DE2902514C2 - Anordnung zur Konstanthaltung der Spannung in einem ein- oder mehrphasigen Netz - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung der Spannung in einem ein- oder mehrphasigen Netz gemäß dem Oberbegriff des Palentanspruchs 1.

Aus der US-PS 32 95 053 ist eine Anordnung dieser Art bekannt, die aus einem Autotransformator mit einer jo Haupt- und einer Zusatzwicklung und zwei auf dem Eisenkern des Transformators zusätzlich aufgebrachten Wicklungen besieht. Die zusätzlichen Wicklungen stellen in Verbindung mit dem Eisenkern des Transformators eine Eisendrossel dar. An der Reihenschaltung aus der Hauptwicklung, der Zusatzwicklung und einer der Drosselwicklungen liegt die Eingangsspannung, während an der Hauptwicklung die zu regelnde Ausgangsspannung abgegriffen wird. Die Zusatzwicklung ist in demselben Sinn wie die Hauptwicklung, die Drosselwicklung im entgegengesetzten SLin gewickelt. An die zweite Drosselwicklung ist ein Wechselstromsteller angeschlossen, der von einem Regler in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung angesteuert wird. Ist die zweite Wicklung der Eisendrossel durch den Wechselstromsteller kurzgeschlossen, dann liegt an der Reihenschaltung aus Haupt- und Zusatzwicklung des Transformators die volle Eingangsspannung. Ist der Wechselstromsteller nicht leitend, so ist die Ausgangsspannung die Differenz aus der Eingangsspannung und dem Spannungsabfall an der Eisendrossel. Zwischen diesen Extremwerten läßt sich die Ausgangsspannung der Anordnung durch entsprechende Ansteuerung des Wechselstromstellers regeln. Da für alle Wicklungen nur ein gemeinsamer Eisenkern vorhanden ist, muß die Anordnung für einen vorher festgelegten Leistungsbereich bemessen werden. Zudem sind Autotransformatoren nur für eine verhältnismäßig geringe Leistung geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spannung in einem Netz, insbesondere in einem Hochspannungsnetz, unabhängig von der Leistung durch eine — gegebenenfalls auch nachträglich eingebaute — Eisendrossel konstant zu halten. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Eisendrossel ist hier also magnetisch von dem Netztransformator entkoppelt und kann entsprechend den jeweils vorliegenden Verhältnissen bemessen werden, beispielsweise zur Konstanthaltung der Spannung in einem Nebenstromkreis, der zur Versorgung von Beleuchtungsanlagen an einen Laststößen ausgesetzten Transformator angeschlossen ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Anordnung für den Einsatz im Bergbau unter Tage ist dem Patentanspruch 2 zu entnehmen.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert:

Ein einphasig dargestellter Netztransformator 1 ist primärseitig an eine Hochspannung von beispielsweise 220 kV angeschlossen und liefert sekundärseitig eine Mittelspannung von beispielsweise 6 kV. Auf der Sekundärseite des Netztransformators 1 ist eine Eisendrossel 2 angeordnet, die mit einem Luftspalt und mit zwei galvanisch voneinander getrennten Wicklungen 3, 4 ausgestattet ist. Die erste Wicklung 3 wird von dem Netzstrom durchflossen, während an die zweite Wicklung 4 ein Wechselstromsteller 5 mit antiparallel geschalteten Thyristoren 6 angeschlossen ist. Zur Ansteuerung des Wechselstromstellers 5 ist ein Regler 7 vorgesehen, dem als Sollwert eine der gewünschten Netzspannung proportionale Spannung U* und als Istwert die von einem Spannungswandler 8 gelieferte, der Ausgangsspannung der Anordnung proportionale Spannung U_n, zugeführt ist.

Durch die Induktivität der mit Luftspalt ausgestatteten Eisendrossel 2 ist die maximal an der Eisendrossel 2 abfallende Spannung festgelegt. Wird die zweite Wicklung 4 der Eisendrossel 2 durch volle Aussteuerung des Wechselstromstellers 5 kurzgeschlossen, entspricht die Ausgangsspannung der Anordnung — gemessen an der Primärwicklung des Spannungswandlers 8 — der Sekundärspannung des Netztransformators 1. Innerhalb des von dem Spannungsabfall an der Eisendrossel 2 abhängigen Spannungsberciches ist somit durch entsprechende Aussteuerung des Wechselstromstellers 5 die Ausgangsspannung der Anordnung stufenlos einstellbar. Der Einsatz der Eisendrossel 2 in Verbindung mit dem Wechselstromsteller 5 und dem Regler 7 ermöglicht eine schnelle Nachregelung der Spannung. Das ist von besonderem Vorteil in Netzen, in denen laufend hohe Laststöße, beispielsweise in Bergbaunetzen von Fördermaschinen verursachte Laststöße, auftreten.

Insbesondere in dem Leistungsbereich bis etwa 20 MVA ist ein Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung kostengünstiger als ein Regeltransformator mit Stufenschalter, da die beispielsweise nach Art eines durch eine Flüssigkeit gekühlten Transformators aufgebaute Eisendrossel 2 und der Wechselstromsteller 5, die beide nicht für die Gesamtleistung, sondern nur entsprechend der gewünschten Spannungsabsenkung auf der Primärseite der Eisendrossel zu bemessen sind, in den Kessel, beispielsweise in das druckfeste Gehäuse des Netztransformators 1, eingebaut werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   L Anordnung zur Konstanthaltung der Spannung in einem ein- oder mehrphasigen Netz mittels je einer Eisendrossel mit zwei galvanisch voneinander getrennten Wicklungen, von denen die erste in Reihe mit einer Wicklung eines das Netz speisenden Transformators liegt und die zweite an einen von einem Regler in Abhängigkeit von der Netzspannung gesteuerten Wechselstromsteller angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wicklung (3) der mit einem Luftspalt ausgestatteten Eisendrossel (2) mit der Sekundärwicklung des Netztransformators (1) und einer an diese angeschlossenen Last in Reihe geschaltet ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromsteller (5) und die nach Art eines durch eine Flüssigkeit gekühlten Transformators aufgebaute EUendrossel (2) in den druckfesten Kessel des Netztransformators (1) eingebaut sind.