DE2702011C2

DE2702011C2 - Schaltungsanordnung zur Anzeige und/oder Signalisierung des Unsymmetriegrades in Drehstromnetzen

Info

Publication number: DE2702011C2
Application number: DE19772702011
Authority: DE
Inventors: Rüdiger 1000 Berlin Fink; Ernst Dipl.-Ing. Golde
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-01-14
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1983-06-16
Also published as: DE2702011A1

Description

4C

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Anzeige und/oder Signalisierung des Unsymmetriegrades in Drehstromnetzen.

Unsymmetrische Mehrphasensysteme, vorzugsweise Dreiphasensysteme, lassen sich nach der Methode der symmetrischen Komponenten in ein Mit- und Gegensystem zerlegen, die beide symmetrisch sind. Das Verhältnis beider bezeichnet definitionsgemäß den Unsymmetriegrad. Die Messung des Unsymmetriegrades wird umso schwieriger, je kleiner er ist

Der schlechte Leistungsfaktor von Drehstrom-Hysteresemotoren erfordert eine Kompensation mit Parallel-Kondensatoren. Die dabei eingesetzten handelsüblichen Kondensatoren haben die Eigenschaft, ihre Kapazität im Laufe der Zeit zu verändern. Wenn diese Veränderung in den drei Phasen ungleichmäßig erfolgt, resultiert daraus eine Unsymmetrie der Ströme in den Motoren. Dies bedeutet für die Motoren eine Minderung des Drehmoments. Auch entstehen zusätzliche Verluste. Aus diesem Grund ist ein maximaler Unsymmetriegrad von etwa 1% zugelassen, bei dessen Überschreitung nachgestimmt werden muß.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung zur Erfassung der Mit- oder Gegenkomponente der Spannung oder des Stromes eines Mehrphasensystems bekannt unter Verwendung von frequenzabhängigen, der Phasendrehung dienenden Reaktanzen, bei der zwei Reaktanzen von gegensätzlicher Frequenzabhängigkeit und Mittel vorgesehen sind, welche die an einer der Reaktanzen erscheinende Meßgröße um 180° el verschieben und bei der die beiden Reaktanzen so geschaltet sind, daß sich die an ihnen erscheinenden Meßgrößen addieren (DE-OS 20 43 938). Um von eventuellen störenden Einflüssen von Oberwellen oder Frequenzen unabhängig zu sein, wird bei dieser Schaltungsanordnung der Weg beschriften. Reaktanzen wie Kondensatoren und Drosseln aber auch Operationsverstärker zu verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, die Unsymmetrien zuverlässig erkennt und bei Überschreitung der vorgegebenen Grenze ein Signal abgibt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung für eine Anordnung der eingangs genannten Art durch die in den Patentansprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst

Damit ist es auf vorteilhafte Weise möglich, ohne viel Aufwand und vor allen Dingen mit hoher Genauigkeit den Unsymmetriegrad eines Drehsystems zu erfassen.

Die Erfindung so!! im folgenden anhand der Zeichnung für ein Ausführungsbeispiel erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild der Anordnung zur Erfassung des Unsymmetriegrades und

Fig.2 ein Zeigerdiagramm der Größen des Drehsystems zur Verdeutlichung der Eingangsgrößen für die Anordnung.

In F i g. 1 ist ein Schwingkreis mit den Eingängen E 1 und El sowie dem Ausgang A dargestellt an den eine Einrichtung 5zur Erfassung der Ausgangsamplitude des Schwingkreises angeschlossen ist Der Schwingkreis besteht aus drei hintereinandergeschalteten Verstärkerelementen PX bis P3, zwei Kondensatoren Cund einer Reihe von Festwiderständen R. Mit der Betriebsfrequenz ω stellt sich bei gleichen Werten dieser Widerstände als Eigenfrequenz diejenige ein, für die ω · R ■ C — 1 ist Um einen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Ausgangsgröße- dieses Kreises und dem Unsymmetriegrad des überwachten Systems herzustellen, muß der Schwingkreis eine definierte, einstellbare Dämpfung besitzen. Mit dem veränderlichen Widerstand R1 läßt sich die gewünschte Dämpfung des Kreises einstellen.

Werden an die Eingänge Ei und E2 betragsgleiche, gegeneinander um 90° versetzte Wechselspannungen gelegt, so löschen sie sich im Eingang des Verstärkers Pl entweder aus oder sie addieren sich bei Umpolung einer Spannung auf den doppelten Wert. Wählt man als Eingangsgrößen zum einen für den Eingang Ei eine Größe eines Drehstromsystems, zum anderen für den Fingang E2 das l/j/3fache der Differenz der beiden anderen Größen dieses Systems, so löschen sich die Komponenten des Mitsystems gegeneinander aus, die des Gegensystems addieren sich. Die Amplitude der Ausgangsspannung am Ausgang A des Schwingkreises ist somit ein Maß für die Größe des Gegensystems, d. h. des Unsymmetriegrades. Bei einem vorgegebenen Wert kann z.B. die Vorrichtung S zur Erfassung der Ausgangsamplitude des Schwingkreises eine Anlage, die von dem Drehstromsystem gespeist wird, wegen des verhältnismäßig hohen Unsymmetriegrades abschalten.

In der F i g. 2 ist ein Zeigerdiagramm mit den Größen R, S, T z. B. der, betragsgleichen Phasenspannungen eines Dreiphasrnsystems gezeigt. Legt man an den Eingang El des in Fig. 1 dargestellten Schwingkreises die Phasenspannung R und an den Eingang El die

l/j/3fache Differenz der beiden andersr. Phasenspannungen S und T, so erhält man am Ausgang A des Schwingkreises mit der Amplitude der dort anstehenden Spannung ein Maß für den Unsymmetriegrad des Dreiphasensystems.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Anzeige und/oder Signalisierung des Unsymmetriegrades in Drehstromnetzen durch Erfassung der Komponenten allein des Gegensystems unter Verwendung von aktiven Bauelementen, dadurch gekennzeichnet, daß drei in Serie geschaltete Verstärker vorgesehen sind, von denen die beiden ersten eine Phasendrehung ihrer Eingangsspannung von je 90° und der dritte eine Phasendrehung seiner Eingangsspannung von 180° bewirken, daß diese drei Verstärker durch eine Rückkopplung vom Ausgang des dritten auf den Eingang des ersten Verstärkers zu einer bei der Betriebsfrequenz des Drehstromnetzes zur Eigenschwingung mit definierter Dämpfung befähigten Schwingungskreis zusammengefaßt sind, und daß der erste Verstärker von einer Phasenspannung des Drehstromnetzes und der zweite Verstärker zusätzlich von der verketteten Spannung zwischen den beiden anderen Phasen des Drehstromnetzes gespeist ist, wobei die Amplitude dieser Speisespannung des zweiten Verstärkers derart bemessen ist, daß sie betragsgleich ist mit der Amplitude der am Eingang des zweiten Verstärkers anliegenden Ausgangsspannurg des ersten Verstärkers.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem dritten Verstärkerelement (P3) eine Vorrichtung (S) zur Erfassung der Ausgangsanipiitude des Schwingkreises vorgesehen ist

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß der Schwingkreis ein Bauelement (R 1) zur Einstellung seiner Dämpfung aufweist