " E.The main control unit that controls the automatic changeover process controls, works in this case with a pure sequential circuit of stages A - E without a timer. The extremely short discharge time is due to the dead times alone of the control unit and the switches are observed. There is a complete switching process then from the following individual switching operations: 1. Circuit breaker OFF = level A 2. Discharge switch ON = "B 3. Group separator U'lSCHALTEN-, if necessary = Level C 4. Discharge switch OFF = Level D 5. Circuit breaker ON = "E.

Die Umschaltzeit (= stromlose Pause) ergibt sich aus der Summe dieser Eigenzeiten zuzüglich Eigenzeiten der Steuergeräte und beträgt etwa 2... 3 Sekunden.The switching time (= currentless break) results from the sum of these Own times plus own times of the control units and amounts to approx. 2 ... 3 seconds.

nahl der Stufenzahl und Gruppengröße Da bei jeder Umschaltung die gesamte Batterie ausgeschaltet und nach Umstellen der Gruppentrennschalter erneut zugeschaltet wird, ist es betriebsmäßig völlig gleichgültig, ob man die Batterie in zahlreiche gleichgroße oder nur wenige nach einer geometrischen Reihe abgestufte Gruppen unterteilt.number of the number of stages and group size The entire battery is switched off and again after changing the group disconnector is switched on, it is completely unimportant in terms of operation whether the battery is used into numerous equal-sized or only a few graded according to a geometric series Divided into groups.

Die Schalthandlungen unterscheiden sich lediglich dadurch1 daß z.B. beim Zuschalten einer Stufe im ersten Fall nur ein Gruppentrenner zugeschaltet wird, im zweiten Fall aber beispielsweise eine große Gruppe zugeschaltet und gleichzeitig eine kleinere abgetrennt wird; in beiden Fällen wird die gesamte bisher in Betrieb gewesene Kondensatorleistung ausgeschaltet und nach Ablauf der Umschaltzeit die um eine Stufe erhöhte Leistung zugeschaltet. Man wird also stets den Vorteil des geringeren Schalt- und Hilfsgeräteaufwandes der geometrisch abgestuften Gruppengrößen ausnutzen, soweit dies im Rahmen der gewünschten Gesamtleistung technisch möglich ist.The switching operations only differ1 in that e.g. in the first case, when a stage is switched on, only one group separator is switched on, in the second case, for example, a large group is switched on and at the same time a smaller one is cut off; in both cases the whole is currently in operation previous capacitor power is switched off and after the switchover time has elapsed the power increased by one level. So you will always have the advantage of lower switching and auxiliary equipment costs of the geometrically graded group sizes take advantage of this, as far as this is technically possible within the scope of the desired overall performance is.

Bei kleinen Kondensatorbatterien kann nämlich die .wahl der Gruppengrößen und damit die .iahl der Stufenzahl durch die Größe der verfügbaren Kondensatoren stark eingeschränkt sein.In the case of small capacitor banks, the choice of group sizes and thus the number of stages due to the size of the capacitors available be severely restricted.

So sind heute Einphasenkondensatoren mit Nennleistungen unter 100 kvar kaum noch auf dem Markt. Eine aus solchen Kondensatoren aufgebaute Drellstromgruppe in Doppelsternschaltung (wegen des Unsymmetrieschutzes) muX demnach eine wenn leistung von mindestens 600 kvar haben. Daraus ergibt sich die höchste mögliche Stufenzahl der Anlage aus der gewünschten Gesamtleistung, geteilt durch 600 h-ar. Es ist also nicht möglich, etwa bei einer Gesamtleistung von nur 1200 kvar 2 ungleich große Gruppen zu bilden und in dreistufiger Schaltung zu betreiben; dazu wären mindestens 1800 kvar nötig.So today are single-phase capacitors with rated powers below 100 kvar hardly on the market anymore. A current group made up of such capacitors in a double star connection (because of the asymmetry protection), therefore, an if power must be provided of at least 600 kvar. This results in the highest possible number of stages of the system from the desired total output, divided by 600 h-ar. So it is not possible, for example with a total output of only 1200 kvar 2 unequal To form groups and operate in three-stage circuit; there would be at least 1800 kvar necessary.

Als weiteres Beispiel sei eine Batterie mit 3600 kvar wenn leistung betrachtet. Diese kann je nach Zweckmäßigkeit auf verschiedene eise unterteilt werden: Aufteilung der Batterie Schalt- eingesch. Gesamtstufe Gruppen kvar A. 2 Gruppen 1 1 1800 je 1800 kvar 2 t + 2 3600 B. 2 Gruppen 1 1 1200 1200 + 2400 kvar 2 2 2400 3 1 + 2 3600 C. 3 Gruppen 1 1 1200 je 1200 kvar 2 1 + 2 2400 3 1 + 2 + 3 3600 D. 3 Gruppen 1 1 600 600 + 1200 + 1800 kvar 2 2 1200 3 3 1800 4 1 + 3 2400 5 2 + 3 3000 6 1 + 2 + 3 3600 E. 6 Gruppen 1 1 600 6 1,2,3,4,5,6 3600 Die Variante B bietet mit gleichem Geräteaufwand wie A eine Schaltstufe mehr.Another example is a battery with 3600 kvar if power considered. This can be subdivided into different ways depending on the expediency: Division of the battery switchgear. Total level groups kvar A. 2 groups 1 1 1800 each 1800 kvar 2 t + 2 3600 B. 2 groups 1 1 1200 1200 + 2400 kvar 2 2 2400 3 1 + 2 3600 C. 3 groups 1 1 1200 each 1200 kvar 2 1 + 2 2400 3 1 + 2 + 3 3600 D. 3 groups 1 1 600 600 + 1200 + 1800 kvar 2 2 1200 3 3 1800 4 1 + 3 2400 5 2 + 3 3000 6 1 + 2 + 3 3600 E. 6 Groups 1 1 600 6 1,2,3,4,5,6 3600 the Variant B offers one more switching stage with the same equipment effort as A.

Die Varianten C und E dürften unwirtschaftlich sein, weil sie mit höherem Geräteaufwand als B bZlf. D diesen gegenüber keinerlei betrieblich Vorteile bieten Variante D bietet gegenüber B eine feinerstufige Regelung, jedoch ist diese Lösung nicht nur mit einem höheren Geräteaufwand verbunden, sondern bei automatischer Regelung auch mit einer höheren Schalthäufigkeit. Da jede Stufenumschaltung mit unvermeidlichem Geräteverschleiß und einer kurzzeitigen Unterbrechung der Blindstromlieferung verbunden ist, wird man stets einen sorgfältig erwogenen Kompromiß zwischen der gewünschten Feinstufigkeit und der zumutbaren Schalthäufigkeit suchen müssen.Variants C and E are likely to be uneconomical because they have higher equipment costs than B bZlf. D compared to these no operational advantages offer Variant D offers a finely graded control compared to B, but this is Solution not only associated with higher equipment costs, but with an automatic one Regulation also with a higher switching frequency. Since every level change with unavoidable device wear and a brief interruption of the reactive power supply connected, one will always find a carefully considered compromise between the the required level of precision and the reasonable switching frequency.

Umschaltautomatik Die Stufenumschaltung zum Zweck der Blindleistungsregelung kann halbautomatisch (Befehlsgabe von Hand) oder vollautomatisch in Abhängigkeit vom Blindleistungsbedarf erfolgen.Automatic changeover The level changeover for the purpose of reactive power control can be semi-automatic (manual command) or fully automatic depending on from the reactive power requirement.

Die Halbautomatik besteht aus einem Befehlsgeber in Form eines Mehrfach-Drucktasters und einem Hauptsteuergerät. Der Drucktaster besitzt neben der AUS -Taste für jede Leistungsstufe eine EIN-Taste, nach deren Betätigung die entsprechende Leistungsstufe direkt angesteuert wird. Es ist also ohne weiteres möglich, in einem einigen Umschaltvorgang z.B.The semi-automatic system consists of a command device in the form of a multiple push button and a main control unit. The push button has the OFF button for each Power level an ON button, after which the corresponding Power level is controlled directly. It is therefore easily possible in a single switchover process e.g.

von 0 auf Stufe 3 zu schalten. Das zugehörige IIauptsteuergerät setzt den von Hand eingegebenen Befehl in der richtigen Reihen- und Zeitfolze in Stellbefehle an den Leistungsschalter und die Gruppentrennschalter um.to switch from 0 to level 3. The associated main control unit sets the manually entered command in the correct sequence and time sequence in setting commands to the circuit breaker and the group disconnector.

Die Vollautomatik benutzt als Meßorgan und Befehlsgeber einen Blindleistungsregler z.B. mit ruhendem Meßsystem und elektromechanischem Schrittschaltwerk1 welches gleichzeitig die Funktion des Zeitgliedes für die Entladezeit übernimmt.The fully automatic system uses a reactive power controller as a measuring device and command generator e.g. with stationary measuring system and electromechanical stepping mechanism1 which simultaneously takes over the function of the timer for the discharge time.

Eine Besonderheit sei noch erwähnt, welche nur bei vollautomatisch gesteuerten Anlagen dieser Bauform auftritt: Stellt das Meßsystem des Blindleistungsreglers eine Überkompensation fest, gibt es in der üblichen Weise nach Ablauf einer Toleranzzeit zur Überbrückung kurzzeitiger Lastschwankungen (nicht zu verwechseln mit der Wartezeit zur Entladung der Kondensatoren) Befehl zum Umschalten auf die nächstniedrigere Leistungsstufe. Da aber der Umschaltvorgang mit dem Ausschalten der ganzen Batterie beginnt, ändert sich der vom Meßsystem erfaßte Belastungszustand spontan in eine erhebliche Unterkompensation, wodurch die Arbeitsrichtung des Reglers umgekehrt wird. Dies hätte die iederzuschaltung der bisherigen Leistungsstufe zur Folge, wonach dann wieder eine Überkompensation bestünde und der gleiche Zyklus sich xiederholte; eine solche Pendelung käme erst nach völligem wegfall der zu kompensierenden Verbraucherlast oder nach deren iiederanstieg auf den vor dem Abschaltversuch vorhanden gelesenen Betrag zum Stillstand. Die Automatik enthält deshalb eine Einrichtung, welche diese Erscheinung unterbindet.A special feature should be mentioned, which is only available with fully automatic controlled systems of this type occurs: Provides the measuring system of the reactive power controller overcompensation is established in the usual way after a tolerance time has elapsed to bridge short-term load fluctuations (not to be confused with the waiting time to discharge the capacitors) Command to switch to the next lower one Power level. But there is the switching process with switching off the whole battery begins, the load condition detected by the measuring system changes spontaneously into a considerable undercompensation, which reverses the direction of operation of the controller will. This would result in the previous power level being switched back on, after which then there would be overcompensation again and the same cycle would be repeated; Such an oscillation would only come about after the one to be compensated had ceased to exist Consumer load or after it has increased to the values read before the switch-off attempt Amount to a halt. The automatic therefore contains a device that this Prevents appearance.

Das beschriebene Anlagenkonzept bietet also die Möglichkeit, Kondensatorbatterien für Mittelspannung mit wirtschaftlichem Aufwand auch als mehrstufige Regelanlagen zur vollautomatischen Blindstromkompensation auszuführen.The system concept described thus offers the possibility of capacitor banks for medium voltage with economic effort also as multi-level control systems for fully automatic reactive current compensation.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Blind current: compensation system for medium or high voltage in multi-stage circuit with several optionally connectable capacitor groups, Each group is assigned a trend switch and all groups have one Auxiliary busbar are connected to a common power clialter, thereby characterized in that a sequence control device (A to E) for the automatic control of the Switch (17 14, 15) is provided.

2. Plant according to claim 1, characterized in that the sequence control device can be switched on manually or by means of a reactive power controller.

3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the Disconnectors (14, 15) placed in the same room as the capacitors and by means of a single feed cable (19) are connected to the circuit breaker (17).

4. System according to claim 1 or 2 - 3, with an anal discharge device, characterized by a discharge converter set (20) common to all groups, which is connected to the auxiliary busbar (16).

5. Plant according to claim 1 or one of the following, characterized in that that a discharge switch (22) is provided for discharging the capacitors, the the capacitors with the maximum permissible: l discharge current aperiodically within milliseconds discharged and provided with a compressed air drive or an auxiliary control device (21) is.

L e r s e i t e