EP3447602A1 - Method and device for controlling the voltage of a transformer system - Google Patents
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- EP3447602A1 EP3447602A1 EP17187264.1A EP17187264A EP3447602A1 EP 3447602 A1 EP3447602 A1 EP 3447602A1 EP 17187264 A EP17187264 A EP 17187264A EP 3447602 A1 EP3447602 A1 EP 3447602A1
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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
Definitions
- the present invention relates to a method and apparatus for controlling a value of a voltage on a conductor to which at least one secondary winding of a first step-up transformer and a secondary turn of a second step-down transformer are connected. Furthermore, the present invention relates to a transformer system comprising the device and two gradable transformers.
- a voltage band or a bandwidth B is defined around the nominal voltage value. If the measured voltage is outside this bandwidth, a gradation command is given to a tap changer after an adjustable time delay, which is determined by the
- the voltage returns to the voltage band.
- the set value of the bandwidth is set at least so large that the bandwidth is not passed through in the case of a higher or lower step around the setpoint. Otherwise it would result in an endless back and forth step.
- a first transformer A has a higher stage and thus a higher open-circuit voltage than a second transformer B.
- the circulating reactive-current voltage deviation D CC positive.
- both regulators would step to control the transformers because in one of the transformers the reactive current deviation is greater than the threshold of the bandwidth and in the other transformer the reactive current deviation is less than the negative of the threshold of the bandwidth.
- Embodiments of the present invention employ temporal stage prioritization to stabilize voltage regulation.
- the stabilization of the regulator is used in terms of the temporal stage prioritization, if the voltage deviation is within a certain range of the bandwidth. This particular range of bandwidth is also referred to below as a prioritization bandwidth, the prioritization bandwidth being smaller than the bandwidth traditionally used.
- a method of controlling a value of a voltage on a conductor to which at least one secondary winding of a first stepping transformer and a secondary winding of a second stepping transformer are connected comprising: if a voltage deviation of the voltage the conductor is of a voltage setpoint within a first bandwidth around the voltage setpoint, and if a total deviation of a sum of the voltage deviation and a reactive current deviation from the voltage setpoint is respectively for the first and the second Transformer outside a second, greater than the first, bandwidth around the voltage setpoint: Setting a delay time to the stages of the first transformer and / or the second transformer such that a voltage deviation counteracting grading of the first or the second transformer is prioritized.
- the method may be partially implemented in hardware and / or software, in particular implemented by a computer method.
- the conductor to which the secondary windings of the first and second transformers are connected is also referred to as a busbar.
- the transformers may include tap changers of any known type. By actuating the tap changer, an open circuit voltage of the respective transformer can be set. In this case, a grading on a primary winding or the secondary winding can take place.
- a grading made at the primary stage may be advantageous because, due to the higher voltage at the primary winding, the current (especially in load operation) may be less than a current flowing through the secondary coil.
- step-type transformers are used, in which the primary winding and / or the secondary winding can be tapped at different points.
- tap changer can be used, which serve to adjust the transmission ratio.
- the winding or the coil of the transformer on the primary side and / or the secondary side have a main winding and a control or step winding with a plurality of taps, which are guided to the tap changer.
- the tap changers are so-called on-load tap changer (OLTC) and diverter (NLTC no load tape changer, DETC deenergized tap changer or OCTC, off circuit tap changer ). known.
- On-load tap-changers can be used for no-load switching and can be subdivided into load selectors and load switches. In this case, a tap changer column either one or more phases, for example, switch three phases.
- a measuring device In order to measure the voltage deviation and the reactive current, a measuring device can be provided which measures both the current at the secondary windings and in each case the current flowing from the secondary windings to the conductor. Both the voltage deviation and the reactive current deviation may be e.g. is specified or defined as a fraction or percentage of the difference to the voltage setpoint or a reactive current setpoint of zero.
- the control sensitivity is amplified to the point where, with a minimum step difference, the control deviation caused by the circulating reactive current DCC is exceeded.
- the setting value of the control sensitivity can be maintained in most cases to the default value of 1, and thus is without time-consuming commissioning given a very good control sensitivity and control stability.
- the optimum factor must be determined during commissioning.
- Embodiments of the present invention use two bandwidths, in particular a first bandwidth and a second bandwidth.
- Conventional methods use only a single bandwidth, especially the second bandwidth.
- Embodiments of the present invention address control instability in the case where the voltage deviation is relatively low and the reactive current deviations are opposite and of equal magnitude.
- Conventional methods and devices have for this case constantly up and stepped, which has led to damage and wear on components.
- a delay time is set in the event that the voltage deviation lies within a first bandwidth around the voltage setpoint.
- the delay time (one of the first or the second transformer) may define how long a certain deviation must be at least in order to perform a grading of the corresponding transformer gate.
- the delay time of the other transformer can be increased. If the delay time of a particular transformer is increased, this corresponds to a stricter criterion for triggering a step of the respective transformer. If e.g. the voltage deviation is negative, a higher level of that transformer can be prioritized (by increasing the corresponding delay time of the other transformer), which shows a negative total deviation. This provides a simple method of stabilizing the control.
- a delay time of that transformer for which the total deviation has a different sign than the voltage deviation set larger than another delay time for the other transformer.
- the transformer is prioritized in the staging, which has a total deviation that has the same sign as the voltage deviation.
- the gradation or the voltage step in the case of higher stages or low stages and the second bandwidth as a function of one another can be selected such that the upgrading or, in the case of low grading, the open-circuit voltage at the output of the secondary winding does not lead out of the second band range.
- a constant back and forth can be prevented.
- the method may be configured such that if the total deviation and / or reactive current deviation is outside the second bandwidth for at least the greater set delay time, the corresponding transformer is stepped up if the overall deviation is negative and is stepped lower if the overall deviation is negative wherein the grading is left if the total deviation is shorter than the larger set delay time outside the second bandwidth.
- a given transformer will only be stepped up or down if the corresponding or respective total deviation is outside the second band range for a period of time that is at least as long for the currently set delay time.
- a criterion can thus be changed according to which a grading takes place.
- the method is configured such that when upgrading one of the transformers, a higher, with lowering of one of the transformers a lower voltage at the output of the secondary winding of the respective transformer is applied, the upgrading and / or subscribers by appropriate tap on a respective primary winding (and / or secondary winding) takes place, whose input is connected to a further conductor to which in particular a high voltage between 70 kV and 400 kV is applied, the voltage setpoint is in particular between 5 kV and 20 kV.
- Lowering or upgrading can be achieved by changing the tap on the primary turn and / or on the secondary turn.
- the larger set delay time is between 1.5 and 2.5 times, more preferably 2 times the other delay time.
- an effective stabilization of the control can be achieved.
- the total deviation for the other transformer (whose delay time is not increased) has the same sign as the voltage deviation.
- This other transformer is prioritized for grading to counteract the voltage drift.
- the method is configured such that when the voltage deviation is negative, the delay time for the voltage regulator or voltage regulators which exceed the bandwidth, that is to say lower stages, is set greater.
- the larger set delay time can be between 1.5 and 2.5 times, especially 2 times, the other delay time.
- the method is such that when the voltage deviation is positive, the delay time for the voltage regulators that are below the bandwidth, that is, higher, is set larger.
- the first bandwidth is between 0.3 and 0.7 times, in particular 0.5 times the second bandwidth. Other values are possible.
- Conductors are described, illustrated or provided, as well, individually or in any combination, can be used for a device for controlling a value of a voltage to a conductor, according to an embodiment of the present invention, or vice versa.
- a device for controlling a value of a voltage on a conductor to which at least a secondary winding of a first stepping transformer and a secondary winding of a second stepping transformer are connected comprising: a logic unit formed if a voltage deviation of the voltage is at the conductor of a voltage setpoint within a first bandwidth around the voltage setpoint and if a total deviation of a sum of the voltage deviation and a reactive current deviation from the voltage setpoint for each of the first and second transformers is out of a second, greater than the first, bandwidth around Voltage setpoint is to set a delay time to stages of the first transformer and / or the second transformer such that a voltage deviation counteracting grading of the first or the second transformer is prioritized.
- the apparatus may further include a measuring device for measuring the value of the voltage and values of a reactive current of the first transformer and the second transformer.
- a transformer system comprising: a first step-up transformer and a second step-up transformer connected in parallel therewith; and an apparatus for controlling a value of a voltage according to any of the above-described embodiments.
- At least one of the first and second transformers may include an on-load tap changer.
- FIG. 1 schematically illustrates a transformer system 1 for controlling a value of a voltage on a conductor 3 to which at least one secondary winding 5A of a first step-up transformer 7A and a secondary winding 5B of a second step-up transformer 7B are connected, according to an embodiment of the present invention.
- This in Fig. 1 schematically illustrated transformer system 1 comprises a first step-up transformer 7A and a second step-wave transformer 7B connected in parallel therewith, and a device 13 for controlling a value of a voltage at a conductor 3.
- the device 13 has a logic unit 15, which is formed in the illustrated embodiment by a first voltage regulator 17A and a second voltage regulator 17B, which are interconnected by a communication line 21.
- the logic unit 15 is configured if a voltage deviation D V of the voltage on the conductor from a voltage setpoint within a first bandwidth [-B CC_DV , B CC_DV ] is around the voltage setpoint , and if a total deviation D is a sum of the voltage deviation D V and a Reactive current deviation D CC of the voltage setpoint for each of the first and the second transformer outside a second, larger than the first, bandwidth [-B, B] by the voltage setpoint, a delay time T1 to the stages of the first transformer 7A and / or the second transformer 7B set such that a voltage deviation counteracting grading of the first or the second transformer is prioritized.
- the logic unit 15 is formed, a method of controlling a value of a voltage in a conductor 3, on which at least one secondary winding 5A of a first step-up transformer 7A and a secondary winding 5B of a second step-type transformer 7B are connected, according to an embodiment of the present invention.
- the first transformer 7A has a first primary winding 9A and the second transformer 7B has a second primary winding 9B. Further, switches 37 are provided between the high voltage rail 27 and the bus bar 3 to selectively disconnect the first and / or second transformers 7A, 7B from the high voltage rail 27 and / or from the bus bar 43.
- the device 13 further comprises a measuring device 23, which is formed by partial measuring devices 23A and 23B, wherein the measuring device 23A is communicatively present with the first voltage regulator 17A to generate a first (blind) current I A and a first open-circuit voltage or Load voltage U A at the outputs of the secondary winding 5 of the first transformer 7A to measure.
- the partial measuring device 23B is communicatively connected to the second voltage regulator 17B and configured to measure the reactive current I B or generally the current I B and the output voltage U B at the output terminal of the second secondary winding 5B of the second transformer 7B and supply it to the second voltage regulator 17B.
- a tap changer 25A is provided, which receives control signals 26A from the first voltage regulator 17A, whereupon a corresponding step (tap on the primary winding 9A or on the secondary winding 5A of the first transformer 7A) is performed.
- a further tap changer 25B is provided, which receives control signals 26B from the second voltage regulator 17B, whereupon it performs a desired grading on the second transformer 7B.
- the two transformers 7A and 7B are electrically connected in parallel between a high voltage rail 27 and the conductor 3 (also referred to as a busbar). Point the two transformers 7A and 7B have different no-load voltages (or also voltages under load), this can lead to a circulating reactive current 29 (I KBS ), which is undesirable and is regulated in accordance with the embodiment of the present invention.
- I KBS circulating reactive current 29
- embodiments of the present invention stabilize the control to a target voltage value on the busbar 3 in the case where the output voltages of the two transformers 7A and 7B are slightly different but close to the target voltage value.
- the factor may be, for example, 0.5 and B is a conventionally used bandwidth.
- the opposite circulating reactive-current voltage deviation D CC and thus a total deviation D result in a step difference.
- the voltage deviation D V is then close to 0 and thus within the range Prioritization bandwidth (also referred to as first bandwidth). If D V ⁇ 0, the higher level is prioritized in time. That is, with the regulator in transformer A (transformer 7A), where a positive circulating reactive current is measured, twice the delay time is applied (criterion D> B). Accordingly, at D V > 0, the lower level is prioritized.
- Fig. 2 12 schematically illustrates a bar graph wherein the voltage deviation D V , the total deviation D A for the first transformer 7 A, the reactive current deviation D CCA for the first transformer 7 A, the total deviation D B for the second transformer 7 B and the reactive current deviation D CCB for the second transformer 7 B. are applied.
- the deviations are applied relative to the setpoint voltage 31 plotted as a proportion. How out Fig. 2 is apparent, the voltage deviation D V is within the first bandwidth 33 and is negative.
- D A and also D CCA are outside the second bandwidth 35 and in particular greater than B.
- D B and D CCB are outside the second bandwidth 35 and are in particular> -B.
- the first delay time (the delay time of the control for the first transformer 7A) is increased, in particular, set to double the value of the delay time used for the second transformer 7B.
- VACT illustrates the actually measured at the busbar voltage, to the voltage command value is the difference D V.
- Fig. 3 illustrated in a similar bar chart as in Fig. 2 a situation during a regulatory procedure, with different values of the different deviations.
- the voltage deviation D V is within the first bandwidth 33 and at the same time greater than 0 (> 0).
- the total deviation and the reactive current deviation of the first transformer and the second transformer are outside the second bandwidth 35.
- the delay time for the control of the second transformer 7B is increased, in particular set to twice the value compared to the value T1 of the delay time, which is used for the first transformer 7A. This prioritizes a lowering of the first transformer 7A.
- Embodiments of the present invention can ensure the user a control stability, with safe design of the circulating reactive current or regulating the circular reactive current.
- the set value introduced by the prior art is not sufficient for this and is difficult to master by the user. Due to the low conventional control quality and the associated circulating reactive current, the power loss of the transformers is increased and thus the efficiency is lowered.
- the delay time T1 can be predetermined by the network operator and relate to the compensation of voltage fluctuations in the network.
- the doubling of this delay time relates to the compensation of the circulating reactive current and thus has no effect on the coordination of voltage regulation in radial networks.
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Abstract
Bereitgestellt ist ein Verfahren zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter (3), an dem zumindest eine Sekundärwindung (5A) eines ersten stufbaren Transformators (7A) und eine Sekundärwindung (5B) eines zweiten stufbaren Transformators (7B) angeschlossen sind, wobei das Verfahren aufweist: falls eine Spannungsabweichung (DV) der Spannung an dem Leiter (3) von einem Spannungssollwert innerhalb einer ersten Bandbreite ([-BCC_DV, BCC_DV]) um den Spannungssollwert liegt, und falls eine Gesamtabweichung (DA, DB) einer Summe aus der Spannungsabweichung (DV) und einer Blindstromabweichung (DCCA, DCCB) von dem Spannungssollwert jeweils für der ersten und den zweiten Transformator außerhalb einer zweiten, größeren als der ersten, Bandbreite ([-BC, B]) um den Spannungssollwert liegt: Setzen einer Verzögerungszeit (T1) zum Stufen des ersten Transformators (7A) und/oder des zweiten Transformators (7B) derart, dass eine der Spannungsabweichung entgegenwirkende Stufung des ersten oder des zweiten Transformators priorisiert wird. Provided is a method for controlling a value of a voltage on a conductor (3) to which at least one secondary winding (5A) of a first stepping transformer (7A) and a secondary winding (5B) of a second stepping transformer (7B) are connected Method comprises: if a voltage deviation (D V ) of the voltage on the conductor (3) from a voltage setpoint within a first bandwidth ([-B CC_DV , B CC_DV ]) is around the voltage setpoint , and if a total deviation (D A , D B ) a sum of the voltage deviation (D V ) and a reactive current deviation (D CCA , D CCB ) from the voltage setpoint respectively for the first and the second transformer outside a second, greater than the first, bandwidth ([-B C , B]) around the voltage setpoint: setting a delay time (T1) to the stages of the first transformer (7A) and / or the second transformer (7B) such that one of the voltage deviation counteracts Staging the first or the second transformer is prioritized.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln eines Wertes einer Spannung an einem Leiter, an dem zumindest eine Sekundärwindung eines ersten stufbaren Transformators und eine Sekundärwindung eines zweiten stufbaren Transformators angeschlossen sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Transformatorsystem, welches die Vorrichtung sowie zwei stufbare Transformatoren aufweist.The present invention relates to a method and apparatus for controlling a value of a voltage on a conductor to which at least one secondary winding of a first step-up transformer and a secondary turn of a second step-down transformer are connected. Furthermore, the present invention relates to a transformer system comprising the device and two gradable transformers.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass zwei oder mehr Transformatoren parallel auf eine Sammelschiene geschaltet werden, um die zu liefernde Leistung zwischen den Transformatoren aufzuteilen damit der einzelne Transformator nicht überlastet wird. Falls jedoch zwei oder mehr Transformatoren auf die gleiche Sammelschiene speisen und die Spannungsregler unabhängig voneinander auf den Sollspannungswert regeln, kann es aufgrund der unterschiedlichen Leerlaufspannungen der Transformatoren zu Ausgleichsströmen kommen. Da der Scheinwiderstand der Transformatoren hauptsächlich induktiv ist, können sich im Wesentlichen Kreisblindströme bilden.From the prior art it is known that two or more transformers are connected in parallel to a bus bar in order to divide the power to be supplied between the transformers so that the single transformer is not overloaded. However, if two or more transformers feed on the same busbar and regulate the voltage regulators independently of each other to the setpoint voltage value, balancing currents may occur due to the different open circuit voltages of the transformers. Since the impedance of the transformers is mainly inductive, essentially circular reactive currents can form.
Derartige Kreisblindströme sind unerwünscht, da sie zu einer erhöhten Verlustleistung der Transformatoren führen können. Neben einer Spannungsabweichung von dem Spannungssollwert ist herkömmlicherweise als ein zusätzliches Regelkriterium der Spannungsregelung daher ferner der Kreisblindstrom herangezogen worden, um diesen zu minimieren.Such circular reactive currents are undesirable because they can lead to increased power dissipation of the transformers. In addition to a voltage deviation from the voltage setpoint, the circulating reactive current has therefore traditionally been used as an additional control criterion of the voltage regulation in order to minimize this.
Bei einem herkömmlichen Spannungsregler wird um den Sollspannungswert ein Spannungsband bzw. eine Bandbreite B definiert. Liegt die gemessene Spannung außerhalb dieser Bandbreite, wird nach einer einstellbaren zeitlichen Verzögerung ein Stufungsbefehl an einen Stufenschalter gegeben, womit durch dieIn a conventional voltage regulator, a voltage band or a bandwidth B is defined around the nominal voltage value. If the measured voltage is outside this bandwidth, a gradation command is given to a tap changer after an adjustable time delay, which is determined by the
Änderung der Leerlaufspannung des Transformators die Spannung wieder in das Spannungsband zurückkehrt. Der Einstellwert der Bandbreite wird mindestens so groß festgelegt, dass bei einem Höher- bzw. Tieferstufen um den Sollwert die Bandbreite nicht durchfahren wird. Andernfalls hätte es ein endloses Hin- und Herstufen zur Folge. Mit der Spannungsregelung für parallele Transformatoren nach der Kreisblindstrom-Methode wird zusätzlich zu der Spannungsabweichung an jedem parallelen Transformator der Kreisblindstrom ermittelt und eine Regelabweichung basierend auf den Kreisblindstrom zu der Regelabweichung durch die Spannung addiert.Change in the open circuit voltage of the transformer, the voltage returns to the voltage band. The set value of the bandwidth is set at least so large that the bandwidth is not passed through in the case of a higher or lower step around the setpoint. Otherwise it would result in an endless back and forth step. With the voltage regulation for parallel transformers according to the circulating reactive current method, in addition to the voltage deviation at each parallel transformer, the circulating reactive current is determined and a control deviation based on the circulating reactive current is added to the control deviation by the voltage.
Die Regelabweichung DCC resultierend aus dem Kreisblindstrom kann im Allgemeinen nach folgender Formel berechnet werden:
- k - einstellbarer Kreisblindstromregelfaktor
- ICC - Kreisblindstrom
- X - Transformatorlängsreaktanz berechnet aus Kurzschlussspannung
- UN - Transformatornennspannung
- k - adjustable circulating reactive current control factor
- ICC - Circulating reactive current
- X - transformer longitudinal reactance calculated from short-circuit voltage
- UN transformer rated voltage
Aus der Summe von Spannungsabweichung und der Kreisblindstromabweichung wird die Gesamtabweichung D ermittelt und mit der Bandbreite verglichen:
Bei zwei parallelen Transformatoren ergibt sich bei einer Differenz der Leerlaufspannungen genau der entgegengesetzte Kreisblindstrom und damit genau die entgegengesetzte Kreisblindstromabweichung DCC. Falls die gemessene Spannung an beiden Transformatoren der Sollspannung entspricht, ergibt sich damit an beiden Spannungsreglern genau die entgegengesetzte Gesamtabweichung D.In the case of two parallel transformers, the difference between the no-load voltages results in exactly the opposite circulating reactive current and thus exactly the opposite circulating reactive-field deviation D CC . If the measured voltage at both transformers corresponds to the setpoint voltage, then exactly the opposite total deviation D results for both voltage regulators.
Beispielhaft habe ein erster Transformator A eine höhere Stufe und damit eine höhere Leerlaufspannung als ein zweiter Transformator B. Damit ist die Kreisblindstrom-Spannungsabweichung DCC positiv. In diesem Beispiel würden gemäß einem herkömmlichen Regelungsverfahren beide Regler zur Steuerung der Transformatoren stufen, da bei einem der Transformatoren die Blindstromabweichung größer als der Schwellwert der Bandbreite ist und bei dem anderen Transformator die Blindstromabweichung kleiner als das Negative des Schwellwerts der Bandbreite ist.By way of example, a first transformer A has a higher stage and thus a higher open-circuit voltage than a second transformer B. Thus, the circulating reactive-current voltage deviation D CC positive. In this example, according to a conventional control method, both regulators would step to control the transformers because in one of the transformers the reactive current deviation is greater than the threshold of the bandwidth and in the other transformer the reactive current deviation is less than the negative of the threshold of the bandwidth.
Nach einer entgegengesetzten Stufung von beiden Reglern würde der identische Fall mit vertauschten Rollen auftreten. Die Regler gemäß dem Stand der Technik würden nachfolgend endlos stufen. Die Regelung arbeitet somit herkömmlicherweise nicht stabil und damit kann ein unnötiger Verschleiß der Stufenschalter verbunden sein. Die Regler würden nachfolgend endlos stufen. Hier wären zusätzliche Maßnahmen notwendig, um ein unnötiges Stufen zu vermeiden.After an opposite step of both controllers, the identical case would occur with reversed roles. The prior art regulators would subsequently infinitely scale. The control thus conventionally does not work stable and thus may be connected to unnecessary wear of the tap changer. The controls would subsequently increment endlessly. Here additional measures would be necessary to avoid unnecessary steps.
Herkömmlich sind auch Spannungsregler mit zwei verschiedenen Zeitcharakteristiken eingesetzt worden. Bei der linearen Zeitcharakteristik wird unabhängig von der Regelabweichung mit einer konstanten Regelabweichung geregelt. Bei der inversen Zeitcharakteristik ist die Verzögerungszeit umgekehrt proportional zur Regelabweichung D. Die Einstellung der Verzögerungszeit für Spannungsabweichungen wird durch den Netzbetreiber vorgegeben, damit eine übergeordnete Koordination bei radialen Netzen möglich ist. Damit ist eine feste unterschiedliche Parametrierung nicht erwünscht. Außerdem sollen bei einem Spannungseinbruch durch Lastzuschaltung beide Regler nach gleicher Verzögerungszeit stufen.Traditionally, voltage regulators with two different timing characteristics have also been used. Regarding the linear time characteristic, a constant control deviation is controlled independently of the control deviation. In the case of the inverse time characteristic, the delay time is inversely proportional to the control deviation D. The setting of the delay time for voltage deviations is predetermined by the network operator, so that higher-level coordination is possible with radial networks. Thus a fixed different parameterization is not desired. In addition, in the event of a voltage drop due to load connection, both controllers should switch to the same delay time.
Im Stand der Technik ist auch ein Spannungsregler vorgeschlagen worden, bei dem man einen Regler für den Kreisblindstrom empfindlicher einstellt als den anderen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass bei einer Spannungsabweichung innerhalb des Spannungsbandes sich in dem empfindlichen Regler keine Regelabweichung ergibt, da sich DV und DCC aufheben und in dem unempfindlichen Regler D die Bandbreite B nicht überschreitet. Es kann sich somit eine schlechte Regelgüte ergeben und der Kreisblindstrom wird nicht zufriedenstellend ausgeregelt.In the prior art, a voltage regulator has been proposed, in which one adjusts a controller for the circulating reactive current sensitive than the other. However, this has the disadvantage that in the case of a voltage deviation within the voltage band, no control deviation results in the sensitive controller, since D V and D CC cancel each other out and the bandwidth B in the insensitive controller D does not exceed. It can thus result in a poor quality control and the circulating reactive current is not regulated satisfactorily.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter zu schaffen, an dem zumindest eine Sekundärwindung eines ersten stufbaren Transformators und eine Sekundärwindung eines zweiten stufbaren Transformators angeschlossen sind, wobei eine zuverlässige Steuerung erreicht ist, wobei Verschleiß von Komponenten, insbesondere Verschleiß von Stufungsschaltern von Transformatoren vermindert ist.Thus, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for controlling a value of a voltage on a conductor to which at least one secondary winding of a first stepping transformer and a secondary winding of a second stepping transformer are connected, with reliable control being achieved , whereby wear of components, in particular wear of step switches of transformers is reduced.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche spezifizieren besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.The object is solved by the subject matters of the independent claims. The dependent claims specify particular embodiments of the present invention.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung setzen eine zeitliche Stufen-Priorisierung ein, um eine Spannungsregelung zu stabilisieren. Die Stabilisierung des Reglers wird im Sinne der zeitlichen Stufen-Priorisierung eingesetzt, falls die Spannungsabweichung sich innerhalb eines bestimmten Bereichs der Bandbreite befindet. Dieser bestimmte Bereich der Bandbreite wird im Folgenden auch als Priorisierungsbandbreite bezeichnet, wobei die Priorisierungsbandbreite kleiner ist als die herkömmlich verwendete Bandbreite.Embodiments of the present invention employ temporal stage prioritization to stabilize voltage regulation. The stabilization of the regulator is used in terms of the temporal stage prioritization, if the voltage deviation is within a certain range of the bandwidth. This particular range of bandwidth is also referred to below as a prioritization bandwidth, the prioritization bandwidth being smaller than the bandwidth traditionally used.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bereitgestellt ein Verfahren zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter, an dem zumindest eine Sekundärwindung eines ersten stufbaren Transformators und eine Sekundärwindung eines zweiten stufbaren Transformators angeschlossen sind, wobei das Verfahren aufweist: falls eine Spannungsabweichung der Spannung an dem Leiter von einem Spannungssollwert innerhalb einer ersten Bandbreite um den Spannungssollwert liegt, und falls eine Gesamtabweichung einer Summe aus der Spannungsabweichung und einer Blindstromabweichung von dem Spannungssollwert jeweils für der ersten und den zweiten Transformator außerhalb einer zweiten, größeren als der ersten, Bandbreite um den Spannungssollwert liegt: Setzen einer Verzögerungszeit zum Stufen des ersten Transformators und/oder des zweiten Transformators derart, dass eine der Spannungsabweichung entgegenwirkende Stufung des ersten oder des zweiten Transformators priorisiert wird.According to one embodiment of the present invention, there is provided a method of controlling a value of a voltage on a conductor to which at least one secondary winding of a first stepping transformer and a secondary winding of a second stepping transformer are connected, the method comprising: if a voltage deviation of the voltage the conductor is of a voltage setpoint within a first bandwidth around the voltage setpoint, and if a total deviation of a sum of the voltage deviation and a reactive current deviation from the voltage setpoint is respectively for the first and the second Transformer outside a second, greater than the first, bandwidth around the voltage setpoint: Setting a delay time to the stages of the first transformer and / or the second transformer such that a voltage deviation counteracting grading of the first or the second transformer is prioritized.
Das Verfahren kann teilweise in Hardware und/oder Software implementiert sein, insbesondere durch ein Computerverfahren implementiert sein. Der Leiter, an dem die Sekundärwindungen des ersten und des zweiten Transformators angeschlossen sind, wird auch als eine Sammelschiene bezeichnet.The method may be partially implemented in hardware and / or software, in particular implemented by a computer method. The conductor to which the secondary windings of the first and second transformers are connected is also referred to as a busbar.
Die Transformatoren können Stufenschalter jeder bekannten Art aufweisen. Durch Betätigung der Stufenschalter kann eine Leerlaufspannung des jeweiligen Transformators eingestellt werden. Dabei kann eine Stufung an einer Primärwindung oder auch der Sekundärwindung erfolgen. Eine Stufung, welche an der Primärstufe vorgenommen wird, kann vorteilhaft sein, da aufgrund der höheren Spannung an der Primärwindung der Strom (insbesondere im Lastbetrieb) geringer sein kann als ein durch die Sekundurspule fließender Strom.The transformers may include tap changers of any known type. By actuating the tap changer, an open circuit voltage of the respective transformer can be set. In this case, a grading on a primary winding or the secondary winding can take place. A grading made at the primary stage may be advantageous because, due to the higher voltage at the primary winding, the current (especially in load operation) may be less than a current flowing through the secondary coil.
Zur Regelung des Sollspannungswerts auf der Sammelschiene (die mit entsprechenden Sekundärwindungen der Transformatoren elektrisch verbunden ist), werden stufbare Transformatoren eingesetzt, bei denen an verschiedenen Stellen der Primärwindung und/oder der Sekundärwindung abgegriffen werden kann. Zum Stufen der Transformatoren können sogenannte Stufenschalter verwendet werden, welche zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses dienen. Dazu kann die Wicklung bzw. die Spule des Transformators auf der Primärseite und/oder der Sekundärseite eine Stammwicklung und eine Regel- oder Stufenwicklung mit mehreren Anzapfungen aufweisen, die an den Stufenschalter geführt werden. Unter den Stufenschalter sind sogenannte Laststufenschalter (englisch onload tap changer, OLTC) und Umsteller (englisch NLTC no load tape changer, DETC deenergized tap changer oder OCTC, off circuit tap changer) bekannt. Laststufenschalter können zur unterbringungsfreien Umschaltung unter Last dienen und können in Lastwähler und Lastschalter unterteilt werden. Dabei kann eine Stufenschaltersäule entweder eine oder mehrere Phasen, z.B. drei Phasen schalten.For controlling the target voltage value on the busbar (which is electrically connected to corresponding secondary windings of the transformers), step-type transformers are used, in which the primary winding and / or the secondary winding can be tapped at different points. For stages of transformers so-called tap changer can be used, which serve to adjust the transmission ratio. For this purpose, the winding or the coil of the transformer on the primary side and / or the secondary side have a main winding and a control or step winding with a plurality of taps, which are guided to the tap changer. Among the tap changers are so-called on-load tap changer ( OLTC) and diverter (NLTC no load tape changer, DETC deenergized tap changer or OCTC, off circuit tap changer ). known. On-load tap-changers can be used for no-load switching and can be subdivided into load selectors and load switches. In this case, a tap changer column either one or more phases, for example, switch three phases.
Um die Spannungsabweichung und den Blindstrom zu messen, kann eine Messvorrichtung vorgesehen sein, die sowohl den Strom bei den Sekundärwindungen als auch jeweils den von den Sekundärwindungen dem Leiter fließenden Strom misst. Sowohl die Spannungsabweichung als auch die Blindstromabweichung kann dabei z.B. als ein Anteil oder Prozentsatz der Differenz zu dem Spannungssollwert bzw. einem Blindstromsollwert von Null angegeben oder definiert sein.In order to measure the voltage deviation and the reactive current, a measuring device can be provided which measures both the current at the secondary windings and in each case the current flowing from the secondary windings to the conductor. Both the voltage deviation and the reactive current deviation may be e.g. is specified or defined as a fraction or percentage of the difference to the voltage setpoint or a reactive current setpoint of zero.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet eine optimierte Berechnung der Regelabweichung resultierend aus dem Kreisblindstrom:
- k - einstellbare Kreisblindstromregelfaktor
- ICC - Kreisblindstrom
- X - Transformatorlängsreaktanz berechnet aus Kurzschlussspannung
- BP - Gesamtblindleitwert bzw. Gesamtsuszeptanz aller parallelen Transformatoren
- UN - Transformatornennspannung
- k - adjustable circulating reactive current control factor
- ICC - Circulating reactive current
- X - transformer longitudinal reactance calculated from short-circuit voltage
- BP - total reactive conductance or total acceptance of all parallel transformers
- UN transformer rated voltage
Mit der Addition des Terms X / (X*BP - 1) zu der Transformatorreaktanz wird die Regelempfindlichkeit genau so verstärkt, dass bei minimaler Stufendifferenz die Regelabweichung hervorgerufen durch den Kreisblindstrom DCC überschritten wird. Durch diese Optimierung kann der Einstellwert der Regelempfindlichkeit in den meisten Fällen auf den Voreinstellwert von 1 beibehalten werden und damit ist ohne aufwändige Inbetriebsetzung eine sehr gute Regelempfindlichkeit und Regelstabilität gegeben. Bei herkömmlichen Reglern muss der der optimale Faktor während der Inbetriebsetzung ermittelt werden.With the addition of the term X / (X * BP - 1) to the transformer reactance, the control sensitivity is amplified to the point where, with a minimum step difference, the control deviation caused by the circulating reactive current DCC is exceeded. Through this optimization, the setting value of the control sensitivity can be maintained in most cases to the default value of 1, and thus is without time-consuming commissioning given a very good control sensitivity and control stability. With conventional controllers, the optimum factor must be determined during commissioning.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden zwei Bandbreiten, insbesondere eine erste Bandbreite und eine zweite Bandbreite. Herkömmliche Verfahren verwenden lediglich eine einzige Bandbreite, insbesondere die zweite Bandbreite. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung adressieren eine Regelinstabilität in dem Falle, in dem die Spannungsabweichung relativ gering ist und die Blindstromabweichungen entgegengesetzt und von gleichem Betrag sind. Herkömmliche Verfahren und Vorrichtungen haben für diesen Fall ständig auf- und abgestuft, was zu Beschädigungen und Verschleiß an Komponenten geführt hat.Embodiments of the present invention use two bandwidths, in particular a first bandwidth and a second bandwidth. Conventional methods use only a single bandwidth, especially the second bandwidth. Embodiments of the present invention address control instability in the case where the voltage deviation is relatively low and the reactive current deviations are opposite and of equal magnitude. Conventional methods and devices have for this case constantly up and stepped, which has led to damage and wear on components.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung wird jedoch eine Verzögerungszeit für den Fall gesetzt, dass die Spannungsabweichung innerhalb einer ersten Bandbreite um den Spannungssollwert liegt. Die Verzögerungszeit (eines des ersten oder des zweiten Transformators) kann definieren, wie lange eine gewisse Abweichung mindestens vorliegen muss, um eine Stufung des entsprechenden Transformtors durchzuführen. Um die Stufung eines bestimmten Transformators zu priorisieren, kann die Verzögerungszeit des jeweils anderen Transformators erhöht werden. Ist die Verzögerungszeit eines bestimmten Transformators erhöht, entspricht dies einem strengeren Kriterium zum Auslösen einer Stufung des jeweiligen Transformators. Wenn z.B. die Spannungsabweichung negativ ist, kann ein Höherstufen desjenigen Transformators priorisiert werden (durch Vergrößern der entsprechenden Verzögerungszeit des anderen Transformators), der eine negative Gesamtabweichung zeigt. Damit ist ein einfaches Verfahren zum Stabilisieren der Regelung bereitgestellt.According to embodiments of the invention, however, a delay time is set in the event that the voltage deviation lies within a first bandwidth around the voltage setpoint. The delay time (one of the first or the second transformer) may define how long a certain deviation must be at least in order to perform a grading of the corresponding transformer gate. To prioritize the grading of a particular transformer, the delay time of the other transformer can be increased. If the delay time of a particular transformer is increased, this corresponds to a stricter criterion for triggering a step of the respective transformer. If e.g. the voltage deviation is negative, a higher level of that transformer can be prioritized (by increasing the corresponding delay time of the other transformer), which shows a negative total deviation. This provides a simple method of stabilizing the control.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Verzögerungszeit desjenigen Transformators, für den die Gesamtabweichung ein anderes Vorzeichen hat als die Spannungsabweichung, größer gesetzt als eine andere Verzögerungszeit für den anderen Transformator.According to one embodiment of the present invention, a delay time of that transformer for which the total deviation has a different sign than the voltage deviation, set larger than another delay time for the other transformer.
Damit wird der Transformator bei der Stufung priorisiert, welcher eine Gesamtabweichung hat, die ein gleiches Vorzeichen hat wie die Spannungsabweichung. Dabei können die Stufung bzw. der Spannungsschritt bei Höherstufen bzw. Niederstufen und die zweite Bandbreite in Abhängigkeit voneinander so gewählt werden, dass Höherstufung bzw. bei Niedrigstufung die Leerlaufspannung am Ausgang der Sekundärwindung nicht aus dem zweiten Bandbereich herausführt. Damit kann ein ständiges Hin- und Herschalten verhindert werden.Thus the transformer is prioritized in the staging, which has a total deviation that has the same sign as the voltage deviation. In this case, the gradation or the voltage step in the case of higher stages or low stages and the second bandwidth as a function of one another can be selected such that the upgrading or, in the case of low grading, the open-circuit voltage at the output of the secondary winding does not lead out of the second band range. Thus, a constant back and forth can be prevented.
Das Verfahren kann derart ausgestaltet sein, dass, falls die Gesamtabweichung und/oder Blindstromabweichung für mindestens die größer gesetzte Verzögerungszeit außerhalb der zweiten Bandbreite liegt, der entsprechende Transformator höher gestuft wird, falls die Gesamtabweichung negativ ist und niedriger gestuft wird, falls die Gesamtabweichung negativ ist, wobei die Stufung belassen wird, falls die Gesamtabweichung für kürzer als die größer gesetzte Verzögerungszeit außerhalb der zweiten Bandbreite liegt.The method may be configured such that if the total deviation and / or reactive current deviation is outside the second bandwidth for at least the greater set delay time, the corresponding transformer is stepped up if the overall deviation is negative and is stepped lower if the overall deviation is negative wherein the grading is left if the total deviation is shorter than the larger set delay time outside the second bandwidth.
Ein gegebener Transformator wird nur dann höher gestuft bzw. niedriger gestuft, wenn die entsprechende oder jeweilige Gesamtabweichung für eine Zeitdauer außerhalb des zweiten Bandbereichs liegt, welche Zeitdauer mindestens so groß ist für die aktuell eingestellte Verzögerungszeit. Durch Veränderung der Verzögerungszeit kann somit ein Kriterium verändert werden gemäß dem eine Stufung erfolgt.A given transformer will only be stepped up or down if the corresponding or respective total deviation is outside the second band range for a period of time that is at least as long for the currently set delay time. By changing the delay time, a criterion can thus be changed according to which a grading takes place.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren derart ausgestaltet, dass bei Höherstufung eines der Transformatoren eine höhere, bei Tieferstufung eines der Transformatoren eine niedrigere Spannung am Ausgang der Sekundärwindung des jeweiligen Transformators anliegt, wobei die Höherstufung und/oder Tieferstufung durch entsprechenden Abgriff an einer jeweiligen Primärwindung (und/oder Sekundärwindung) erfolgt, dessen Eingang mit einem weiteren Leiter verbunden ist, an dem insbesondere eine Hochspannung zwischen 70 kV und 400 kV anliegt, wobei der Spannungssollwert insbesondere zwischen 5 kV und 20 kV liegt.According to one embodiment of the present invention, the method is configured such that when upgrading one of the transformers, a higher, with lowering of one of the transformers a lower voltage at the output of the secondary winding of the respective transformer is applied, the upgrading and / or subscribers by appropriate tap on a respective primary winding (and / or secondary winding) takes place, whose input is connected to a further conductor to which in particular a high voltage between 70 kV and 400 kV is applied, the voltage setpoint is in particular between 5 kV and 20 kV.
Eine Tieferstufung bzw. Höherstufung kann durch Änderung des Abgriffs an der Primärwindung und/oder an der Sekundärwindung erreicht werden.Lowering or upgrading can be achieved by changing the tap on the primary turn and / or on the secondary turn.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die größer gesetzte Verzögerungszeit zwischen 1,5 und 2,5-mal, insbesondere 2-mal der anderen Verzögerungszeit. Damit kann eine effektive Stabilisierung der Regelung erreicht werden.According to an embodiment of the present invention, the larger set delay time is between 1.5 and 2.5 times, more preferably 2 times the other delay time. Thus, an effective stabilization of the control can be achieved.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die Gesamtabweichung für den anderen Transformator (dessen Verzögerungszeit nicht erhöht wird) ein gleiches Vorzeichen wie die Spannungsabweichung. Dieser andere Transformator wird hinsichtlich einer Stufung priorisiert, um der Spannungsabweichung entgegenzuwirken.According to an embodiment of the present invention, the total deviation for the other transformer (whose delay time is not increased) has the same sign as the voltage deviation. This other transformer is prioritized for grading to counteract the voltage drift.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren derart ausgestaltet, dass wenn die Spannungsabweichung negativ ist, die Verzögerungszeit für den- bzw. diejenigen Spannungsregler größer gesetzt wird, die die Bandbreite überschreiten, also tiefer stufen.According to one embodiment of the present invention, the method is configured such that when the voltage deviation is negative, the delay time for the voltage regulator or voltage regulators which exceed the bandwidth, that is to say lower stages, is set greater.
Dieses gilt bei:
wobei
die erste Bandbreite durch den Bereich [-BCC_DV, BCC_DV] gegeben ist,
die zweite Bandbreite durch den Bereich [-B, B] gegeben ist, DV die Spannungsabweichung ist,
DCC die Blindstromabweichung ist,
D die Gesamtabweichung ist,
Z.B. kann die größer gesetzte Verzögerungszeit zwischen 1,5 und 2,5-mal, insbesondere 2-mal, der anderen Verzögerungszeit sein.in which
the first bandwidth is given by the range [-BCC_DV, BCC_DV],
the second bandwidth is given by the range [-B, B], DV is the voltage deviation,
DCC is the reactive current deviation,
D is the total deviation,
For example, the larger set delay time can be between 1.5 and 2.5 times, especially 2 times, the other delay time.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren derart ausgestaltet, dass wenn die Spannungsabweichung positiv ist, die Verzögerungszeit für die Spannungsregler größer gesetzt werden, die die Bandbreite unterschreiten, also höher stufen.According to an embodiment of the present invention, the method is such that when the voltage deviation is positive, the delay time for the voltage regulators that are below the bandwidth, that is, higher, is set larger.
Dieses gilt bei:
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Bandbreite zwischen 0,3 und 0,7-mal, insbesondere 0,5-mal der zweiten Bandbreite. Andere Werte sind möglich.According to one embodiment of the present invention, the first bandwidth is between 0.3 and 0.7 times, in particular 0.5 times the second bandwidth. Other values are possible.
Es sollte verstanden werden, dass Merkmale, die individuell oder in irgendeiner Kombination im Zusammenhang mit einem Verfahren zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einemIt should be understood that features that may be used individually or in any combination in the context of a method for controlling a value of a voltage on a
Leiter beschrieben, erläutert oder bereitgestellt sind, ebenso gut, individuell oder in irgendeiner Kombination, für eine Vorrichtung zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter eingesetzt werden können, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, oder umgekehrt.Conductors are described, illustrated or provided, as well, individually or in any combination, can be used for a device for controlling a value of a voltage to a conductor, according to an embodiment of the present invention, or vice versa.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bereitgestellt eine Vorrichtung zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter, an dem zumindest eine Sekundärwindung eines ersten stufbaren Transformators und eine Sekundärwindung eines zweiten stufbaren Transformators angeschlossen sind, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Logikeinheit die ausgebildet ist, falls eine Spannungsabweichung der Spannung an dem Leiter von einem Spannungssollwert innerhalb einer ersten Bandbreite um den Spannungssollwert liegt, und falls eine Gesamtabweichung einer Summe aus der Spannungsabweichung und einer Blindstromabweichung von dem Spannungssollwert jeweils für den ersten und den zweiten Transformator außerhalb einer zweiten, größeren als der ersten, Bandbreite um den Spannungssollwert liegt, eine Verzögerungszeit zum Stufen des ersten Transformators und/oder des zweiten Transformators derart zu setzten, dass eine der Spannungsabweichung entgegenwirkende Stufung des ersten oder des zweiten Transformators priorisiert wird.According to one embodiment of the present invention, there is provided a device for controlling a value of a voltage on a conductor to which at least a secondary winding of a first stepping transformer and a secondary winding of a second stepping transformer are connected, the device comprising: a logic unit formed if a voltage deviation of the voltage is at the conductor of a voltage setpoint within a first bandwidth around the voltage setpoint and if a total deviation of a sum of the voltage deviation and a reactive current deviation from the voltage setpoint for each of the first and second transformers is out of a second, greater than the first, bandwidth around Voltage setpoint is to set a delay time to stages of the first transformer and / or the second transformer such that a voltage deviation counteracting grading of the first or the second transformer is prioritized.
Die Vorrichtung kann ferner eine Messvorrichtung zum Messen des Wertes der Spannung und von Werten eines Blindstroms des ersten Transformators und des zweiten Transformators umfassen.The apparatus may further include a measuring device for measuring the value of the voltage and values of a reactive current of the first transformer and the second transformer.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bereitgestellt ein Transformatorsystem, aufweisend: einen ersten stufbaren Transformator und einen parallel dazu geschalteten zweiten stufbaren Transformator; und eine Vorrichtung zum Steuern eines Wertes einer Spannung gemäß einer der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen.According to one embodiment of the present invention, there is provided a transformer system comprising: a first step-up transformer and a second step-up transformer connected in parallel therewith; and an apparatus for controlling a value of a voltage according to any of the above-described embodiments.
In dem Transformatorsystem kann zumindest einer des ersten und des zweiten Transformators einen Laststufenschalter aufweisen.In the transformer system, at least one of the first and second transformers may include an on-load tap changer.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiden Zeichnungen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen oder illustrierten Ausführungsformen beschränkt.
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Fig. 1 illustriert schematisch eine Transformatorsystem mit einer Vorrichtung zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und -
Fig. 2 und 3 illustrieren Balkendiagramme, mit Abweichungen, die in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betrachtet werden.
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Fig. 1 schematically illustrates a transformer system having a device for controlling a value of a voltage on a conductor according to an embodiment of the present invention; and -
FIGS. 2 and 3 illustrate bar graphs with variations considered in embodiments of the present invention.
Die Vorrichtung 13 weist eine Logikeinheit 15 auf, welche im illustrierten Ausführungsbeispiel durch einen ersten Spannungsregler 17A und einem zweiten Spannungsregler 17B gebildet ist, welche durch eine Kommunikationsleitung 21 miteinander verbunden sind. Die Logikeinheit 15 ist ausgebildet, falls eine Spannungsabweichung DV der Spannung an dem Leiter von einem Spannungssollwert innerhalb einer ersten Bandbreite [-BCC_DV, BCC_DV] um den Spannungssollwert liegt, und falls eine Gesamtabweichung D einer Summe aus der Spannungsabweichung DV und einer Blindstromabweichung DCC von dem Spannungssollwert jeweils für den ersten und den zweiten Transformator außerhalb einer zweiten, größeren als der ersten, Bandbreite [-B , B] um den Spannungssollwert liegt, eine Verzögerungszeit T1 zum Stufen des ersten Transformators 7A und/oder des zweiten Transformators 7B derart zu setzten, dass eine der Spannungsabweichung entgegenwirkende Stufung des ersten oder des zweiten Transformators priorisiert wird.The device 13 has a
Insbesondere ist die Logikeinheit 15 ausgebildet, ein Verfahren zum Steuern eines Wertes einer Spannung in einem Leiter 3, an dem zumindest eine Sekundärwindung 5A eines ersten stufbaren Transformators 7A und eine Sekundärwindung 5B eines zweiten stufbaren Transformators 7B angeschlossen sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen.In particular, the
Der erste Transformator 7A hat eine erste Primärwindung 9A und der zweite Transformator 7B hat eine zweite Primärwindung 9B. Weiter sind zwischen der Hochspannungsschiene 27 und der Sammelschiene 3 Schalter 37 vorgesehen, um wahlweise den ersten und/oder den zweiten Transformator 7A, 7B von der Hochspannungsschiene 27 und/oder von der Sammelschiene 43 zu trennen.The
Die Vorrichtung 13 umfasst in der illustrierten Ausführungsform ferner eine Messvorrichtung 23, welche durch Teilmessvorrichtungen 23A und 23B gebildet ist, wobei die Messvorrichtung 23A mit dem ersten Spannungsregler 17A kommunikativ vorhanden ist, um einen ersten (Blind)strom IA und eine erste Leerlaufspannung bzw. Lastspannung UA an den Ausgängen der Sekundärwindung 5 des ersten Transformators 7A zu messen. Die Teilmessvorrichtung 23B ist mit dem zweiten Spannungsregler 17B kommunikativ verbunden und ausgebildet, den Blindstrom IB bzw. allgemein den Strom IB und die Ausgangsspannung UB an dem Ausgangsanschluss der zweiten Sekundärwindung 5B des zweiten Transformators 7B zu messen und dem zweiten Spannungsregler 17B zuführen.In the illustrated embodiment, the device 13 further comprises a measuring device 23, which is formed by
Zum Stufen des ersten Transformators 7A ist ein Stufenschalter 25A vorgesehen, welcher Steuersignale 26A von dem ersten Spannungsregler 17A erhält, woraufhin eine entsprechende Stufung (Abgriff an der Primärwindung 9A bzw. an der Sekundärwindung 5A des ersten Transformators 7A) durchgeführt wird. Zum Stufen des zweiten Transformators 7B ist ein weiterer Stufenschalter 25B vorgesehen, welcher Steuersignale 26B von dem zweiten Spannungsregler 17B erhält, woraufhin er eine gewünschte Stufung an dem zweiten Transformator 7B vornimmt.To the stages of the
Die beiden Transformatoren 7A und 7B sind parallel zueinander zwischen einer Hochspannungsschiene 27 und dem Leiter 3 (auch als Sammelschiene bezeichnet) elektrisch angeschlossen. Weisen die zwei Transformatoren 7A und 7B verschiedene Leerlaufspannungen (oder auch Spannungen unter Last) auf, so kann dies zu einem Kreisblindstrom 29 (IKBS) führen, der unerwünscht ist und gemäß Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weggeregelt wird.The two
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erreichen insbesondere eine Stabilisierung der Regelung auf einen Sollspannungswert auf der Sammelschiene 3 in dem Fall, in welchem die Ausgangsspannungen der beiden Transformatoren 7A und 7B leicht unterschiedlich sind aber nahe an dem Sollspannungswert liegen.In particular, embodiments of the present invention stabilize the control to a target voltage value on the
Im Folgenden wird eine Priorisierungsbandbreite BCC_DV eingeführt als BCC_DV = Faktor · B, wobei der Faktor z.B. bei 0,5 liegen kann und B eine herkömmlich benutzte Bandbreite ist. Bei den beiden Transformatoren 7A und 7B mit etwa gleicher Transformatorreaktanz und DV = 0 ergibt sich bei einer Stufendifferenz genau die entgegengesetzte Kreisblindstrom-Spannungsabweichung DCC und damit eine Gesamtabweichung D. Die Spannungsabweichung DV ist dann in A nahe bei 0 und damit innerhalb der Priorisierungsbandbreite (auch als erste Bandbreite bezeichnet). Bei DV ≤ 0 wird das Höherstufen zeitlich priorisiert. Das heißt bei dem Regler im Transformator A (Transformator 7A), wo ein positiver Kreisblindstrom gemessen wird, wird die doppelte Verzögerungszeit angewandt (Kriterium D > B). Entsprechend wird bei DV > 0 das Tieferstufen priorisiert.Hereinafter, a prioritization bandwidth B CC_DV is introduced as B CC_DV = factor * B, where the factor may be, for example, 0.5 and B is a conventionally used bandwidth. In the case of the two
In diesem Fall wird die erste Verzögerungszeit (die Verzögerungszeit der Regelung für den ersten Transformator 7A) vergrößert, insbesondere auf den doppelten Wert gesetzt wie der Wert der Verzögerungszeit, welcher für den zweiten Transformator 7B verwendet wird. Damit wird ein Höherstufen des zweiten Transformators 7B priorisiert. VACT illustriert die tatsächlich an der Sammelschiene gemessenen Spannung, wobei zum Spannungssollwert die Differenz DV besteht.In this case, the first delay time (the delay time of the control for the
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können dem Anwender eine Regelstabilität sicherstellen, bei sicherer Auslegung des Kreisblindstroms oder Ausregelung des Kreisblindstroms. Der Einstellwert, der von dem Stand der Technik eingeführt wird, ist dafür nicht ausreichend und von dem Anwender schlecht zu beherrschen. Durch die geringe herkömmliche Regelgüte und damit verbundenen Kreisblindstrom ist die Verlustleistung der Transformatoren erhöht und damit der Wirkungsgrad erniedrigt.Embodiments of the present invention can ensure the user a control stability, with safe design of the circulating reactive current or regulating the circular reactive current. The set value introduced by the prior art is not sufficient for this and is difficult to master by the user. Due to the low conventional control quality and the associated circulating reactive current, the power loss of the transformers is increased and thus the efficiency is lowered.
Die durch Ausführungsformen der Erfindung erreichte Stabilität verhindert gleichzeitig unnötige Stufen und damit wird die Lebensdauer der Laststufenschalter (OLTC) erhöht. Damit können Kosten beim Netzbetreiber vermindert werden.The stability achieved by embodiments of the invention simultaneously prevents unnecessary steps and thus increases the life of the on-load tap-changer (OLTC). This can reduce costs for the network operator.
Die Verzögerungszeit T1 kann vom Netzbetreiber vorgegeben sein und sich auf die Ausregelung von Spannungsschwankungen im Netz beziehen. Die Verdoppelung dieser Verzögerungszeit bezieht sich auf die Ausregelung des Kreisblindstroms und hat somit keine Auswirkung auf die Koordination von Spannungsregelungen in Radialnetzen.The delay time T1 can be predetermined by the network operator and relate to the compensation of voltage fluctuations in the network. The doubling of this delay time relates to the compensation of the circulating reactive current and thus has no effect on the coordination of voltage regulation in radial networks.
Claims (13)
wobei die Stufung belassen wird, falls die Gesamtabweichung für kürzer als die größer gesetzte Verzögerungszeit außerhalb der zweiten Bandbreite liegt.Method according to claim 1 or 2, wherein if the total deviation D and / or reactive current deviation (D CC for at least the greater set delay time is outside the second bandwidth ([-B, B]), the transformer is stepped up if the total deviation is negative is and is stepped lower if the total deviation is negative,
wherein the staging is left if the total deviation is shorter than the larger set delay time outside the second bandwidth.
wobei der Spannungssollwert insbesondere zwischen 5 kV und 20 kV liegt.Method according to one of the preceding claims, wherein when upgrading one of the transformers, a higher, with lowering of one of the transformers, a lower voltage at the output of the secondary winding (5A, 5B) of the respective transformer is applied, the upgrading and / or subscribing by appropriate tap on a respective primary winding takes place whose input is connected to a further conductor (27) to which in particular a high voltage is applied between 70 kV and 300 kV,
wherein the voltage setpoint is in particular between 5 kV and 20 kV.
die erste Bandbreite durch den Bereich [-BCC_DV, BCC_DV] gegeben ist,
die zweite Bandbreite durch den Bereich [-B, B] gegeben ist, DV die Spannungsabweichung ist,
DCC die Blindstromabweichung ist,
D die Gesamtabweichung ist,
wobei die größer gesetzte Verzögerungszeit insbesondere zwischen 1,5- und 2,5-mal, ferner insbesondere 2-mal, der anderen Verzögerungszeit ist.Method according to one of the preceding claims, wherein, if the voltage deviation is negative, the delay time for the voltage regulator (s) is exceeded which exceed the bandwidth, ie lower, if:
the first bandwidth is given by the range [-BCC_DV, BCC_DV],
the second bandwidth is given by the range [-B, B], DV is the voltage deviation,
DCC is the reactive current deviation,
D is the total deviation,
wherein the greater set delay time is in particular between 1.5 and 2.5 times, more particularly 2 times, the other delay time.
dass wenn die Spannungsabweichung positiv ist, die Verzögerungszeit für den bzw. die Spannungsregler größer gesetzt wird, die die Bandbreite unterschreiten, also höher stufen, falls gilt:
if the voltage deviation is positive, the delay time for the voltage regulator (s) is set larger than the bandwidth, ie higher, if:
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