DE3005185A1

DE3005185A1 - Blindleistungs-regler

Info

Publication number: DE3005185A1
Application number: DE19803005185
Authority: DE
Inventors: Dipl.-El.-Ing.-ETH Benno Baar Joho
Original assignee: Landis and Gyr AG; LGZ Landis and Gyr Zug AG
Current assignee: Siemens Building Technologies AG; Landis and Gyr AG
Priority date: 1980-01-11
Filing date: 1980-02-12
Publication date: 1981-07-16
Also published as: FR2473749B1; DE3005185C2; FR2473749A1

Description

.;. Ό:. - §005185

UNnKiRYRl ^{LGZ LANDIS&GYR ZUG AG} ^LANDIS&liYRi CH-6301 ZUG. Schweiz

Blindleistungs-Regler

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BUndleistungs-Regler

Anwendungsgebiet und Zweck

Die Erfindung bezieht sich auf einen BUndleistungs-Regler zur Kompensation der Blindleistung in einem Versorgungsnetz für elektrische Energie durch stufenweises Zu- und Abschalten einer, begrenzten Anzahl von Kondensatoren, wobei die In- und Ausserbetriebnahme der Kondensatoren gesteuert wird aufgrund eines Vergleichs des gemessenen Istwerts der Blindleistung mit einem Sollwert.

Bekanntlich verbrauchen die Abnehmer elektrischer Energie nicht nur Wirk- sondern auch Blindenergie. Dies hat zur Folge, dass auf den Netzleitungen zusätzliche Verluste und längs dieser Netzleitungen ein unerwünschter Spannungsabfall entstehen. Deshalb sucht man den Weg der Blindleistung zu verkürzen, indem man möglichst nahe bei den Verbrauchern Kondensator-Batterien einbaut, die als Blindleistungs-Erzeuger wirken und aus mehreren, meist gleich grossen Teilkondensatoren bestehen. Diese können einzeln auf das Versorgungsnetz für elektrische Energie geschaltet werden, und es sind jeweils soviele Kondensatoren in Betrieb zu nehmen, wie für die Blindleistungs-Kompensation erforderlich sind. Zu diesem Zweck ist eine geeignete Regeleinrichtung erforderlich.

...

Stand der Technik

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse unter anderem Relais einzusetzen. Diese schalten einen Kondensator entweder um so schneller ein, je grosser die Sollwert/Istwert-Differenz ist, oder am Ende einer Messzeit, wenn der Blindleistungs-Messwert es während der ganzen Messzeit verlangt.

Die Verwendung solcher Relais hat verschiedene Nachteile: 35

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V-

-6'

- Das Relais kann selten an einem Ort eingebaut werden, an dem die Gesamtblindleistung des Systems gemessen werden kann.

Die gemessene Blindleistung ist nicht unbedingt identisch mit • der mittels eines Tarifzählers gemessenen Blindleistung.

- Die gemessene Blindleistung wird unabhängig von der vorhandenen Wirkleistung ausgewertet.

- Der vorgegebene Sollwert ist eine Konstante ohne genau definier-' tes Toleranzgebiet und berücksichtigt nicht die Tatsache, dass

nur diskrete Kondensatorwerte zur Verfügung stehen. 10

Aufgabe und Lösung

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ein- und Ausschalten der Kondensatoren zur Kompensation der Blindleistung stufenweise zu steuern mit Hilfe eines universellen, mit Ziel- und Hysterese-Bereich versehenen und von der Wirkleistung abhängigen Sollwertes, wobei als Messwerte für den SoIlwert/lstwert-Vergleich die wirklichen, mittels Fernzählgeber gemessenen Tarifwerte der Wirk- und Blindleistung verwendet werden.

Beschreibung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschalti ^:ld eines Blindleistungs-Reglers und
Fig. 2 ein Blindleistung/Wirkleistung-Diagramm.

_ In Fig. 1 werden Spannungs- und Stromwerte eines Versorgungsnetzes 1 für elektrische Energie über einen Spannungswandler 2 pro Phase und über einen Stromwandler 3 pro Phase den Eingängen eines Satzes von max. vier Fernzählgebern 4 zugeführt. An jedem Fernzählgeber 4 (Ausgangsdaten: f_p , f_Q , f_Q , f. .2), angeschlossen

K₊ U₊ U_ U

ist je ein Frequenz/Code-Wandler 5 (Ausgangsdaten: η , n_Q , n_Q , n..2). Die Ausgänge aller Frequenz/Code-Wandler 5 sind über einen

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.:..-;. · . -. ■ : 300518b

Daten-Bus angeschlossen an den Daten-Eingängen bzw. -Ausgängen eines ersten Schreib/Lese-Speichers 6, eines ersten Rechenwerks 7, eines ersten programmierbaren Festwertspeichers 8 (Informationsinhalt: T, a., b., c bzw. B^, L, und evtl. m, T) und eines Addier-1 1 i\

güedes 9 (Eingangsdaten: P₁, Q₁). Das Addierglied 9 erhält über weitere Dateneingänge aufbereitete Messdaten (P., Q. mit i = 2, 3, ...,g) von g-1 anderen, nicht gezeichneten Messstellen und sein Ausgang (Daten: P', Q') ist über einen weiteren Daten-Bus mit de;n Daten-Eingängen bzw. -Ausgängen eines zweiten Schreib/Lese-Speichers 10, eines zweiten Rechenwerks 11, eines Digital-Komparators

12 [Eingangsdaten: Q^P¹), V^P'^}' ^QC^(F>I)' V^{PI)) Q}']^Und eines zweiten programmierbaren Festwertspeichers 13 (Inhalt: q_, r-,) verbunden. Die Steueranschlüsse der beiden Schreib/Lese-Speicher 6 und 10, der beiden Rechenwerke 7 und 11, der beiden programmierbaren Festwertspeicher 8 und 13, des Addiergliedes 9 und der Frequenz/Code-Wandler 5 sind an den Ausgängen eines Steuerwerks 14 angeschlossen. Die Ausgänge des Digital-Komparators 12 sind über einen Impulsformer 15, dessen Steuereingänge (Signal T ) vom Steuerwerk 14 gesteuert sind, mit den Eingängen einer Prioritätsschattung 16 verbunden. Die Ausgänge des Impulsformers 15 sind ausserdem an den Eingängen eines ersten Zustandsspeichers (Informationsinhalt: Start, vorhergehender Schaltbefehl "0" oder "L") angeschlossen, dessen Ausgänge mit weiteren Eingängen des Digital-Komparators 12 verbunden sind.

Der Blindleistungs-Regler steuert eine Kondensator-Batterie, bestehend aus k Kondensatoren 18. Zu jedem Kondensator 18 gehört ein Zähler 19, je ein zweiter Zustandsspeicher 20, eine Zähler-Rückstellschaltung 21 sowie ein Kondensator-Schalter 22. Je zwei der

2k Ausgänge ("1", "2", , "k") der Prioritätsschaltung 16 (Informationssignale "0" und "L") sind an den beiden Steuereingängen eines Kondensator-Schalters 22 angeschlossen und je einer dieser beiden Ausgänge ist mit dem Zähleingang des zugehörigen Zählers 19 verbunden. Ein Anzeige-Hi Ifskontakt des Kondensator-Schalters speist den Eingang des zweiten Zustandsspeichers 20, dessen Ausgang mit einem weiteren Eingang der Prioritätsschaltung 16 verbun-

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den ist. Die Ausgänge aller k Zähler 19 sind an den Eingängen aller k Zähler-Rückstellschaltungen 21 sowie an weiteren Eingängen der Prioritätaschaltung 16 angeschlossen. Die Ausgänge der Zähler-Rückstel(schaltung 21 speisen die Parallel-Leseeingänge des zugehörigen Zählers 19. Jeder Kondensator-Schalter 22 verbindet einen de^ k Kondensatoren 18 mit dem gemeinsamen Versorgungsnetz 1 für elektrische Energie. Der zweite programmierbare Festwertspeicher l· finn durch einen dritten Schreib/Lese-Speicher 23 ersetzt werden, dessen Daten-Eingänge mittels digitaler V_T -Signale von aussen über separate Leitungen 24 zugänglich sind.

Funktionsbeschreibung

Der Kondensator 18 ist, wie bereits gesagt, ein Teilkondensator 1'5 einer Kondensator-Batterie, welche k Teilkondensatoren gleicher Kapazität C enthält. Die Kondensatoren können einzeln ein- und ausgeschaltet werden und so, parallel zu einem Verbraucher R , da·-. Versorgungsnetz 1 für elektrische Energie kapazitiv be- oder ent lasten.

Die Wirkleistung P , die positive und die negative Blindleistung

2 Q und Q des Versorgungsnetzes 1 sowie der Quadratwert U der Netzspannung werden mittels des Spannungswandlers 2, des Stromwandlers 3 und des Satzes von Fernzählgebern 4 gemessen und in Impulse umgewandelt, deren Frequenzen f , f_Q , f_Q und f *2 pro-

~ 2

portional den entsprechenden Werten von P , Q , Q und U sind.

Die Verwendung der Fernzählgeber ·* vermeidet dabei die beiden ersten der eingangs genannten Nachteile des Standes der Technik, da die wirklichen, mittels Tarifzähler erfassten Gesamtleistungen

30

des Versorgungsnetzes 1 zur Auswertung gelangen. Die Impulse werden parallel übertragen und auf die Eingänge eines Satzes von Frequenz/Code-Wandlern 5 gegeben. Dieser zählt von Null ausgehend die Anzahl der während einer Auswertezeit T eintreffenden Impulse, und die entsprechenden digitalen 8 Bit-Zählwerte η , η , n_

^P+ ^U+

und n..2 werden im ersten Schreib/Lese-Speicher 6 gespeichert. Die

35

Auswertezeit T ist eine frei wählbare Konstante, deren Wert im

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JMätv" rSöirifkfA ι

- 30 0 51 Bi

ersten programmierbaren Festwertspeicher 8 gespeichert ist und so gewählt wird, dass eine ausreichende Messgenauigkeit gewährleistet ist.

Die Zähtwerte werden mit Hilfe des Rechenwerks 7, der im programmierbaren Festwertspeicher 8 gespeicherten Werte der Konstanten a., b. und c und der nachfolgenden Gleichungen in Leistungswerte! umgerechnet;

P. = a.n_n ,
' ' ^P ₊

^Qi * ^bi ^{nQ₊ - ⁿQ_^)j

. B = üjCU² = cn_u2

· 2

ω ist dabei die Kreisfrequenz des Versorgungsnetzes 1. Statt U zu

messen, kann man aus Einfachheitsgründen U = U = konstant

' ³ max

wählen, wobei U den Maximalwert der Netzspannung U darstellt.

' max ₂ Ka

Der konstante Wert von WCU = B₁. ist dann allerdings vorher

max K

an Stelle von c im programmierbaren Festwertspeicher 8 abzuspei-20

ehern. Die Anzahl Fernzählgeber 4 und Frequenz/Code-Wandler 5 reduziert sich dann je um eine Einheit von vier auf drei.

Wird das Versorgungsnetz 1 von mehreren Hochspannungs-ZMittel-

spannungs-Transformatoren gespeist, so sind mehrere Messstellen 25

vorhanden. Die Messwerte aller g Messstellen werden wie oben beschrieben aufbereitet und anschliessend im Addierglied 9 wie folgt summiert:

ρ· -

i = 1

und

i = 1
35

Die so erhaltenen· Summen-Messwerte P' und Q¹ werden im zweiten Schreib/Lese-Speicher 10 abgespeichert.

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"40"

Im Diagramm der Fig. 2 stellen die durchgehend ausgezogenen Linien 0*, 1*, 2* und 3*, unter Annahme eines bestimmten Netz-Lei stungsfaktors cos φ, die Abhängigkeit Q = f(P) der Blindleistung Q von der Wirkleistung P dar für vier verschiedene, auf das Versorgungsnetz 1 schaltbare Kondensatorwerte OC, C,- 2C und 3C einer Kondensator-Batterie. Ohne zugeschaltete Kondensatoren gilt die Linie O*. Bei einer gegebenen Wirkleistung P = P' ist dann der Arbeitspunkt der Punkt E(P¹, CL·) mit der Blindleistung Q_p. Werden jetzt, bei gegebener Wirkleistung P¹, zusätzlich nacheinander ein, zwei oder drei Kondensatoren 18 der Kapazität C auf das Versorgungsnetz 1 geschaltet, .so wandert der Arbeitspunkt auf einer Senkrechten nacheinander von E(P', CL·) nach F(P¹, Qp), G(P¹, Q₆) und H(P', Q_H). Dabei gilt e7=FG=GH=B=iocU². Die Zielgerade Q = f*(P) hat die Tatsache zu berücksichtigen, dass die bis zum Messpunkt führende Leitung des Versorgungsnetzes 1 ebenfalls Blindleistung erzeugt und zwar in Abhängigkeit von der gelieferten Wirkleistung P. P_M = U /Z^, bezeichnet die sogenannte natürliche Leistung dieser Leitung, wobei Z_w deren Wellenwiderstand darstellt. Bei P = Pj. wird von der Leitung keine, bei P⁴^P_n eine positive und bei Ρ>Ρ_Ν eine negative Blindleistung erzeugt.

Es ist daher zweckmässig, als Zielgerade nach Fig. 2 die Gerade Q-, = f*(P) = Q₇ - CyP zu wählen. Streng genommen ist der Zusammenhang zwischen Blind- und Wirkleistung nicht linear. Die Linearisierung führt jedoch zu einer brauchbaren Vereinfachung.

Bedingt durch die begrenzte Anzahl Kondensatoren 18 der Kondensator-Batterie ist die Zielgerade zum schraffiert gezeichneten Zielbereich zu erweitern, der nach oben und unten durch die zu Q₇ parallelen Grenzlinien Q. und Q_R begrenzt ist. Die Breite des Zielbereichs ist gleich der Blindleistung zu wählen, die durch einen

Kondensator 18. erzeugt wird, nämlich B =ojCU ·

Es gilt: Q = q + B/2 - r_P und
Q_B = q_z - B/2 - r_zP

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Befindet sich der entweder auf O*, 1*, 2* oder 3* Hegende und durch die Wirkleistung P' bestimmte Arbeitspunkt im Zielber€:ich, so muss kein Kondensator 18 zu- oder abgeschaltet werden. Liegt er oberhalb des Zielbereichs, so ist ein Kondensator 18 zuzuschalten. Liegt er dagegen unterhalb des Zielbereichs, so ist ein Kondensator 18 abzuschalten.

Auch bei richtig bemessener Breite B des Zielbereichs besteht die Möglichkeit, dass durch kleine Lastschwankungen ein Kondensator 18 ständig zu- und abgeschaltet wird, so dass die Kondensator-Schalter 22 über Gebühr beansprucht werden. Dies kann vermieden werden durch Einführung einer Schalthysterese. Zu diesem Zweck wird der durch die bekannten Grenzlinien Q. und Q_R begrenzte Zielbereich nach oben und nach unten um die Breite des Hysterese-Bereichs L erweitert durch Ziehen von z.wei zusätzlichen Grenzlinien

und

Zu Beginn, also nach dem Start, wenn das vorhergehende Schalten der Kondensator-Schalter 22 nicht bekannt ist, gelten als Grenzen des Zietbereichs die Linien Q. und Q_R. Während der Betriebsszei t dagegen gelten als Grenzen des Zielbereichs die Linien Q und Q_n, wenn vorher ein Kondensator zugeschaltet wurde, und die Linien Q„ und Q_, wenn vorher ein solcher Kondensator abgeschaltet wurde. Der Wert von L ist im programmierbaren Festwertspeicher gespeichert. Vorzugsweise wird für L der Wert B/4 gewählt.

Die Genauigkeit des erweiterten Zielbereichs kann dadurch verbessert werden, dass der Breite L bei jeder erneuten Auswertung nacheinander z.B. folgende Werte gegeben werden: L, L(m-1)/m, L(m-2)/m, L(m-3)/m, ... usw., so dass nach m Auswertungen die Hysterese-Breite L gleich Null wird. Der Wert m ist dabei eine ganze positive Zahl und ist ebenfalls im programmierbaren Festwertspeicher 8 gespeichert. Der während einer Auswerte-Periode jeweils

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^Qc	und Q	_n parallel	zu Q_A	und	r_zP
Es	gilt:	Q_c = q_z +	B/2 +		r_zP
		Q_D = q_z -	B/2 -	L -

gültige Wert der Hysterese-Breite wird zu Beginn der Auswerte-Periode mit Hilfe des Rechenwerks 7 jeweils neu errechnet und im Schreib/Lese-Speicher 6 gespeichert.

Die Werte von q₇ und r_ sind im programmierbaren Festwertspeicher 13 gespeichert und werden im richtigen Moment dem Rechenwerk 11 zugeleitet. Manche Abspannwerke der Versorgungsnetze für elektrische Energie können von zwei Leitungen gespeist werden. Erfolgt die Speisung von einer Leitung allein, so gilt ein bestimmtes Wertepaar von q₇ und r₇. Erfolgt die Speisung gleichzeitig von beiden Leitungen, so gilt ein anderes Wertepaar von q₇ und r₇. Es ist daher sinnvoll, den programmierbaren Festwertspeicher 13 mit "Dual in Line"-Schaltern auszustatten, damit das geltende Wertepaar q₇, r₇ leichter programmiert und so der Blindleistungs-Regler jederzeit dem Betriebszustand des Versorgungsnetzes leicht angepasst werden kann. Das Rechenwerk 11 erhält ebenfalls, diesmal vom Schreib/Lese-Speicher 10, die geltenden Werte der Wirkleistung P¹, der Breite B bzw. B₁. des Zielbereichs und der Breite L des Hysterese-Bereichs und ist somit in der Lage, die für P¹ geltenden Grenzwerte Q (P¹), Q (P¹), Q (P¹) und Q_n(P') auf den Grenzlinien Q., Q_R, Q_r und Q_n zu errechnen und anschliessend im Schreib/ Lese-Speicher 10' abzuspeichern. Die Steuerung der beiden Schreib/ Lese-Speicher 6 und 10, der beiden programmierbaren Festwertspeicher 8 und 13 und der beiden Rechenwerke 7 und 11 übernimmt das Steuerwerk 14. Der Digital-Komparator 12 vergleicht den Messwert Q¹ beim Start zuerst mit den Grenzwerten Q (P^!)/Q (P¹). Nachher, während der Betriebszeit, wird Q' m>. Q. (P¹ )/Q_n(P' ) verglichen, wenn vorher ein Kondensator zugeschaltet wurde, und mit Q₀(P')/Q_D(P') wenn vorher ein solcher Kondensator abgeschaltet wurde. Das vorherige Schalten und die Tatsache, ob es sich um einen Start handelt oder nicht, sind im ersten Zustandsspeicher 17 abgespeichert. Falls Q' grosser ist als der grössere der beiden geltenden Grenzwerte, so erscheint an einem der beiden Ausgänge des Digital-Komparators 12 das Signal "Schalter Ein". Ist Q¹ dagegen kleiner als der kleinere der beiden geltenden Grenzwerte, so erscheint am anderen Ausgang des Digital-Komparators 12 das Signal "Schalter Aus". Liegt Q¹ zwischen den beiden geltenden Grenz-

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werten, so erzeugt der Digital-Komparator 12 keine Ausgangs;-signale. Die Signale "Schalter Ein" und "Schalter Aus" werden anschliessend im Impulsformer 15 in einen Impuls bestimmter, innerhalb gewisser Grenzen frei wählbarer Länge T umgewandelt und anschliessend der Prioritätsschaltung 16 zugeleitet. Dabei ist der geltende Wert der Impulslänge T im programmierbaren Festwertspeicher 8 abgespeichert. Die Prioritätsschaltung 16 entscheidet darüber, welcher der k Kondensator-Schalter 22 ein- oder ausgeschaltet wird. Jeder, zu einem bestimmten Kondensator 18 gehörender Zähler 19 zählt die Anzahl Schaltungen des zum betreffenden Kondensator 18 gehörenden Kondensator-Schalters 22. Der ebenfalls zum betreffenden Kondensator gehörende Zustandsspeicher 20 meldet den momentanen Zustand des entsprechenden Kondensator-Schalters 22 zurück an die Prioritätsschaltung 16. Um die Schaltbeanspruchung gleichmässig auf die einzelnen Kondensator-Schalter 22 zu verteilen, wird jeder der k Zähler 19 beim Start auf Null zurückgestellt. Bei jedem Einschalten eines der k Kondensator-Schalter 22 wird der Inhalt des zugehörigen Zählers 19 um eine Einheit erhöht. Besteht vor Ausführung einer Schaltbewegung die Wahl zwischen mehreren Kondensator-Schaltern 22, so gibt die Prioritätsschaltung 16' denjenigen zur Ausführung frei, dessen Zähler 19 den kleinsten Inhalt aufweist. Kurz vor Ueberlauf eines der k Zähler 19 werden mit Hilfe der Zähler-Rückstellschaltungen 21 alle Zähler-Inhalte um den kleinsten Zählwert dieser k Zähler 19 vermindert.

Wenn der programmierbare Festwertspeicher 13 durch einen Schreib/ Lese-Speicher 23 ersetzt wird, so können die Werte von q₇ und r_, mittels Fernwirktechnik von einer fernen Leitstelle aus als digitale V. -Signale eingegeben und im Schreib/Lese-Speicher 23 abgespeichert werden. Auf diese Weise können sich mehrere benachbcirte Abspannwerke gegenseitig aushelfen. . .

In der Praxis können die beiden programmierbaren Festwertspeicher 8 und 13 durch einen einzigen Festwertspeicher mit entsprechend höherer Speicherkapazität ersetzt werden. Damit der Benutzer des Blindleistungs-Reglers diesen selber programmieren kann, verwendet man als Festwertspeicher beispielsweise eine programmierbare

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Diodenmatrix, welche mit "Dual in Line"-Schaltern manuell programmierbar ist. Auch die Schreib/Lese-Speicher 6 und 10 und wenn vorhanden 23 können durch einen einzigen Schreib/Lese-Speicher mit entsprechender Speicherkapazität ersetzt werden. Die Funktionen der Rechenwerke 7 und 11, des Addiergliedes 9, der Zähler-Rückstellschaltungen 21 und die Rechenoperationen der Prioritätsschaltung 16 können ebenfalls von einem einzigen Rechenwerk, z.B. demjenigen eines Mikro-Computers, ausgeführt werden. Die Zentraleinheit (C_entral Processing Unit = CPU) des Mikro-Computers besteht dann aus diesem Rechenwerk und dem Steuerwerk 14 und ist über einen Daten-Bus mit dem dann einzigen Schreib/Lese-Speicher und dem dann einzigen programmierbaren Festwertspeicher verbunden. Die Ablauf-Steuerbefehle des Mikro-Computers sind dann in einem zusätzlichen, nicht gezeichneten Festwertspeicher gespeichert, der •15 ebenfalls über den obenerwähnten Daten—Bus mit der Zentraleinheit verbunden ist. Die im Schreib/Lese-Speicher gespeicherten

2
Messwerte P., Q., P¹, Q¹ und U können mittels nicht gezeichneter

digitaler Ziffernanzeigen und nach Aufbau und Anwendung bekannter Schaltungsglieder sichtbar gemacht werden. 20

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ZUSAMMENFASSUNG

Blindleistungs-Regler zur Kompensation der Blindleistung eines Versorgungsnetzes (T) für elektrische Energie durch stufenweises Zu- und Abschalten einer begrenzten Anzahl von Kondensatoren, im wesentlichen bestehend aus einem Spannungs- und einem Strom-Wandler (2, 3) pro Phase, einem Satz Fernzählgebern (4), einem Satz Frequenz/Code-Wandlern (5), einer ersten Speicher/Rechenwerk-Kombination (6, 7, 8), einem Addierglied (9), einer zweiten Spei-

TO eher/Rechenwerk-Kombination (10, 11, 13, 23), einem. Digital-Komparator (12), einem Steuerwerk (14), einem Impulsformer (15), einem ersten Zustandsspeicher (17) und einer Prioritätsschaltung (16). Letztere wählt zum Steuern einen von k Kondensatoren (18) aus. Zu jedem Kondensator (18) gehört je ein Kondensator-Schalter (22), ein Zähler (19), eine Zähler-Rückstellschaltung (21) und ein zwe;iter Zu standsspeicher (20). Der Sollwert des Blindleistungs-Reglers wird errechnet aus den gemessenen Werten der Wirkleistung P und des

Quadratwertes der Netzspannung U sowie frei programmierbaren, in Festwertspeichern (8, 13, 23) gespeicherten Parameterwerten. Das Toleranzgebiet des Sollwertes besteht aus einem zentralen Zielbereich und zwei daran anschliessenden Hysterese-Bereichen.

. (Fig. 1)

OF/ku

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Claims

PATENTANSPRUECHE "Λ

1. j Blindleistungs-Regler zur Kompensation der Blindleistung in

fnem Versorgungsnetz für elektrische Energie durch stufenweises Zu- und Abschalten einer begrenzten Anzahl von Kondensatoren, wobei die In- und Ausserbetriebnahme der Kondensatoren gesteuert wird durch Istwert/Sollwertvergleich, dadurch gekennzeichnet, dass der Blindleistungs-Regler durch Fernzählgeber (4) ansteuerbar ist, dass der Sollwert der Charakteristik der Leitung des Versorgungsnetzes (1) angepasst und als Ziellinie eine Funktion der Wirkleistung ist, dass die Ziellinie mit einem der Grosse eines Kondensators (18) angepassten zentralen Zielbereich (schraffierte Fläche in Fig. 2) sowie mit einem oberen und einem unteren Hysterese-Bereich konstanter Breite (L) erweitert ist, und dass bei gemessener Wirkleistung P' als Toleranzgrenzen für den Sollwert nach dem Start die beiden Grenzwerte Q. (P¹) und Q_R(P') des zentralen Zielbereichs gelten und während der Betriebsdauer der untere Grenzwert Q_n(P¹)

des Zielbereichs und der obere Grenzwert Q (P') des oberen Hysterese-Bereichs, wenn vorher ein Kondensator (18) abgeschaltet wurde bzw. der obere Grenzwert Q. (P¹) des Zielbereichs und der untere

Grenzwert Q_(P') des unteren Hysterese-Bereichs, wenn vorher ein Kondensator (18) zugeschaltet wurde.

2. Blindleistungs-Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzlinien Q., Q_R, Q_p und Q_n des Zielbereichs und dep beiden Hysterese-Bereiche parallele, gerade Linien sind und dass die Grenzwerte Q (P'), Q_R(P'), ^Qp(^pl) ^{und Q}n^^P'^ ^{des Sollw}"-^rtes mit Hilfe eines zweiten Rechenwerks (11) aus den Parameterwerten B, L, q₇ und r₇ sowie dem Messwert P¹ errechnet werden, wobei der Parameterwert L in einem ersten programmierbaren Festwertspeicher (8) und die Parameterwerte q., und r'₇ in einem zweiten programmierbaren Festwertspeicher (13) bzw. einem dritten Schreib/Lese-Speicher (23) abgespeichert sind und der Parameterwert B mittels eines ersten Rechenwerks (7), eines Messwertes η. .2 und des im ersten programmierbaren Festwertspeicher (8) gespeicherten Parameterwertes c errechnet und in einem ersten Schreib/Lese-Speicher (6) abgespeichert ist.

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3. Blindleistungs-Regler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der beiden Hysterese-Bereiche kurz nach dem Schalten dem in einem ersten programmierbaren Festwertspeicher (8) gespeicherten Wert L entspricht und nach jeder Auswertezeit T um den Wert L/m abnimmt bis der Hysteresebereich verschwindet, wobei der Wert von m ebenfalls im ersten programmierbaren Festwertspeicher (8) gespeichert ist.

4. Blindleistungs-Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Messen der Wirkleistung P , der

negativen und positiven Blindleistung Q und Q_ sowie des Quadratwertes der Netzspannung U die Fernzählgeber (4) eingesetzt sind und dass die Messfaktoren a., b. und c in dem ersten programmierbaren Festwertspeicher (8) abgespeichert sind. 15

5. Blindleistungs-Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertezeit (T) der Messresultate in Abhängigkeit von der verlangten Messgenauigkeit frei wählbar ist und ihr Wert im ersten programmierbaren Festwertspeicher (8) abgespeichert ist.

6. Blindleistungs-Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, dass ein Addierglied (9) die Summe P¹ und Q' aller gemessenen Wirk- und Blindleistungen P. und Q. bildet und dass die beiden Summenwerte P¹ und Q' zum Steuern von Kondensator-Schaltern (22) dienen.

7. Blindleistungs-Regler nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte der Parameter q_ und r_ im dritten Schreib/Lese-Speicher (23) abgespeichert sind und mittels Fernwirktechnik von einer fernen Leitstelle aus als digitale V. -Signale über separate Eingangsleitungen (24) eingebbar sind.

8. Blindleistungs-Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Kondensator-Schalter (22) mit Impulsen gesteuert werden, deren Länge (^T) innerhatb vorgegebener Grenzen

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- tar -

-3-

frei wählbar ist, wobei der Wert dieser Impulslänge im ersten programmierbaren Festwertspeicher (8) abgespeichert ist.

9. Blindleistungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Kondensator-Schalter (22) ein Zähler (19) und ein Zustandsspeicher (20) zugeordnet ist und dass eine Prioritätsschaltung (16) denjenigen der k Kondensator-Schalter (22) zum Schalten freigibt, der bisher am wenigsten betätigt wurde.

10. Blindleistungsregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass den k Zählern (19) je eine Zähler-Rückstellschaltung (21) zugeordnet ist, welche kurz vor Ueberlauf eines der Zähler (19), den Inhalt aller Zähler (19) um den kleinsten der in den k Zählern (19) gespeicherten Zählwerte verkleinert.

11. Blindleistungs-Regler nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die programmierbaren Festwertspeicher (8; 13) als Diodenmatrix ausgebildet sind, welche mit "Dual in Line"-Schaltern manuell programmierbar ist.

12. Blindleistungs-Regler nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schreib/Lese-Speicher (6, 10; bzw. 6, 10, 23) zu einem einzigen Schreib/Lese-Speicher zusammengelegt sind, dass alle programmierbaren Festwertspeicher zu einem einzigen Festwertspeicher zusammengelegt sind, dass in einem zusätzlichen Festwertspeicher die Ablauf-Steuerbefehle eines Mikro-Computers abgespeichert sind, dass die Zentral- Einheit (CPU) dieses Mikro-Computers die Funktionen eines Steuerwerks (14), der Rechenwerke (7; 11), des Addiergliedes (9), eines Digital-Komparators (12), der Zähler-Rückstellschaltungen (21), und die Rechenoperationen der Prioritätsschaltung (16) ausführt und dass der einzige Schreib/Lese-Speicher, der zusätzliche Festwertspeicher, der einzige programmierbare Festwertspeicher und die Zentral-Einheit des Mikro-Computers mit einem gemeinsamen Daten-Bus verbunden sind.

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