DE438930C

DE438930C - Display and regulating device for electrical network

Info

Publication number: DE438930C
Application number: DEA44799D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1924-04-24
Filing date: 1925-04-24
Publication date: 1926-12-30

Description

Anzeige- und Reguliereinrichtung für elektrische Leitungsnetze. Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Leitungsnetze, insbesondere mit mehreren Unterstationen und Verbrauchernetzen, und bezweckt, die Lastverheilung so zu beeinflussen. iaß plötzliche Laständerungen vermieden werden und der Belastungsfaktor möglichst groß gehalten wird. Die bisher zu diesem Zwecke benutzten Einrichtungen leiden daran, daß durch verschiedene Temperaturen des Meßdrahtes und durch die Kriechströme an den Isolatoren die Meßresultate beeinflußt werden.Display and regulating device for electrical line networks. the The invention relates to electrical line networks, in particular with several Substations and consumer networks, and aims to influence load healing. Sudden load changes are avoided and the load factor as possible is kept large. The facilities previously used for this purpose suffer from that by different temperatures of the measuring wire and by the leakage currents the Isolators can influence the measurement results.

Durch die vorliegende Erfindung , wird dieser Übelstand dadurch vermieden, daß die Frequenz des Meßstroms in Abhängigkeit von der Last verändert wird und zur Instrumentenanzeige herangezogen wird.With the present invention, this drawback is avoided by that the frequency of the measuring current is changed depending on the load and for Instrument display is used.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. i sind die Sammelschienen einer Drehstromerzeugeranlage, an welche die Verteilerleitungen 4 angeschlossen sind. 2 ist ein Gleichstromnetz, welches von den Leitungen 4 über einzelne, beispielsweise aas Drehstrom-Gleichstromumformern bestehenden Unterstationen gespeist wird. Links in der Zeichnung ist die Schaltung einer solchen Unterstation dargestellt. Bei 5 ist der Anschluß einer weiteren Unterstation angedeutet, ohne daß die Schaltung im einzelnen durchgeführt ist. Rechts auf der Zeichnung ist eine Reguliereinrichtung, die sich beispielsweise in der zentralen Betriebsüberwachungsstelle befindet, dargestellt. Es ist angenommen, daß die dargestellte Unterstation sich an dem einen Ende, die Betriebsüberwachungsstelle an dem anderen Ende der Verteilerleitung 4 befindet. In diesem Falle braucht nur die am linken Ende befindliche Unterstation mit der den Reguliervorgang einleitenden und eine veränderliche Frequenz erzeugendenAnordnung versehen sein, was eine erhebliche Vereinfachung bedeutet.An exemplary embodiment is shown in the drawing. i are the Busbars of a three-phase generator system to which the distribution lines 4 are connected. 2 is a direct current network, which from the lines 4 via individual substations, for example aas three-phase DC converters is fed. The circuit of such a substation is shown on the left in the drawing shown. At 5 the connection of a further substation is indicated, without that the circuit is carried out in detail. On the right of the drawing is one Regulatory device, which can be found, for example, in the central operational monitoring point is shown. It is assumed that the substation shown is at one end, the operational monitoring point at the other end of the distribution line 4 is located. In this case only the substation at the left end is needed with the arrangement that initiates the regulation process and generates a variable frequency be provided, which means a considerable simplification.

Der Motorgenerator der Unterstation, der aus dem Drehstrommotor io, den Gleichstromdynamomaschinen i i und der Erregermaschine i3 besteht, ist mit 6 bezeichnet. Der Motor i o ist an das Netz 4, die Generatoren i i an das Netz 2 angeschlossen. An die Erregermaschine 13 sind die Feldwicklungen 14 und 15 der Generatoren i i und außerdem die Hilfssammelschienen 16 angeschlossen. 17 ist ein Regulierwiderstand für die Erregung der Felder I 4 und 15, der von einem Hilfsmotor 9 derart gesteuert wird, daß die gewünschte Wirkung herbeigeführt wird. 18, 19, 2o sind weitere, von Hand zu bedienende Regulierwiderstände. Zur Erregung der Hilfssammelschienen 16 kann außerdem noch eine Batterie 21 vorgesehen sein.The motor generator of the substation, which consists of the three-phase motor io, the direct current dynamo machines ii and the exciter i3, is denoted by 6. The motor io is connected to the network 4, the generators ii to the network 2. The field windings 14 and 1 5 of the generators ii and also the auxiliary bus bars 16 are connected to the exciter. 13 17 is a regulating resistor for the excitation of the fields I 4 and 15, which is controlled by an auxiliary motor 9 in such a way that the desired effect is brought about. 18, 19, 2o are further regulating resistors that can be operated manually. A battery 21 can also be provided to excite the auxiliary busbars 16.

Der Hilfsmotor 9 wird durch den Kontakt 26 des wattmetrischen Relais 8 entweder in dem einen oder in dem andern Sinne gesteuert, je nachdem, ob das Relais nach rechts oder links ausschlägt. Das Relais 8 wird durch den Steuerstrom 3 erregt, der von dem Wechselstrom-Hilfsgenerator 3'o gespeist wird. Der Wechselstromgenerator 3'o wird über ein Differentialgetriebe 56 einerseits von dem mit konstanter Geschwindigkeit umlaufenden und an das Netz 4 angeschlossenen Drehstromsynchronmotor 29, anderseits von dem Gleich-Strommotor 28 angetrieben, dessen Drehzahl proportional ist _ der Drehzahl des an das Netz i angeschlossenen Wattstundenzählers 27. Die Achse dieses Zählers, die das Zählwerk 3;1 trägt, ist über ein Übersetzungsgetriebe 32 mit der Achse der Scheibe 3i3 verbunden. Die Scheibe 3;3 trägt ein Kontaktglied 34, das mit den auf der Welle J9 befestigten und mit den Schleifringen 37, 38 verbundenen Kontaktgliedern 35 und 36 zusammen arbeitet. Die Welle 39 ist über ein weiteres übersetzungsgetriebe 46 mit der Welle des Motors 28 verbunden. Auf den Schleifringen 3,7, 38 schleifen Bürsten 45, 49, welche in Verbindung mit den Kontaktgliedern 3;4, 35, 36 einen Hilfsmotor 40 steuern. Dieser Hilfsmotor 40 ist mit dem Regulierarm einer Potentiometerschaltung 41 verbunden, welche eine veränderliche Ankerspannung für den Gleichstrommotor 28 liefert. Das Feld 52 des Motors 28 ist an die Hilfssammelschienen 16 angeschlossen.The auxiliary motor 9 is through the contact 26 of the wattmetric relay 8 controlled either in one sense or the other, depending on whether the relay deflects to the right or left. The relay 8 is excited by the control current 3, which is fed by the auxiliary alternating current generator 3'o. The alternator 3'o is via a differential gear 56 on the one hand from the constant speed rotating and connected to the network 4 three-phase synchronous motor 29, on the other hand driven by the direct current motor 28, the speed of which is proportional to the Speed of the watt-hour meter connected to the network i 27. The axis of this Counter, which carries the counter 3; 1, is via a transmission gear 32 with the Axis of the disk 3i3 connected. The disc 3; 3 carries a contact member 34 which with those fixed on the shaft J9 and connected to the slip rings 37, 38 Contact members 35 and 36 works together. The shaft 39 is over another Transmission gear 46 connected to the shaft of the motor 28. On the slip rings 3, 7, 38 brushes 45, 49, which in connection with the contact members 3; 4, 35, 36 control an auxiliary motor 40. This auxiliary motor 40 is with the regulating arm a potentiometer circuit 41 connected, which a variable armature voltage for the DC motor 28 supplies. The field 52 of the motor 28 is connected to the auxiliary busbars 16 connected.

Es sei angenommen, daß der Zähler 27 sich im Uhrzeigersinne in Abhängigkeit von der vom Netz i gelieferten Leistung dreht, so daß die Kontaktglieder 3;4 und 36 miteinander in Eingriff kommen. Dadurch wird der Stromkreis des Hilfsmotors 40 und seiner Erregerwicklung 43 über die Bürste 49, Schleifring 38, Kontaktglieder 3,4, 36 geschlossen. Infolgedessen verstellt der Motor 4o den Regulierhebel 51 der Potentiometerschaltung 41 aus der in der Zeichnung angegebenen Nullstellung in einer solchen Weise, daß der Motor 28 Spannung erhält und sich so zu drehen beginnt, daß die Kontaktglieder 35, 36 im gleichen Sinne wie das Kontaktglied 3-4, also ebenfalls im Uhrzeigersinne, umläuft. Sobald die Geschwindigkeit des Motors 28 in einem bestimmten Verhältnis zur Umdrehungszahl des Zählers 27 steht, werden die Kontakte 3:,4, 36 unterbrochen und der Motor 40 stillgesetzt. Wird die Geschwindigkeit des Motors 28 größer, so werden die Kontakte 3;4 und 35 miteinander in Berührung kommen und den Hilfsmotor 40 und damit den Regulierhebel 51 so weit zurückdrehen, daß wieder das gleiche Verhältnis zwischen den Umdrehungszahlen des Motors 28 und des Zählers 27 erreicht ist.It is assumed that the counter 27 rotates clockwise as a function of the power supplied by the network i, so that the contact members 3; 4 and 36 come into engagement with one another. This closes the circuit of the auxiliary motor 40 and its excitation winding 43 via the brush 49, slip ring 38, contact elements 3, 4, 36. As a result, the motor 4o moves the regulating lever 51 of the potentiometer circuit 41 from the zero position indicated in the drawing in such a way that the motor 28 receives voltage and begins to rotate so that the contact members 35, 36 in the same sense as the contact member 3- 4, also in a clockwise direction. As soon as the speed of the motor 28 is in a certain ratio to the number of revolutions of the counter 27, the contacts 3:, 4, 36 are interrupted and the motor 40 is stopped. If the speed of the motor 28 increases, the contacts 3; 4 and 35 will come into contact with each other and turn the auxiliary motor 40 and thus the regulating lever 51 back so far that the same ratio between the number of revolutions of the motor 28 and the counter 27 is achieved again is.

Wenn die Sammelschienen i normale Spannung und Periodenzahl haben, aber keine Leistung an das Netz 4 abgeben, so wird der Motor 29 mit einer der Periodenzahl des Netzes i entsprechenden Drehzahl umlaufen und der Zähler 27 und somit der Motor 28 stillstehen. Infolgedessen wird der Generator 3-o die gleiche Drehzahl wie der Motor 29 besitzen und einen Wechselstrom in die Leitung 3 hineinschicken, dessen Periodenzahl derjenigen des Netzes i entspricht. Wird dagegen von den Sammelschienen i Leistung in das Netz q. abgegeben, so wird der Zähler 27 und somit der Motor 28 mit einer entsprechenden Geschwindigkeit umlaufen. Dadurch wird auch die Drehzahl des Generators 30 und somit auch die Frequenz des in den Steuerstromkreis 3 gesandten Wechselstromes geändert. An den Steuerstromkreis 3 ist in der Betriebsüberwachungsstelle der Wechselstromsynchronmotor 73 angeschlossen, dessen Welle mit dein einen Glied eines Differentialgetriebes 7 5 und ferner über ein Getriebe 74 mit einem zweiten Differentialgetriebe 77 verbunden ist. 8o ist ein an die Netzleitungen 4. angeschlossener Synchronmotor, der über entsprechende Übersetzungsgetriebe mit dem anderen Teil der Differentialgetriebe 75, 77 verbunden ist.If the busbars i have normal voltage and number of periods, but do not deliver any power to the network 4, the motor 29 will rotate at a speed corresponding to the number of periods of the network i and the counter 27 and thus the motor 28 will stop. As a result, the generator 3-o will have the same speed as the motor 29 and will send an alternating current into the line 3, the number of periods of which corresponds to that of the network i. If, on the other hand, the busbars i power into the network q. output, the counter 27 and thus the motor 28 will rotate at a corresponding speed. This also changes the speed of the generator 30 and thus also the frequency of the alternating current sent into the control circuit 3. The AC synchronous motor 73 is connected to the control circuit 3 in the operational monitoring station, the shaft of which is connected to a member of a differential gear 75 and furthermore via a gear 74 to a second differential gear 77. 8o is a synchronous motor connected to the power lines 4, which is connected to the other part of the differential gears 75, 77 via corresponding transmission gears.

Da der Motor 73; mit einer Geschwindigkeit umläuft, die der Frequenz des in den Steuerleitungen 3 fließenden Stromes entspricht und die Umdrehungszahl des Motors 8o der Periodenzahl des Netzes q. entspricht, also konstant ist, so wird das Planetenrad 8 i des Differentialgetriebes 77 sich mit einer Geschwindigkeit bewegen, die der Frequenzänderung in den Steuerleitungen 3 und somit der dem Netz i entnommenen Leistung proportional ist. Mit dem Planetenrad 81 ist das Zählwerk 84. verbunden, welches die Kilowattstunden der verbrauchten Leistung anzeigt. Ferner wird durch das Planetenrad 8 i eine Meßeinrichtung 85 gesteuert, die weitere Meßinstrumente 86, 87 steuert.Since the motor 73; rotates at a speed equal to the frequency of the current flowing in the control lines 3 and corresponds to the number of revolutions of the motor 8o the number of periods of the network q. corresponds, i.e. is constant, then becomes the planetary gear 8 i of the differential gear 77 moves at a speed move the frequency change in the control lines 3 and thus the network i drawn power is proportional. With the planetary gear 81 is the counter 84. connected, which shows the kilowatt hours of power consumed. Further a measuring device 85 is controlled by the planetary gear 8 i, the other measuring instruments 86, 87 controls.

Das Planetenrad 98 des Differentialgetriebes 75 besitzt eine Einkerbung i 1q., welche mittels einer FriktionswelIe i i i einen Kontaktarm 97 steuert. Die mit diesem zusammen arbeitenden Kontakte 99, i oo steuern einen Hilfsmotor 103, der den Regulierwiderstand 104 verstellt. Dieser Regulierwiderstand liegt im Ankerstromkreis des Hilfsmotors 105, dessen Anker mit dem Anker des Motors 73 starr verbunden ist.The planetary gear 98 of the differential gear 75 has a notch i 1q., which controls a contact arm 97 by means of a friction shaft i i i. the with this cooperating contacts 99, i oo control an auxiliary motor 103, which adjusts the regulating resistor 104. This regulating resistor is in the armature circuit of the auxiliary motor 105, the armature of which is rigidly connected to the armature of the motor 73.

Entnehmen die Umformer zuviel Strom aus dem Netz, so berührt der HebeI97 den linken Kontakt 99 und gibt dem Motor io3; eine solche Drehrichtung, daß der Widerstand 104 erniedrigt wird. Dadurch wächst die Umdrehungszahl des Motors io5 so weit, daß die mit ihm gekuppelte Maschine 73 nicht mehr als Motor, sondern als Generator wirkt. Infolgedessen wird das wattmetrische Relais 8 in der Unterstation in einer solchen Richtung ausschlagen, daß unter Vermittlung des Hilfsinotors 9 der Widerstand 17 vergrößert, das Feld der Umformerdynamo geschwächt und die Belastung erniedrigt wird. Ist die vom Netz entnommene Leistung unterhalb eines bestimmten Wertes, so wird der Strom in den Steuerleitungen 3 in der umgekehrten Richtung fließen und den Hilfsmotor g und den Widerstand 17 in umgekehrtem Sinne antreiben. In den Endstellungen des Widerstandes 17 wird der Motor durch die Endschalter i i i und 112 abgeschaltet.If the converters draw too much power from the network, the HebeI97 will touch the left contact 99 and gives the motor io3; such a direction of rotation that the Resistance 104 is decreased. This increases the number of revolutions of the motor io5 so far that the machine 73 coupled to it is no longer a motor, but a Generator works. As a result, the wattmetric relay 8 becomes in the substation deflect in such a direction that with the mediation of the auxiliary motor 9 the resistance 17 increases, the field of the converter dynamo is weakened and the load is humiliated. Is the power drawn from the grid below a certain level Value, the current in the control lines 3 will flow in the opposite direction and drive the auxiliary motor g and the resistor 17 in reverse. In the The end positions of the resistor 17 are set by the limit switches i i i and 112 switched off.

Mißt der Zähler 27 nicht die dem Netz i entnommene # Gesamtleistung, sondern die Leistung der einzelnen Unterstationen, ist er also nicht an das Netz i sondern an die von dem Netz 4. abzweigenden Leitungen angeschlossen, so muß in jeder Unterstation ein besonderer Zähler und eine entsprechende Vorrichtung zur Änderung der Frequenz des in den Steuerleitungen 3 fließenden Stromes vorhanden sein.If the counter 27 does not measure the total # power taken from the network i, but rather the performance of the individual substations, it is not connected to the network i but connected to the lines branching off from the 4th network, in a special meter and a corresponding device for each substation There is a change in the frequency of the current flowing in the control lines 3 be.

Claims

PAT1? NTAi1S1'RUCH: Display and control device for electrical Line networks, characterized by an auxiliary alternating current source (3o), the number of periods which corresponds to the power flowing through the pipeline systems, and by a device (73; 105), which the direction of energy generated by this auxiliary power source Currents when exceeding or falling below a certain but adjustable power reverses and thereby controls regulating or display devices.