DE896387C - Anordnung zum selbsttaetigen Abgleich von Resonanzkreisen, insbesondere von solchen mit regelbaren Erdschlussspulen - Google Patents

Description

• Anordnung zum selbsttätigen Abgleich von Resonanzkreisen, insbesondere von solchen mit regelbaren Erdschlußspulen Die Erfindung betrifft' eine selbsttätig wirkende Anordnung zum Abgleich von Resonanzkreisen, insbesondere solchen, die regelbare Erdschlußspulen enthalten. Es wurden hierfür bereits Schaltungen vorgeschlagen, bei denen beispielsweise ein Regelmotor unmittelbar von der Blindkomponenten eines Hilfsstromes gesteuert wird, der mit einer von der Netzfrequenz etwas abweichenden Frequenz dem Resonanzkreis zugeführt wird. Durch diese Hilfsfrequenz wird erreicht, daß bereits etwa vorhandene Nullpunktsspannungen nicht auf den Regelmotor oder gegebenenfalls statt dessen auch auf ein wattmetrisches Relais einwirken können, da deren Hilfsphase mit der Hilfsfrequenz erregt wird und Ströme der Netzfrequenz daher nur ein Pendeln des Regelorgans hervorrufen können. Besitzt das Regelorgan eine ausreichende mechanische oder elektrische Trägheit, so unterbleibt die Pendelung überhaupt, indem das Regelorgan nur noch auf die Hilfsfrequenz reagiert.
• Bei diesen Anordnungen ist es jedoch erforderlich, den Strom mit der Hilfsfrequenz bereitzustellen, wofür im allgemeinen ein Motorgenerator oder auch ein Frequenzumformer benötigt wird. Hierdurch wird aber die Anordnung wesentlich kompliziert, und es ist die Aufgabe der Erfindung, die selbsttätige Einregelung des Resonanzkreises unter Vermeidung einer derartigen Hilfsfrequenz durchzuführen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein Hilfsstrom mit Netzfrequenz für die selbsttätige Steuerung benutzt wird, wobei bei der Zusammensetzung der entsprechenden Hilfsspannung mit der gegebenenfalls auftretenden Nullpunktsspannung eine periodische Kommutierung einer dieser beiden Spannungen erfolgt. Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung noch näher erläutert.
• In Fig. z ist zunächst schematisch die gesamte. Schaltung dargestellt. Dabei bedeuten K die Kapazität des Resonanzkreises, z. B. die Leitungskapazität einer Fernleitung, X die regelbare Erdschlußspule, M den Regelmotor und e die Stromquelle für die Hilfsspannung. 6o ist der Sternpunkt des Transformators, an den die Erdschlußspule angeschlossen ist bzw. die an diesem auftretende Nullpunktsspannung, und 99 ist der Dämpfungswiderstand des Kreises. J ist ferner der Hauptstrom und J$ der Strom der Hilfsphase. Die Wirkungsweise der Anordnung nach der Erfindung ist folgende, wobei auf die Diagramme nach den Fig. 2 bis 4 der Zeichnung Bezug genommen wird.
• Wenn an dem Nullpunkt keine Nullpunktsspannung vorhanden ist, so erfolgt die Drehmomentbildung des Regelorgans bei mangelnder Resonanz des Kreises durch die Ströme J$ und J - sin 99. Ist der Resonanzfall erreicht, so verschwindet das Drehmoment, weil J - sin (p = o wird (Fig. a). Ist dagegen eine Nullpunktsspannung e, vorhanden, so setzt sich diese mit der Hilfsspannung e zur resultierenden Spannung e, zusammen (Fig. 3). Im Resonanzfall ist Jmax jetzt mit eres phasengleich. Da aber JH nicht in Phase mit eres, sondern mit e ist und e gegen e, um den Winkel 99' verschoben ist, so bleibt jetzt auch im Resonanzfall eine Phasenverschiebung zwischen J und J$ bestehen, so daß ein Drehmoment vorhanden ist. Das Regelorgan regelt daher über die Resonanzlage hinaus so lange, bis J mit jx phasengleich ist. Es versucht hierbei die Stromkomponente Jmax - sin 99'.a das Regelorgan aus der Resonanzlage heraus zu bewegen.
• Denkt man sich nun die störende Nullpunktsspannung um z8o° phasenverschoben, so bildet sich nach Fig. 4 jetzt eine andere störende Stromkomponente JmaxB - sin 99'B aus, die der ersteren gleicht, aber entgegengesetzt gerichtet ist. Es gilt demnach die Beziehung JmaxA ' Sm T'g - - JmaxB ' Sin p'. B.
• Da jedoch beide Komponenten gleiche, aber entgegengesetzte Drehmomente ausbilden, so würde sich die Regelung auf den richtigen Mittelwert einstellen, wenn es gelingen würde, e, periodisch in seiner Richtung um 18o° zu ändern.
• Die gleiche Wirkung wie bei der vorerwähnten Anordnung von eo läßt sich jedoch dadurch erzielen, daß man statt dessen die Hilfsspannung e entsprechend periodisch umpolt. Die Umpolung muß in gleichen Zeitabständen, beispielsweise jede Sekunde erfolgen. Sie kann unmittelbar durch einen Motor oder eine periodisch arbeitende Kippschaltung vorgenommen werden. Sind mehrere regelbare Erdschlußspulen im Netz, deren Hilfsspannung synchron umgeschaltet werden muß, so empfiehlt sich die Steuerung des Umschalters über ein Vorgelege durch einen kleinen Synchronmotor oder unmittelbar durch eine Synchronuhr. Die letztere Anordnung hat den Vorteil, daß sie ständig in Betrieb sein kann, während das von ihr gesteuerte Schaltschütz nur für die Zeit der Abstimmung des Resonanzkreises eingeschaltet zu werden braucht. Die Einstellung des Kontaktgebers bei Parallelschaltung erfolgt am einfachsten nach den Schwankungen eines Nullpunktsspannungsmessers, der dem Umschalttakt der ersten bereits eingeschalteten Drehanordnung folgt.
• In Fig. 5 ist eine beispielsweise Ausführungsform hierfür dargestellt. In dieser bedeuten wieder X die Erdschlußspule, M den Regelmotor und e die Stromquelle für die Hilfsspannung. Durch den Umschalter U, der z. B. durch den Hilfsmotor H betätigt wird, erfolgt bei der Zusammensetzung der Hilfsspannung e mit der Nullpunktsspannung eo eine dauernde Umpolung der Hilfsspannung e. Die Ankopplung an die Erdschlußspule erfolgt dabei regelmäßig über einen Anpaßtransformator W. Ferner kann man in bekannter Weise noch eine gleichstromvormagnetisierte Drossel D vorsehen, die durch den Strom J über den Gleichrichter G gesteuert wird und deren Spannung e' eine derartige Phasenlage hat, daß der Drosselstrom in der Nähe des Resonanzpunktes die Wirkkomponente des Regelstromes J kompensiert und damit den Motor nach erfolgtem Abgleich von dem hohen Resonanzstrom entlastet. Der Motor führt jetzt nur den Differenzstrom J-J'.
• An Stelle des Umschalters kann auch die Umpolung induktiv, beispielsweise durch Zwischenschaltung eines Drehreglers vorgenommen werden, der ebenfalls bei einer Rotordrehung von 18o° e1. eine Umpolung der Hilfsspannung vornimmt. Schließlich kann auch die Umpolung feinstufig mittels eines Kommutators bewirkt werden, der gegebenenfalls Widerstandsverbindungen enthält'(Fig. 6). Auch gesteuerte Entladungsgefäße kann man zur Kommutierung verwenden.
• Da eine stufenlos regelbare Erdschlußspule in weiten Grenzen ihre Induktivität ändern kann, ändert sich dabei auch die Empfindlichkeit der Regelanordnung sowohl im Resonanzbereich als auch bei maximaler Verstimmung in gleichem Maße. Um dieses zu vermeiden, muß man die Hilfsspannung wenigstens in groben Stufen der Induktivitätsveränderung anpassen. Man wird also entweder einen kontinuierlichen Spannungsregler (Drehregler usw.) mechanisch oder elektrisch mit dem Regelmechanismus der Drosseln kuppeln oder das Übersetzungsverhältnis des Anpaßtransformators W (Fig. 5) über Schaltschütze S in wenigen Grobstufen ändern, wobei auch hier die geregelte Spule selbst die Umschaltung steuert.
• Der Anpaßtransformator kann zum Schutz der Regelanordnung im Erdschluß als Sättigungswandler ausgelegt werden.
• Auch bei der beschriebenen Anordnung kann eine Kompensation der Wirkkomponenten im Hilfsstrom durch einen zusätzlichen gesteuerten Strom J' vorgenommen werden.
• Bei den bisher beschriebenen Anordnungen liegt der Erzeuger der Hilfsspannung in Reihe mit der regelbaren Induktivität, wobei auf Stromresonanz abgestimmt wird. Es sind aber auch Abgleicheinrichtungen bekannt, bei denen die Hilfsspannung bei Erdschlußkompensation dem Sternpunkt zugeführt wird, also auf Spannungsresonanz abgestimmt wird. Auf diesen Fall läßt sich die Erfindung sinngemäß übertragen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Überwachung und selbsttätigen Einregelung des Resonanzzustandes von Resonanzkreisen, insbesondere solchen mit regelbaren Erdschlußspulen, bei der eine Hilfsspannung dem Resonanzkreis zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Hilfsspannung der Netzfrequenz entspricht und bei der Zusammensetzung der Hilfsspannung (e) mit der Nullpunktsspannung (e.) die eine der beiden Spannungen periodisch umgepolt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung (e) periodisch umgepolt wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (U) unter Verwendung eines Synchronmotors oder unter Zwischenschaltung eines Hilfsrelais von einer Synchronuhr gesteuert wird. q..
4. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umpolung der Hilfsspannung durch einen Drehregler vorgenommen wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umpolung der Hilfsspannung durch einen Kommutator mit oder ohne Widerstandsverbindungen vorgenommen wird.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umpolung der Hilfsspannung durch gesteuerte Entladungsgefäße vorgenommen wird.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung mit zunehmender Induktivität der Regeldrossel erhöht wird. B. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsregulierung elektrisch oder mechanisch mit dem Regelmechanismus der Erdschlußdrossel gekuppelt ist. g. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierung nur bei Änderung des Resonanzzustandes des Resonanzkreises selbsttätig für eine kurze Zeit eingeschaltet wird.