DE615786C - Arrangement for regulating the reactive power taken from an electrical circuit by inductors - Google Patents

Arrangement for regulating the reactive power taken from an electrical circuit by inductors

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DE615786C
DE615786C DES106522D DES0106522D DE615786C DE 615786 C DE615786 C DE 615786C DE S106522 D DES106522 D DE S106522D DE S0106522 D DES0106522 D DE S0106522D DE 615786 C DE615786 C DE 615786C
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Germany
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reactive power
arrangement
electrical circuit
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Expired
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DES106522D
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German (de)
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Dr-Ing Erich Friedlaender
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/16Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Description

Anordnung zur Regelung der einem elektrischen Stromkreis durch Drosselspulen entnommenen Blindleistung Es ist bekannt, zur Blindstromregelung einer Wechselstromfernleitung längs der Leitung verteilt und parallel zur Leitung Drosselspulen zu schalten. Diese Drosselspulen werden so bemessen, daß sie bei der normalen Spannung einen gesättigten Eisenkern aufweisen, - d. h. daß sie bei voller Belastung der Leitung im Knie bzw. oberhalb des Knies der Magnetisierungskurve arbeiten. Man erreicht dadurch, daß sich schon bei geringen Spannungsänderungen die Blindleistungsaufnahme der Drosselspule sehr stark ändert. Wegen des Anstieges der Magnetisierungskurve im Sättigungsbereich muß man jedoch eine bestimmte Spannungsschwankung -zwischen Leerlauf und Vollast -der Leitung zulassen, wenn man nicht die Blindstromaufnahme durch Wicklungsumschaltung beeinflussen will. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Stromaufnahme der längs der Leitung verteilten Drosselspulen dadurch zu regeln, daß ihr Arbeitspunkt auf der Magnetisierungskurve durch Gleichstromvormagnetisierung geändert wird. Man kann dadurch erreichen, daß die Blindstromaufnahme der Drosselspule stets so eingestellt wird, daß die Spannung der Leitung konstant bleibt. Diese mit Gleichstrom vormagnetisierten Drosselspulen besitzen jedoch den Nachteil, daß sie viel teurer sind als gewöhnliche Drosselspulen, weil bei ihnen doppelt so -viel Kupfer aufzubringen ist.Arrangement for regulating an electrical circuit by means of inductors Taken reactive power It is known for reactive current regulation of an alternating current long-distance line Distributed along the line and switching reactors in parallel with the line. These Reactors are dimensioned in such a way that they are saturated at normal voltage Have iron core, - d. H. that with full load on the line in the knee or work above the knee of the magnetization curve. One achieves that The reactive power consumption of the inductor increases even with small voltage changes changes very much. Because of the increase in the magnetization curve in the saturation area However, you have to have a certain voltage fluctuation -between idling and full load -Allow the line if one does not reduce the reactive current consumption by switching the winding wants to influence. It has also already been proposed to reduce the current consumption of the to regulate reactors distributed along the line that their operating point on the magnetization curve is changed by DC bias. Man can thereby achieve that the reactive current consumption of the choke coil is always set in this way is that the voltage of the line remains constant. These are pre-magnetized with direct current However, choke coils have the disadvantage that they are much more expensive than ordinary ones Choke coils, because they have to apply twice as much copper.

Erfindungsgemäß wird eine einfache Anordnung vorgeschlagen, mit deren Hilfe es möglich ist, die einem elektrischen Stromkreis durch Drosselspulen entnommene Blindleistung zu verändern, ohne daß der erforderliche Aufwand zu groß wird. Gemäß der Erfindung wird außer einer eisengesättigten Drosselspüle eine zweite Drosselspule verwendet, deren Arbeitspunkt auf der Magnetisierungskurve durch Änderung ihrer Gleichstromvormagnetisierung eingestellt wird.According to the invention, a simple arrangement is proposed with which Help it is possible to take an electrical circuit through inductors To change reactive power without the required effort becoming too great. According to of the invention, in addition to an iron-saturated choke coil, a second choke coil used whose operating point on the magnetization curve by changing their DC bias is set.

Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt Fig. i. Zwischen den Wechselstromleitungen i und a sind in Reihe die Drosselspule 3 und die Wechselstromwicklung der Drosselspule ¢ geschaltet. Die Drosselspule 3 ist so bemessen, daß sie im normalen Betrieb im Sättigungsbereich arbeitet. Sie soll den wesentlichen Teil der der Leitung zu entnehmenden induktiven _ Blindleistung liefern. Die Drosselspule q. besitzt einen dreischenkligen Eisenkern. Die äußeren Schenkel tragen die Wechselstromwicklungen, während der Mittelschenkel die Gleichstromwicklung trägt, die über einen Widerstand 5 von der Spannungsquelle 6 erregt wird. Die Wechselströmwicklungen der Drosselspule q. sind so geschaltet, ääß keine EMK von Grundfrequenz im Gleich- Stromkreis auftreten kann. Diese mit Gleichstromvormagnetisierung ausgerüstete Vordrossel ¢ ist so bemessen, daß sie nur einen verhältnismäßig kleinen Prozentsatz der Gesamtspannung und damit der gesamten Blindleistung übernimmt (z. B. 2o %). Fig. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen Spannung und Strom der in Fig. i dargestellten. Anordnung. Die unteren schwach ausgezogenen Kurven zeigen den Zusammenhang zwischen dem Strom J der Drosselspule 4 und der an ihr herrschenden Spannung #U4 bei verschiedener Vormagnetisierung. Die obere schwach ausgezogene Kurve zeigt den Zusammenhang zwischen dem Blindstrom J der Drosselspule 3 und der an ihr liegenden Spannung U3. Durch Zusammensetzung der Kurven U4 und U3 erhält man die stark ausgezogenen Kurven, die den Zusammenhang zwischen der Spannung .U und der Blindstromaufnahme J der in Reihe geschalteten Drosselspulen angeben. Man sieht aus diesen Kurven, daß z. B. bei einer konstanten Spannung U" die aufgenommene Blindleistung in weiten Grenzen verändert werden kann.An exemplary embodiment for this is shown in FIG. Between the AC power lines i and a are in series the choke coil 3 and the alternating current winding of the choke coil ¢ switched. The choke coil 3 is dimensioned so that it is in normal operation Saturation range is working. You should take the essential part of the line provide inductive _ reactive power. The choke coil q. owns a three-legged Iron core. The outer legs carry the alternating current windings, while the middle leg the DC winding carries the voltage source via a resistor 5 6 is excited. The alternating current windings of the choke coil q. are switched so There is no EMF of the fundamental frequency in the same Circuit occur can. This choke ¢, which is equipped with direct current bias, is dimensioned in such a way that that they are only a relatively small percentage of the total voltage and thus takes over the entire reactive power (e.g. 2o%). Fig. 2 shows the relationship between voltage and current of those shown in Fig. i. Arrangement. The lower Slightly solid curves show the relationship between the current J of the choke coil 4 and the voltage # U4 across it with different bias. The upper slightly solid curve shows the relationship between the reactive current J of the choke coil 3 and the voltage U3 applied to it. By composition of the curves U4 and U3 one obtains the strongly drawn-out curves, which the connection between the voltage .U and the reactive current consumption J of the series-connected Specify choke coils. You can see from these curves that z. B. at a constant Voltage U "the consumed reactive power can be changed within wide limits.

Die Änderung der Vormagnetisierung der Drosselspule 4 kann in verschiedener Weise von den elektrischen Verhältnissen der Leitung abhängig gemacht werden. Beispielsweise können zur Erzeugung der Gleichspannung gesteuerte Gleichrichter verwendet werden, die etwa von einem an sich bekannten Blindleistungskompensationsrelais (vgl. ETZ 1929, S. 979/98i) beeinflußt werden, welches den vom Gleichrichter abgegebenen Gleichstrom so lange verändert, bis die Drosselspule die zur Kompensierung der zugehörigen Leitungsabschnitte erforderliche induktive Blindleistung aufnimmt. Man könnte auch die Wechselspannung gleichrichten und von der gleichgerichteten Spannung die Vormagnetisierungswicklung speisen. Man kann auch beispielsweise die Netzspannung mit !einer konstanten Spannung vergleichen und die Vormagnetisierung von der Größe dieser Differenzspannung abhängig machen.The change in the premagnetization of the choke coil 4 can be in different ways Way can be made dependent on the electrical conditions of the line. For example Controlled rectifiers can be used to generate the DC voltage, the reactive power compensation relay known per se (see ETZ 1929, p. 979 / 98i), which influences the direct current output by the rectifier Changed until the choke coil is used to compensate for the associated line sections consumes required inductive reactive power. You could also use the alternating voltage rectify and from the rectified voltage the bias winding Food. You can also, for example, the mains voltage with a constant voltage Compare and the premagnetization depends on the size of this differential voltage do.

Das Ausführungsbeispiel ist für eine irrphasige Anordnung gezeichnet; bei Drehstromanordnungen verwendet man dreiphasige Drosselspulen mit gemeinsamem Eisenkern, oder es können auch drei einphasige Drosselspulen verwendet werden. Um die infolge der Sättigung auftretenden Oberwellen zu unterdrücken, kann man, wie bereits vorgeschlagen, die durch 3 teilbaren Schenkelflüsse der eisengesättigten Drosselspule beeinflussen. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise einen zusätzlichen Schenkel vorsehen und eine besondere Dreieckwicklung verwenden, die über eine Induktivität von solcher Bemessung geschlossen ist, daß die 5. Oberwellen im Mägnetisierungsstrom unterdrückt sind. Man kann aber auch, wie bereits vorgeschlagen, mehrere @eisengesättigte Drosselspulen verwenden, die Oberwellen gleicher Größe, aber entgegengesetzten Vorzeichens, aufnehmen. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise zwei gleich große Drosselspulen verwenden, von denen die eine in Stern und die andere in Dreieck geschaltet ist.The embodiment is drawn for an out of phase arrangement; in three-phase arrangements one uses three-phase reactors with common Iron core, or three single-phase reactors can be used. Around how to suppress the harmonics occurring as a result of saturation already proposed that the leg flows of the iron-saturated ones, divisible by 3 Affect the choke coil. For this purpose, you can, for example, use an additional Provide legs and use a special triangular winding that has an inductance it is concluded from such a dimension that the 5th harmonics in the magnetization current are suppressed. But you can also, as already suggested, several @iron-saturated Use reactors, the harmonics of the same size but opposite signs, take up. For this purpose, for example, two choke coils of the same size can be used one of which is connected in star and the other in delta.

Bei der mit Gleichstrom vormagnetisierten Drehstromdrosselspule treten außer den 5. und 7. Oberwellen noch gradzahlige Oberwellen auf. Diese letzteren kann man unterdrücken, wenn man jeweils zwei Drosselspulen verwendet, die vom Gleichfeld im entgegengesetzten Sinne durchsetzt sind. Zur Unterdrückung der 5. Oberwelle kann man dann, wie oben erwähnt; die durch 2 teilbaren Schenkelflüsse der Drosselspulen beeinflussen. Man kann aber auch außer dieser aus zwei Drosselspulen bestehenden Einheit noch eine weitere Einheit vorsehen, die gleichfalls aus zwei im entgegengesetzten ,Sinne vom Gleichfeld durchsetzten Drosselspulen besteht, welche aber beispielsweise derart geschaltet sind, daß die zweite Einheit 5. und 7. Oberwellen gleicher Größe, aber entgegengesetzten Vorzeichens wie die erste Einheit, aufnimmt.Step on the three-phase choke coil that is pre-magnetized with direct current In addition to the 5th and 7th harmonics, there are even harmonics. These latter can be suppressed if you use two choke coils, those from the constant field are interspersed in the opposite sense. To suppress the 5th harmonic can one then, as mentioned above; the leg flows of the choke coils, divisible by 2 influence. But you can also use two reactors in addition to this Unit provide for another unit, which also consists of two in the opposite one , Meaning of the constant field penetrated choke coils, but which for example are connected in such a way that the second unit 5th and 7th harmonics of the same size, but with the opposite sign as the first unit.

Claims (1)

PATENTANSFRUCH: Anordnung zur Regelung der einem elektrischen Stromkreis durch Drosselspulen entnommenen Blindleistung, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit einer eisengesättigten Drosselspule eine Drosselspule geringerer Leistung geschaltet ist, deren Arbeitspunkt auf der Magnetisierungskurve durch Änderung der Vormagnetisierung eingestellt werden kann.PATENT REQUEST: Arrangement for the regulation of an electrical circuit Reactive power taken by choke coils, characterized in that in series With an iron-saturated choke coil, a choke coil of lower power is connected whose operating point is on the magnetization curve by changing the premagnetization can be adjusted.
DES106522D 1932-10-06 1932-10-06 Arrangement for regulating the reactive power taken from an electrical circuit by inductors Expired DE615786C (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2697813A (en) * 1951-04-12 1954-12-21 Warren Webster & Co Magnetic amplifier system
DE959294C (en) * 1950-12-22 1957-03-07 Licentia Gmbh Arrangement for regulating the power factor of a capacitively loaded network connected via a harmonic-free three-phase transformer with a fixed transmission ratio, the magnetizing current of which can be regulated by direct current premagnetization

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE959294C (en) * 1950-12-22 1957-03-07 Licentia Gmbh Arrangement for regulating the power factor of a capacitively loaded network connected via a harmonic-free three-phase transformer with a fixed transmission ratio, the magnetizing current of which can be regulated by direct current premagnetization
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