DE857517C

DE857517C - Switching relay device for switching on and off a reactive current compensation means, in particular a capacitor

Info

Publication number: DE857517C
Application number: DEF1051A
Authority: DE
Inventors: Georg-Otto Dipl-Ing Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-03-18
Filing date: 1950-03-18
Publication date: 1952-12-01

Description

Schaltrelais-Einrichtung zum Zu- und Abschalten eines Blindstrom-Kompensationsmittels, insbesondere eines Kondensators Die Blindstrom-Kompensation bei Verbrauchern elektrischer Energie erfolgt meist durch Parallelschalten von Kompensationsmitteln, vornehmlich von Kondensatoren, von denen daher im folgenden ausschließlich gesprochen wird. Entweder werden die Kondensatoren ohne besondere Schalter parallel zu Einzelverbrauchern geschaltet (Einzelkompensation) oder durch einen besonderen Kondensatorschalter an Verbrauchsschwerpunkte gelegt (Gruppenkompensation). Endlich können die Kondensatoren auch unmittelbar an die Speisepunkte angeschlossen werden (Zentralkompensation).Switching relay device for switching on and off a reactive current compensation means, in particular a capacitor. The reactive current compensation for electrical consumers Energy is mostly provided by parallel connection of compensation means of capacitors, of which we will therefore speak exclusively in the following. Either the capacitors become individual consumers in parallel without special switches switched (individual compensation) or by a special capacitor switch placed at the focus of consumption (group compensation). Finally the capacitors can can also be connected directly to the feed points (central compensation).

Nach dem derzeitigen Stande der Technik werden die Kondensatorenein!heiten, wenn sie nicht dauernd angeschlossen bleiben können, entweder nach Bedarf oder nach einem bestimmten Plan von Hand zu- bzw. abgeschaltet, oder die Zu- und Abschaltung wird von zentralen Regeleinrichtungen oder anderen Relaiskombinationen in Abhängigkeit vom Leistungsfaktor oder der Blindleistung so gesteuert, daß letzten Endes etwa ein bestimmter mittlerer Leistungsfaktor, z. B. cos 9p = o,85, erzielt wird, der z. B. auf Grund tariflicher Bestimmungen erwünscht erscheint.According to the current state of the art, the capacitor units, if they cannot remain permanently connected, are either manually switched on or off as required or according to a specific schedule, or the switching on and off is carried out by central control devices or other relay combinations Depending on the power factor or the reactive power controlled so that in the end about a certain average power factor, z. B. cos 9p = o.85 is achieved, the z. B. appears desirable due to collective bargaining provisions.

Diese Verfahren sind aber nicht frei von Nebenwirkungen, die sowohl für den Betrieb der Elektrizitätsversorgungsunternehmen (EVU) als auch für den Verbraucher selbst nicht immer vorteilhaft, zum Teil sogar nachteilig sind. So ist z. B. die Kompensation bei schwacher Last, die bei Regelung auf konstanten Leistungsfaktor eintritt, durchaus unnötig, wenn nicht gar schädlich, so daß manche EVU die Kompensation d,pr-ch spezielle Vorschriften so begrenzt haben, daß der mittlere Leistungsfaktor einen bestimmten Höchstwert, z. B. cos 9p = o,85, nicht überschreitet. Durch diese Maßnahme kann aber die so notwendige Vollkompensation bei hoher Last nicht erreicht werden.However, these procedures are not free from side effects, both for the operation of the electricity supply company (EVU) as well as for the consumer themselves are not always advantageous, and in some cases are even disadvantageous. So is z. B. the Compensation in the case of light load, which is achieved when regulating to a constant power factor occurs, absolutely unnecessarily, if not downright harmful, so that some EVU the compensation d, pr-ch have limited special regulations so that the mean Power factor a certain maximum value, e.g. B. cos 9p = 0.85, does not exceed. However, this measure enables the full compensation that is so necessary at high loads cannot be achieved.

Andererseits sind die bisher gebräuchlichen Regeleinrichtungen, z. B. solche mit Blindleistungsrelais, unter Umständen so umfangreich und gegebenenfalls durch gegenseitige Verriegelung usw. so kompliziert"daß ihr Arbeiten schwer unter Kontrolle zu ;halten isst und daß ihr materieller Wert besonders bei kleineren Anlagen in keinem tragbaren Verhältnis zu den Kosten der Kondensatoren steht. Die Kompensation unterbleibt dann meist aus wirtschaftlichen Gründen.On the other hand, the previously common control devices such. B. those with reactive power relays, under certain circumstances as extensive and possibly so complicated by interlocking, etc. "that their work is difficult under Control to; keep eating and that their material value especially with smaller plants is out of proportion to the cost of the capacitors. The compensation is then mostly omitted for economic reasons.

Durch die Erfindung sollen diese Mängel behoben werden. Die Blindstrom-Kompensation wird dadurch, .das die Kondensatoren mit Hilfe der vorgeschlagenen Schaltrelais-Einrichtung unmittelbar nur gemäß dem Bedarf an ihrer Einsatzstelle geschaltet werden, von einer starren Schaltfolge unabhängig, wie sie z. B. durch zentrale Blindstrom-Kompensationsregler gegeben ist. Auch wird sie unabhängig von den :Mängeln und Zufälligkeiten der Handregelung mit und ohne Regelprogramm.The invention is intended to remedy these deficiencies. The reactive current compensation is thereby, .das the capacitors with the help of the proposed switching relay device can only be switched immediately according to the need at their place of use, by a rigid switching sequence independently, as it is, for. B. by central reactive current compensation controller given is. It also becomes independent of the: Deficiencies and coincidences of the manual control with and without control program.

Das Zusammenwirken relativ einfacher, zum Teil bekannter Elemente gemäß der Erfindung ermöglicht besonders für kleine Anlagen auch bei einschränkenden Vorschriften der EVU eine Lösung des Kompensationsproblems, welche mit den bisher gebräuchlichen Mitteln wirtschaftlich nicht zu erreichen ist.The interaction of relatively simple, partly known elements according to the invention allows especially for small systems even with restrictive Regulations of the EVU a solution to the compensation problem, which with the previously common means is not economically achievable.

Die durch die Erfindung vorgeschlagene Schaltung, für welche die Schaltskizze nur eine mögliche Ausführung darstellt, arbeitet folgendermaßen: Der Kondensator K z. B., dessen Größe je nach den Betriebsverhältnissen von Fall zu Fall bestimmt werden muß, wird, wie üblich, durch einen Kondensatorschalter S geschaltet. Dieser wird durch eine Relaisanordnung gesteuert, deren Eleniente so ausgelegt und miteinander so verbunden werden, daß das Zuschalten des Kondensators erst bei Überschreiten einer je nach den Betriebsverhältnissen unter Berücksichtigung der evtl. Forderungen des EVU zu wählenden Mindestlast erfolgt und das Abschalten eintritt, sobald ein bestimmter Lastwert wieder unterschritten wird.The circuit proposed by the invention, for which the circuit diagram represents only one possible implementation, works as follows: The capacitor K z. B., the size of which is determined on a case-by-case basis depending on the operating conditions must be, is switched by a capacitor switch S, as usual. This is controlled by a relay arrangement, the elements of which are designed and interrelated be connected in such a way that the connection of the capacitor only when exceeded one depending on the operating conditions, taking into account any requirements The minimum load to be selected by the EVU takes place and the switch-off occurs as soon as a falls below a certain load value again.

Als 1-1a8 für die Last dient der Verbraucherstrom. Dies genügt, da im allgemeinen Wirk- und Blindlast in einem gewissen Rahmen miteinander in Verbindung stehen. Bei zunehmender Wirklast steigt auch, abgesehen von Ausnahmefällen, die Blindlast, obwohl der Leistungsfaktor unter Umständen besser werden kann. Abweichungen können durch besondere Anpassung der Einstellungen ausreichend berücksichtigt werden.The consumer current is used as 1-1a8 for the load. This is enough there In general, active and reactive load are related to one another to a certain extent stand. As the active load increases, the Reactive load, although the power factor can get better under certain circumstances. Deviations can be adequately taken into account by specially adapting the settings.

In der Schaltung ist deshalb gemäß der Erfindungals Anregeglied ein Stromrelais A mit speziellen Eigenschaften vorgesehen. Der Ansprechwert des Relais wird ähnlich einem bekannten Überstromrelais den jeweiligen Betriebserfordernissen entsprechend eingestellt. Der Abfallwert ist dagegen durch entsprechende Walil bzw. Einstellung des Halteverhältnisses gleichfalls den Betriebserfordernissen gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Kompensationswirkung des Kondensators anzupassen.According to the invention, there is therefore a trigger element in the circuit Current relay A provided with special properties. The response value of the relay is similar to a known overcurrent relay to the respective operating requirements adjusted accordingly. The waste value, on the other hand, is indicated by the corresponding Walil or Adjustment of the holding ratio also to the operational requirements, if necessary to be adapted taking into account the compensation effect of the capacitor.

Durch das Anregeglied wird je ein Einschaltelement Ze und Ausschaltelement Z-a betätigt. Diese beiden Elemente können niit dein Anregeglied zu einer Einheit zusammengebaut oder als ein besonderes oder auch wie in dem gezeichneten Beispiel als zwei besondere Schaltelemente ausgeführt sein. Sie bewirken, unter Umständen über Zwischenschalter, das Ein- und Ausschalten des Kondensatorsclhalters S.The exciter is a switch-on element Ze and a switch-off element Z-a actuated. These two elements can not be your stimulus to a unity assembled or as a special one or as in the example shown be designed as two special switching elements. They effect, under certain circumstances Via an intermediate switch, the switching on and off of the capacitor holder S.

Das Einschaltelement Zc ist mit einer einstellbaren Einschaltverzögerung versehen, um zu gewährleisten, daß die Einschaltung des Kondensators erst nach Erreichen eines stabilen Betriebszustandes nach Überschreiten der gewählten Lastgrenze erfolgt und ein unerwünschte" Zuschalten frei kurzzeitigen Lastspitzen oder nach kurz zuvor erfolgter Abschaltung sicher vermieden wird. Beim Abfallen des Anregegliedes .1 geht das Einschaltelement Ze unverzögert in die Ruhestellung zurück.The switch-on element Zc has an adjustable switch-on delay provided in order to ensure that the activation of the capacitor only after reaching a stable operating state takes place after the selected load limit has been exceeded and an undesired "connection free" short-term load peaks or shortly before shutdown is safely avoided. When the excitation element drops .1 the switch-on element Ze returns to the rest position without delay.

Das Ausschaltelement Z_a, dessen Kontakt z. B. in der Zuleitung zur Schaltspule des Kondensatorschützes S liegt, schließt beim Ansprechen des Anregegliedes_4 diesen Kontakt ohne Verzögerung. Beim Abfall desselben tritt aber ein einstellbare Ausschaltverzögerung ein, so daß die Abschaltung des Kondensators K erst nach Erreichen eines stabilen Betriebszustandes nach Unterschreiten der gewählten Ausschaltlastgrenze erfolgt, aber noch nicht bei kurzzeitigen Lastabsenkungen.The switch-off element Z_a, whose contact z. B. in the supply line to Switching coil of the capacitor contactor S closes when the exciter_4 responds this contact without delay. When it drops, however, an adjustable one occurs Switch-off delay on, so that the capacitor K is only switched off after reaching a stable operating state after falling below the selected switch-off load limit occurs, but not yet in the case of brief load reductions.

Bei völliger Entlastung der Anlage, d. 1i. bei Rückgang der Energieentnahme auf annähernd Null, tritt ein Zustand ein, hei dem unter gewissen Umständen Unzuträglichkeiten im Betrieb des EVU zu befürchten sind. Uni in solchem Fall eine sofortige Abschaltung der Kondensatoren zu bewirken, kann die Schaltrelais-Einrichtung erfindungsgemäß durch Vorschalten eines weiteren Relais h erweitert werden, daß z. 1). ähnlich dem Anregeglied A geschaltet und einstellbar ist und unverzögert einen Kontakt öffnet, der in Reihe mit dem Ausschaltkontakt des verzögerten Ausschaltelementes Za liegt.When the system is completely relieved, i. 1i. in the event of a decrease in energy consumption at almost zero, a state occurs which, under certain circumstances, is unsatisfactory are to be feared in the operation of the RU. Uni in such a case an immediate shutdown to effect the capacitors, the switching relay device according to the invention be expanded by connecting a further relay h that z. 1). similar to Starting element A is switched and adjustable and opens a contact without delay, which is in series with the switch-off contact of the delayed switch-off element Za.

Die verschiedenen Relais können als Wechselstromrelais ausgeführt sein oder auch als Gleich stromrelais, die dann über Gleichrichter evtl. über Zwischentransformatoren angeschlossen werden. Auch kann die Einrichtung mit dem Kondensatorschalter zu einer einheitlichen .-'Apparatur zusammengebaut werden.The various relays can be designed as alternating current relays or as a direct current relay, which is then via rectifiers, possibly via intermediate transformers be connected. Also, the device with the capacitor switch to a unitary .- 'apparatus to be assembled.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switching relay device for connecting and disconnecting a reactive current configuring means, in particular a capacitor. characterized in that the switch of the same, in particular the capacitor contactor, is independent of the switching status of other compensation means that may be present in the same system, only in a selected dependence on the respective consumer current occurring at the installation point from an adjustable current-dependent excitation element (A) with an appropriate ratio of response current to waste stream is switched on via a delay element (Ze) and switched off via another delay element (Za), the former going back to the rest position without delay (contact opening), while the second closes its contact without delay. Device according to Claim I, characterized in that in the excitation element (A) the ratio of the response current to the waste current can be adjusted in an adjustable manner for the purpose of adapting to the selected capacitor size. 3. Device according to spoke I and z, characterized in that the delay elements (Ze, Za) are adjustable for the purpose of adaptation to the respective different operating conditions independently of one another or of other switching elements. 4. Device according to claim i are. characterized in that a further relay (V) is provided for the immediate disconnection of the compensation means, which is excited and adjustable in a similar way to the excitation element (A) and immediately opens a contact in series with the contact de; delayed switch-off element (Za) lies. Cited publications: German Patent Specifications No. 726974, 585 321; Publication of SSW »Automatic Condenser Control Systems«, Technical Description AJE No. 44, SGO No. 4175/27, I043-C / I4I0.