DE3117059A1

DE3117059A1 - Schaltung zur beeinflussung der frequenz in elektrischen energieverteilungsnetzen

Info

Publication number: DE3117059A1
Application number: DE19813117059
Authority: DE
Inventors: German Ing.(Grad.) 8060 Dachau Grimm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-04-29
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1983-01-20
Also published as: DE3117059C2

Description

Schaltung zur Beeinflussung der Frequenz in elektrischen
Eergieverteilungsnetzen Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Beeinflussunq der Frequenz in elektrischen Energieverteilungsnetzen mit Frequenzmeßeinrichtungen, Sollwerterzeugungseinrichtunqen, Verqleichseinrichtungen und mit deren Ausgang verbundenen Steuermitteln zum Herbeiführen einer Frequenzänderung gegenüber einem auqenblicklichen Wert der Frequenz, wobei die Verqleichseinrichtungen einen Proportionalzweig und einen mit diesem zur Steuermitteleinschaltung in einer Verknüpfungsschaltunq verkniipften Differentialzweig enthalten und wobei an die MeXeinrichtunqen eine Differenziereinrichtung angeschlossen ist, die mit dem Differentialzweig der Vergleichseinrichtungen verbunden ist.
Eine derartige Schaltung ist in der deutschen Offenlegungsschrift 28 16 879 beschrieben. Die Schaltung dient zum Einschalten und Ausschalten eines Stelltriebs, welcher beispielsweise Ventilmittel eines Generatorantriebs betätigt. Die bekannte Schaltung sieht ein Ausschalten des Stelltriebs bei Rückkehr der Frequenz in einen Sollwertbereich mit bestimmter Zeitverzögerung vor, um zu vermeiden, daß der Reqelvorganq bei einem nur kurzzeitigen Wied*reintreten der Frequenz in den Sollwertbereich vorzeitig abgebrochen wird.
Für die Stützung der Netzfrequenz im Störungsfall ist vorgesehen, mittels sogenannter Netzfrequenzrelais entweder bereits in Betrieb befindliche Kraftwerke zuzuschalten oder noch nicht in Betrieb befindliche Kraftwerke anlaufen zu lassen und dann zuzuschalten oder aber durch Abschalten größerer Verbrauchergruppen eine Netzentlastung herbeizuführen, welche es ermöglicht, wichtige Netzbereiche funktionsfähig zu halten.
Insbesondere für die letztgenannte Möglichkeit einer Netzentlastung ist es von Bedeutung, daß die Maßnahmen zur Beeinflussung der Netzfrequenz nicht vorzeitiq ergriffen werden, wenn etwa aufgrund von Pendelungen im Netz die Frequenz und auch die Frequenzänderungsgeschwindigkeit kurzzeitig die von den Sollwerterzeugungseinrichtungen der Schaltung bereitqestellten Schwellenwerte überschreiten. Es stellt sich somit die Aufgabe, eine Schaltung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß kurzzeitige Frequenzänderungen, etwa aufgrund transienter Vorgänge im Netz, Maßnahmen zur Beeinflussung der Netzfrequenz noch nicht auslösen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verknüfungsschaltung an eine an die Steuermittel anoeschlossene Zeitverzögerungsschaltung angeschlossen ist, welche das Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltunq mit bestimmter Zeitverzögerung an die Steuermittel überträgt, iedoc> die Weiterleituno eines Signals an die Steuermittel verhindert, wenn vor Ablauf der Verzögerungszeit das Ausaanqssignal der Verknüpfungsschaltung wieder verschwindet.
vorzugsweise enthält die Zeitverzögerungsschaltung eine Rippstufe, welche vom Ausgang der Verknüpfunqsschaltunq qesetzt und vom Ausgang des Proportionalzweiqes der Vergleichseinrichtungen rtickqestellt wird, sowie eine Zeitverqleichseinrichtuns, weiche einen eingestellten Zeit-Schwellwert entsprechend der Verzögerungszeit mit der naser eines Ausgangssignals der kippstufe vergleicht.
Die Zeitvergleichseinrichtunq kann mit einer weiteren Kippstufe verbunden sein und zum Setzen dieser weiteren Kipptue dienen, whrend die Riickstellunq dieser weiteren Kippstufe durch Ausgangssignale eines Verqieichers vorqenommen wird, der Frequenzsollwertsignale mit Frequenzistwertsignalen vergleicht. Der Ausgang der weiteren Kippstufe ist mit den Steuermitteln verbunden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel unter Bezuqnahme auf die Zeichnungen näher beschriehen. Es stellen dar: Fig. 1 ein Schaltbild einer einem Netzfrequenzrelais zugeordneten Schaltung der hier vorgeschlagenen Art und Fiq. 2 ein Schaltbild mehrerer Netz frequenzrelais mit zugehörigen Schaltungen gemäR figur 1.
In Figur 1 ist eine Ausgangsleitung 1 einer digitalen Freciienzmeßeinrichtung gezeigt, welche an einen Digital-/Analogumsetzer 2 angeschlossen ist. Dessen analoges Ausqanqssiqnal entsprechend dem Istwert der Freci-Jenz in einem elektrischen Energieversorgungsnetz wird einer Differenziereinrichtung 3 zugeführt, deren Ausgangssignal dem Istwert der Frequenzänderungsgeschwindigkeit entspricht. Das Ausgangsssignal der Differenziereinrichtung 3 gelangt zu einem Differentialzweig 4 von Vergleichseinrichtungen 5, welche außerdem einen Proportionalzweiq 6 aufweisen. In dem Differentialzweig 4 der Vergleichseinrichtungen 5 wird das Ausgangssignal der Differenziereinrichtung 3 mit einem Schwellenwert von Sollwerterzeugunqseinrichtunqen 7 verglichen, welche in einem Abschnitt 8 ein Schwellwertsiqnal oder Sollwertsignaj' darhieten, das eine Frequenzänderungsgeschwindigkeit angibt, bei der eine Maßnahme zur Beeinflussung der Frequenz ergriffen werden soll. Von einem Abschnitt 9 der Sollwerterzeuqunqseinrichtungen wird ein Schwellwertsignal abgegeben, das in dem Proportional zweig 6 mit dem Istwertsignal entsprechend der Frequenz vom Ausgang des Digital-/Anlogumsetzers 2 veralichen wird.
Die Ausgangssignale des Differentialzweiges 4 und des Proportionalzweiges 6 der Vergleichseinrichtungen 5 werden in einem UND-Gatter 10 miteinander verknüpft. Das Gatter 10 ist mit dem Setzeingang einer Kippstufe 11 verbunden, während der Rückstelleingang der Kippstufe 11 Vebindunq zu dem Ausgang des Proportionalzweiges 6 der Vergleichseinrichtungen 5 hat. Es versteht sich, daß die verwendete Steuerlogik vom fachmann abgewandelt werden kann.
Der Ausgang der Kippstufe 11 ist an einen Zeitsiqnalqenerator lla angeschlossen, dessen Ausgangssignal einen Rinqanq eines Zeitvergleichers 12 einqeqeben wird, welcher an seinem anderen R.inqana einen Zeit-Schwellwert von einem Schwellwertqeber 13 erhält. Dauert ein eine schwellwertüberschreitende Frequenzänderunq und eine (lleichzeitige schwellwertüberschreitende Frequenzänderungsgeschwindiqkeit signalisierendes Ausgangssignal dcr Kippstufe 11 länger als ein Zeit-Schwellwert des Schwellwertgebers 13, so gibt die Zeitvergleichseinrichtung 12 auf der Leitung 14 ein Ausgangssignal ab.
Verschwindet aher das Ausganqssiqnal der Kippstufe 11 eher als der Zeit-Schwellenwert des Schwellwertgebers 13 angibt, so liefert die Zeitvergleichseinrichtung 12 kein Siqnal an die Leitunq 14.
Figur 1 zeigt, daß die Signale der Leitung 14 zum Setzen einer weiteren Kippstufe 15 verwendet werden, deren Rückstelleinvanq mit dem Ausgang eines Verqleichers 16 gekoppelt ist. win Fingangssignal des Vergleichers 16 wird von einem Abschnitt 17 der Sollwerterzeugungseinrichtungen zugeführt, während das andere Fingangssignal für den Vergleicher 16 von dem Ausgang des Digital-/Analoguesetzers 2 abgeleitet wird. ner Vergleicher 16 rXNirkt eine Rückstellung der Kippstufe 15 im Sinne einer Abschaltung eines an diese Kippstufe angeschlossenen Relais 18, sobald der Istwert der Frequenz entsprechend dem Ausganqssiqnal des Umsetzers 2 silber einen Schwellenwert des Abschnittes 17 der Sollwerterzeugungseinrichtungen 7 angestiegen ist, die Frequenz in dem betrs-ffenden olektrischen Energieverteilungsnetz also in einen Sollbereich zurückgekehrt ist. nie Kontakte des elais 18 bewirken die Einschaltung bzw. Wiederausscha]tung von Steuermitteln, welche die Beeinflussung der Frequenz in dem Energieverteilungsnetz herheiführen. Die dem Relais 18 zuqeordnete Schaltung ist in Figur 1 mit 19 bezeichnet.
Es ist vorgesehen, zur Netzentlastung bei plötzlichen Frequenz einbrüchen eine Abschaltung von Verbrauchergruppen mittels Netzfrequenzrelais in fünf Stufen vorzunehmen. rine erste Stufe wird bei einem Frequenzabfall von 50 Hz auf 49,.° Hz ausgelöst und sieht die Alarmierunq der Lastverteiler des Netzes vor.
Sinkt die Frequenz auf 49,0 Hz, so wird eine zwpite Stufe ausgelöst, in der ein ln bis l5%iger Lastabwurf durch Abschaltung von Verbrauchergruppen vorgenommen wird. Es folgen bei einem weiteren Frequenzabsinken um jeweils 0,3 Hz in einer dritten und vierten Stufe weitere Lastabwürfe etwa qleicher Größenordnung. Sinkt die Frequenz trotzdem weiter auf 47,5 wz, so wird in einer fünften Stufe die Abtrennung der Kraftwerke vom Netz ausgelöst. Zur Auslösung bzw. Steuerung der genannten Stufen dienen jeweils Netzfreauenzrelais nach der Art des Relais 18 gemäß Figur 1. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, sind also zur Durchführung des zuvor beschriebenen Fünfstufenplans fünf Netz frequenzrelais 18 mit zuaehörigen Schaltungen 19 zueinander parallel an den UmC-etzer 2 und die Differenziereinrichtung 3 angeschlossen, welche für die Schaltunqen 19 jeweils gemeinsam vorgesehen sind. Dis Schwellwerterzeuqunqsinrichtunqen 7 und die Schwellwertgeber 13 sind in den Schaltunqen 19 ieweils verschieden einqestellt.

Claims

Patentansy-rvich!e 1. Schaltung zur Beeinflussung der Frequenz in elektrischen Energieverteilungsnetzen, mit Frequenzmeßeinrichtungen, Sollwerterzeugungseinrichtungen (7), Vergleichseinrichtungen (5) und mit deren Ausgang verbundenen Steuermitteln (18) zum Herbei führen einer Frequenzänderung gegenüber einem augenblicklichen Wert der Frequenz, wobei die Vergleichseinrichtungen (5) einen Proportionalzweig (6) und einen mit diesem zur Steuermitteleinschaltung in einer Verknüpfungsschaltung (10) verknüpften Differentialzweig (4) enthalten und wobei an die Meßeinrichtunqen eine Differenziereinrichtung (3) angeschlossen ist, die mit dem Differentialzweig (4) der Vergleichseinrichtungen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungssschaltung (10) an eine an die Steuermittel (18) angekoppelte Zeitverzögerungsschaltung (11, lla, 12) anqeschlossen ist, welche das Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltunq (10) mit bestimmter Zeitverzögerung an die Steuermittel überträgt, jedoch eine Weiterleitung eines Signals an die Steuermittel verhindert, wenn vor Ablauf der Verzögerungszeit das Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltung wieder verschwindet.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerungsschaltung (11, lla, 12, 13) eine Kippstufe (11), welche vom Ausgang der Verknüpfungsschaltung (10) gesetzt und vom Ausgang des Proportionalzweiqes (6) der Verqleichseinrichtungen (5) rückgestellt wird, sowie eine Zeitvergleichseinrichtung (12) enthält, welche einen eingestellten Zeit-Schwellwert entsprechend der Verzögerungszeit mit dem Ausgangssignal eines vom Ausgangssignal der Kippstufe (11) erregten Zeitsignalgenerators (lla) vergleicht.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitvergleichseinrichtung an eine weitere Kippstufe (15) zum Setzen derselben angeschlossen ist, welche ausgangsseitig mit den Steuermitteln (18) verbunden ist und deren Rücksteliunq von einem Vergleicher (16) vorgenommen wird, der ein Frequenz-Istwertsignal mit einem Frequenz-Schwellenwert vergleicht, bei dessen Überschreitung durch die tatsächliche Frequenz die frequenzbeeinflussende Maßnahme beendet werden soll.
4. Verwendung von Schaltungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 .zur Erregung von Relais zur Steuerung eines netzfrequenzabhängigen Lastabwurfes.