DE629061C - Verfahren und Vorrichtung zur Symmetrierung und Regelung von Drehstromspannungen, insbesondere fuer Wattmeter- und Zaehlereichzwecke - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Symmetrierung und Regelung von Drehstromspannungen, insbesondere fuer Wattmeter- und Zaehlereichzwecke

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DE629061C
DE629061C DEK132410D DEK0132410D DE629061C DE 629061 C DE629061 C DE 629061C DE K132410 D DEK132410 D DE K132410D DE K0132410 D DEK0132410 D DE K0132410D DE 629061 C DE629061 C DE 629061C
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DE
Germany
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regulated
voltage
triangle
windings
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Expired
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DEK132410D
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Inventor
Dipl-Ing Otto Erich Noelke
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Koch and Sterzel AG
Original Assignee
Koch and Sterzel AG
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/02Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/16Measuring asymmetry of polyphase networks
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
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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
    • H02J3/26Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Symmetrierung und Regelung von Drehstromspannungen, insbesondere für Wattmeter- und Zählereichzwecke Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Svmmetrierung und Regelung von Drehstromspannungen, insbesondere für Wattmeter- und Zählereichzwecke. Bei den meisten bekannten Regeleinrichtungen für Drehstromnetze (Drehstrotntransforrnatoren, Regelgeneratoren oder -transformatoren) ist nur ein einziges die ausgeregelte Spannung überwachendes Ansprechgerät vorhanden, das den Regler steuert und die Spannungen aller drei Phasen regelt. Diese Anordnung ist möglich, wenn ein dreiphasiger Regler benutzt wird, wenn also die Beeinflussung der Spannung einer einzigen Phase allein nicht möglich ist. In derselben Weise arbeiten die Anordnungen mit drei einphasigen Reglern, die miteinander gekuppelt sind. Will man jedoch auf unbedingt gleiche Spannungen regeln, was bei den obenerwähnten Anordnungen nicht möglich ist, so muß man für jede Phase ein besonderes Ansprech- und Regelgerät vorsehen. Meist werden die Regelgeräte in Stern geschaltet. Dies hat aber den Nachteil, daß Winkelunsymmetrien des Netzes nicht ausgeregelt werden. Dieser Nachteil läßt sich dadurch vermeiden, daß die Regelgeräte in Dreieck geschaltet «erden. Hält man durch die Ansprechgeräte die drei Seiten des Spannungsdreiecks einander gleich groß, dann ist die Gewähr dafür gegeben. daß die Winkel zwischen den Spannungen der einzelnen Phasen stets gleich groß sind. Dies ist besonders bei Regelanlagen für Meßzwecke zur Wattmeter- oder Zählereichung von Bedeutung. Bei der Symmetrierung und Regelung von Drehstromspannungen muß man sich entscheiden, ob man die Sternspannungen oder die verketteten Spannungen ausregeln will. Die Regelung der Sternspannungen -ist unpraktisch, weil man selbst dann, wenn alle drei Sternspannungen auf gleiche Größe ausgeregelt sind, ein gleichseitiges Dreieck niemals erhalten kann, wenn die Winkel ungleich sind. Es sind auch schon Sternspannungsregelungen vorgeschlagen worden, bei denen die Sternspannungen in Abhängigkeit von den verketteten Spannungen beeinflußt werden; und -zwar werden die Regeltransformatoren in Stern geschaltet, ihr Primärsternpunkt wird mit dem Netznullpunkt verbunden, die Relaiswicklungen werden jedoch in Dreieck geschaltet, so daß die ganze Anordnung auf untereinander glei che verkettete Spannungen eingeregelt wird, obwohl die drei Einphasenregler in Stern geschaltet sind. Diese Anordnungen habenajedoch den Nachteil, daß durch Verstellung eines Regelorganes jeweils zwei verkettete Spannungen zugleich geändert werden müssen, so daß es schwer ist, überhaupt ein gleichseitiges Spannungsdreieck herzustellen. Bei der Schaltung der Regelgeräte in Dreieck ergeben sich nun gewisse Schwierigkeiten, die an Hand der Abb. i und 2 erläutert werden sollen.
  • Abb. z zeigt eine bekannte Regelvorrichtung, bei der drei Einphasenregeltransformatoren in Dreieckschaltung angeordnet sind. Die drei Regeltransformatoren bestehen aus je einer nicht regelbaren Wicklung io, ii und 12 und je einer Zusatz- oder Regelwicklung 13, 14 und 15. Die Regelwicklungen haben Mittelanzapfungen und sind mit diesen an die Verbindungspunkte der in Dreieck geschalteten Wicklungen io bis 12 angeschlossen. Auf den Zusatz- oder Regelwicklungen schleifen oder gleiten die Kontaktbürsten 16, 17 und 18. An diese Regelkontakte sind die drei Phasen des zu regelnden Netzes angeschlossen, während die drei - Phasen des geregelten Netzes an den drei Verbindungspunkten der nicht regelbaren Wicklungen io bis i2 liegen. Mit ig sind die drei die ausgeregelten Spannungen überwachenden Ansprechgeräte bezeichnet. Wenn mit einer solchen Regelvorrichtung verhältnismäßig große Spannungsschwankungen ausgeregelt werden sollen, so liegen die Spannungen des geregelten und des zu regelnden Netzes bei jeder einzelnen Phase nicht mehr in Phase, wie aus dem in Abb. 2 dargestellten V ektordiagramm ersichtlich ist. Dieses Diagramm ist für den Fall zu kleiner ungeregelter Netzspannungen gezeichnet. Mit 9-o--;i, 2r-22 und >2-ao@ sind die drei Vektoren der drei zu kleinen verketteten Spannungen, welche außerdem noch unsymmetrisch sind, bezeichnet. 23-224,24-25 und 25-23 sind die Vektoren der verketteten Spannungen des geregelten Netzes. Wie aus dem Vektordiagramm ohne weiteres ersichtlich ist, liegt die Spannung 21-22 nicht in Phase mit der Spannung 23-2q.. Das gleiche gilf für die übrigen Spannungen. Ein weiterer Nachteil der in Abb. i gezeichneten Schaltung besteht darin, daß bei Symmetrie der ungeregelten und der geregelten Spannungen das Verhältnis derselben im Grenzfall i : 2 betragen kann. Dann halbiert nämlich der Punkt 2o den Vektor 23-2-4-Erfindungsgemäß lassen sich diese Schwierigkeiten dadurch vermeiden, daß der eine Eckpunkt des geregelten und symmetrischen Spannungsdreieckes mit dem einen Eckpunkt des ungeregelten Spannungsdreieckes zusammenfallen gelassen und die Lage des zweiten Eckpunktes des geregelten und symmetrischen Spannungsdreieckes nur in Richtung der einen Seite des ungeregelten Spannungsdreieckes, der dritte Eckpunkt des geregelten und symmetrischen Spannungsdreieckes jedoch in Richtung der beiden verbleibenden Seiten des ungeregelten Spannungsdreieckes verschoben wird. Eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird vorzugsweise so aufgebaut, daß die drei Phasen des geregelten Netzes an den drei Verbindungspunkten von in Dreieck geschalteten nicht regelbaren Transformatorwicklungen mit je einer Regelwicklung liegen, während von den drei Phasen des zu regelnden Netzes die eine unmittelbar mit dem einen Verbindungspunkt, die zweite über die eine Regelwicklung mit dem zweiten Verbindungspunkt und die dritte über die beiden verbleibenden, in Reihe geschalteten Regelwicklungen mit dem dritten Verbindungspunkt verbunden ist. Die Regelwicklungen können mit Mittelanzapfungen versehen sein, von denen zwei mit dem zugehörigen Verbindungspunkt der in Dreieck geschalteten, nicht regelbaren Transformatorwicklungen verbunden sind, während die Mittelanzapfungen der dritten Regelwicklung mit dem Regelkontakt der mit ihr in Reihe geschalteten Regelwicklung verbunden ist. Die Mittelanzapfungen an den Regelwicklungen kann man gegebenenfalls vermeiden, wenn man die Regelwicklungen durch Umschalter auf Spannungsvergrößerung oder Spannungsverkleinerung schaltet, wobei zweckmäßig die Umschalter selbsttätig von der Regelanordnung betätigt werden. Bei Verwendung von einphasigen Zusatzgeneratoren oder Zusatzdrehtransformatoren treten die Zusatzaggregate an die Stelle der erwähnten Regelwicklungen.
  • Ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist schaltungsgemäß in Abb.3 dargestellt. Die drei nicht ege sind, r 'lbaren ÄVicklungen io, ii und 12 wie in Abb. i, in Dreieck geschaltet. An die Verbindungspunkte 35, 36 und 37 sind die drei Phasen des geregelten Netzes angeschlossen. Mit ig sind wieder die drei an den verketteten Spannungen des geregelten Netzes liegenden Ansprechgeräte bezeichnet, welche die Verstellung der ihnen zugeordneten Regelkontakte 16, 17 und 18 steuern. Diese Regelkontakte schleifen oder gleiten wieder auf den Regelwicklungen 13, 14. und 15. Die eine Phase des zu regelnden Netzes ist unmittelbar an dem Verbindungspunkt 35 angeschlossen. Die zweite Phase ist mit dem Regelkontakt 16 verbunden, während die dritte Phase an den Regelkontakt 17 angeschlossen ist. Die Mittelanzapfung der Regelwicklung 14 ist an den Kontakt 18 der Regelwicklung 15 angeschlossen. Die Mittelanzapfung der Regelwicklung 15 ist finit dem Punkt 37 verbunden. Entsprechend ist die Mittelanzapfung der Regelwicklung 13 mit dem dritten Verbindungspunkt 36 verbunden.
  • Abb. 4. zeigt das Vektordiagramm für die in Abb. 3 dargestellte Schaltung. Mit 35, 36 und 37 sind die drei Eckpunkte des Spannungsdreieckes des geregelten Netzes bezeichnet. Das zu kleine Spannungsdreieck des unsymmetrischen ungeregelten Netzes ist mit ,}5, 16 und 17 bezeichnet. Wie ohne weiteres aus clen Abb. 3 und 4 ersichtlich ist, liegt der Spannungsvektor 35-z6 stets genau in Phase mit dein Spannungsvektor 35-36. Wenn das ungeregelte Netz symmetrisch ist'* liegen auch die Spannungsvektoren 35-i7 bzw. z6-17 in Phase finit den Spannungsvektoren 35-37 bzw. 36-37 Die Lage des Punktes 17 ist von der Größe der von den beiden Regelwicklungen 14 und 15 erzeugten Zusatzspannungen abhängig. Die in Abb. 3 dargestellte Schaltung kann auch dann verwendet werden, wenn die Spannungen der Zusatz- oder Regelwicklung 13, 14 und 15 nochmals transformiert werden müssen. Man kann auf die Mittelanzapfungen an den Regelwicklungen verzichten, wenn Umschalter angeordnet werden, durch die die Regelwicklungen auf Spannungsvergrößerung oder Spannungsverkleinerung, umschaltbar sind. Dabei werden die Umschalter zweckmäßig selbsttätig von der Regelanordnung umgelegt.
  • Die Erfindung ist nicht nur für Regelvorrichtungen mit Regeltransformatoren, sondern auch für Regelvorrichtungen mit einphasigen Drehtransformatoren oder einphasigen Regelgeneratoren verwendbar, ebenso auch für eine Vereinigung von einphasigen Drehtransformatoren und einphasigen oder dreiphasigen Generatoren.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem drei einphasige Zusatzgeneratoren verwendet sind, ist in Abb. 5 dargestellt. Die drei einphasigen Zusatzgeneratoren sind mit .I0, 41 und 42 bezeichnet. Der Generator 4o liegt in der mittelsten Phase, derart, daß seine Zusatzspannung in Phase mit der Spannung zwischen den beiden Phasen 47 und 48 liegt. In der untersten Phase 49 liegen in Reihe die beiden Generatoren 41 und 42. Ihre Zusatzspannungen sind in Phase mit der Spannung zwischen den Phasen 47 und 49 bzw. 48 und 49. 43, 44 und 45 sind die Erregerwicklungen der drei Zusatzgeneratoren. Diese werden in Abhängigkeit von der Verstellung dur Regelgeräte erregt, indem beispielsweise die ihnen zugeführte Erregerspannung von den Regelgeräten entsprechend verändert wird. Die drei Zusatzgeneratoren 40, 41 und 4.2 sitzen auf einer gemeinsamen Welle; die von ihnen gelieferten Zusatzspannungen sind jedoch, wie oben gezeigt, elektrisch um je iao° gegeneinander versetzt. Die Zusatzgeneratoren werden von einem Synchronmotor 46 angetrieben, der an das ungeregelte Netz angeschlossen ist. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist grundsätzlich die gleiche wie bei dem in Abb. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Regelgeräte liegen wie bei der Anordnung gemäß Abb. 3 an den entsprechenden verketteten Spannungen des geregelten Netzes.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Symmetrierung und Regelung von Drehstromspannungen, insbesondere . für Wattmeter- und Zähiereichzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Eckpunkt des geregelten und symmetrischen Spannungsdreieckes mit dem einen Eckpunkt des ungeregelten Spannungsdreieckes zusammenfallen gelassen und daß die Lage des zweiten Eckpunktes des geregelten und symmetrischen Spannungsdreieckes nur in Richtung der einen Seite des ungeregelten Spannungsdreieckes, der dritte Eckpunkt des geregelten und symmetrischen Spannungsdreieckes jedoch in Richtung der beiden verbleibenden Seiten des ungeregelten Spannungsdreieckes verschoben wird. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Phasen des geregelten Netzes an den drei Verbindungspunkten von in Dreieck geschalteten nicht regelbaren Transformatorwicklungen mit je einer Regelwicklung liegen, während von den drei Phasen des zu regelnden Netzes die eine unmittelbar mit dem einen Verbindungspunkt, die zweite über die eine Regelwicklung mit dem zweiten Verbindungspunkt und die dritte über die beiden verbleibenden in Reihe geschalteten Regelwicklungen mit dem dritten Verbindungspunkt verbunden ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelwicklungen mit Mittelanzapfungen versehen sind, von denen zwei mit dem zugehörigen Verbindungspunkt der in Dreieck geschalteten nicht regelbaren Transformatorwicklungen verbunden sind, während die Mittelanzapfung der dritten Regelwicklung mit dem Regelkontakt der mit ihr in Reihe geschalteten Regelwicklung verbunden ist. _-4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelwicklungen durch Umschalter auf Spannungsvergrößerung oder Spannungsverkleinerung geschaltet werden können, wobei zweckmäßig die Umschalter selbsttätig von der Regelanordnung betätigt werden. 5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von einphasigen Zusatzgeneratoren oder Zusatzdrehtransformatoren die Zusatzaggregate an die Stelle der Regelwicklungen gemäß Anspruch 2 treten.
DEK132410D 1933-12-10 1933-12-10 Verfahren und Vorrichtung zur Symmetrierung und Regelung von Drehstromspannungen, insbesondere fuer Wattmeter- und Zaehlereichzwecke Expired DE629061C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE974597C (de) * 1953-05-13 1961-02-23 Hagenuk Neufeldt Kuhnke Gmbh Regelanordnung zur Konstanthaltung der drei verketteten Spannungen eines Drehstromgenerators

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE974597C (de) * 1953-05-13 1961-02-23 Hagenuk Neufeldt Kuhnke Gmbh Regelanordnung zur Konstanthaltung der drei verketteten Spannungen eines Drehstromgenerators

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