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Verfahren zum Parallelbetrieb von Wechselstrom-$ähnnetzen mit Frequenzen
bis zu 25 Hz Bei Drehstromnetzen mit normaler Frequenz von 50 Hz ist es bekannt,
im Parallelbetrieb die Leistungsbeteiligung der einzelnen Kraftwerke bzw. Umformerwerke
an der Netzbelastung .durch Veränderung der Drehzahlkennlinie der speisenden Kraftmaschinen
zu regeln. Es ,ist für Netze mit normaler Frequenz auch !bekannt, daß mit Veränderung
der Phasenlage der inneren Maschinen-EMK gegenüber dem Netzspannungsvektor in weitgehendem
Maß die Leistungsbeteiligung zu beeinflussen ist. Außerdem kann man durch Veränderung
der Spannung bzw. der Erregung der einzelnen Kraftwerksgeneratoren unabhängig von
der Wirklast die Blindlastbeteiligung beeinflussen. Es ist in den Hochspannungsnetzen
der allgemeinen Lahdesstromversorgung meist so, daß der Ohmsche Widerstand der Leitung
nur einen Bruchteil, etwa ein Viertel, des induktiven Widerstandes beträgt.
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Wesentlich anders liegen jedoch die Verhältnisse im Parallelbetrieb
bei Hochspannungsnetzen mit kleinerer Frequenz. Gedacht ist dabei in erster Linie
an die ioo-kV-Leitungen der Einphasenbahnnetze mit einer Frequenz von r6=/g Hz.
Bei diesen Netzen ändert sich das Verhältnis des Olimschen Widerstandes zum induktiven
Widerstand in der Leitung grundlegend. Es beträgt z. B. in Einphasenbahnnetzen der
Ohmsche Widerstand etwa fünf Viertel des induktiven Widerstandes. Untersucht man
nun in diesen Bahnnetzen, namentlich auf Grund ihrer zukünftigen Gestaltung bei
der weiteren Elektrisierung, die Verhältnisse des Parallelbetriebes, so sieht man,
daß es nicht mehr möglich ist, durch Veränderung der Drehzahlkennlitiie
an
den speisenden Generatoren die Leistungsbeteiligung in befriedigender Weise zu beeinflussen.
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Würde man die Leistungsbeteiligung durch Veränderung der Drehzahlkennlinie
allein regeln «-ollen, so käme man sehr bald zu unzulässig großen Ausgleichblindleistungen.
Nach der Erfindung wird daher zur Regelung der Energiebeteiligung, insbesondere
zur kegelung des Ouerleistungsflusses zwischen den Speisestellen, durch Steuereinrichtungen
gleichzeitig mit der Drehzahlkennlinie bzw. bei Verwendung von Syn:chron:-Synchron-Umformern
mit dem frei einstellbaren Winkel zwischen Ständer- und Lä uferdrehfeld (Winkel
a-Kentilinie) die absolute Höhe der Spannung geändert.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Regelverfahrens läßt sich
am besten an Hand der Zeichnung übersehen.
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Abh. i stellt zunächst schematisch das Vektordiagramin der Energieübertragung
auf einer Einphasenhochspannungsleitung unter Vernachlässigung der Ableitungsverluste
und des kapazitiv en Ladestromes dar, was z. B. bei Einphasenbahnleitungen mit einer
Spannung von ioo kV ohne weiteres möglich ist. In Abb. i bedeuten der Vektor
0-A die am Abnehmerpunkt vorhandene Spannung ("= und der Vektor
0-H den Belastungsstrom I. Der Vektor ,4-B ist der Spannungsabfall
r - I, der von dem Ohinschen Widerstand der Leitung herrührt. Der Vek-tor
D-C stellt den induktiven Spannungsabfall j -k, - I auf der Leitung
dar. Der Vektor A-C ist somit der gesamte Spannungsabfall, der längs der Leitung
entsteht und den Betrag .d U hat. Der Vektor 0-C ist dann die an der Speisestelle
aufzudrückende Spannung U1, der Winkel zwischen .der Verbraucherspannung (I. und
dem Verbraucherstrom I ist T" der Winkel zwischen den Spannungen (?1 und U. ist
/a.
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Um nun die Regelungsverhältnisse besser übersehen zu können, ist in
dem Vektordiagramin der Spannungsabfall A L" aus der Wirkstromkomponente J,, und
der Blindstrornkomponente Jb Hergeleitet worden. Diese Zerlegung des Stromes J in
die beiden Komponenten ist dargestellt durch die Vektoren 0-IL = J", und
K-H = TL. Man kann nun zur Bildung des Spannungsabfalles A (% zunächst einmal
den Teilspannungsabfall des Wirkstromes heranziehen; man erhält dann die Vektoren
A-E = r - J,1. und E-F --. j - l@: - h".
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Im Punkt F schließt sich sodann der Spannungsabfall des Blindstromes
JU an. Man erhält die Vektoren F-G --- r - J1, und G-C = j - 1, #
J,,. Weiterhin kann inan sich den Spannungsabfall A (- zusannnengeset-rt denken
aus einem Längsspannungsabfall dU1, entsprechend dem Vektor A-D, und einem Querspannungsabfall
AU" entsprechend dem Vektor C-D. Der Längsspannungsabfall ergibt sich dann als
A UI = r J", -f- k J,,. Ebenso ist der Querspannungsabfall
A ("" = h # I", - r - I@, wobei der Betrag Tb positiv einzusetzen
ist. Durch die beiden Größen A ('1 und A ("(, ist der Betrag des Leistungsflusses
in der Cbertragungsleitung festgelegt. Dabei ist mit genügender Genauigkeit die
Strecke C-D = A (.'Q proportional dem Winkel /) zwischen den Spanmingen ('1
und U_. .
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Abb. a stellt nun drei Beispiele der Spannungshaltung bei Leistungsübertragung
zm-ischen zwei Punkten eines Einphasenhoclispannungsnetzes dar.
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Im Fall i wird :die Leistung so übertragen. daß am Abnehmerpunkt kein
Blindstrom auftritt. Im Falle wird die Leistungsübertragung bewerkstelligt allein
durch entsprechende Einstellung der Längsspannungsänderung. Im Fall 3 wird die gleiche
Leistung; wie in den Fällen i und 2 übertragen, wobei jedoch die absoluten Spannungen
am Speisepunkt und am Abnehmer einander gleich sein sollen. Die eingetragenen Bezugszeichen
entsprechen denen der Abb. i. Die Indizes beziehen sich auf die jeweiligen Übertragungsfälle.
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Im Fall i ist (Ip@)1= fl.
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Der Winkel zwischen den Spannungen (-_ und (L'1)1 ist ß1. Um diese
Leistungsübertragung zu erreichen, sind die Längsspannungsänderu:ng A-B, und die
Querspannungsänderung Bi Cl aufzubringen. Man sieht, daß in diesem Übertragungsfall
das Verhältnis von J ('1 zu A U, angenähert gleich i ist. Die Leistungsübertragung
erfolgt dabei mit dem kleinstmöglichen Blindleistungsaufwand, solange der Abnehmer
nicht gezwungen wird, seinerseits Blindleistung ins Netz zu geben. also dem Speisepunkt
gegenüber als Kapazität zu wirken.
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Im Fall 2 wird, wie ersichtlich, die Leistungsübertragung allein durch
den Längsspannungsabfall A UI = A-C., bewirkt. Der zugehörige Belastungsstrom ist
h. der mit der Spannung U. den Winkel (g@2)., einschließt. Der Winkel P2 ist dabei
0. Es ist also in Netzen kleinerer Frequenz grundsätzlich möglich, die Leistungsübertragung
allein durch Änderung des Längsspannungsabfalles zu beeinflussen. Dabei muß allerdings
in Kauf genommen «-erden, daß das speisende Werk eine erhebliche Blindleistung an
den Abnehmer zu liefern hat.
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Ini Fall 3 ist die Längsspannungsänderung sogar negativ geworden.
Dafür bedingt aber die Beibehaltung der gleichen Spannungen
am Speisepunkt
wie am Verbraucher den Aufwand einer sehr großen kapazitiven Blindleistung, wie
der um den Winkel (992)s gegenüber der Verbraucherspannung U2 voreilende Strom l,
zeigt. Die Strecke X-X stellt den geometrischen Ort der Endpunkte der Vektoren Ui
für eine Leistungsübertragung mit konstanter Wirklast dar.
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Bei Fall 3 wird der Winkel ß3 verhältnismäßig groß, und es zeigt sich,
daß die sonst übliche Leistungsregelung in Drehstromnetzen mit der Frequenz von
5o Hz, .die auf die Veränderung des Winkels ß hinausläuft, im Falle von Wechselstromnetzen
kleinerer Frequenz zu einem ziemlich großen Blindleistungsaustausch führt und sich
praktisch nicht durchführen läßt.
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Um nun das Übertragungsproblem, wie es z. B. bei Bahnnetzen praktisch
auftritt, besser zu veranschaulichen, ist in Abb. 3 schematisch eine praktisch vorkommende
Netz-P 01
staltung dargestellt.
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Die Strecke P-N stellt eine durchgehende ioo-kV-Leitung eines Bahnnetzes
dar, das an drei Stellen P, 111I und N von den Speisewerken III, I und Il mit Energie
beliefert wird. Die längs der Strecke auftretenden Belastungen sind mit L1 bis L$
bezeichnet. Dabei greifen die beiden Belastungen L1 und L2 unmittelbar in den Speisepunkten
!Y1 und N an. Mit i bis 9 sind Meßeinrichtungen bezeichnet, die die Wirk- und Blindleistungsflüsse
in den einzelnen Zweigen messen, die zu den gewünschten Regeleingriffen herangezogen
werden sollen. Durch io, i i und i2 sind die entsprechenden Spannungsmeßeinrichtungen
in den drei Speisepunkten M, N und P versinnbildlicht. Wenn auch jedes der drei
Speisewerke regeltechnisch gleich ,behandelt werden kann, sei der Einfachheit halber
so vorgegangen, als ob Werk I jene Stelle sei, bei der die Leistungsentlastung durch
Ouerleistungsflüsse von den Speisewerken II und III aus stattfinden soll. Weiterhin
werde zur Vereinfachung angenommen, daß der Querleistungsfluß zur Entlastung von
Werk I hauptsächlich vom Werk II aus erfolgen soll. Welche Spannungsverhältnisse
dabei auftreten, ist in Abb.4 in vereinfachter Form veranschaulicht.
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Abb.4a gibt die Netzgestaltung gemäß Abb.3 mit den entsprechenden
Bezeichnungen wieder. Es ist dabei in Abb.4a durch entsprechende Leitungsführungen
angedeutet, welche Regel- bzw. Meßimpulse zur Beeinflussung der Leistungsbeteiligung
erforderlich sind bzw. herangezogen werden müssen. In erster Linie interessiert
der Leistungsverlauf zwischen den Speisewerken II und I, gemessen durch die Meßstellen
4 und 6. Mit 13 ist eine TbIeßanordnung bezeichnet. die z. B. .die Differenz der
Leistungen bei den Meßstellen i und 4 feststellt und an die auch über die Leitung
1, durch irgendeinen der bekannten Fernwirkkanäle die Meßgröße, und zwar
Leistung bzw. Leistungsdifferenz, vom Werk II übertragen werden kann. Die Leitung
1i stellt ebenfalls einen Fernwirkkanal dar, und zwar für die Übertragung der gemessenen
Spannungswerte. Die Le tungen l,, und 1a deuten an, wie von der Leistungs- :bzw.
Spannungsmeßstelle der Regelimpuls für Leistungs- bzw. Spannungsregelung bzw. für
die Beeinflussung von Quer- und Längsspannungsabfall- in das Speisewerk I übergeleitet
wird.
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Die Leitungen-Z7 und 1, dienen zur Übertragung der Steuerimpulse
für Längs- und Querspannungsabfallregelung in das SpeisewerkII. Dabei bedeutet 14
eine Spannungsmeßanordnung, die die Differenz zwischen den Spannungen an der Leistungsmeßstelle
6 und der Leistungsmeßstelle 4 bildet.
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Der Abschnitt des Hochspannungsnetzes zwischen den Speisewerken I
und III ist gestrichelt dargestellt, da er, wie bereits angedeutet, nachfolgend
nicht weiter betrachtet werden soll.
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Mit der Leitung l3 ist nur angedeutet, daß das Speisewerk III so geregelt-werden
soll. daß z. B. derLeistungsfluß an der Meßstelle 2 angenähert auf Null gehalten
wird. Die entsprechende Leitung für die Einregelung der Spannung im Speisewerk III
ist mit 1, bezeichnet.
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In Abb. 4b ist der Spannungsabfall dargestellt, wie er sich ergeben
würde, wenn in den Speisewerken I und II die Spannnungen gleich groß gehalten werden
und der Winkel ß = 0 ist. Es sind dabei drei Belastungen längs der Leitung vorausgesetzt,
nämlich die Belastungen L3, L4 und L6, z. B. Umspannwerke zur Speisung einer Fahrleitung,
wenn es. sich um eine Bahnstromversorgung handelt. Die Strecke 01-0, ist
die Nullinie, und die Seilecklinie 01 i8-i9-2o-02 gibt den Verlauf des Längsspannungsabfalles
wieder. Er ist an den drei Belastungspunkten durch die Strekken 18-z5, i9-i6 und
20-r7 dargestellt. Der Querspannungsabfall ist vor Entlastung des Werkes I durch
das Werk II praktisch zu vernachlässigen.
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Das Speisewerk I soll nun durch das Speisewerk 1I entlastet werden,
z. B. mit einem Wirkleistungsquerfluß entsprechend dem Betrag N,"Q. Dargestellt
ist dies in Abb.4c, 01-02 ist wieder die Nullinie, während die Strecke a-b den Wirkleistungsquerfluß
darstellt. Dieser soll nun so hervorgerufen werden, daß im Gesamtnetz eine möglichst
kleine Spannungsverwerfung erzeugt wird, wie es
z. B. in Abb. d.
d veranschaulicht ist. 01 -0. bedeutet in dieser wiederum die Nullinie. Die erforderliche
Längsspannungsänderung d (1i ist O.- 1l bzw. 0,-a-. Diese Längsspannungsänderung
wird nun vorteilhaft je zur Hälfte auf die Speisewerke I und Il verteilt, wie es
in Abb. :I d durch die Strecke ao-b" dargestellt ist. Hiermit ergeben sich die kleinsten
Spannungsverwerfungen im Bahnnetz.
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Neben der Längsspannungsändermig d U, muß aber entsprechend den Erläuterungen
zu Abb. 2 eine Otierspannungsänderung d U, einhergehen, d. 1i. zwischen der Ausgangsspannung
t', im Speisewerk II und der Abnehmerspannung Z'. im Speisewerk I muß eine Winkelverdrehung
um den Betrag ß entsprechend der Strecke O1-ao, dargestellt in Abb. 4e, stattfinden.
Der Winkel ß kann dabei'verhältnisgleich gesetzt werden der Querspannungsänderung
d L' Q. Es ist dabei für den Netzbetrieb grundsätzlich gleichgültig, ob diese
Querspannungsänderung d U9 nur vom Speisewerk II oder vom Speisewerk I aufgebracht
oder je zur Hälfte auf die Speisewerke I und II verteilt wird, wie dies durch die
Linien a.-b., aö O., und a,- b1 veranschaulicht wird. Die Linie aö O.. bezieht sich
dabei auf den Fall, daß die duerspannungsänderung d U, nur vom Speisewerk I hervorgerufen
wird.
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Bevor nun auf die erforderlichen Regelbedingungen bzw. Regelkennlinien
eingegangen wird, sei an Hand von Abb. 5 nochmals darauf hingewiesen. wie die Querspannungsänderung
A LT" bzw. ein bestimmter Winkel f durch entsprechende Beeinflussung der bekannten
Leistungskennlinien erzielt wird.
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Abb. @ a zeigt auf der Ordinate den Drehzahlwert ;i, der Kraftmaschinen,
auf der Abszisse die von der Kraftmaschine abgegebene Leistung INI. Die Linie iio
stellt den Drehzahl--wert bzw. Frequenzwert des Gesamtnetzes dar. 1e, ist der bekannte
Verlauf der Drehzahlkennlinie von Kraftmaschinen mit der Leerlaufdrehzahl ;il und
dein Schnittpunkt a,
mit der Linien, Die Strecke a-bl stellt die abgegebene
Leistung bei der angenommenen Lage der Drehzahlkennlinie k1 dar. Soll nun diese
Leistung verändert «-erden, z. B. auf den Betrag o-b.. :o kann nian dies gemäß Abb.
5a beispielsweise dadurch erreichen, dad3 man die Drehzahlkennlinie 1" in die neue
Lage l,= liebt, die der Leerlaufdrehzahl si_ entspricht. Die Strecke a, -a.
ist dann proportional dem Winkel f bzw. der Querspannttugsänr_ierung .J t'".
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Abb.51i stellt den, gleichen Regelvorgang wie in Abb. 5 a dar. jedoch
mit dein Unterschied, daß die Drehzahlkennlinie k, nicht mehr parallel zu sich selbst
verschoben wird, sondern unter Beibehaltung der-Leerlaufdrehzahl ail, = in die Lage
k. gedreht wird. Auch hier ist dann die Streckea,-a, ein Maß für den Winkel ß bzw.
den Ouerspannungsabfall L'". Diese Regelung der Querspannungsänderung mit Hilfe
der Schwenkung der Drehzahlkennlinie ist bei allen Generatoret anwendbar, die von
einer Primärkraftmaschine angetrieben «-erden. Sie ist es außerdem auch bei Netzkupplungsumformern,
die mit Hilfe von Hinterinaschinenanoränungen elastisch betrieben werden können.
Ebenso läßt sie sich für den Fall anwenden, daß statt Umformer Umrichter aufgestellt
werden, denen auf bekannte Weise eine künstlkhe Leistungskennlinie gegeben wird.
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Etwas anders muß vorgegangen werden, wenn Netzkupplungsumformer vorliegen,
die starr betrieben werden, bei denen also die Umformung mit Hilfe von zwei Synchronmaschinen
erfolgt. Aber auch in diesem Fall besteht, wie bekannt, eine L eistungskennlinie,
wie z. B. in Abb. 5 c dargestellt ist. Auf der Abszisse ist die abgegebene Leistung
N, auf der Ordinate der Winkel x aufgetragen, der entsprechend der Belastung zwischen
der inneren Maschinen-EMK und der Netzspannung auftritt. Soll nun die Leistungsbeteiligung
der Synchron-Synchron-Umformer verändert «erden, .so kann man z. B. durch Verdrehen
eines der beiden Ständer der beiden Umformermaschinen die Winkel a-Kennlinie z.
B. von der Lage x, in die Lage x2 verdrehen. Die Schnittpunkte der beiden Winkelkennlinien
mit der Linie ao, also die beiden Punkte a, und a2, geben dann wieder eine Strecke
an, die proportional dem Winkel ß bzw. der Querspannungsänderung d U" ist. Statt
der mechanischen Ständerverdrehung bei einer Synchronmaschine kann auch eine magnetische
Verdrehung des Läuferfeldes entsprechend der bekannten Anordnung der Doppelpolinaschinen
erfolgen, die als asynchronisierte Synchconniaschinen bekanntgeworden sind.
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Man kann bei der erfindungsgemäßen Regelurig so vorgehen. wie es die
Abb. 6 und 7 andeuten. daß abhängig von der jeweiligen Leistung eine bestimmte Spaitnungs-
bzw. Winkel a-Kennlinie vorgeschrieben wird. Abb. 6 zeigt auf der Ordinate den Spannungswert
L", nach links davon aufgetragen deti Leistungswert 11'o der vom Speisewerk 1I in
den Netzabschnitt zwischen den Speisewerken I und 1I hineinfließenden Energie mit
der zugehörigen Spannungskentilinie (71t, nach rechts den Leistungswert N,, der
vom Speisewerk I in denselben Netzabschnitt hineinfließenden Energie und die dazugehörige
Spannungskennlinie (",. Der Verlauf, ergibt von selbst die in Abb. q. dargestellten
Spannungsverhältnisse im Gesamtnetz. Die Spannung
im Speisewerk
II kann dabei von der Leistung, gemessen an der Stelle 6, bzw. von der Leistung,
gemessen an der Stelle 4., äbhängig gemacht werden, übertragen durch einen Fernwyrkkanal
bzw. von der Leistu2qgsdifferenz NO-N4, wobei in erster Linie an die Wirkleistung
gedacht ist. Ebenso kann die Spannungskennlinie UI abhängig gemacht werden von der
Leistung an der Stelle 4 oder von der Leistung an der Stelle i oder von der Leistungsdifferenz
Na N4.
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Gleichzeitig wird mit dieser Spannungskennlinieeine ß-Kennlinie verknüpft,
wie sie Abb.7 darstellt. Auf -der Ordinate ist der Winkel fl, auf der Abszisse nach
rechts sind die Leistungswerte aufgetragen, die für die Regelimpulse im Speisewerk
II maßgebend, nach links die Leistungswerte, die für die Regelimpulse im Speisewerk
I maßgebend sind. Die Linie ßiü gilt z. B. dann, wenn der Winkel ß nur vom Speisewerk,
II aus geregelt wird, während der Winkel ßii den Wert 0 beibehält. Man kann aber
äuch die Einregelung des Winkels ß auf beide Werke aufteilen, wie es durch die Linie
nßn2 und ßI2 angedeutet ist. Weiterhin kann noch eine zusätzliche Abhängigkeit geschaffen
werden, wobei von der zu übertragenden Querblindleistung Nbq ausgegangen wird. d.
h. der Zusammenhang zwischen der Längsspannungsänderung d Uz und der Querspannungsänderung
d U" kann von der zu übertragenden Ouerblindleistung beeinflußt werden.
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Ein solcher Zusammenhang ist z. B. , in Abb. 8 dargestellt. Auf der
Abszisse ist die Längsspannungsänderung d U l, auf der Ordinate der
Winkel ß bzw. der Wert d U" aufgetragen. Die Linie i (o) bezieht sich z. B. auf
den Belastungsfall i gemäß Abb. 2. Die Querblindleistung NbQ ist hierfür praktisch
gleich Null. Die Linie :2 (+) bezieht sich auf einen Belastungsfall, der zwischen
den für Abb.2 angenommenen Belastungsfällen i und 2 liegt, d. h. Speisewerk II liefert
an Speisewerk I Blindleistung. Die Linie 3 (-) bezieht sich auf einen Belastungsfall,
der zwischen den für A.bb. 2 angenommenen Belastungsfällen i und 3 liegt, d. h.
Speisewerk II wird kapazitivbelastet. Zubeachten ist bei der Regelung, daß das Speisewerk
II bezüglich der Querleistungsregelung nur von den Leistungsbeziehungen der Speisewerke
II und I beeinflußt werden soll. Die Belastung im Punkt 7 am Speisewerk II soll
sich unabhängig von der Querleistungsänderung vollziehen, d. h. sie soll auf dieselbe
keinen Einfluß ausüben.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die hier angestellten Regelbetrachtungen
sich nur auf die Verhältnisse zwischen den Speisewerken I und II beziehen. Selbstverständlich
kann auch das Speisewerk III sinngemäß zur Querleistungsregelung bzw. zur Entlastung
des Speisewerkes I herangezogen werden. Zum Ausdruck gebracht ist dies z. B. in
Abb. 9, gemäß welcher die Regelung so vorgenommen ist, daß im Gesamtnetz die gewünschte
Leistungsbeteiligung der einzelnen Speisewerke durch,di.e Lage der Spannungs- und
Leistungskennlinien von selbst gegeben ist. Auf der Abszisse ist der Leistungswert
N der einzelnen Speisewerke aufgetragen. Auf der Ordinate nach oben ist die Drehzahl
n bzw. die Frequenz f aufgetragen; no stellt dabei die bei dem betrachteten Belastungsfall
vorhandene Drehzahl bzw. die dieser Drehzahl entsprechende Frequenz dar. Dem Speisewerk
I ist die Kennlinie Ni mit der Leerlaufdrehzahl iai zugewiesen. Dem Speisewerk 1I
ist die Drehzahlkennlinie NI, mit der Leerlaufdrehzahl n2 und dem Speisewerk
III z. B. die Drehzahlkennlinie NIIi mit der zugehörigen Leerlaufdrehzahl n3 zugewiesen.
Bei dieser Auswahl der Drehzahlkennlinien, die eine entsprechende Querspannungsänderung
d UQ bewirken, ist erreicht, daß das Speisewerk III hauptsächlich die Spitzenquerleistung
übernimmt, das Speisewerk I eine Mittelstellung zwischen der Beteiligung an der
Spitzenlast und der Grundlast einnimmt und das Speisewerk II mehr :die Grundlast
übernimmt. Auf der Ordinate nach unten sind die zugehörigen Spannungskennlinien
aufgetragen, die für die Längsspannungsänderungen d U1 maßgebend sind. Der
Ausgangswert Uo für die Spannung sei für alle drei Speisewerke gleich groß angenommen.
Die Kennlinie UI gehört zum Speisewerk I und zeigt, daß mit zunehmender Belastung
die Spannung im Speisewerk I entsprechend den Überlegungen an Hand der Abb. 2 und
4 abnehmen soll. Die Spannungskennlüüe UII vom Speisewerk II verläuft flacher als
die Spannungskennlinie UIII vom Speisewerk III. -Dadurch wird erreicht, daß das
Speisewerk II mehr die Wirklastverteilung übernimmt, da die Spannungskennlinie etwa
dem Belastungsfall i in Abb. 2 entspricht, während das Speisewerk III mehr die Blindlastlieferung
übernimmt, da die Spannungskennlinie UIII mehr dem.Belastungsfall entspricht.
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Neben dieser Regelung mit vorgegebenen Kennlinien, bei der jeder Leistungskennlinie
eine Spannungskennlinie .durch entsprechende Ausgestaltung des Regelgerätes zugeordnet
ist, kann die gewünschte Querleistungsregelung auf diese Weise abhängig gemacht
werden z. B. von einer vorgeschriebenen Sollleistung im Speisewerk I bzw. von der
Abweichung der Istleistung von der Solleistung im Speisewerk I. Weiterhin kann die
Querleistungsregelung vom Werk II z. B. auch von einer vorgeschriebenen Leistungsbeteiligung
des
Speisewerkes I nach einem gewissen Leistungsfahrplan abhängig gemacht werden. Ebenso
kann der Ouerleistungsfluß vom Speisewerk II nach dein Speisewerk I oder vom Speisewerk
III nach dem Speisewerk I von der Erreichung einer oberen oder einer unteren Grenze
im Speisewerk I abhängig gemacht werden.
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Die dargestellten Kennlinien sind der Einfachheit halber geradlinig
aufgenommen. Es steht aber nichts ini Wege, diesen Kennlinien einen stetig gekrümmten
Verlauf zti geben bzw. auch sprunghafte Änderungen der Kennlinien zuzulassen. Hierzu
müssen in den Regelgeräten nur entsprechend abgestufte Regelwiderstände vorgesehen
«-erden, oder die übertragung der lleßwerte auf das Regelgerät muß mit Hilfe von
entsprechend ausgebildeten Kurvenscheiben erfolgen usw. Es kann dabei auch so vorgegangen
werden, daß z. B. mit zunehmender Wirkleistungslieferung voni Speisewerk II an das
Speisewerk I die Spannung stärker als proportional mit dieser Wirkleistungslieferung
zunimmt, um bei zunehmender Belastung des Speisewerkes I möglichst den gesamten
Blindleistungsbedarf vorn Speisewerk II aus decken zu können. Selbstverständlich
kann :die gesamte Regelanordnung in einer zentralen Befehlsstelle zusatnmengefaßt
sein. Es- wird dabei grundsätzlich an dem Regelverfahren gemäß der Erfiriching nichts
geändert.
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Abb. io soll noch kurz veranschaulichen. wie in einfacher Form die
gedachte Regelurig der Leistungsbeteilvgitng, z. B. im Speisewerk II, bewerkstelligt
werden kann. 2 1 stellt ein Meßgerät dar, dein über die Klemmen 22 ein Meßwert zugeführt
wird, der der Wirkleistungsbeteiligung des Speisewerkes II ini Netzabschnitt zwischen
den Speisewerken 1I und I entspricht. Der "Zeiger 2.I des Meßgerätes 2 i bestreicht
einen zusätzlichen Regelwiderstand 23 im Stromkreis 30 für den Verstellmotor
3 i. -der die Leistungskemilinie bzw. die Drehzalilkennlinie bzw. die /1-Kennlinie
der jeweiligen Kraftmaschine beeinflußt. Mit 26 ist eine Meßeinrichtung bezeichnet,
über die die zusätzliche Leistungsregelung vom Meßgerät2i aus noch ergänzend durch
den Blindleistungsfluß beeinflußt wird. Der Zeiger 29 der Blindleistungsmeßeinrichtung
26 betreibt einen Regelwiderstand 28 im Stromkreis des Verstellmotors 31. Die Blindleistungsmefverte
werden dabei der MeßeinriChtUng 26 über die Klemmen 25 zugeführt, wobei mit Hilfe
des Widerstandes; der Einfluß der Blindleistung von Hand oder nach irgendeiner Abhängigkeit
selbsttätig zusätzlich verändert «-.erden kann. Wie ausgeführt, bewirkt eine Verstellung
der Drehzahlkennlinie durch den Drebzalilverstellmotor 31
gleichzeitig eine
entsprechende Querspannungsänderung d Uq. Das von dem Verstellmotor 3i angetriebene
Steuergerät 32 kann beispielsweise der Drehzahlregler einer Kraftmaschine, die Verstellvorrichtung
zur Ständerverdrehung einer Synchronmaschine oder die Verstelleinrichtung für einen
Doppeldrehregier bei elastischen Regelmaschinensätzen sein.
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Die zusätzliche Längsspannungsänderung J U1 wird bewirkt durch entsprechende
Regelurig von Vorwiderständen 35 und 39 im Regelstromkreis 41 des Verstellmotors
42. Dieser wirkt auf die Erregung der Generatoren ein, angedeutet durch die Anordnung
.13. Der Widerstand 35 wird durch den Zeiger 36 verändert, der unmittelbar mechanisch
oder elektrisch mit dem Zeiger 2d. des Meßgerätes 21 rt,kuppelt ist. Die Kupplung
ist durch das Wellengestänge 33 angedeutet, und mit 34 ist eine Anordnung bezeichnet,
die erlaubt, die 1.-bersetzung zwischen den Ausschlägen der Zeiger 2d. imd 36 willkürlich
je nach den gewünschten Betriebsbedingungen verändern zti können. Es wird also über
den Widerstand 3 i die Spannungsänderung zwangsläufig bewirkt in Abhängigkeit von
der über den Widerstand 23 bewirkten Leistungsänderung. Entsprechendes gilt für
die zusätzliche Blindleistungseinwirkung auf die Spannungsregelung. Der über den
Widerstand 39 gleitende Zeiger .1o ist über ein Gestänge 3; mit dem Zeiger 29 der
Blindleistungsmeßeinrichtung 26 gekuppelt, wobei auch hier wieder die Anordnung
38 andeuten soll, daß der Einfluß der Blindleistungsänderung willkürlich verändert
werden kann.
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Wie gesagt, stellt die Anordnung nach Abb. io nur eine der Möglichkeiten
dar, wie die gewünschte Quer- und Längsspannungsänderung durchgeführt werden kann.
und soll zeigen, daß es verhältnismäßig einfach möglich ist, die gewünschte Regelabhängigkeit
int Bahnnetz bzw. in dein zu regelnden Wechselstromnetz herzustellen.