EP1226479A1 - Method of regulating the electrical voltage and device for carrying out said method - Google Patents

Method of regulating the electrical voltage and device for carrying out said method

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Publication number
EP1226479A1
EP1226479A1 EP00971113A EP00971113A EP1226479A1 EP 1226479 A1 EP1226479 A1 EP 1226479A1 EP 00971113 A EP00971113 A EP 00971113A EP 00971113 A EP00971113 A EP 00971113A EP 1226479 A1 EP1226479 A1 EP 1226479A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
changeover switch
regulating
voltage
switch
transformer
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Ceased
Application number
EP00971113A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Hansjörg Hauer
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VA Tech Elin Transformatoren GmbH and Co
Original Assignee
Hauer Hansjorg
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Filing date
Publication date
Application filed by Hauer Hansjorg filed Critical Hauer Hansjorg
Publication of EP1226479A1 publication Critical patent/EP1226479A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
    • G05F1/16—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices
    • G05F1/20—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/04—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers
    • H02H7/055—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers for tapped transformers or tap-changing means thereof

Definitions

  • the invention relates to a method for regulating the electrical voltage in electrical supply networks and / or consumer systems and a device for carrying out the method.
  • Control transformers are provided for voltage regulation of the networks in the central network nodes. Control transformers are used for step-by-step voltage regulation of electrical networks by changing the gear ratio.
  • regulating transformers contain regulating windings with taps, which can be switched under load using the transformer tap changer.
  • the load current flow must not be interrupted or the winding stage between the taps affected short-circuited during the switching processes.
  • the second requirement results from the fact that during each switchover between two adjacent taps, they are necessarily briefly connected to one another due to the first requirement, and thereby a circuit current flows through the switch and the affected partial winding in the amount of the transformer short-circuit current, the effects of which the transformer, especially in periodic operation, cannot withstand.
  • This transformer short-circuit current is relatively high since the internal resistance of the transformer is normally low.
  • the tap changers of the transformers would have to be matched to the periodic switching of these high short-circuit currents.
  • the object of the invention is therefore to provide a method of the type mentioned, which on the one hand avoids the above disadvantages and on the other hand allows or ensures a higher and more efficient use of existing networks through a new consumer-oriented field of application of voltage regulation.
  • the method according to the invention is characterized in that between a network node of the supply network and / or the consumer system and at least one end user, a high, the circulating current in the case a short circuit of adjacent taps of the partial windings to the order of magnitude of the nominal current limiting stray impedance control transformer is looped in with a changeover switch to switch the partial windings of the control transformer.
  • the device for performing the method is characterized in that the
  • Control transformer is designed as a series regulator with a differential power proportional to the voltage difference to be regulated.
  • longitudinal regulators are therefore provided in the network extensions for maintaining the voltage, in which the step-over impedances of the tap changer known from the prior art and thus customary today and thus the
  • the short-circuit impedance of the control winding is increased, e.g. by widening the spreading gap to such an extent that the circulating current in the event of a short circuit in adjacent taps is of the order of magnitude of the nominal current, the additional switching impedances are not required, and the tap changer is simplified to an ordinary changeover switch.
  • the control winding can be designed both as a concentric and as a disk coil winding with the appropriate taps. This principle can be used for fully transformers with regulating windings as well as autotransformers for series regulation.
  • the control winding can have both one winding end and one
  • Tapping connected to the secondary main winding or primary winding.
  • the device for voltage regulation of network outlets comes into question, its performance based on the throughput power is in the range from a few 10 kVA to a few 10 MVA.
  • the changeover switch is a load changeover switch without resistance contact and having only main contacts.
  • a diverter switch designed in this way is an economical solution.
  • the changeover switch is a load selector without resistance contact. This design of the switch is also extremely simple in construction and economical to manufacture.
  • the changeover switch can also be designed on the basis of a multi-stage cam switch or a chain of relays or contactors or a chain of electronic switches, in particular semiconductor switches.
  • These versions of the switch are also simple in construction and extremely reliable in robust operation.
  • Fig. 1 is a schematic diagram when an autotransformer is arranged
  • Fig. 2 is a schematic diagram when arranging a full transformer
  • Fig. 3 is a switch based on contactors
  • Fig. 4 is a switch based on semiconductors.
  • FIG. 1 shows a device for regulating the electrical voltage between a network node 1 (shown by the arrow) and an end user 2 (likewise only indicated by an arrow), a regulating transformer 3 in the form of an autotransformer being provided for the regulation is.
  • This autotransformer has a control winding with partial windings 4.
  • the control winding is connected to the primary winding 6 of the autotransformer via a tap 5, for example via a center tap. This allows both an increase and a decrease in the end-user voltage.
  • the taps 5 of the control winding are optionally connected to the output to the end user 2 via a changeover switch 7.
  • the switch 7 is controlled with the control device 8 unregulated or regulated via a voltage regulator 10.
  • the switching takes place step by step by closing a switching path adjacent to the closed switching path and then opening the original switching path.
  • an integrated overvoltage protection 11 can be provided on the end consumer 2 side.
  • control transformer 3 in the embodiment as an autotransformer has a widened spread gap 9. This increase in the leakage impedance limits the circulating current to the order of magnitude of the nominal current in the event of a short circuit.
  • control winding is connected to the partial windings 4 via one end of the secondary winding of the control transformer 3.
  • a switch 7 with its control device 8 is again provided on the partial windings 4.
  • the control transformer 3 also again has a widened spreading gap 9. The leakage impedance of the secondary main winding 14 is not increased.
  • the changeover switch 7 is designed as a multi-stage cam switch and corresponds to the taps 5 of the partial windings 4.
  • the regulating transformer 3 is designed as a series regulator and has a differential power which is proportional to the voltage difference to be regulated.
  • the partial windings 4 are connected with their taps 5 to a series of contactors 10, which carry out the voltage regulation in accordance with the changeover switch 7 in FIGS. 1 and 2.
  • the control of the individual contactors 12 or also relays takes place via control devices 8 which are connected to a voltage regulator.
  • the partial windings 4 with their taps 5 are connected to a series of electronic switches 13, in particular semiconductor switches, which carry out the voltage regulation in accordance with the changeover switch 7 in FIGS. 1 and 2.
  • the individual semiconductor switches are controlled by electronic devices which are connected to the voltage regulator.

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Abstract

The invention relates to a method for regulating the electrical voltage in electrical supply networks and/or consumer units and a device for carrying out said method. A regulating transformer (3) is inserted between a network node (1) in the supply network and/or the consumer unit and at least one end user (2). The regulating transformer (3) comprises a high leakage impedance, which limits the ring current to the order of magnitude of the nominal current, in the case of a short-circuit between adjacent tappings (5) of the partial windings. The regulating transformer further comprises a transfer switch (7), to switch the partial windings (4).

Description

Verfahren zur Regelung der elektrischen Spannung sowie Einrichtung zurMethod for regulating the electrical voltage and device for
Durchführung des VerfahrensExecution of the procedure
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der elektrischen Spannung in elektrischen Versorgungsnetzen und/oder Verbraucheranlagen sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for regulating the electrical voltage in electrical supply networks and / or consumer systems and a device for carrying out the method.
Es ist an sich bekannt, die Spannungsregelung der Netze nur in zentralen Netzknoten der Hoch- oder Mittelspannungsnetze durchzuführen. Die weitere Transformation auf Niederspannungsniveau ist normalerweise nicht unter Last regelbar. Diese Netzstruktur ist auf die zentrale Energieversorgung ausgerichtet und hat den Nachteil, daß die durch Laständerung verursachten Spannungsschwankungen ab den Netzknoten bis zu den Endverbrauchern nicht mehr ausgeregelt werden können. Dadurch ist die ausnützbare Übertragungsleistung der Netzteile ab den Netzknoten eher durch den Spannungsabfall als durch die thermische Belastbarkeit limitiert.It is known per se to carry out the voltage regulation of the networks only in central network nodes of the high or medium voltage networks. The further transformation to low voltage level is usually not controllable under load. This network structure is geared towards the central energy supply and has the disadvantage that the voltage fluctuations caused by load changes from the network nodes to the end consumers can no longer be corrected. As a result, the usable transmission power of the power supplies from the network nodes is limited more by the voltage drop than by the thermal load capacity.
Zur Spannungsregelung der Netze in den zentralen Netzknoten werden Regeltransformatoren vorgesehen. Regeltransformatoren dienen der stufenweisen Spannungsregelung elektrischer Netze durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses. Zu diesem Zweck enthalten Regeltransformatoren Regelwicklungen mit Anzapfungen, die mit Hilfe der Transformatorstufenschalter unter Last umgeschaltet werden. Während der Umschaltvorgänge darf weder der Laststromfluß unterbrochen noch die Wicklungsstufe zwischen den betroffenen Anzapfungen kurzgeschlossen werden. Die zweite Anforderung resultiert daraus, daß während jeder Umschaltung zweier benachbarter Anzapfungen notwendigerweise, auf Grund der ersten Anforderung kurzzeitig miteinander verbunden sind, und dadurch über den Schalter und die betroffene Teilwicklung ein Kreisstrom in Höhe des Transformator-Kurzschlußstromes fließt, dessen Wirkungen der Transformator, vor allem im periodischen Betrieb, nicht standzuhalten vermag. Dieser Transformator-Kurzschlußstrom ist relativ hoch, da normalerweise der Innenwiderstand des Transformators klein ist. Darüber hinaus müßten die Stufenschalter der Transformatoren auf das periodische Schalten dieser hohen Kurzschlußströme abgestimmt sein.Control transformers are provided for voltage regulation of the networks in the central network nodes. Control transformers are used for step-by-step voltage regulation of electrical networks by changing the gear ratio. For this purpose, regulating transformers contain regulating windings with taps, which can be switched under load using the transformer tap changer. The load current flow must not be interrupted or the winding stage between the taps affected short-circuited during the switching processes. The second requirement results from the fact that during each switchover between two adjacent taps, they are necessarily briefly connected to one another due to the first requirement, and thereby a circuit current flows through the switch and the affected partial winding in the amount of the transformer short-circuit current, the effects of which the transformer, especially in periodic operation, cannot withstand. This transformer short-circuit current is relatively high since the internal resistance of the transformer is normally low. In addition, the tap changers of the transformers would have to be matched to the periodic switching of these high short-circuit currents.
Die Umschaltung im Stufenschalter des Transformators erfolgt aus obigen Grund auch nicht direkt, sondern mehrstufig, wobei während des Umschaltvorganges kurzzeitig Überschaltimpedanzen in die Stromkreise der Anzapfungen geschaltet werden, die den Kreisstrom begrenzen. Üblich sind sowohl ohmsche Überschaltimpedanzen im europäischen Raum, als auch induktive Überschaltimedanzen im amerkanischen Raum. Für die mehrstufige Umschaltung werden mehrere Überschaltprinzipien angewendet, die nach den Erscheinungsbildern der Zeigerdiagramme der Umschaltvorgänge benannt sind. So spricht man dann von einer symmetrischen oder unsymmetrischen Fahnen- bzw. Wimpelschaltung.The changeover in the tap changer of the transformer does not take place directly, but rather in several stages for the above reason, during which switching overturning impedances are briefly switched into the circuits of the taps, which limit the circulating current. Both ohmic overturning impedances in Europe and inductive overturning impedances in America are common. For the multi-stage switchover, several switchover principles are used, which are named after the appearance of the pointer diagrams of the switchover processes. So one speaks of a symmetrical or asymmetrical flag or pennant circuit.
Nachteilig bei den bislang angewendeten Maßnahmen zur Begrenzung des Kreisstromes ist, daß sie zu komplexen Überschaltprinzipien führen und komplexe Ausführungen der Regeltransformatoren erfordern.A disadvantage of the measures used to limit the circulating current so far is that they lead to complex switching principles and require complex designs of the control transformers.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das einerseits die obigen Nachteile vermeidet und das anderseits durch ein neues verbrauchernähres Anwendungsfeld der Spannungsregelung eine höhere und effizientere Ausnützung vorhandener Netze zuläßt bzw. gewährleistet.The object of the invention is therefore to provide a method of the type mentioned, which on the one hand avoids the above disadvantages and on the other hand allows or ensures a higher and more efficient use of existing networks through a new consumer-oriented field of application of voltage regulation.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.The object is achieved by the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Netzknoten des Versorgungsnetzes und/oder der Verbraucheranlage und mindestens einem Endverbraucher ein, eine hohe, den Kreisstrom im Fall eines Kurzschlusses benachbarter Anzapfungen der Teilwicklungen auf die Größenordnung des Nennstromes begrenzenden, Streuimpedanz aufweisender Regeltransformator mit einem die Teilwicklungen des Regeltransformators umzuschaltenden Umschalter eingeschleift wird.The method according to the invention is characterized in that between a network node of the supply network and / or the consumer system and at least one end user, a high, the circulating current in the case a short circuit of adjacent taps of the partial windings to the order of magnitude of the nominal current limiting stray impedance control transformer is looped in with a changeover switch to switch the partial windings of the control transformer.
Mit der Erfindung ist es erstmals möglich eine Spannungsregelung in Netzen oder Verbraucheranlagen, in Nähe des Verbrauchers, auf Basis von Regeltransformatoren durchzuführen, die eine erhöhte Impedanz der Regelwicklung aufweisen, so daß ein vereinfachter Stufenschalter ohne Überschaltimpedanzen eingesetzt werden kann.With the invention it is possible for the first time to carry out a voltage regulation in networks or consumer systems, in the vicinity of the consumer, on the basis of regulating transformers which have an increased impedance of the regulating winding, so that a simplified tap changer can be used without switching impedances.
Durch die Liberalisierung und Dezentralisierung der elektrischen Energieversorgung und auf Grund der höheren bidirektionalen Auslastung der Netze werden die verbraucherseitigen Spannungsunterschiede zwischen Starklast-Bezug, Schwachlast und möglicherweise Einspeisung größer. Zur Spannungshaltung sollte daher eine Spannungsregelung auf der Ebene der Niederspannung oder eventuell auf der Ebene der Mittelspannung als wirtschaftliche Lösung durchgeführt werden.Due to the liberalization and decentralization of the electrical energy supply and due to the higher bidirectional utilization of the grids, the consumer-side voltage differences between heavy load, low load and possibly feed-in are greater. For voltage maintenance, voltage regulation should therefore be carried out at the low voltage level or possibly at the medium voltage level as an economical solution.
Es ist weiters Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die vor allem einfach und robust im Aufbau ist und wirtschaftlich hergestellt werden kann.It is a further object of the invention to provide a device for carrying out the method which, above all, is simple and robust in construction and can be produced economically.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß derAccording to a special feature of the invention, the device for performing the method is characterized in that the
Regeltransformator als Längsregler mit einer Differenzleistung proportional zur auszuregelnden Spannungsdifferenz ausgebildet ist. Erfindungsgemäß werden also zur Spannungshaltung Längsregler in den Netzausläufern vorgesehen, bei denen die aus dem Stand der Technik bekannten und heute üblichen Überschalt-Impedanzen des Stufenschalters und damit dieControl transformer is designed as a series regulator with a differential power proportional to the voltage difference to be regulated. According to the invention, longitudinal regulators are therefore provided in the network extensions for maintaining the voltage, in which the step-over impedances of the tap changer known from the prior art and thus customary today and thus the
Widerstandskontakte entfallen. Dies ist vor allem deshalb möglich, da die Spannungsregelung an leistungsschwachen Netzpunkten durchgeführt wird. Selbst eine erhöhte Impedanz eines derartigen Längsreglers wirkt sich nur gering auf den Gesamtinnenwiderstand des Netzes aus.Resistance contacts are eliminated. This is possible primarily because the voltage regulation is carried out at weak network points. Even an increased impedance of such a series regulator has only a minor effect on the total internal resistance of the network.
Die Notwendigkeit der Überschaltimpedanzen resultiert aus dem Faktum, daß Netzinnenwiderstand und Kurzschlußimpedanz von Regeltransformatoren aus Gründen der Spannungshaltung wesentlich kleiner als die Lastimpedanz sind, so daß die Kurzschlußströme wesentlich höher als die Betriebsströme sind.The necessity of the overturning impedances results from the fact that the system internal resistance and short-circuit impedance of regulating transformers are, for reasons of voltage maintenance, considerably smaller than the load impedance, so that the short-circuit currents are substantially higher than the operating currents.
Erhöht man die Kurzschlußimpedanz der Regelwicklung, z.B. durch Verbreiterung des Streuspaltes, so weit, daß der Kreisstrom im Fall des Kurzschlusses benachbarter Anzapfungen in der Größenordnung des Nennstromes liegt, so sind die zusätzlichen Überschaltimpedanzen nicht erforderlich, und der Stufenschalter vereinfacht sich auf einen gewöhnlichen Umschalter.If the short-circuit impedance of the control winding is increased, e.g. by widening the spreading gap to such an extent that the circulating current in the event of a short circuit in adjacent taps is of the order of magnitude of the nominal current, the additional switching impedances are not required, and the tap changer is simplified to an ordinary changeover switch.
Die Regelwicklung kann sowohl als konzentrische als auch als Scheibenspulenwicklung mit den entsprechenden Anzapfungen ausgeführt sein. Dieses Prinzip ist sowohl bei Volltransformatoren mit Regelwicklung als auch bei Spartransformatoren für Längsregelung anwendbar. Die Regelwicklung kann sowohl über ein Wicklungsende als auch über eineThe control winding can be designed both as a concentric and as a disk coil winding with the appropriate taps. This principle can be used for fully transformers with regulating windings as well as autotransformers for series regulation. The control winding can have both one winding end and one
Anzapfung mit der sekundären Stammwicklung bzw. Primärwicklung verbunden sein.Tapping connected to the secondary main winding or primary winding.
Da die Einrichtung für die Spannungsregelung von Netzausläufern in Frage kommt, liegt ihre Leistungsfähigkeit auf Basis der Durchgangsleistung im Bereich von einigen 10 kVA bis einigen 10 MVA.Since the device for voltage regulation of network outlets comes into question, its performance based on the throughput power is in the range from a few 10 kVA to a few 10 MVA.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Umschalter ein widerstandskontaktloser und ausschließlich Hauptkontakte aufweisender Lastumschalter. Wie bereits oben aufgezeigt, ist ein derart ausgebildeter Lastumschalter eine wirtschaftliche Lösung. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Umschalter ein widerstandskontaktloser Lastwähler. Ebenso ist diese Ausführung des Umschalters äußerst einfach im Aufbau und wirtschaftlich herstellbar.According to a further development of the invention, the changeover switch is a load changeover switch without resistance contact and having only main contacts. As already shown above, a diverter switch designed in this way is an economical solution. According to a further embodiment of the invention, the changeover switch is a load selector without resistance contact. This design of the switch is also extremely simple in construction and economical to manufacture.
Gemäß weiterer Ausgestaltungen der Erfindung kann der Umschalter auch auf Basis eines mehrstufigen Nockenschalters oder einer Kette von Relais oder Schützen oder einer Kette elektronischer Schalter, insbesondere Halbleiterschalter, ausgebildet sein kann. Auch diese Ausführungen des Umschalters sind einfach im Aufbau und in einem robusten Betrieb äußerst zuverlässig.According to further refinements of the invention, the changeover switch can also be designed on the basis of a multi-stage cam switch or a chain of relays or contactors or a chain of electronic switches, in particular semiconductor switches. These versions of the switch are also simple in construction and extremely reliable in robust operation.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it:
Fig. 1 eine Prinzipskizze bei Anordnung eines SpartransformatorsFig. 1 is a schematic diagram when an autotransformer is arranged
Fig. 2 eine Prinzipskizze bei Anordnung eines VolltransformatorsFig. 2 is a schematic diagram when arranging a full transformer
Fig. 3 einen Umschalter auf Basis von Schützen undFig. 3 is a switch based on contactors and
Fig. 4 einen Umschalter auf Basis von Halbleitern.Fig. 4 is a switch based on semiconductors.
Einführend sei festgehalten, daß in der beschriebenen Ausführungsform gleiche Teile bzw. Zustände mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamtenAs an introduction, it should be noted that in the described embodiment, the same parts or states are provided with the same reference numerals or the same component designations, the same throughout
Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile bzw. Zustände mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Weiters können auch Einzelmerkmale aus dem gezeigten Ausführungsbeispiel für sich eigenständige, erfindungsgemäße Lösungen darstellen. Gemäß der Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung zwischen einem - mit dem Pfeil dargestellten - Netzknoten 1 und einem - ebenfalls nur mit einem Pfeil angedeuteten - Endverbraucher 2 aufgezeigt, wobei für die Regelung ein Regeltransformator 3 in der Ausführung eines Spartransformators vorgesehen ist. Dieser Spartransformator weist eine Regelwicklung mit Teilwicklungen 4 auf. Die Regelwicklung ist über eine Anzapfung 5, beispielsweise über eine Mittelanzapfung mit der Primärwicklung 6 des Spartransformators verbunden. Dies erlaubt sowohl eine Erhöhung als auch eine Verringerung der endverbraucherseitigen Spannung. Die Anzapfungen 5 der Regelwicklung werden über einen Umschalter 7 wahlweise mit dem Ausgang zum Endverbraucher 2 verbunden. Die Ansteuerung des Umschalters 7 erfolgt mit der Ansteuereinrichtung 8 ungeregelt oder über einen Spannungsregler 10 geregelt. Die Umschaltungen erfolgen schrittweise, indem eine zur geschlossenen Schaltstrecke benachbarte Schaltstrecke geschlossen und danach die ursprüngliche Schaltstrecke geöffnet wird. Dadurch kann die endverbraucherseitige Spannung erhöht oder verringert werden. Darüber hinaus kann auf der Seite des Endverbrauchers 2 ein integrierter Überspannungsschutz 11 vorgesehen sein.Description contained disclosures can be applied analogously to the same parts or states with the same reference numerals or same component names. Furthermore, individual features from the exemplary embodiment shown can also represent independent solutions according to the invention. 1 shows a device for regulating the electrical voltage between a network node 1 (shown by the arrow) and an end user 2 (likewise only indicated by an arrow), a regulating transformer 3 in the form of an autotransformer being provided for the regulation is. This autotransformer has a control winding with partial windings 4. The control winding is connected to the primary winding 6 of the autotransformer via a tap 5, for example via a center tap. This allows both an increase and a decrease in the end-user voltage. The taps 5 of the control winding are optionally connected to the output to the end user 2 via a changeover switch 7. The switch 7 is controlled with the control device 8 unregulated or regulated via a voltage regulator 10. The switching takes place step by step by closing a switching path adjacent to the closed switching path and then opening the original switching path. As a result, the end-user voltage can be increased or decreased. In addition, an integrated overvoltage protection 11 can be provided on the end consumer 2 side.
Zur Erhöhung der Kurzschlußimpedanz der Regelwicklung weist der Regeltransformator 3 in der Ausführungsart als Spartransformator einen verbreiterten Streuspalt 9 auf. Durch diese Erhöhung der Streuimpedanz wird der Kreisstrom im Falle eines Kurzschlusses auf die Größenordnung des Nennstromes begrenzt.To increase the short-circuit impedance of the control winding, the control transformer 3 in the embodiment as an autotransformer has a widened spread gap 9. This increase in the leakage impedance limits the circulating current to the order of magnitude of the nominal current in the event of a short circuit.
Gemäß der Fig. 2 ist wieder die Einrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung zwischen einem Netzknoten 1 und einem Endverbraucher 2 aufgezeigt, wobei für die Regelung ein Regeltransformator 3 in der Ausführung eines Volltransformators vorgesehen ist. Dabei erfolgt die Verbindung der Regelwicklung mit den Teilwicklungen 4 über ein Ende der Sekundärwicklung des Regeltransformators 3. An die Teilwicklungen 4 ist wieder ein Umschalter 7 mit seiner Ansteuereinrichtung 8 vorgesehen. Zur Erhöhung der Streuimpedanz weist der Regeltransformator 3 ebenfalls wieder einen verbreiterten Streuspalt 9 auf. Die Streuimpedanz der Sekundären Stammwicklung 14 ist nicht erhöht.2 again shows the device for regulating the electrical voltage between a network node 1 and an end user 2, a regulating transformer 3 in the form of a full transformer being provided for the regulation. The control winding is connected to the partial windings 4 via one end of the secondary winding of the control transformer 3. A switch 7 with its control device 8 is again provided on the partial windings 4. To increase the stray impedance the control transformer 3 also again has a widened spreading gap 9. The leakage impedance of the secondary main winding 14 is not increased.
Der Umschalter 7 ist als mehrstufiger Nockenschalter ausgeführt und korrespondiert mit den Anzapfungen 5 der Teilwicklungen 4.The changeover switch 7 is designed as a multi-stage cam switch and corresponds to the taps 5 of the partial windings 4.
Wie auch im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der Regeltransformator 3 als Längsregler ausgebildet und weist eine Differenzleistung auf, die proportional der auszuregelnden Spannungsdifferenz ist.As in the exemplary embodiment according to FIG. 1, the regulating transformer 3 is designed as a series regulator and has a differential power which is proportional to the voltage difference to be regulated.
Gemäß der Fig. 3 sind die Teilwicklungen 4 mit ihren Anzapfungen 5 mit einer Reihe von Schützen 10 verbunden, die die Spannungsregelung entsprechend dem Umschalter 7 in Fig. 1 und 2 durchführen. Die Ansteuerung der einzelnen Schütze 12 oder auch Relais erfolgt über AnSteuereinrichtungen 8, die mit einem Spannungsregler in Verbindung stehen.According to FIG. 3, the partial windings 4 are connected with their taps 5 to a series of contactors 10, which carry out the voltage regulation in accordance with the changeover switch 7 in FIGS. 1 and 2. The control of the individual contactors 12 or also relays takes place via control devices 8 which are connected to a voltage regulator.
Gemäß der Fig. 4 sind die Teilwicklungen 4 mit ihren Anzapfungen 5 mit einer Reihe von elektronischen Schaltern 13, insbesondere Halbleiterschaltern, verbunden, die die Spannungsregelung entsprechend dem Umschalter 7 in Fig. 1 und 2 durchführen. Die Ansteuerung der einzelnen Halbleiterschalter erfolgt über elektronische Einrichtungen, die mit dem Spannungsregler in Verbindung stehen.4, the partial windings 4 with their taps 5 are connected to a series of electronic switches 13, in particular semiconductor switches, which carry out the voltage regulation in accordance with the changeover switch 7 in FIGS. 1 and 2. The individual semiconductor switches are controlled by electronic devices which are connected to the voltage regulator.
Abschließend sei der Ordnung halber darauf hingewiesen, daß in der Zeichnung einzelne Bauteile und Baugruppen zum besseren Verständnis der Erfindung unpropotional und maßstäblich verzerrt dargestellt sind.Finally, for the sake of order, it should be pointed out that individual components and assemblies are shown unpropotionally and to scale in the drawing for a better understanding of the invention.
Es können auch einzelne Merkmale des Ausführungsbeispieles mit anderen Einzelmerkmalen oder jeweils für sich alleine den Gegenstand von eigenständigen Erfindungen bilden. Vor allem können die einzelnen in der Fig. gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den detaillierten Beschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. Individual features of the exemplary embodiment can also form the subject of independent inventions with other individual features or individually. Above all, the individual designs shown in the figure can form the subject of independent solutions according to the invention. The relevant invention Tasks and solutions can be found in the detailed descriptions of these figures.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zur Regelung der elektrischen Spannung in elektrischen Versorgungsnetzen und/oder Verbraucheranlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Netzknoten (1 ) des1. A method for controlling the electrical voltage in electrical supply networks and / or consumer systems, characterized in that between a network node (1)
Versorgungsnetzes und/oder der Verbraucheranlage und mindestens einem Endverbraucher (2) ein, eine hohe, den Kreisstrom im Fall eines Kurzschlusses benachbarter Anzapfungen (5) der Teilwicklungen (4) auf die Größenordnung des Nennstromes begrenzenden, Streuimpedanz aufweisender Regeltransformator (3) mit einem die Teilwicklungen (4) desSupply network and / or the consumer system and at least one end consumer (2), a high, the circulating current in the event of a short circuit of adjacent taps (5) of the partial windings (4) to the order of magnitude of the nominal current, with leakage impedance regulating transformer (3) with a Partial windings (4) of the
Regeltransformators (3) umzuschaltenden Umschalter (7) eingeschleift wird.Control transformer (3) to be switched changeover switch (7) is looped in.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Regeltransformator (3) als Längsregler mit einer Differenzleistung proportional zur auszuregelnden Spannungsdifferenz ausgebildet ist.2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the control transformer (3) is designed as a series regulator with a differential power proportional to the voltage difference to be regulated.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (7) ein widerstandskontaktloser und ausschließlich Hauptkontakte aufweisender Lastumschalter ist.3. Device according to claim 2, characterized in that the changeover switch (7) is a load changeover switch without resistance contact and having only main contacts.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (7) ein widerstandskontaktloser Lastwähler ist.4. Device according to claim 2, characterized in that the changeover switch (7) is a load selector without resistance contact.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (7) ein mehrstufiger Nockenschalter ist.5. Device according to claim 2, characterized in that the changeover switch (7) is a multi-stage cam switch.
6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (7) aus einer Kette von Relais oder Schützen (12) gebildet ist. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (7) aus einer Kette von elektronischen Schaltern (13), insbesondere Halbleiterschalter, gebildet ist. 6. Device according to claim 2, characterized in that the changeover switch (7) is formed from a chain of relays or contactors (12). Device according to claim 2, characterized in that the changeover switch (7) is formed from a chain of electronic switches (13), in particular semiconductor switches.
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