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Anordnung zur Regelung der Spannung in weitverzweigten Verteilungsnetzen
An ein Kraftwerk oder eine Umspannstation sind häufig weitverzweigte Verteilungsnetze
angeschlossen, deren einzelne Zweige unterschiedliche Belastungen und verschiedene
Länge haben. Es ist infolgedessen nicht möglich, an allen Stellen des Netzes die
gleiche Spannung zu halten. Um trotzdem einen ordnungsgemäßen Betrieb dieser Anlagen
zu erreichen, wird die Spannung in dem Netz auf einen Wert eingeregelt, der einen
Mittelwert aus den an verschiedenen Netzpunkten herrschenden Spannungswerten darstellt.
Um die an den Netzpunkten vorhandenen Spannungen zur Anzeige zu bringen, hat man
bereits mehrere Geber, welche eine der herrschenden Spannung proportionale Spannung
erzeugen, in eine Leitungsschleife hintereinan`dergeschaltet und auf diese Weise
der Zentralstelle die Summe sämtlicher Geberspannungen zugeführt. Diese Anordnung
ist teuer, da für jeder Meßstelle eine Spannungsquelle vorhanden sein muß, die eine
der Netzspannung proportionale Spannung erzeugt. Dies ist aber ohne besondere Spannungsregeleinrichtungen
für die Hilfsstromquellen nicht zu erreichen. Für größere Netze mit größeren Entfernungen
der Meßstellen von der Zentrale ist eine solche Anordnung wegen der auftretenden
Spannungsabfälle auf den Meßleitungen nicht mehr anwendbar.
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Die Erfindung zeigt eine Anordnung, bei der die Übertragung der verschiedenen
Spannungswerte mit wesentlich einfacheren Hilfsmitteln möglich ist. Es ist die Anordnung
gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet, daß zur Übertragung der Meßwerte mit
Hilfe des Impulsfrequenzverfahrens die Leitungsschleifen von je einem Wechselstrom
netzfremder Frequenz gespeist werden, der impulsweise von sämtlichen an eine Leitungsschleife
angeschlossenen Meßstellen unterbrochen wird, und daß die Summe der impulsweisen
Unterbrechungen der Wechselströme als Maß für den etnzuregelnden Spannungsmittelwert
dient. Trotzdem man bei dieser Anordnung die Summe der Meßwerte erhält, spart man
eine große Zahl von Speisestromquellen für die Meßwertgeber und ist außerdem noch
in der Lage, die Leitungen des Verteilungsnetzes unmittelbar zur Übertragung der
Messungen heranzuziehen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
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In Fig. r sind mit i, z, 3, 4 und 5 die
Hauptleitungen
eines vermaschten Netzes bezeichnet, die von der Transformatorstation 6 gespeist
werden. Um die Spannung überwachen zu könen, sind an den Punkten 7, 8 und 9 Spannungsmeßgeräte
aufgestellt. Man kann Geräte verwenden, die entsprechend der Spannung Impulse erzeugen,
deren Häufigkeit der Spannung proportional ist. Da es sich um die L`bertragung verhältnismüßig
geringer Schwankungen handelt, kann man auch die Zahl der erzeugten Impulse von
der Differenz zwischen einer konstanten Spannung und der Istspannung abhängig machen.
Man erhält auf diese Weise eine größere Genauigkeit. Um den Mittelwert der Spannung
an den Punkten 7, 8 und 9 nach der Transformatorstation 6 zu übertragen, wird der
durch die Leiter 1, 2 und 3 gebildeten Schleife ein Wechselstrom mit Hilfe des Stromwandlers
13 aus einer Wechselstromquelle 14 netzfremder Frequenz aufgedrückt. Es kann zu
diesem Zweck auch ein anderer Transformator dienen. In die Leiter 1, 2 und 3 sind
ferner die Transformatoren 15, 16 und 17 und 18 eingeschaltet. Die Transformatoren
15, 16 und 17 sind normalerweise kurzgeschlossen und werden bei jedemFernmeßimpuls
geöffnet. DerTransformator 18 wirkt über nicht näher bezeichnete, nur durch ein
Rechteck angedeutete Verstärker und Siebmittel auf das Empfangsrelais i9 ein, das
den Stromkreis eines Fortschaltwerkes 2o steuert. Der mit diesem gekuppelte Zeiger
21 wird periodisch mit Hilfe einer magnetischen Kupplung 22 in die Nulllage zurückgeführt.
Er kann in bekannter Weise zur Regelung der Transformatoren der Station 6 benutzt
werden. Dies ist durch die Einflußlinie 23 angedeutet. Der mit Hilfe des Transformators
13 der aus den Leitern 1, 2 und 3 gebildeten Schleife aufgedrückte Strom wird bei
jedem von den Fernmeßsendern io, i i oder 12 gegebenen Fermneßimpuls kurzzeitig
dadurch unterbrochen, daß die Sekundärwicklung eines der Wandler 15, 16 oder 17
geöffnet wird und dadurch für die überlagerten Ströme ein hoher Spannungsabfall
entsteht. Die Anlage arbeitet also gewissermaßen nach dem kuhestromprinzip. Bei
jedem Fernmeßimpuls wird der Anker des Relais i9 einmal losgelassen und schließt
dadurch den Kontakt für das Fortschaltwerk. Es ist hilLrhei möglich daß sich gelegentlich
zwei Fernmeßimpulse, die von verschiedenen Geräten ausgehen, zeitlich überdecken
und dadurch ein Impuls verlorengeht. Da es aber bei der Regelung der Spannung im
vorliegenden Fall nicht auf eine sehr rasche Regelung ankommt, und da man sogar,
um dus Netz nicht zu beunruhigen, langsam wirkende Regler verwendet, ist der hierbei
auftretendeFehler soklein, daß er vernachlässigt werden kann. Wo die Gefahr besteht,
daß die Überdeckung der Fernmeßimpulse stört, kann man z. B. durch von Synchronmotoren
angetriebene Schalteinrichtungen, Speicherrelais o. dgl., dafür sorgen, daß kein
Impuls verlorengehen kann.
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Um die Ströme der Netzfrequenz von den überlagerten Fernmeßströmen
zu trennen und um die Ströme der Netzfrequenz Von der Empfangseinrichtung, den Stromquellen
und Steuerkontakten fernzuhalten, sind Siebmittel bekannter Art notwendig.
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Man wird nicht in allen Fällen eine einzige geschlossene Leiterschleife
zur Übertragung der Fernmeßimpulse benutzen können. In solchen Fällen wird man einige
Meßwerte mit besonderen Frequenzen übertragen. Mehrere #Frequenzen wird man auch
dann anwenden müssen, wenn die Gefahr besteht, daß ein Netz an bestimmten Punkten
aufgetrennt wird. Die Auftrennung der Netze ist mitunter erforderlich, wenn betriebsmäßig
sehr große Spannungsunterschiede zwischen einzelnen Netzpunkten entstehen können
und wenn man zu bestimmten Zeiten einige Netzteile getrennt speisen will. Eine solche
Anlage ist in Fig. 2 dargestellt. Die Umspannstation ist mit 24 bezeichnet. Sie
besitzt zwei Sammelschienen 25 und 26, die durch den Schalter 27 gekuppelt werden
können. Über die aus den Leitern 28, 29 und 30 gebildete Schleife werden
die Spannungen an den Punkten 31 und 32 nach der Station 24 übertragen und wirken
auf das Regelgerät 33 ein. Die
fibertragung geschieht in der gleichen Weise,
wie an Hand der Fig. i beschrieben. Die Spannung am Punkt 34 wird über die
aus
den Leitern 35, 36 und 28 gebildete Schleife nach der Station 24 übertragen.
Das auf den Transformator 37 einwirkende Regelgerät ist mit 38 bezeichnet. Damit
die Übertragung auch möglich ist, wenn die Schalter 27 und 39 geöffnet sind, werden
diese Schalter durch Spannungsresonanzkreise für die Frequenz der Meßströme überbrückt.
Den Regelgeräten 33 und 38 wird der Mittelwert der Spannung zugeführt. Solange die
Schalter 27 und
39 geschlossen sind, wird zweckmäßig auch der der Meßstelle
34 entsprechende Wert bei der Mittelwertbildung im Gerät 33 berücksichtigt. In diesem
Fall ist es notwendig, den Regler 38 unwirksam zu machen und sämtliche Transformatoren
durch das Regelgerät 33 zu verstellen. Das Gerät 4o dient zum Vergleich des Mittelwertes
der Spannungen mit der Spannung im Punkt 34, von der ange-
nommen ist, -daß
sie stark von den anderen Spannungen abweichen kann. Sobald die vom
Gerät
40 überwachte Spannungsdifferenz zu groß geworden ist, werden durch das Gerät 4o
die Schalter 27 und 39 geötfnet, so -daß das Netz in zwei selbständige Teile zerfällt.
Durch
eine nicht dargestellte Schaltvorrichtung wird der Einfluß des Meßwertes im Punkte
34 auf das Regelgerät 33 aufgehoben. Dagegen wird der Transformator 37 dem regelnden
Einfluß des Gerätes 38 unterstellt. Man kann die Regelung des Transformators 37
dann auch so einrichten, daß sie den besonderen Betriebsverhältnissen des rechten
Netzteiles angepaßt ist. Die Wiedereinschaltung der Schalter 27 und 39 kann
durch ein Zeitwerk geschehen, das so eingestellt ist, daß die Parallelschaltung
in einem Zeitpunkt geschieht, in dem sich erfahrungsgemäß wieder eine ausreichend
gl-eichrhäfäige Spannungsverteilung einstellen läßt.
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Statt die Regelung selbsttätig vorzunehmen, kann man auch die Spannungen
_von Hand einstellen. In diesem Falle treten an Stelle der Regelgeräte Anzeigegeräte.