DE700510C

DE700510C - Device for regulating power distribution, power flows and frequency (speed) in single or multi-phase AC networks or network connections with the help of various control frequencies

Info

Publication number: DE700510C
Application number: DE1937O0023203
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Graner; Dipl-Ing Fritz Hofmann
Original assignee: FRITZ HOFMANN DIPL ING; HANS GRANER DR ING
Current assignee: FRITZ HOFMANN DIPL ING; HANS GRANER DR ING
Priority date: 1937-10-06
Filing date: 1937-10-06
Publication date: 1940-12-21

Description

Einrichtung zur Regelung von Leistungsverteilung, Leistungsflüssen und Frequenz (Drehzahl) in ein- oder mehrphasigen Wechselstromnetzen oder -netzverbänden mit Hilfe verschiedener Steuerfrequenzen Das Patent 698 307 bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung. von Leistungsverteilung, Leistungsflüssen und Frequenz (Drehzahl) in ein- oder mehrphasigen Wechselstromnetzen oder -netzverbänden, bei dem die selbsttätigen Regler der Maschinen kennlinienmäßige Beziehungen zwischen dem Unterschied (Schlupf) zwischen der Maschinen-oder Netzfrequenz und einer Steuerfrequenz oder zwischen diesen Frequenzen verhältnisgleichen Drehzahlen und den Maschinenleistungen einregeln und die Steuerfrequenz durch eine selbsttätige Regeleinrichtung verändert wird. Auf diese Weise können alle so gesteuerten Maschinen gleichzeitig lind gleichmäßig be- und entlastet und drrch die gemeinsame Steuerfrequenzregeleinrichtung zu einer einheitlichen Gruppe zusammengefaßt werden. Weiterhin ist im gleichen Patent angegeben, däß einzelnen Maschinen, Maschinengruppen, Kraftwerken, Netzteilen oder Netzen auch verschiedene Steuerfrequenzen zugeführt werden können, indem entweder diese verschiedenen Steuerfrequenzen getrennt erzeugt oder durch Frequenzumformung oder -überlagerung aus einer gemeinsamen Steuerfrequenz abgeleitet werden. Damit ergeben sich sehr vielseitige Möglichkeiten für die Regelung eines hochentwickelten Netz- und namentlich Verbundbetriebes. Eine davon, die besonders für den Störungsfall von Bedeutung sein kann, bildet den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.Device for regulating power distribution, power flows and frequency (speed) in single- or multi-phase AC networks or networks with the help of different control frequencies. The patent 698 307 refers to a Procedure for regulation. of power distribution, power flows and frequency (speed) in single or multi-phase alternating current networks or network associations, in which the automatic Controllers of the machines Characteristic relationships between the difference (slip) between the machine or mains frequency and a control frequency or between Adjust the speeds and machine performance in relation to these frequencies and the control frequency is changed by an automatic control device. In this way, all machines controlled in this way can simultaneously and evenly loads and relieves and drrch the common control frequency regulating device to one be summarized in a single group. Furthermore, it is stated in the same patent, This also applies to individual machines, machine groups, power plants, power supply units or networks Different control frequencies can be fed by using either these different ones Control frequencies generated separately or by frequency conversion or superposition can be derived from a common control frequency. This gives a lot versatile possibilities for the regulation of a highly developed network and in particular Interconnected operation. One of them, the especially in the event of a malfunction may be of importance forms the subject of the present invention.

Um die Aufgabe, um die es sich handelt, kurz auseinanderzusetzen, sei ein großer, aus einer Anzahl von Verbandsnetzen bestehender Netzverband betrachtet, wobei man insbesondere an das deutsche Reichsnetz denken wird, das durch Zusammenschluß der verschiedenen Elektrowirtschaftsgruppen, die sich im Laufe der bisherigen Entwicklung herausgebildet haben, zur Zeit im Entstehen begriffen ist. Die einzelnen Verbandsnetze, die diesen Elektrowirtschaftsgruppen entsprechen, wird man sich hiernach als i oo- oder auch zoo-KV-Netze mit eigenen Großkraftwerken vorzustellen haben, an die zahlreiche überland- oder städtische Netze, Industriekraftwerke und Verbraucher angeschlossen sind.To briefly explain the task at hand, consider a large network association consisting of a number of association networks, where one will think in particular of the German Reichsnetz, that by amalgamation of the various electrical industry groups that have developed in the course of the previous development have formed, is currently in the process of developing. The individual association networks, who correspond to these electrical industry groups will be referred to as i oo- or even zoo KV networks with their own large power plants to which numerous Overland or urban networks, industrial power plants and consumers connected are.

Es sei angenommen, wie dies auch im Falle des Reichsnetzes den tatsächlichen Verhältnissen entspricht, daß in jedem Verbandsnetz eine Hauptbefehlsstelle den Betrieb leite. In jedem der Verbandsnetze seien außerdem eine Anzahl von Maschinen oder Kraftwerken mit Hilfe einer ihnen allen von der Hauptbefehlsstelle aus zugeleiteten Steuerfrequenz zu einer Führermaschinengruppe oder kurz Führergruppe zusammengefaßt. Demgemäß sei in jeder der Hauptbefehlsstellen ein Steuerfrequenzerzeuger aufgestellt, der diese Steuerfrequenz für die Führergruppe liefert. Die Steuerfrequenz werde durch eine selbsttätige Regeleinrichtung eingestellt. Welchen Aufgaben diese dient, ist für das Folgende nicht von Belang. Sie kann die Aufgabe haben, die Netzfrequenz lind gegebenenfalls auch den Gangunterschied zwischen Netz- und Normaluhren oder den Winkelunterschied zwischen Netz- und Richtspannungsvektoren oder die zwischen dem betreffenden Verbandsnetz und den übrigen Verbandsnetzen ausgetauschten Leistungen auf ihren Sollwerten zu halten oder kennlinienmäßige Beziehungen zwischen der Netzfrequenz (bzw. dem Gang-oder Winkelunterschied) und den Austauschleistungen - also Netzkennlinien - einzuregeln oder irgendwelche anderen vorgeschriebenen Bedingungen zu erfüllen.It is assumed, as is the case with the real network This corresponds to the fact that there is a main command post in every association network Operation. There are also a number of machines in each of the association networks or power plants with the help of one of them all fed from the main command post Control frequency combined into a driver machine group, or driver group for short. Accordingly, a control frequency generator is set up in each of the main command points, which supplies this control frequency for the group of guides. The control frequency will set by an automatic control device. What tasks this serves, is of no concern to the following. You may have the task of setting the grid frequency lind if necessary also the difference in rate between network clocks and normal clocks or the angle difference between line and directional voltage vectors or between services exchanged with the relevant association network and the other association networks to keep them at their setpoints or characteristic curve relationships between the network frequency (or the rate or angle difference) and the exchange powers - that is, network characteristics - to regulate or meet any other prescribed conditions.

Da die Regler der zur Führergruppe gehörenden Maschinen kennlinienmäßige Beziehungen zwischen dem Unterschied (Schlupf) zwischen der Netz- und der ihnen zugeleiteten Steuerfrequenz einhalten und somit der jeweilige Wert der Steuerfrequenz, wenn man die Netzfrequenz als gleichbleibend ansieht, ein Maß für die von der Führergruppe insgesamt abgegebene Leistung bildet, beherrscht die selbsttätige Regeleinrichtung in der Hauptbefehlsstelle mit Hilfe der Steuerfrequenz die Führergruppe nahezu ebenso, wie wenn alle Maschinen der Führergruppe zu einer einzigen in der Hauptbefehlsstelle aufgestellten Einheit vereinigt wären und die selbsttätige Regeleinrichtung unmittelbar auf deren Leistungssteuer einwirken würde. Man kann demgemäß das Gerät, an dem die selbsttätige Regeleinrichtung in der Hauptbefehlsstelle die Steuerfrequenz einstellt, als das Fern= steuer der Führergruppe bezeichnen.Since the controllers of the machines belonging to the driver's group have characteristics Relationships between the difference (slip) between the network and the them Adhere to the supplied control frequency and thus the respective value of the control frequency, if one regards the network frequency as constant, a measure for that of the leader group forms the total output power, dominates the automatic control device in the main command post with the help of the control frequency the leader group almost as well, as if all the machines in the leader's group became one in the main command post set up unit would be combined and the automatic control device directly on whose power tax would affect. Accordingly, the device on which the automatic control device in the main command station sets the control frequency, as the remote control of the group of leaders.

Die Frage, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist nun die, in welcher Weise man etwaigen Störungen an der Führergruppe und den Fernübertragungseinrichtungen für die Steuerfrequenz, wie sie besonders auch im Kriegsfalle zu erwarten sind, in geeignetster Form begegnen kann. Man wird dabei von dem Grundsatz ausgehen, daß bei solchen Störungen das betroffene Verbandsnetz sich nach Möglichkeit selbst helfen soll, daß also in erster Linie die in dem Verbandsnetz selbst verfügbaren Kräfte einspringen müssen, damit die übrigen Verbandsnetze nicht zu sehr in Mitleidenschaft gezogen und vor allem auch die Kuppelleitungen zwischen den Verbandsnetzen durch die zur Störungsstelle hinfließenden Aushilfsleistungen nicht überlastet werden. Ferner sollte dabei auch noch die Möglichkeit gegeben sein, den Einsatz der im betroffenen Verbandsnetz verfügbaren Kräfte in bestimmter, den jeweiligen Verhältnissen angepaßter Reihenfolge zu staffeln. Denn ganz allgemein besteht doch die Ideallösung darin, in einem großen Netzgebilde wie bei einem lebenden Organismus jede Störung in ihrer Auswirkung örtlich zu beschränken, d. h. die der Störungsstelle am nächsten liegenden oder die zunächst verantwortlichen Teile am stärksten und die weiter entfernt liegenden oder nicht unmittelbar verantwortlichen Teile in entsprechend schwächerem Maße oder erst später zur Abwehr heranzuziehen.The question to which the present invention is directed is now the way in which to deal with any interference with the group of leaders and the remote transmission equipment for the control frequency, as can be expected especially in the event of war, can meet in the most suitable form. One will start from the principle that In the event of such disruptions, the affected association network will help itself if possible should, that is, primarily the forces available in the network itself Have to step in so that the other association networks are not too badly affected pulled and, above all, the coupling lines between the association networks the auxiliary services flowing to the point of failure are not overloaded. Furthermore, it should also be possible to use the affected Association network available forces in certain, adapted to the respective circumstances Order to stagger. Because in general the ideal solution is in a large network structure, as in a living organism, every disturbance in theirs Localize the impact, d. H. those closest to the point of failure or the parts that are initially responsible are the strongest and those that are further away or parts that are not directly responsible to a correspondingly weaker extent or only later to be used for defense.

Bei dem als Beispiel betrachteten Netzverband gilt es somit die Aufgabe zu lösen, j bei Ausfall oder bei Vollbelastung der Führergruppe eines Verbandsnetzes sofort selbsttätig eine oder mehrere andere hierzu vorgesehene Einheiten desselben Verbandsnetzes, seien es nun Maschinen, Kraftwerke, Netzteile oder auch an das Verbandsnetz angeschlossene Netze, die Rolle der Führergruppe übernehmen zu lassen, und wenn diese zur Aushilfe herangezogenen Einheiten selbst auch voll belastet oder gestört sind; weitere, ebenfalls vorbestimmte Einheiten usf. Auch im umgekehrten Fall, wenn die Führergruppe, um ihre Regelaufgabe zu erfüllen, ihre Leistungsabgabe vermindern müßte, dies aber nicht kann, weil sie aus irgendwelchen Gründen schon am unteren Ende ihres Leistungsbereiches angekommen ist, wäre es zweck- -mäßig, wenn andere Einheiten an ihrer Stelle selbsttätig mit ihrer Leistungsabgabe zurückgehen würden. Dieser Fall ist zwar natürlich nicht so wichtig wie der der Störung oder Vollbelastung der Führergruppe, doch soll er im folgenden, da dies leicht möglich ist, der Vollständigkeit halber auch mitberücksichtigt werden. Unter allen Umständen sollten ferner, solange die Führergruppe ihre Aufgabe erfüllen kann, die zur Aushilfe bestimmten Einheiten unbehindert ihren eigenen Aufgaben nachgehen, also entweder irgendwelche fahrplanmäßigen Leistungen einhalten oder die ihnen zugeordneten Verbraucher befriedigen können.In the case of the network association considered as an example, the task is therefore applicable to solve, j in the event of failure or full load of the leader group of an association network immediately and automatically one or more other units provided for this purpose Association network, be it machines, power plants, network components or even to the association network affiliated networks to take on the role of the leader group, and if so these units used for temporary work are also fully burdened or disturbed are; further, likewise predetermined units, etc. Also in the opposite case, if the group of leaders, in order to fulfill their standard task, reduce their output would have to, but cannot, because for some reason they are already at the bottom Has reached the end of its performance range, it would be -moderate, if other units automatically reduce their output in their place would. This case is of course not as important as that of the disorder or Full load of the group of leaders, but he should in the following, as this is easily possible must also be taken into account for the sake of completeness. Under all circumstances should also, as long as the leader group can fulfill its task, to help out certain units can pursue their own tasks unhindered, i.e. either comply with any scheduled services or the consumers assigned to them can satisfy.

Ein solcher gestaffelter Einsatz von Maschinen- und Netzeinheiten kann selbstverständlich nicht nur in einem Netzverband von der Art, wie er beispielsweise betrachtet wurde, sondern auch in jedem irgendwie anders aufgebauten Netzverband oder einfach in einem Netz oder auch bei den einzelnen Maschinen eines Kraftwerkes zur Erfüllung eines bestimmten regeltechnischen Zweckes, z. B. der Frequenzhaltung, oder aus energiewirtschaftlichen Gründen notwendig oder vorteilhaft sein. Fälle wie die letztgenannten sind ja von dem früher üblichen Netzbetrieb her allgemein bekannt, bei dem man durch verschieden hohe Einstellung der Drehzahlkennlinien und mit Hilfe der öffnungsbegrenzungen einen solchen gestaffelten Maschineneinsatz, erzielte, was sich freilich nur in unvollkommener Weise und nur unter Inkaufnahme von Drehzahl(Frequenz)schwankungen erreichen ließ.Such a staggered use of machine and network units Can of course not only be used in a network of the type he is, for example was considered, but also in every somehow differently structured network association or simply in a network or in the individual machines of a power plant to fulfill a specific regulatory purpose, e.g. B. the frequency maintenance, or be necessary or advantageous for reasons of energy economy. cases like the latter, they are general in terms of the network operation that used to be common known, in which you can set the speed characteristics and such staggered machine use with the help of the opening limits, achieved what, of course, can only be achieved imperfectly and only with acceptance of speed (frequency) fluctuations.

Erfindungsgemäß werden alle diese und andere Aufgaben ähnlicher Art mit Hilfe verschiedener Steuerfrequenzen in der Weise -gelöst, daß die verschiedenen Steuerfrequenzen durch eine selbsttätige Regeleinrichtung in bestimmter Reihenfolge nacheinander verändert und so die mit. den verschiedenen Steuerfrequenzen ferngesteuerten Maschinen, Kraftwerke, Netzteile, Netze oder Gruppen von solchen staffelweise zur Vergrößerung oder Verminderung ihrer Leistungen (Leistungsabgaben, Übergabe- oder Austauschleistungen) veranlaßt werden.According to the invention, all these and other tasks of a similar nature with the help of different control frequencies in such a way that the different Control frequencies by an automatic control device in a certain order changed one after the other and so those with. remotely controlled at the various control frequencies Machines, power plants, power supply units, networks or groups of such staggered Increase or decrease of their services (performance levies, handover or Exchange services).

Man kann also sagen, daß es sich hier um eine Hintereinanderschaltung von Einheiten handelt im Gegensatz zur Parallelschaltung, wie sie bei gleichzeitiger Steuerung mehrerer Einheiten mit einer und derselben Steuerfrequenz zustande kommt. Bei der Parallelschaltung werden die Fernsteuer der :einzelnen Einheiten parallel angeordnet und alle gleichzeitig verstellt, oder sie werden überhaupt zusammengelegt, so daß sich die den verschiedenen Einheiten zugeführten Steuerfrequenzen alle zugleich verändern und deshalb auch alle Einheiten ihre Leistungen zugleich erhöhen oder erniedrigen. Hier ist also die bereits wiederholt gebrauchte Bezeichnung Gruppe für die zusammengefaßten Einheiten in. der Tat angebracht. Bei der Hintereinanderschaltung dagegen kann man von einer Zusammenfassung der Einheiten zu einer Staffel sprechen. Die Fernsteuer der Einheiten werden hierbei hintereinander angeordnet und nacheinander verstellt, so daß zuerst nur die erste Einheit der Staffel ihre Leistung erhöht oder erniedrigt, alle übrigen aber unbeeinflußt bleiben, und erst nachdem die erste Staffeleinheit ausgesteuert ist, die zweite an die Reihe kommt usf.So one can say that this is a series connection of units is in contrast to the parallel connection, as they are with simultaneous Control of several units with one and the same control frequency comes about. With parallel connection, the remote controls of the: individual units are in parallel arranged and all adjusted at the same time, or they are put together at all, so that the control frequencies fed to the various units are all at the same time change and therefore all units increase or increase their performance at the same time humiliate. So here is the term group that has already been used repeatedly for the combined units in. indeed appropriate. When connected in series on the other hand, one can speak of a grouping of the units into a season. The remote controls of the units are arranged one behind the other and one after the other adjusted so that at first only the first unit of the squadron increases its performance or humiliated, but all others remain unaffected, and only after the first The relay unit is controlled, the second comes in turn, and so on.

Eine Staffel kann aber nicht nur aus einzelnen Einheiten, sondern auch, wie aus dem bisher Gesagten schon hervorgeht und wie es sich durch Vereinigung der Parallel- lind der Reihenschaltung von selbst ergibt, aus Gruppen von Einheiten bestehen, wobei. diese Einheiten sowohl Maschinen- als auch Netzeinheften sein können. Beispielsweise kann man den Führermaschinen von mehreren der a überland- oder städtischen Netze, die bei dem früher betrachteten großen Netzverband an die einzelnen Verbandsnetze angeschlossen sein sollten, die gleiche Steuerfrequenz zuleiten. Dadurch werden diese Netze zu Netzeruppen zusammengefaßt. Wenn die Führer-Ynaschinen dieser Netze kennlinienmäßige Beziehungen zwischen dem Unterschied (Schlupf) zwischen der Netz- und der ihnen zugeführten Steuerfrequenz und den übergabeleistungen einregeln, die die Netze an ihr Verbandsnetz liefern oder von ihm beziehen, so gilt für diese Netzkennlinien ganz das gleiche wie für die Kennlinien einzelner Maschinen. Durch Veränderung der Steuerfrequenz werden diese Netzkennlinien wie Maschinenkennlinien alle zugleich gehoben und gesenkt, und dadurch werden die Netze alle zusammen wie eine Maschinengruppe zur Vergrößerung oder Verminderung ihrer übergabeleistungen an das Verbandsnetz oder ihres Leistungsbezuges von. diesem veranlaßt.A season can not only consist of individual units, but also, as can be seen from what has already been said, and how it is achieved through union the parallel and series connection automatically results from groups of units exist, where. these units can be both machine and net units. For example, you can use the driver's machines from several of the a rural or urban Networks that are connected to the individual association networks in the case of the large network association considered earlier should be connected to feed the same control frequency. This will be these networks are grouped into network groups. When the leaders yn machines of these networks Characteristic relationships between the difference (slip) between the network and the control frequency fed to them and the transfer powers that regulate deliver the networks to their association network or obtain them from it, the following applies to these network characteristics exactly the same as for the characteristics of individual machines. By changing the Control frequency, these network characteristics, like machine characteristics, are all at the same time raised and lowered, making the nets all together like a group of machines to increase or decrease their transfer services to the association network or their benefit receipt from. caused this.

Was die Mittel zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens anbelangt, so gibt -es hierfür eine ganze Anzahl verschiedener Möglichkeiten. Im folgenden soll an Hand der Abbildung ein Ausführungsbeispiel beschrieben und im übrigen nur noch kurz auf einige andere Ausführungsmöglichkeiten hingewiesen werden.As for the means of realizing the idea of the invention, so there are a number of different ways of doing this. Hereinafter is to be described on the basis of the figure, an embodiment and otherwise only briefly pointed out to some other design options.

Bei dem Beispiel nach der Abbildung sei angenommen, daß drei Gruppen von je zwei Einheiten zu einer Staffel zusammengefaßt werden sollen und daß die drei Steuerfrequenzen für die drei Gruppen der Staffel getrennt voneinander je durch einen besonderen Steuerfrequenzerzeuger hergestellt werden. - Diese Steuerfrequenzerzeuger sollen je aus einem kleinen Einphasensynchrongenerator :l, 5, 6 und einem ihn antreibenden kleinen Gleichstromnebenschlußmotor i, 2, 3 mit gleichbleibender Erregung bestehen, dessen Drehzahl die Höhe der Steuerfrequenz bestimmt. Die vom Generator q. erzeugte Steuerfrequenz werde den beiden Einheiten der ersten Gruppe l der Staffel zugeführt, also z. B. der Führergruppe der einzelnen Verbandsnetze bei dem früher betrachteten großen Netzverband. Die vom Genera- or 5 ge,i-f#,rte Steuerfrequenz gehe an die zweite Gruppe 1I der Staffel, die bei Vollbelastung oder bei Ausfall der ersten Einheit zunächst an die Reihe kommen soll, und die beispielsweise aus Industriekraftwerken bestehen kann, die an die einzelnen Verbandsnetze angeschlossen sind. Die vom Generator 6 abgegebene Steuerfrequenz werde der dritten Gruppe lII der Staffel, z. B. Lberland- oder städtischen Netzen, zugeleitet, die als letzte herangezogen werden sollen.In the example according to the figure it is assumed that three groups of two units are to be combined to form a scale and that the three control frequencies for the three groups of the relay separated from each other by each a special control frequency generator can be produced. - These Control frequency generator should each consist of a small single-phase synchronous generator: 1, 5, 6 and one driving it small DC shunt motor i, 2, 3 with constant excitation exist, whose speed determines the level of the control frequency. The generator q. generated Control frequency is fed to the two units of the first group l of the relay, so z. B. the leader group of the individual association networks in the case of the previously considered large network association. The control frequency generated by the generator 5, i-f #, rte goes to the second group 1I of the relay, the full load or failure of the first Unit should come first, and those from industrial power plants, for example may exist, which are connected to the individual association networks. The one from the generator 6 given control frequency will the third group III of the relay, z. B. Lberland- or urban networks, which are to be used last.

Die Einstellurig der Drehzahlen der Gleichstrommotoren i, 2' und 3 und damit der Steuerfrequenzen erfolge durch Regelung der Ankerspannung der Motoren i, 2, 3 mit Hilfe der Spannungsteiler 7, 8, 9, die alle den gleichen Gesamtwiderstand haben sollen. Diese sind starr miteinander gekuppelt und werden durch die RegHeinrichtung io verstellt, die, wie schon gesagt, der Erfüllung beliebiger Regelaufgaben dienen kann und auch in den verschiedensten Formen als statischer oder astatischer (isodromierter) Regler mit oder ohne Hilfsmotor, mit irgendwelcher Art von Rückführung oder einem Meßwerk für die Anderungsgeschwindigkeit der Regelgrößen usw. ausgeführt sein kann.The setting of the speeds of the DC motors i, 2 'and 3 and thus the control frequencies are done by regulating the armature voltage of the motors i, 2, 3 using the voltage dividers 7, 8, 9, all of which have the same total resistance should have. These are rigidly coupled to one another and are controlled by the control unit io adjusted, which, as already said, serve the fulfillment of arbitrary control tasks can and also in various forms as static or astatic (isodromised) Regulator with or without an auxiliary motor, with some kind of feedback or a Measuring mechanism for the rate of change of the controlled variables, etc. can be designed.

Die W iderstände der Spannungsteiler 7, 8, 9 sind nun so angeordnet, daß jeder von ihnen im ganzen nur je ein Drittel der Gleitbahn beansprucht, über die die Kurbeln der Spannungsteiler hinwegstreichen können. Die übrigen zwei Drittel der Gleitbahnen bestehen aus -widerstandslosen Schleifschienen. Der Widerstand i i des Spannungsteilers 7 sitzt in der Mitte sHner Gleitbahn. Der Widerstand des Spannungsteilers 8 ist in zwei Hälften 12a und 12b aufgeteilt, die symmetrisch zur Mitte so angeordnet sind, daß zwischen ihnen eine widerstandslose Schleifschiene voll 1!3 der Länge der ganzen Gleitbahn und an ihren Enden jeweils noch eine widerstandslose Schleifschiene von i.'" der Länge der ganzen Gleitbahn liegt. Der Widerstand des Spannungsteilers 9 ist ebenfalls in zwei Hälften 13a und i3`1 aufgeteilt, die wieder symmetrisch zur Mitte, diesmal aber an -den beiden Enden der Gleitbahn angeordnet sind, so daß zwischen ihnen eine widerstandslose Schleifschiene von ="z der Länge der ganzen Gleitbahn liegt. Alles in allem genommen ist also die Anordnung der Widerstände in den drei Spannungsteilern 7, 8, 9 so getroffen, daß den Teilen der Gleitbahn, die bei dem einen der Spannungsteiler die Widerstände enthalten, bei den beiden anderen Spannungsteilern jeweils widerstandslose Schleifschienen entsprechen. Würde man sich alle drei Spannungsteiler übereinandergelegt denken, so würden sich demgemäß die Strecken mit den Widerständen lückenlos aneinanderschließen und den ganzen Halbkreis der Gleitbahnen ausfüllen.The resistors of the voltage dividers 7, 8, 9 are now arranged in such a way that each of them takes up only a third of the slideway over which the cranks of the voltage divider can sweep. The other two thirds of the slideways consist of resistance-free slide rails. The resistor i i of the voltage divider 7 sits in the middle of the sliding track. The resistance of the voltage divider 8 is divided into two halves 12a and 12b , which are arranged symmetrically to the center so that between them a resistance-free sliding rail full 1! 3 the length of the entire slide and at each end a resistance-free sliding rail of i. ' The resistance of the voltage divider 9 is also divided into two halves 13a and 13'1, which are again symmetrical to the center, but this time at the two ends of the slide, so that a resistance-free slide rail between them of = "z is the length of the entire slideway. All in all, the arrangement of the resistors in the three voltage dividers 7, 8, 9 is such that the parts of the slide that contain the resistors in one of the voltage dividers correspond to resistance-free slide rails in the other two voltage dividers. If one were to think of all three voltage dividers as being superimposed on one another, the lines with the resistors would accordingly join one another without gaps and fill the entire semicircle of the slideways.

Die den einzelnen Spannungsteilern noch vorgeschalteten Widerstände i 4#a, '4b, 15a, 15b, 16-, 16b und 17, 18, i 9 dienen, wie später noch näher erläutert werden wird, der Einstellung der Spannungen an den Spannungsteilern.The resistors i 4 # a, '4b, 15a, 15b, 16-, 16b and 17, 18, i 9 connected upstream of the individual voltage dividers serve, as will be explained in more detail later, to set the voltages at the voltage dividers.

Die Kurbeln der Spannungsteiler sind in der Abbildung in ihrer 'Mittelstellung gezeichnet. Alle drei Spannungsteiler liefern somit, wenn die vorgeschalteten Widerstände alle gleich eingestellt sind, dieselbe Spannung, so daß auch die Drehzahlen der drei Steuerfrequenzerzeuger und damit auch die drei Steuerfrequenzen selbst miteinander übereinstimmen. Wenn nun die Regeleinrichtung io, um die ihr übertragene Regelaufgabe zu erfüllen, die Leistung der Staffel erhöhen oder erniedrigen will und deshalb die Kurbeln der Spannungsteiler über die gemeinsame Welle im entsprechenden Sinne verdreht, so wird dadurch zunächst nur die am Spannungsteiler 7 abgegriffene Spannung und damit die der Gruppe I zugeführte Steuerfrequenz geändert, während die beiden anderen Steuerfrequenzen nach wie vor ihren früheren Wert beibehalten. Nur die Gruppe 1 bekommt also Befehl, ihre Leistung zu erhöhen oder zu erniedrigen, die beiden anderen Gruppen werden nicht beeinflußt und bleiben auch so lange unbeeinflußt, als die Gruppe I den Befehlen der Regeleinrichtung Folge leisten kann.The cranks of the voltage divider are in their middle position in the illustration drawn. All three voltage dividers thus supply when the upstream resistors are all set the same, the same voltage, so that the speeds of the three control frequency generators and thus also the three control frequencies themselves with one another to match. If the control device is now ok, the control task assigned to it to meet, wants to increase or decrease the performance of the relay and therefore the cranks of the voltage divider over the common shaft in the corresponding sense rotated, so initially only the voltage tapped at the voltage divider 7 is thereby and thus the control frequency fed to group I changed while the two other tax frequencies still maintain their previous value. Just the group 1 is ordered to increase or decrease their performance, both of them other groups are not influenced and remain unaffected as long as than Group I can obey the commands of the control system.

Ist aber die Gruppe I hierzu nicht mehr in der Lage, sei es, weil sie bereits am oberen oder unteren Ende ihres Leistungsbereiches angekommen ist und eine weitere Veränderung der ihr zugeführten Steuerfrequenz wirkungslos bleiben muß, sei es, weil sie aus irgendeinem Grunde ganz oder teilweise gestört ist, so merkt dies die Regeleinrichtung io sofort daran, daß die Regelgrößen, unter deren Einfluß sie steht, sich nichf im gewünschten Sinne ändern. Sie wird deshalb rasch weiter verstellen, und damit kommt die Kurbel des zweiten Spannungsteilers 8 an einen der Teilwiderstände i 2a oder J 2b. Dadurch wird die der Gruppe 1I zugeführte Steuerfrequenz geändert und diese Gruppe zur Erhöhung oder Verminderung ihrer Leistung veranlaßt. Wenn auch diese Gruppe nicht mehr ausreicht oder gestört ist, so wiederholt sich der gleiche Vorgang, und es kommt sofort die dritte und bei dem Beispiel die letzte Gruppe III an die Reihe. Würde die Staffel mehr als drei Gruppen oder Einheiten umfassen, so würden nötigenfalls auch noch diese in ganz der gleichen Weise nacheinander herangezogen werden.If, however, group I is no longer able to do this, be it because it has already reached the upper or lower end of its performance range and a further change in the control frequency fed to it must remain ineffective, be it because it has for some reason wholly or partially is disturbed, the control device immediately notices this from the fact that the controlled variables, under whose influence it is, do not change in the desired sense. It is therefore quickly adjusted further, and the crank of the second voltage divider 8 thus comes to one of the partial resistances i 2a or J 2b. This changes the control frequency applied to group 1I and causes this group to increase or decrease its output. If this group is no longer sufficient or is disturbed, the same process is repeated, and the third and, in the example, the last group III, come immediately. If the relay were to include more than three groups or units, these would, if necessary, also be used one after the other in exactly the same way.

Ganz Entsprechendes gilt auch in umgekehrter Reihenfolge. Wenn beispielsweise die Gruppe II I der Staffel an der Reihe ist, weil die erste infolge einer Störung vom Netz abgetrennt wurde und die zweite wegen zu hoher Vorbelastung durch ihre eigenen Aufgaben nicht ausreichte, um den Ausfall zu decken,. so kehrt die Regeleinrichtung io ganz von selbst wieder zur zweiten bzw. zur ersten Gruppe zurück, sobald bei der zweiten die Vorbelastung genügend weit zurückgegangen bzw. die erste wieder an das Netz geschaltet- und dem Einfluß ihres Reglers wieder unterstellt ist.The same applies in reverse order. For example, if It is the turn of Group II I of the relay because the first is due to a malfunction was disconnected from the network and the second due to excessive pre-load from their own tasks were not sufficient to cover the failure. so the control device reverses io back to the second or first group by itself as soon as at the second the previous load decreased sufficiently or the first again is switched to the mains and is again subject to the influence of its controller.

Selbstverständlich setzt dies alles voraus, daß die Widerstände an den Spannungsteilern 7, 8, 9 so bemessen und die Verhältnisse auch sonst so gewählt sind, daß die Regeleinrichtung io jede der Gruppen, wenn sie leerläuft, auf volle Leistung, und wenn sie voll belastet ist, auf Leerlauf bringen kann.Of course, all of this presupposes that the resistances the voltage dividers 7, 8, 9 dimensioned and the ratios otherwise selected are that the control device io each of the groups, when it is idle, to full Power, and when it is fully loaded, can bring it to idle.

Im übrigen ist über die Ausführungseinzelheiten nur noch nachzutragen, daß die den Spannungsteilern 7, 8, 9 vorgeschalteten Regelwiderstände 17, 18, i9 zur Einstellung der Klemmenspannungen an den Spannungsteilern dienen. und die Regelwiderstände i 4a, i 4b, I5a, 15b, 16a, 16b dazu, um bei unveränderter Klemmenspannung an den Spannungstei; lern die bei .einer bestimmten Kurbelstellung an ihnen abgegriffenen Spannungen und damit die bei dieser Kurbelstellung vom zugehörigen Steuerfrequenzei;zeuger gelieferte Steuerfrequenz einzustellen. Zu diesem Zweck werden die Widerstände i 4a und i 4b bzw. i 5a und 15b bzw. 16a und 16b jeweils gleichzeitig und gegensinnig verstellt, so daß ihr Gesamtwiderstand unverändert bleibt. Im übrigen kann man selbstverständlich die Steuerfrequenzen auch in der im Patent 698 307 angegebenen -Weise mit Hilfe von Frequenzumformern oder -überlagerern beeinflussen, die irgendwo in die übertragungskanäle zwischen die Frequenzerzeuger und die Kraftmaschinenregler eingeschaltet sind und die sowohl zur Fernsteuerung von Hand wie auch zur Fernregelung der einzelnen Gruppen oder Einheiten für sich dienen können.In addition, the only thing that needs to be added about the design details is that the variable resistors 17, 18, 19 upstream of the voltage dividers 7, 8, 9 are used to set the terminal voltages at the voltage dividers. and the variable resistors i 4a, i 4b, I5a, 15b, 16a, 16b in order to be able to connect to the voltage part with an unchanged terminal voltage; learn to set the voltages tapped at them at a certain crank position and thus the control frequency supplied by the associated control frequency generator for this crank position. For this purpose the resistors i 4a and i 4b or i 5a and 15b or 16a and 16b are adjusted simultaneously and in opposite directions, so that their total resistance remains unchanged. In addition, the control frequencies can of course also be influenced in the manner specified in patent 698 307 with the aid of frequency converters or superimposers that are switched on somewhere in the transmission channels between the frequency generator and the engine controller and that are used both for remote control by hand and for remote control the individual groups or units can serve for themselves.

Die beschriebene und in der Abbildung dargestellte Einrichtung wurde vor allem deshalb als Beispiel gewählt, weil man daran alles wesentliche leicht übersehen kann. Bei der praktischen Ausführung wird man aber unter Umständen Anordnungen mit geringeren Trägheiten und kleinerer Verstellarbeit für die Regeleinrichtung bevorzugen, vor allem um den Zeitverzug vom Ansprechen der Regeleinrichtung bis zur Ausführung ihrer Befehle durch die gesteuerten Einheiten oder Gruppen auf ein Mindestmaß herabzusetzen, dann aber auch um die Empfindlichkeit und Genauigkeit der Regelung zu steigern.The device described and shown in the illustration was Above all, chosen as an example, because everything essential is easy to do with it can overlook. In the practical implementation, however, you may get orders with lower inertia and less adjustment work for the control device prefer, especially about the time delay between the response of the control device and for the execution of their commands by the controlled units or groups Reduce the minimum, but then also to the sensitivity and accuracy to increase the regulation.

Eine gewisse Verbesserung nach dieser Richtung hin läßt sich dadurch erzielen, daß man für eine Staffel nur einen einzigen Frequenzerzeuger aufstellt und diesen eine möglichst unveränderliche Grundsteuerfrequenz erzeugen läßt, aus der dann die verschiedenen Steuerfrequenzen für die einzelnen Einheiten oder Gruppen der Staffel mit Hilfe von Frequenzumformern oder -überlagerern abgeleitet werden. Diese können wie die Synchrongeneratoren ¢, 5, 6. bei dem in der Abbildung dargestellten Beispiel von kleinen Gleichstrommotoren angetrieben werden, deren Drehzahlregelung auch in der gleichen Weise wie dort erfolgen kann. Man kann aber die Spannungsteiler auch in anderer Weise ausbilden, beispielsweise um die Verstellarbeit für die Regeleinrichtung herabzusetzen, die Spannung nicht durch Kurbeln, sondern durch Wälzkontakthebel an ihnen abgreifen lassen, wie man sie bekanntlich bei unmittelbar wirkenden Spannungsreglern zu verwenden pflegt. Auch die Einteilung der Widerstände längs der Gleitbahnen der Spannungsteiler kann anders, beispielsweise ungleichmäßig, oder so gewählt werden, daß die Widerstände bei Übereinanderlegung nicht lückenlos aneinander anschließen, sondern einander mehr oder weniger weit überdecken würden.A certain improvement in this direction can thereby be achieved achieve that you set up only a single frequency generator for a season and lets this generate a basic control frequency that is as unchangeable as possible which then sets the different control frequencies for the individual units or groups the scale can be derived with the help of frequency converters or superimposers. These can, like the synchronous generators ¢, 5, 6. in the case of the one shown in the figure Example driven by small DC motors, their speed control can also be done in the same way as there. But you can use the voltage divider also train in a different way, for example to the adjustment work for the control device reduce the tension not by cranking, but by rolling contact levers can be tapped from them, as is known from directly acting voltage regulators wont use. Also the division of the resistances along the sliding tracks of the Voltage divider can be chosen differently, for example unevenly, or so that the resistors do not connect to one another without gaps when placed one on top of the other, but would overlap each other to a greater or lesser extent.

Die geringsten Trägheiten erreicht man, wenn man zur Steuerfrequenzerzeugung bzw. -umformung oder -überlagerung Elektronenröhren verwendet, z. B. solche, bei denen die Frequenz durch Veränderung von Induktivitäten oder Kapazitäten oder beider in den Schwingkreisen eingestellt wird. Da es bekanntlich Schaltanordnungen gibt, bei denen man die Frequenz eines Röhrengenerators ohne mechanische Zwischenglieder auf rein elektrischem Wege mit Hilfe von Röhren beeinflussen kann, besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit; die Regeleinrichtung i o als Röhrenregler zu bauen.The lowest inertia is achieved when one goes to the control frequency generation or -umformung or -überlagung used electron tubes, z. B. those at which the frequency by changing inductances or capacitances or both is set in the oscillating circuits. Since there are switching arrangements, as is well known, where you get the frequency of a tube generator without mechanical links can influence purely electrically with the help of tubes, exists in principle also the possibility; to build the control device i o as a tube regulator.

Bei Verwendung von Röhrengeneratoren wird die Steuerfrequenz vor ihrer Weiterleitung durch die übertragungskanäle im allgemeinen ebensowenig eine Verstärkung erfahren müssen wie bei Verwendung von Maschinen. Dagegen werden im einen wie im anderen Falle bei größeren übertragungsentfernungen Zwischenverstärkungen erforderlich sein, und namentlich wird die Steuerfrequenz verstärkt werden müssen, bevor sie den Kraftmaschinenreglern zugeführt wird. Bei dem heutigen Stand der Technik bieten diese Verstärkungen aber keinerlei Schwierigkeiten; sie können durch Röhren ganz verzögerungsfrei und durch geeignet ausgebildete, von anderen ähnlichen Aufgaben her bekannte Maschinensätze mit mehreren hintereinandergeschalteten Verstärkerstufen mit sehr geringer Zeitverzögerung durchgeführt werden.When using tube generators, the control frequency is in front of their Forwarding through the transmission channels generally just as little amplification need to learn how to use machines. On the other hand, in the one as in the In other cases, intermediate amplifications are required for longer transmission distances be, and in particular the control frequency will have to be boosted before it can be applied to the engine governors is fed. With the current state of the art, however, these reinforcements offer no difficulties; they can go through tubes without any delay and through suitably trained machine sets known from other similar tasks with several amplifier stages connected in series with a very short time delay be performed.

Claims

PATE NTnuSPrucH: Device for regulating power distribution, power flows and frequency (speed) in single or multi-phase alternating current networks or network associations according to Patent 698 307, in which the controllers are supplied with different control frequencies, characterized in that the different control frequencies through. an automatic control device is changed one after the other in a certain order and so the machines, power plants, power stations, networks or groups of such remotely controlled with the various control frequencies are caused to increase or decrease their services (output, transfer or exchange services) on a staggered basis.