DE644722C

DE644722C - Arrangement for regulating the power distribution in electrical lines connected to a ring with more than two nodes

Info

Publication number: DE644722C
Application number: DES88327D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Reinhold Rue Dr-Ing
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1928-11-08
Filing date: 1928-11-08
Publication date: 1937-05-12

Description

Anordnung zur Regelung der Stromverteilung in zu einem Ring mit mehr als zwei Knotenpunkten zusammengeschlossenen elektrischen Leitungen Wenn gemäß Abb. i der Zeichnung ein Abnehmer A Leistung aus einem Ringnetz entnimmt, das von zwei oder mehreren Kraftzverken B, C und D gespeist wird, so richtet sich die Verteilung der ihm zufließenden Leistung sowohl hinsichtlich der Wirk- als auch der Blindkomponente nach den Einstellungen, die die Regler für die Kraftmaschinenzufuhr und die Regler für die Erregung der verschiedenen Kraftwerke zuein. ander besitzen. Gleichzeitig richtet sich danach auch die Spannung, die am Orte des Abnehmers im Ringnetz herrscht.Arrangement for regulating the power distribution in a ring with more Electrical lines connected as two nodes If, as shown in Fig. i the drawing a consumer A takes power from a ring network, which of two or several Kraftzverken B, C and D is fed, the distribution is directed the power flowing into it, both in terms of the active and reactive components according to the settings that the engine feed regulators and regulators for the excitement of the various power plants. own another. Simultaneously the voltage that prevails at the customer's location in the ring network depends on this.

Es tritt nun häufig der Fall auf, daß der Abnehmer eine bestimmte Leistung von der einen, eine andere bestimmte Leistung von der anderen Seite des Ringnetzes, an das er angeschlossen ist, verhalten soll. Um dies zu ermöglichen, ist @es bekannt, in einen Zweig des Ringes einen Zusatztransformator einzuschalten, der im Ring eine innere Spannung erzeugt, Dadurch wird ein überlagerter Leistungsfluß im Ring entwickelt, der sich der vorher vorhandenen Leistungsverteilung überlagert und sie in jedem gewünschten Sinn zu verändern gestattet.The case now often arises that the customer has a certain Performance from one side, another specific performance from the other side of the Ring network to which it is connected should behave. In order to make this possible, it is known to switch on an additional transformer in a branch of the ring, which creates an internal tension in the ring, creating a superimposed power flow developed in the ring, which is superimposed on the previously existing power distribution and to change them in any desired sense.

In Abb. i ist ein solches Ringnetz --dargestellt, und :es ist ein Transformator T in der einen Speiseleitung des Abnehmers A eingeschaltet, der entweder als Dreh- oder als Stufentransformator oder in entsprechender Weise ausgeführt werden kann und eine Zusatzspannung in den Ring einführt. Wenn diese Zusatzspannung A E senkrecht auf der Netzspannung E steht, wie es in Abb.2a gezeichnet ist, so entwickelt sie bei vorherrschender Induktanz im Ring, etwa bei überwiegendem Vorhandensein von Freileitungen und Transformatoren, einen um nahezu 9o elektrische Grade phasenverschobenen Strom Al, der demgemäß in Phase mit der Netzspannung ist und .einen überlagerten Leistungswirkfluß im Ring verursacht. Liegt die Zusatzspannung L1 E in Richtung der Netzspannung E, wie in Abb. 2b, so steht der erzeugte überlagerte Ringstrom senkrecht auf der Spannung und bewirkt einen induktiven Blindleistungsfluß im Ring.In Fig. I, such a ring network is shown, and: a transformer T is switched on in one of the feed lines of consumer A, which can be implemented either as a rotary transformer or as a step transformer or in a corresponding manner and which introduces an additional voltage into the ring . If this additional voltage AE is perpendicular to the mains voltage E, as shown in Fig. 2a, then with the predominant inductance in the ring, for example when overhead lines and transformers predominate, it develops a current Al which is phase-shifted by almost 90 electrical degrees, which accordingly is in phase with the mains voltage and. causes a superimposed effective power flow in the ring. If the additional voltage L1 E is in the direction of the mains voltage E, as in Fig. 2b, the generated superimposed ring current is perpendicular to the voltage and causes an inductive reactive power flow in the ring.

Macht man die Zusatzspannungen regelbar, so kann man hierdurch jede beliebige überlagerte Wirk- oder Blindleistung im Ring erzeugen und kann dadurch die Verteilung der vom Abnehmer Aentnommenen Leistung auf seine beiden speisenden Leistungszweige beliebig vornehmen. Wechselt die von vornherein vorhandene natürliche Verteilung dieser Leistungen durch Änderungen des Betriebszustandes im übrigen Netz., so kann man durch Nachregeln die Leistungsverteilung stets wieder auf den gewünschten Wert bringen. Soll die Verteilung der Leistunkfahrplanmäßig wechseln, so kann man auch dieser Forderung durch entsprechende Regelung der Zusatzspannungen senkrecht und in Richtung zur Netzspannung jederzeit nachkommen.If you make the additional voltages controllable, you can use any generate any superimposed active or reactive power in the ring and can thereby the distribution of the service withdrawn by the customer between his two suppliers Service branches can be done at will. Change them from the start existing natural distribution of these services through changes in the operational status in the rest of the network, you can always readjust the power distribution again bring it to the desired value. Should the distribution of the service schedule be according to the schedule change, you can also meet this requirement by regulating the additional voltages accordingly at any time vertically and in the direction of the mains voltage.

Man wird den Transformator T zweckmäßig in die Nähe des Abnehmers A, bei dem geregelt werden soll, legen, um dort selbst die Leistungsverteilung beeinflussen zu können. Es tritt dabei der Nachteil auf, daß gleichzeitig mit der Änderung der Leistungsverteilung auch die Spannung des Abnehmers A sich ändert; denn die Zusatzspannung A(E, die in Richtung der Netzspannung liegt, bewirkt natürlich eine Größenänderung der Sammelschienenspannung bei dem Abnehmer A. Dies ist aber im .allgemeinen unerwünscht.The transformer T is expediently in the vicinity of the consumer A, which is to be regulated, in order to influence the power distribution there itself to be able to. There is the disadvantage that at the same time as the change in Power distribution also changes the voltage of the consumer A; because the additional tension A (E, which is in the direction of the mains voltage, naturally causes a change in size the busbar voltage at consumer A. However, this is generally undesirable.

Die Erfindung, die sich auf eine Anordnung zur Regelung der Stromverteilung in zu einem Ring mit mehr als zwei Knotenpunkten zusammengeschlossenen elektrischen Leitungen mit Hilfe in die Leitung eingeschalteter, zweckmäßig regelbarer Zusatzspannungen bezieht, vermeidet diesen Nachteil. Erfindungsgemäß besteht die in die Ringleitung eingeschaltete Zusatzspannung aus zwei Teilen, die auf die von einer Station ausgehenden beiden Zweige der Ringleitung aufgeteilt sind. In dem in Abb. t dargestellten Netz wird dies durch die Transformatoren T1 und T2 bewirkt. Beide Transformatoren erzeugen Spannungsunterschiede. Dabei wird die Spannung in dem einen Zweig um das gleiche Maß erhöht, wie die Spannung im ,anderen Zweig erniedrigt wird, und daher bleiben die Sammelschienen des Abnehmers A in ihrer Spannung unverändert.The invention, which relates to an arrangement for regulating power distribution in electrical connected to a ring with more than two nodes Lines with the help of appropriately controllable additional voltages switched into the line avoids this disadvantage. According to the invention, there is in the ring line Switched on additional voltage from two parts, which are based on the one from a station two branches of the ring main are divided. In the network shown in Fig. T this is effected by the transformers T1 and T2. Both transformers generate Voltage differences. Thereby the tension in one branch is around the same The extent to which the tension in the other branch is lowered increases, and therefore remains the voltage of the busbars of consumer A remains unchanged.

Es ist bereits eine Anordnung bekannt, bei der zwei Stationen eines Starkstromnetzes durch zwei parallel geschaltete Fernleitungen, die unmittelbar nebeneinander verlaufen, miteinander verbunden sind. In der einen Station ist dann zum Zwecke der Regelung der Spannung an beiden Fernleitungen in diese je ein Regeltransformator eingeschaltet. Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf Ringleitungen mit mehr als zwei Knotenpunkten, also auf Leitungen, die nicht unmittelbar nebeneinander verlaufen, sondern als Ring eine größere geographische Fläche umfassen. In einem solchen Ring ist es oft erwünscht, daß in einer bestimmten Station die Leistung, die von der einen Seite des Ringes bezogen wird, mit der von der anderen Seite bezogenen Leistung in einem bestimmten Verhältnis steht oder von dieser zweiten Leistung unab- 13ängig ist. Die Erfindung ermöglicht die .L@"osung dieser Aufgabe, ohne dabei die Span- Ä!üng in der Station zu ändern. Bei der be- 'k@muten Anordnung liegt eine solche Aufgabe nicht vor, und hier würde auch ein Zusatz- transformator, der nur in der einen Verbin- dungsleitung eingeschaltet ist, bei seiner Rege- lung keine Änderung der Stationsspannung herbeiführen, sondern nur eine Verschiebung des Stromes von der einen Verbindungsleitung auf die andere. Zur Regelung der Leistungsverteilung ohne Beeinflussung der Spannung der Abnehmer- station muß man die Spannung der Transfor- matoren T1 und T= im Umlaufsinn des Ring- netzes im gleichen Sinne regeln, also, von dem Abnehmer A aus gesehen, in entgegen- gesetztem Sinn, so wie es in Abb. t durch die Pfeile neben den Transformatoren T1 und P dargestellt ist. Nun kann man aber die Span- nungen der Zusatztransformatoren T1 und T$ auch in entgegengesetztem Sinn gegenüber dem Umlaufssinn des Ringnetzes regeln oder, was dasselbe ist, im gleichen Sinn, von dem Abnehmer A aus gesehen. Dadurch erhält man dann keine Änderung der Leistungsver- teilung, sondern eine Änderung der Spannung der Abnehmerstation. Man kann die Anord- nung also ohne weiteres zu dem doppelten Zweck der Leistungsverteilung und der Span- nungsregelung ausnutzen. Bei Hochspannungsleitungen muß man im allgemeinen die Regelvorrichtungen eiws Drehtransformators, Schubtransformators oder Stufentransformators von den Leitungen durch besondere Isoliertransformatoren tren- nen, um die Hochspannung von den, Regel- geräten fernzuhalten. In Abb.3 ist darge- stellt, wie man bei einer Anordnung mitunter- teilten Spannungen in den beiden Ringzwri- gen mit einer gemeinsamen Regelvorrichtung auskommen kann. r stellt hier den Regel- transformat,or dar, mit dem man eine Sekun- därspannung von einstellbarer Größe und Phase erhalten kann. Diese Sekundärspan- nung wird den Isoliertransformatoren i zuge- führt, die in den beiden Leitungszweigen liegen, und zwar dem einen in positivem, denn anderen in negativem Sinn. Es ist in Abb.3 gleichzeitig dargestellt, wie man auch diese Isoliertransformatoren noch miteinander regeln kann, um dadurch die Spannung des Ab- nehmers, wie soeben geschildert, zu ver- ändern. In Abb.4 ist dargestellt, wie die Regelung durch Stufentransformatoren erfolgen kann. Hier wird man zweckmäßig einen Stufentrans- formator, etwa mit Stern-Stern-Schaltung, für die Regelung der mit der Leitungsspannung phasengleichen Zusatzspannung nach Abb. 2b und einen anderen, etwa mit Stern-Dreieck-Schaltung, zur Regelung der zur Leitungsspannung senkrechten Zusatzspannung nach Abb.2a vorsehen. Man kann von beiden aus gemeinsam je ein Paar Isoliertransformatoren in den speisenden Zweigen des Abnehmers erregen lassen.An arrangement is already known in which two stations of a high-voltage network are connected to one another by two parallel-connected long-distance lines which run directly next to one another. In one station, a regulating transformer is connected to each of the two long-distance lines for the purpose of regulating the voltage. In contrast, the invention relates to ring lines with more than two nodes, that is to say lines which do not run directly next to one another, but rather encompass a larger geographical area as a ring. In such a ring it is often desirable that in a particular station the power drawn from one side of the ring with the one from the other side Performance in a certain ratio stands or is independent of this second service 13 is common. The invention enables the .L @ "solution of this task, without the tension Ä! Üng to change in the station. At the loading Such a task lies in the arrangement not before, and here an additional transformer, which is only line is switched on, when it is no change in station voltage bring about, but just a shift of the current from the one connecting line on the other. To regulate the power distribution without Influencing the voltage of the customer station you have to adjust the voltage of the transformer mators T1 and T = in the direction of rotation of the ring network in the same sense, i.e., from seen from consumer A, in the opposite set sense, as shown in Fig. t by the Arrows next to transformers T1 and P is shown. Well you can but the chip voltages of the additional transformers T1 and T $ also in the opposite sense regulate the sense of circulation of the ring network or, what is the same, in the same sense, of that Buyer A seen from. This gets then there is no change in the performance division but a change in tension the receiving station. You can arrange the so without further ado to the double Purpose of power distribution and tension take advantage of the regulation. In the case of high-voltage lines, you have to use the generally the regulating devices eiws Rotary transformer, thrust transformer or Step transformer from the lines by means of special isolating transformers to remove the high voltage from the, control keep devices away. Figure 3 shows how to sometimes- shared tensions in the two ring twists gen with a common control device can get along. r represents the rule trans format, or represent, with which one a secondary skin tension of adjustable size and Phase can get. This secondary chip voltage is allocated to the isolating transformers i leads in the two branches of the line lie, and that in a positive way, because others in a negative sense. It is in Fig 3 at the same time shown how to do this too Isolating transformers still regulate with each other can, thereby, the voltage of the ex as just described. change. In Fig.4 it is shown how the scheme can be done by step transformers. Here one will expediently use a step transfer formator, e.g. with star-star connection, for Provide for the regulation of the additional voltage in phase with the line voltage according to Fig. 2b and another, e.g. with star-delta connection, for regulating the additional voltage perpendicular to the line voltage according to Fig. 2a. You can have a pair of isolating transformers excited by both of them in the supply branches of the consumer.

Verwendet man im Gegensatz zu der in Abb. q. dargestellten Schaltung für jeden der Leitungszweige einen vollständigen Satz Isolier- und Regeltransformatoren mit Stufenschaltung, so kann @es zweckmäßig sein, um Kontakte zu ersparen und trotzdem feine Schaltstufen zu erhalten, die beiden Stufenschalter nicht gleichzeitig, sondern abwechselnd zu betätigen. Auf die Verteilung der geregelten Blind- oder Wirkleistung bleibt dies ohne Einfluß. Dagegen ändert sich dann bei jeder Stufenschaltung die Spannung beim Abnehmer, wie anfangs beschrieben, entsprechend der Stufengröße. Jedoch wird diese Spannungsänderung durch die .darauffolgende Stufenschaltung des anderen Stufentransformators immer wieder rückgängig gemacht, so daß die Samm@elschienenspannung des Abnehmers in Wirklichkeit nur -um ganz geringe Beträge hin und her schwankt.If, in contrast to the one in Fig. Q. circuit shown a complete set of isolating and regulating transformers for each of the line branches with step switching, @es can be useful to save contacts and still to get fine switching steps, the two step switches not at the same time, but to be operated alternately. On the distribution of the regulated reactive or active power this remains without influence. On the other hand, the changes with every step change Tension at the customer, as described at the beginning, according to the step size. However this change in voltage is caused by the subsequent step switching of the other Step transformer reversed again and again, so that the busbar voltage of the customer in reality only fluctuates back and forth by very small amounts.

Enthält das Ringleitungsnetz nicht vorwiegend Induktanzen, sondern .auch Ohmsche Widerstände, was z. B. bei Kabelnetzen oder gemischten Netzen der Fall ist, so müssen die Zusatzspannungen zur Erzielung von überlagerten Wirk- oder Blindströmen nicht genau längs und quer zur Richtung der Netzspannung liegen, sondern sie müssen um einen kleineren Winkel als 9o° gegenüber den Strömen AI verschoben und daher um einen bestimmten, für jedes Netz aus dem Impedanzwinkel des Ringes leicht bestimmbaren Betrag gegen die Netzspannung verdreht sein. Diese Phasenverschiebung der beiden Zusatzspannungen gegen die Netzspannung kann man stets durch verhältnismäßig einfache bekannte Kunstschaltungen, wie gemischte Stern-Dreieclc-Schaltungen, in den Transformatoren erzielen. Solange das Ringnetz sich nicht wesentlich ändert, bleiben die erforderlichen Phasenwinkel konstant.Does the ring line network not predominantly contain inductances, but rather .Also ohmic resistances, which z. B. in cable networks or mixed networks of the Is the case, the additional voltages must be used to achieve superimposed active or Reactive currents do not lie exactly along and across the direction of the mains voltage, but rather they must be shifted by an angle smaller than 90 ° with respect to the currents AI and therefore by a certain, for each network from the impedance angle of the ring easily determinable amount can be twisted against the mains voltage. This phase shift of the two additional voltages against the mains voltage can always be carried out proportionally simple well-known art circuits, such as mixed star-triangle circuits, in the transformers. As long as the ring network does not change significantly, the required phase angles remain constant.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for regulating the power distribution in electrical connected to a ring with more than two nodes Lines with the help of appropriately controllable additional voltages switched into the line, characterized in that the additional voltage switched on in the ring line consists of two parts, which refer to the two branches emanating from a station are divided into the ring main.

2. Arrangement according to claim i, wherein the introduction the adjustable additional voltages in the high-voltage ring line with interconnection of isolating transformers, characterized in that for the regulation the additional voltages a common regulating transformer is provided, whose Secondary voltage via the isolating transformers in the two branches of the ring main is introduced.

3. Procedure for regulating the additional voltages in arrangements according to claim i, characterized in that the two additional voltages for adjustment the power distribution in the opposite sense, to adjust the voltage can be regulated in the same way in the station. q ..

Procedure for regulating the Additional voltages in arrangements according to claim i, in which for the regulation of the separate regulating transformers are provided for both parts of the additional voltage, characterized in that the switching stages of the two regulating transformers one after the other be operated.

5. Arrangement according to claim i, in which the introduction of with the Basic voltage of the ring line in-phase or in-phase additional voltages Leg transformers are used, characterized by mixed star-delta or similar art circuits in the transformers to adjust the phase angle of the additional voltages the imp: edanzwinkel. to match the ring line.