-
Verfahren zur Blindleistungsregelung in Leitungsnetzen In ein- oder
mehrseitig gespeisten Leitungsnetzen mit oder ohne Ausgleichsleitungen, z. B. in
Strahlennetzen, Ringnetzen, Polygonnetzen, Sternnetzen, :Maschennetzen und deren
Abarten, in denen die Blindleistungskompensation durch ruhende Phasenschieber, insbesondere
durch Starkstromkondensatoren oder Drosselspulen, durchgeführt wird, besteht häufig
die Notwendigkeit, diese Phasenschieber im Schwachlast- und Normallastbetrieb des
gesamten Netzes so einzusetzen, daß die Übertragungsleitungen und gegebenenfalls
auch die Ausgleichsleitungen möglichst weitgehend entlastet werden, daß möglichst
wenig wattlose Ausgleichsleistung zwischen den einzelnen Netzstationen oder Netzteilen
in dieser oder jener Richtung ausgetauscht wird, daß möglichst wenig Kompensationsblindleistung
für die Netzgruppe benötigt wird und daß schließlich in besonderen Fällen in den
Blindlastschwerpunkten und Netzausläufern die Spannung hinreichend gestützt wird.
Außerdem ist es - insbesondere für den Starklastbetrieb oder Spitzenblindlastanfall
- zur Herabsetzung der Gesamtanlagekosten erwünscht, mit möglichst wenig Gesamtkondensatorblindleistung
bzw. Drosselspulenblindleistung für das gesamte Netz auszukommen. Diese zusätzliche
Forderung darf jedoch die von den Kondensatoren bzw. Drosselspulen erwarteten Wirkungen
nicht beeinflussen.
-
Die Erfindung zeigt einen Weg, um sämtliche vorerwähnten Forderungen
erfüllen zu können. Nach der Erfindung werden im Schwach- und Normallastbetrieb
des Leitungsnetzes dessen zu kompensierende
Stationen oder Netzteile
durch einen zugeordneten Einzelregler und bzw. oder dessen zu kompensierende Netzgruppen-durch
ihnen zugeordnete Gruppenregler aasgeregelt, während im Starklastbetrieb und bei
Spitzenblindlastbedarf die Aasregelung des gesamten Leitungsnetzes zusätzlich durch
eine Zentralregeleinrichtung erfolgt. Zu diesem Zweck sind den einzelnen Stationen
bzw. Netzteilen Einzelschnellregeleinrichtungen, welche die-Regelung auf kleinste
Ausgleichsblindleistung und kleinste Übertragungsverluste, insbesondere der Ausgleichsleistungen,
übernehmen, und den Netzgruppen Gruppenregeleinrichtungen zugeordnet, die bewirken,
daß die energierichtungsmäßig nachgeschalteten Netzgruppen mit möglichst wenig Kondensator-
oder Drosselspulenblindleistung auskommen. Dem gesamten Netz ist eine den Einzelschnellregeleinrichtungen
und bzw. oder Gruppenregeleinrichtungen überlagerte Zentralregeleinrichtung zugeordnet,
durch welche im Starklastbetrieb, d. h. bei Spitzenblindleistungsbedarf, die in
den einzelnen Netzstationen bzw. Netzteilen noch nicht restlos eingesetzten Kompensationsmittel
zur Erzwingung kleinsten Kompensationsleistungsbedarfes des Gesamtnetzes herangezogen
werden. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Zentralregeleinrichtung erst
nach Ablauf einer bestimmten Zeit, innerhalb der die Einzel- und bzw. oder Gruppenregeleinrichtungen
die ihnen zugedachten Ausregelungen.mit Sicherheit vorgenommen haben, zur Wirkung
kommt.
-
Die Einzelschnellregler, die auf kleinste Ausgleichsblindleistung
und bzw. oder auf wirksamste Spannungsstützung zu regeln haben, werden vorteilhaft
an die Spannungswandler sowie an die Knotenpunkt-Summenstromwandler der . Speise-und
Ausgleichsleitungen der unmittelbar gespeisten Knotenpunkte oder an die Spannungswandler
und die Summenstromwandler sämtlicher Verbraucher der auszuregelnden Stationen bzw.
Netzteile angeschlossen. Im Falle der Spannungsstützung werden die Spannungsrelais
unter Umständen auch zur Überwachung des Spannungszustandes der Blindlastschwerpunkte,
der Netzausläufer oder der nicht unmittelbar gespeisten Knotenpunkte vermaschter
Netze benutzt.
-
Die Gruppenregler werden dagegen an die Spannungs- und Stromwandler
derjenigen Leitungen angeschlossen, die als Speiseleitungen für die zu kompengierende
Station und die zur gleichen Netzgruppe gehörigen, eriergierichtungsmäßig gesehen,
nachfolgenden Stationen anzusehen sind.
-
Während die - Einzelregler insbesondere bei Schwachlast- und Normallastbetrieb
des Netzes für kleinste Ausgleichsblindleistung, kleinste Übertragungsverluste und
damit für größte Entlastung des Netzes sowie seiner Ausgleichsleitungen zu sorgen.
und bzw. oder zur wirksamen Spannungsstützung von Netzteilen und die Gruppenregler
für kleinsten Kompensationsblindleistungsbedarf je Netzgruppe beizutragen haben,
wird erfindungsgemäß bei ungewöhnlich hoher Belastung in einer oder mehreren Netzstationen;
deren Kompensationsmittel dann durch ihre Einzelregler bzw. Gruppenregler bereits
voll ausgenutzt sind, die in schwächer belasteten Netzstationen nicht benutzte Kompensationsleistung
zur Unterstützung der stark belasteten Stationen herangezogen. Auf diese Weise kann
man mit einem Mindestmaß an Gesamtkondensatorblindleistung oder Gesamtdrosselspulenblindleistung
für den zu überwachenden und zu kompensierenden Netzverband auskommen.
-
Diese Aufgabe läßt sich nach der Erfindung durch Benutzung eines vielstufigen
Zentralreglers lösen, der an die Hauptübergabestelle oder an die durch 'elektrische
Summenbildung bei Vorhandensein mehrerer Einspeisemöglichkeiten gebildete Übergabestelle
anzuschließen ist. Durch den verzögert ansprechenden, den Einzelschnellreglern bzw.
Gruppenreglern überlagerten Zentralregler wird weiterhin erfindungsgemäß das Weiterarbeiten
der Einzelregler bzw. Gruppenregler dann untersagt, wenn bei Spitzenbedarf in einer
oder mehreren Stationen durch den Zentralregler festgestellt wird, daß vom Gesamtnetz
infolge Mangels an Kondensator- oder Drosselspulenblindleistung in der überlasteten
Station Blindleistung aufgenommen wird.
-
Das Weiterarbeiten der Einzel- oder Gruppenregler kann dann nach der
weiteren Erfindung durch den Zentralregler entweder in bestimmter starrer oder jeweils
von Hand vorher festzulegender Reihenfolge oder aber durch Kontaktblindleistungmesser
bzw. durch Blindleistungs- oder Stromrelais bewirkt werden. In letzterem Fall wird
weiterhin durch die Kontaktblindleistungsmesser, Blindleistungs- oder Stromrelais
erfindungsgemäß lediglich die Höhe der in der jeweiligen Station bereits eingeschalteten
Kondensator- oder Drosselspulenblindleistung unmittelbar oder mittelbar überwacht.
-
Stellt das ein- oder mehrstufig ausführbare Blindleistungs- oder Stromrelais
fest, daß die Kondensatoren der Station noch gar nicht oder nur zum Teil eingeschaltet
sind, so wird durch den Zentralregler das Arbeiten des Einzelschnellreglers oder
Gruppenreglers außer Tätigkeit gesetzt, und gleichzeitig werden die noch nicht eingesetzten
Kompensationsmittel der betreffenden Station entweder stufenweise nacheinander oder
aber auch in vollem Umfang sofort eingeschaltet.
-
Zur Überwachung des Kompensationszustandes der Stationen können geeignete,
als Blindleistungs-oder Stromrelais oder als Blindleistungskontaktmesser ausgebildete
Wahlrelais mit den erforderlichen Steuereinrichtungen usw. verwendet werden. So
kann man jedem der n Kontakte des Zentralreglers eine Hilfssammelschiene und jedem
der n Wahlrelais ebenfalls eine Hilfssammelschiene mit n2 Verriegelungsrelais und
zugehörigen je n Verriegelungskontakten in der Weise zuordnen, daß z. B. bei Regelung
auf kleinste Ausgleichsblindleistung die am stärksten induktiv belasteten Stationen
zugeschaltet werden, wobei -eine Kupplung der bereits im Eingriff befindlichen Kontakte
des Zentralreglers mit den -übrigen Wahlrelais.
durch die Verriegelungsrelais
unterbunden wird, während umgekehrt bei gleichzeitigem Ansprechen mehrerer Wahlrelais
nur so viel Stationen bzw. Blindleistungsbatterien zugeschaltet werden, wie Hauptkontakte
am Zentralregler geschlossen sind. Beispielsweise kann dann auf diese Weise eine
richtige Kupplung zwischen dem Zentralregler und der schwach belasteten Station,
deren Kompensationsmittel für die stark belastete Station herangezogen werden sollen,
durchgeführt werden. Die Stufenleistung der durch die Blindleistungsüberwachungs-und
Wahlrelais zuzuschalfenden Kondensatoren oder Drosselspulen muß natürlich mit den
dem Zentralregler zugrunde liegenden Eichwerten übereinstimmen.
-
Durch die Blindleistungs- und Wahlrelais werden nach der Erfindung
diejenigen Stationen vorzugsweise zuerst zur Ausgleichskompensation herangezogen,
die eine verhältnismäßig große Kompensationsblindleistung noch ungenutzt aufweisen.
Zu diesem Zweck erhalten nach der weiteren Erfindung die Blindleistungsüberwachungsrelais
gleicher Blindleistungs- oder Spannungsansprechwerte gegeneinander gestaffelte last-
oder spannungsabhängige Grund- oder Gesamtregelzeiten, um auf diese Weise ein unnötiges
Zu- oder Abschalten des Zentralreglers zu vermeiden.
-
Als Überwachungsrelais sind hierbei besonders geeignet die sogenannten
Blindleistungsbegrenzer, das sind als Relais arbeitende Uberverbrauchszähler mit
nachgeschalteter Nockenwelle, bei denen die Staffelung der Laufzeit durch Veränderung
des Übersetzungsverhältnisses der Schneckenradkupplung zwischen dem Zählertriebsystem
und der Nockenwelle erreicht werden kann, und bei denen die Staffelung der Einschaltzeit
durch Beeinflussung der magnetischen Anlaufsperre (Verzögerung bzw. Erschwerung
des Anlaufs), z. B. durch Verringerung des Abstandes zwischen dem Hufeisenmagnet
und dem auf der Welle sitzenden Eisenstern, hervorgerufen werden kann. Durch die
Veränderung der magnetischen Bremsung kann außerdem die Gesamtregelzeit, d. h. Einschalt-
und Laufzeit, beeinflußt werden. Diese als Zähler arbeitenden Blindleistungsbegrenzer
sind leistungsabhängig, d. h. sie laufen um so schneller, je größer die zu überwachende,
in der Netzstation anfallende Blindlast ist.
-
Sofern der Zentralregler vielstufig vorgesehen werden muß, kann z.
B. von einem vielstufigen Blindleistungsregler Gebrauch gemacht werden.
-
Sind die Blindleistungsüberwachungsrelais für die Überwachung der
Einsatzhöhe der Kondensatoren oder Drosselspulen je Station mehrstufig ausgebildet,
so werden weiterhin erfindungsgemäß, wenn je Stufe ein besonderes Relais vorgesehen
wird, die Ansprechwerte dieser Relais einer Station untereinander zeitlich gestaffelt.
-
Verwendet man dagegen Blindleistungsbegrenzer oder Spannungsbegrenzer
als Überwachungsrelais je Station oder Netzteil, so kann man nach einem älteren
Vorschlag auch bei einer mehrstufigen Auswahl mit einem einzigen Begrenzer auskommen,
wobei die Ansprech- und Abfallwerte dieses als Wahlrelais arbeitenden Begrenzers
für alle Stufen gleich groß sind.
-
Es ist zweckmäßig, die Stromspulen der Einzel-, Gruppen- und Zentralregler
zwecks Erhöhung der Empfindlichkeit der Relais stark überlastbar auszulegen.
-
Fig. r der Zeichnung zeigt die Anwendung der Erfindung auf ein Ringnetz.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist vorausgesetzt, daß die Station C infolge Überlastung
durch ihren Regler c voll ausgeregelt ist, während die anderen zum Teil schwach
belasteten Stationen B, D und A mit den ihnen zugeordneten Reglern
b, d und a und die Hauptstation E durch den verzögert ansprechenden
Zentralregler e,zur Ausgleichskompensation herangezogen werden. Bei dem gewählten
Ausführungsbeispiel ist eine solche starre, vorher festgelegte Reihenfolge in der
Ausregelung vorgesehen, daß die Stationen B, C, D, A und E nacheinander,
und zwar in der genannten Reihenfolge, ausgeregelt werden. Für einen bestimmten
Blindlastfall wird dann durch den Zentralregler e mittels geeigneter Fernsteuerung
in jeder der Stationen B, C und D
eine Hilfsrelaiseinrichtung zum Ansprechen
gebracht, welche das lIeßsystem der Regler der Stationen B, C und
D spannungslos macht, wodurch diese Regler bei unveränderter Regelstellung
in der gewählten festen Reihenfolge nacheinander blockiert werden. Durch einen zweiten
oder weitere Kontakte der jeweiligen Hilfsrelaisanordnung werden die in der betreffenden
schwach belasteten Station noch nicht eingeschalteten Kondensatoren in vollem Ausmaß
eingesetzt; sie dienen somit zur Kompensation des Gesamtnetzes.
-
Während in der Station B mittels des ersten Kontaktes der nicht bezeichneten
Hilfsrelaiseinrichtung der Einzelregler b blockiert wird und durch weitere Kontakte
die Kondensatoren dieser Station, die durch den Einzelregler b noch nicht eingeschaltet
worden sind, nunmehr durch den überlagerten Zentralregler e zur Kompensation herangezogen
werden, kann nach einer anderen Ausführungsart der Erfindung, wie dies für Station
C dargestellt ist, durch den ersten Kontakt der Hilfsrelaiseinrichtung der zugeordnete
Einzelregler c blockiert und durch einen zweiten Kontakt der Hilfsrelaiseinrichtung
ein Schaltapparat mit motorischem Antrieb in Gang gesetzt werden. Dieser Schaltapparat
bewirkt die nacheinander erfolgende Einschaltung der von dem Einzelregler c noch
nicht zum Einsatz gebrachten Kondensatoren.
-
Die noch nicht zum Einsatz gekommenen Kompensationsmittel jeder Station
können auch in anderer geeigneter Weise durch den Zentralregler angeschlossen bzw.
zur Wirkung gebracht werden.
-
Die den Stationen A und D zugeordneten Gruppenregler
a und d, die an die nicht bezeichneten Zuleitungsstromwandler angeschlossen
sind, weisen zwecks Vermeidung eines Gegeneinanderregelns und Pendelns gegenüber
den Einzelreglern b und c der Stationen B und C sowie gegebenenfalls untereinander
gestaffelte Ansprechzeiten auf. Im übrigen
muß der überlagerte
Zentralregler e stets langsamer ansprechen als der am langsamsten arbeitende Einzelregler
oder Gruppenregler des zu überwachenden Gesamtnetzes.
-
Fig. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung auf ein Maschennetz. Auch
in derartigen Netzen ergeben sich häufig ungleiche Belastungen innerhalb der einzelnen
Speisestationen, insbesondere dann, wenn mit stark ausgedehnten Niederspannungsmaschennetzen
mit verhältnismäßig hohen Impedanzen für das Niederspannungsnetz sowie für die Hochspannungszuleitungen
zu den einzelnen Stationen zu rechnen ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können
die Regler a, b und c der Einzelstationen A, B und C untereinander gestaffelt
sein. Unbedingt erforderlich ist jedoch wieder, daß der Zentralregler
e in der Station A eine größere Regelzeit aufweist als die übrigen
Regler.
-
Fig. 3 zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens auf ein Strahlennetz.
Es ist vorteilhaft, in solchen Fällen nur die größeren Stationen B, C,. D und F
mit Einzelreglern und bzw. oder Gruppenreglern b, c, d und f auszurüsten,
während der Bedarf der kleineren Stationen A und E sowie der Spitzenbedarf der mit
Einzel- oder Gruppenreglern versehenen Stationen durch die vom Zentralreglere der
Station a eingeschalteten Kondensatoren der schwach belasteten Station gedeckt wird.
-
Fig. q. zeigt das gleiche Ringnetz wie Fig. i. Es ist hier jedoch
keine starre, vorher festzulegende Reihenfolge in der Auswahl der von dem Zentralregler
zuzuschaltenden Stationen gewählt worden. Es ist vielmehr die Anordnung so getroffen,
daß die selbsttätige Auswahl derjenigen Kondensatorbatterien, die bisher noch nicht
eingeschaltet worden sind, mit Hilfe einer bereits vorgeschlagenen, mit Wahlrelais,
Verriegelungsrelais usw. arbeitenden Einrichtung vorgenommen wird.