DE877935C - Anordnung zur Stabilisierung der Steuerfrequenzspannung in tonfrequenzueberlagerten Verbrauchernetzen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Stabilisierung der Steuerfrequenzspannung in tonfrequenzüberlagerten Verbrauchernetzen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Stabilisierung der Steuerfrequenzspan4ung in! tonfrequenzüberlagerten Verbrauchernetzen.
• Viele Verbrauchernetze weisen neuerdings Kondensatoren auf, die zur Blindlastkompensation dienen. Die meisten dieser Kondensatoren sind an den, Blindleistung verbrauchenden Apparaten selbst angebracht. Dies trifft insbesondere für die heute in großer Anzahl verbreiteten Drehstrommotoren zu. Weitere Blindleistungskondensatoren sind aber auch an den Speisepunkten angebracht, d. h. dort, wo die Energie aus dem Mittelspan,nungsnetz in das Niederspannungsnetz übergeht. Sie dienen dort außer zur Kompensation: der anfallenden Blindleistung auch zur Kompensation induktiver Spannungsabfälle, die sich durch die Belastung längerer Freileitungen ergeben. Es betrifft dies meistens ziemlich leistungsfähige Einheiten, die in der Größenordnung von 5o bis too % der IN,Tennleistung des Transformators liegen. Werden auf solchen Netzen Fernsteuerungseinrichtungen mit einer überlagerten. Tonfrequenz betrieben, so wirken sich naturgemäß diese Kondensatoren in der Übertragung der Tonfrequenz ziemlich stark aus. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die Steuerfrequenz gerade einen solchen Wert hat, daB die Kapazität des Kondensators mit der Streureaktanz desTransformators ungefähr in Resonanz steht. Es tritt dann eine ganz beträchtliche Spannungserhöhung der Steuerfrequenz auf. Daraus ergeben sich verschiedene Nachteile: ' Es sind :dies vor allem eine unzulässig hohe Sendeleistung, die die betreffende Anlage verteuert, im weiteren. schlechtes Funktionieren der angeschlossenen Empfängerrelais, sowie Zuckungen und Störungen in den Verbrauchern, 'insbesondere in angeschlossenen Glühlampen. Diese Erscheinungen sind besonders spürbar im der Nähe der Sendestelle, wo» kurze Leitungen keinen nennenswerten induktiven Spannungsabfall erzeugen können.
• Wesentlich anders ist das Verhalten der Netze, in denen keine Kondensatoren aufgestellt sind.- Sie zeigen das gegenteilige Verhalten., -indem am Ende längerer Stichfeitunpen hohe induktive Spannungsabfälle eintreten. Dies führt wiederum zu Störungen im. Funktionieren der Relais, und es wird nach besonderen Mitteln gesucht, um hier eine Spannungserhöhung zu erzielen. _ Die Erfindung beseitigt alle diese- Mängel Aradurch, daß in Reihe zur Hochspannungsseite des Netztransformators Parallelresonanzkreise mit einstellbarem Resonanzwiderstand bzw. einstellbarer Resonanzfrequenz geschaltet sind, derart, -daß für Spannungserhöhungen zusätzliche induktive Widerstände eingeschaltet werden, während für zu hohe induktive Spannungsabfälle eine kapazibive Kompensation vorgenommen wird. Es ist dabei nicht so sehr von Wichtigkeit, daß die stabilisierte Mittelfrequenzsteuerspannung in allen Teilen des Netzeseinen genau gleichen Wert aufweist, sondern es genügt, wenn diese Spannung dem Arbeitsbereich des Relais angepaßt ist, d. h. einen bestimmten Wert .nicht unter- und einen bestimmten maximalen Wert nicht überschreitet. Der zur Anwendung kommende Parallelresonanzkreis weist eine besondere Eigen-. schaft auf. Um keine große Frequenzabhängigkeit zu erhalten, wird ein. relativ kleiner Gütefaktor Q - -`0' R L verwendet, d. h. die für .den Resonanzkreis vorgesehene Drosselspule kann klein und billig ausfallen. Im weiteren muß- -der Resonanzkreis umschaltbar gemacht werden und wird derart angepaßt, .daß während des Betriebes mit dem Kondensator keime ,allzu großen Spannungserhöhungen eintreten, daß aber andererseits beim Ausschalten des Kondensators der durch ihn erzeugte Spannungsabfall nicht allzu groß wird. Außerdem wird der Eisenkern der Spule nach Art eines Stromwandlers derart gesättigt, daß beim Eintritt eines Kurzschlusses der Eisenkern übersättigt und damit kurzschlußfest wird. . _ _ Es zeigt in -der- Zeichnung Fig. i, ein -prinzipielles- Schema, - -Fig. z-_ die Schaltung eines Resonanzkreises mit konstanter Resonanzfrequenz, ' Fig. 3 die Schalttuhg. -eines Resonanzkreises-mit veränderlicher Pesonänzfr'equenz und Fig. 4 eine "besondere Ausführung des Resonanzkreises@ nach Fig. 2.
• In Fig. i bedeuten i, i i, i i i generell angedeutete Parallelresonanzkreise.gemäß der.Erfindung, die im Netz eifgeschaltet werden. a bedeutet den Transformator, auf dessen Hochspannungsseite die'-Resouänzkreise eingeschaltet sind.. Mit 3 ist. -ein.Schalter bezeichnet, mit dessen Hilfe die Kondensatorbatterie 4 aus- und, eingeschaltet werden kann. Auf der- rechten Seite führen die Leitungen zu weiteren Niederspannungsverbrauchern. Die Figur zeigt somit, wie die gemäß der Erfindung näher bezeichneten Parallelresonanzkreise eingeschaltet werden.
• Fig. z zeigt die Schaltung des eigentlichen Resonanzkreises. Mit 5 ist die aus mehreren Teilkondensatoren 51, 52, 53, 54 bestzhende Kondensatorbatberie bezeichnet, deren Kapazitätswert beispielsweise mittels dies Schleifkontaktes 6 geändert werden kann. Mit 7 ist eine in mehrere Teildrosselspulen 71, 72, 73, 74 unterteilte Drosselspule bezeichnet, die sich in Parallelschaltung zu den vorerwähnten Kondensatoren befindet. Bei der Verschiebung des Schleifkontaktes 6 werden verschiedene -Kondensatorwerte mit verschiedenen Induktivitätswerten parallel geschaltet, und zwar derart, daß die Resonanzfrequenz konstant bleibt, daß dagegen der für die Resonanzfrequenz erhaltene Resonanzwiderstand sieh in einem bestimmten Verhältnis ändert. Der Kreis .befindet sich in Resonanz bei der betriebsmäßig aufgedrückten Steuerfrequenzspannung. Er dient vornehmlich zur Unterdrückung übermäßigier Spannungserhöhungen durch die auf der Sekundärseite des Transformators eingeschalteten Kondensatoren 4. Unwesentlich für die Erfindung sind die Anzahl der Stufen. Diese richten sich. nach dem Wert der gewünschten Unterteilung. Der Resonanzkreis der Fig. 3, der ähnlich demjenigen der Fig. z aufgebaut ist, besitzt wiederum die Kondensatorbatterie 5, die sich in Parallelschaltung mit der Drosselspule 7 befindet. Die Schaltgng ist jedoch so getroffen, daß! im Gegensatz zu Fig. 2 die Resonanzfrequenz verändert wird, daß- aber dabei der Resonanzwiderstand konstant bleibt. Wird daher die Resonanzfrequenz kleiner eingestellt als die Steuerfrequenz, so wirkt er im Zuge der Leitung kapazitiv und kompensiert .damit einen allzu großen induktiven Spannungsabfall, der durch eine vorangehende längere Leitung hervorgerufen wurde. Im Gegensatz zum vorigen Kreis wird daher dieser mit einem möglichst hohen Gütefaktor Q ausgerüstet.
• Fig.4 zeigt im Prinzip dasselbe wie Fig. 2. Es kommt jedoch vor, :daß die Kondensatoren der Batterie für die Kapazität und die Belastungsspannung keine handelsüblichen Werte ergeben (beispielsweise eine außerordentlich -hohe Kapazität bei sehr kleiner Spannung). In diesem Fall scann die Kondensatorbatterie über einen Spartransformator 8 angeschlossen werden, und z`var derart, daß die Kondensatoren höherer Spannungen - und kleinerer Kapazität an eine - höhere Spannung des Spartransformators 'zu liegen kommen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: --r: Anordnung zur Stabilisierung der Steuerfrequenzspgnnung' in tonfrequenzüberlagerten 'Verbraaichexnetzen, daß in Reihe zur Hochspannungsseite des Netztransformgtors_ Pärallelresonanzlcreise mit einstellbarem Resonanzwiderstand bzw. einstellbarer Resonanzfrequenz geschaltet sind, derart, daß für Spannungserhöhungen durch die Parallelresonanzkreise induktive Widerstände und für zu höhe induktive Spannungsabfälle kapazitive Widerstände eingeschaltet werden.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß! die Drosselspulen der Resonanzkreise, die den Netzstrom zur Hauptsache führen, in normalem Betrieb so hoch gesättigt sind, daß im Kurzschlußfall eine derartige Übersättigung eintritt, die eine Zerstörung der Spule und des Kondensators verhindert.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß -die Kondensatoren bzw. die Kondensatorbatterie des Parallelresonanzkreises über einen Transformator, vorzugsweise Spartransformator, parallel zur Anzapfdrosselspule geschaltet ist.