NO161096B

NO161096B - DEVICE FOR CONNECTING A NUMBER OF THREE PHASE LOADS TO A POWER NETWORK.

Info

Publication number: NO161096B
Application number: NO844218A
Authority: NO
Inventors: Sten Ke Olaus Rydborn
Original assignee: Sten Ke Olaus Rydborn
Priority date: 1983-10-25
Filing date: 1984-10-23
Publication date: 1989-03-20
Also published as: FI86783C; NO161096C; SE435660B; FI86783B; FI844098A0; FI844098L; NO844218L; SE8305852D0

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for innkopling av et antall trefasebelastninger til et trefasenett, hvor belastningene er oppdelt i tre like store deler som er bestemt for hver sin fase. The present invention relates to a device for connecting a number of three-phase loads to a three-phase network, where the loads are divided into three equal parts which are determined for each phase.

Dersom en trefasebelastning innbefatter f.eks. to trefaseelementer, har det hittil ikke vært mulig å innkople totalbelastningensom medføres av de to elementer, i mer enn to deler, og reguleringsmulighetene har derfor vært begrenset til innkopling enten av hele belastningen eller i de fleste tilfeller bare halve belastningen. For oppnåelse av en jevn regulering uten unødig belastning av nettet, er det ønskelig å kunne innkople belastningen i flere, mindre trinn. Dette er et særlig ønskemål ved anvendelse av en varmeregulator i forening med en belastningsvakt, slik at den ønskete temperatur kan opprettholdes i størst mulig grad selv om belastningsvakten krever en begrensning av belastningen og følgelig effektuttaket. If a three-phase load includes e.g. two three-phase elements, it has so far not been possible to connect the total load caused by the two elements, in more than two parts, and the control options have therefore been limited to connecting either the entire load or, in most cases, only half the load. In order to achieve an even regulation without undue load on the network, it is desirable to be able to connect the load in several, smaller steps. This is a particularly desirable goal when using a heat regulator in combination with a load monitor, so that the desired temperature can be maintained to the greatest extent possible, even if the load monitor requires a limitation of the load and consequently the power output.

Den foreliggende oppfinnelse har som formål å frembringe The present invention aims to produce

en anordning som vil løse den ovennevnte problematikk og oppfylle de ovennevnte ønskemål. a device that will solve the above-mentioned problem and fulfill the above-mentioned wishes.

Ifølge oppfinnelsen er dette oppnådd ved at belastningen i hver fase er delt i to deler og at fasedelene er seriekoplet to og to, at seriekoplingenes ender er koplet til hver sin fase og at forbindelsen mellom fasedelene i hver seriekopling er tilknyttet den tredje fase, og idet det er anordnet brytere mellom de ulike faser og tilslutninger for opprettelse av ulike innkoplinger. Dersom to trefasebelastninger som hver innbefatter et element for hver fase, er anordnet for å koples til et trefasenett i mer enn to trinn, er elementene seriekoplet to og to hvorved de tre seriekretser er koplet til de tre faser (RST) i trefasenettet på slik måte, at seriekretsenes ender og forbindelsene i seriekretsene ligger på hver sin fase, idet det er anordnet brytere mellom endene og fasene og forbindelsene og fasene for opprettelse av ulike innkoplingskombinasjoner. According to the invention, this is achieved by the load in each phase being divided into two parts and that the phase parts are connected in series two by two, that the ends of the series connections are connected to each phase and that the connection between the phase parts in each series connection is connected to the third phase, and switches are arranged between the various phases and connections for creating different connections. If two three-phase loads, each including an element for each phase, are arranged to be connected to a three-phase network in more than two steps, the elements are connected in series two by two whereby the three series circuits are connected to the three phases (RST) of the three-phase network in such a way , that the ends of the series circuits and the connections in the series circuits are on separate phases, as switches are arranged between the ends and the phases and the connections and the phases to create different connection combinations.

En anordning ifølge oppfinnelsen vil på enkel måte mulig-gjøre innkopling av to strømbelastningers seks fasedeler i åtte trinn istedenfor bare i tre trinn, som tidligere kjent. Ved anvendelse av en anordning ifølge foreliggende oppfinnelse sammen med en kombinasjon av en regulator for opprettholdelse av en viss temperatur eksempelvis i en varmekjel og en belastningsvakt, vil det oppnås betydelige fordeler, idet det er mulig å opprettholde et ønsket temperaturnivå selv om belastningsvakten krever begrensning av den uttatte effekt. A device according to the invention will make it possible in a simple way to connect the six phase parts of two current loads in eight steps instead of only in three steps, as previously known. When using a device according to the present invention together with a combination of a regulator for maintaining a certain temperature, for example in a boiler and a load monitor, significant advantages will be achieved, as it is possible to maintain a desired temperature level even if the load monitor requires limitation of the stated effect.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et blokkdiagram for en utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et koplingsskjema for en av blokkene som inngår i diagrammet ifølge fig. 1. Fig. 3 viser en kurve som angir virkemåten av en anordning ifølge oppfinnelsen. The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a block diagram for an embodiment of the device according to the invention. Fig. 2 shows a connection diagram for one of the blocks included in the diagram according to fig. 1. Fig. 3 shows a curve indicating the operation of a device according to the invention.

I de ulike figurer er samme henvisningsbetegnelser benyt-tet for samme tilslutningspunkter og deler i de to skjemaer. En temperaturregulerings- og belastningsvakt 10 som er vist mer detaljert i fig. 2, er gjennom sine tilknytninger 1 og 2 til-sluttet et trefasenett R, S, T og 0. For opprettholdelse av vanntemperaturen i en varmekjel er det, f.eks. i et dykkrør, plassert et element T som er koplet til anordningen 10 gjennom tilslutningspunktene 8 og 9. Styrespolene i to kontaktorer Kl og K2 er koplet til anordningens henholdsvis 1, 3 og 4 tilslutningspunkter for å drives ved hjelp av to betjeningsbrytere henholdsvis Kl og K2 som i sin tur styres av solenoidene Kl, K2 som inngår i anordningen 10. Anordningen omfatter videre to releer Ri og R2 hvis brytere Ri og R2 står i forbindelse med tilslutningspunktene henholdsvis 6 og 5 samt fasene henholdsvis S og R. In the various figures, the same reference designations are used for the same connection points and parts in the two forms. A temperature regulation and load monitor 10 which is shown in more detail in fig. 2, is connected through its connections 1 and 2 to a three-phase network R, S, T and 0. To maintain the water temperature in a boiler, there is, e.g. in a diving tube, placed an element T which is connected to the device 10 through the connection points 8 and 9. The control coils in two contactors Kl and K2 are connected to the device's 1, 3 and 4 connection points respectively to be operated by means of two operating switches Kl and K2 respectively which in turn is controlled by the solenoids Kl, K2 which are part of the device 10. The device further comprises two relays Ri and R2 whose switches Ri and R2 are connected to the connection points 6 and 5 respectively and the phases S and R respectively.

To trefasebelastninger, hver med tre elektriske Two three-phase loads, each with three electrics

elementer El, E2, E3, E4, E5 og E6 er, som vist i fig. 1, forbundet gjennom kontaktorene Kl og K2 samt releene Ri og R2 med de tre faser RST. Elementene El og E2 er seriekoplet i likhet med elementene E3 og E4 samt elementene E5 og E6. Den øvre ende av seriekoplingen av elementene El og E2 er koplet til fasen S, mens forbindelsen mellom elementene El og E2 er koplet til fasen T gjennom en bryter i kontaktoren K2, og den annen ende av seriekoplingen av elementene El og E2 er forbundet med fasen R gjennom en bryter i kontaktoren Kl. Den øvre ende av seriekoplingen av elementene E3 og E4 er forbundet med fasen T gjennom releets Ri bryter Ri, mens forbindelsen mellom elementene E3 og E4 er koplet til fasen R gjennom en bryter i kontaktoren K2, og enden av seriekoplingen er koplet til fasen S gjennom en bryter i kontaktoren Kl. Den øvre ende av seriekoplingen av elementene E5 og E6 er forbundet med fasen R gjennom releets R2 bryter, mens elements El, E2, E3, E4, E5 and E6 are, as shown in fig. 1, connected through the contactors Kl and K2 as well as the relays Ri and R2 with the three phases RST. The elements El and E2 are connected in series like the elements E3 and E4 as well as the elements E5 and E6. The upper end of the series connection of the elements El and E2 is connected to the phase S, while the connection between the elements El and E2 is connected to the phase T through a switch in the contactor K2, and the other end of the series connection of the elements El and E2 is connected to the phase R through a switch in the contactor Kl. The upper end of the series connection of the elements E3 and E4 is connected to the phase T through the switch Ri of the relay Ri, while the connection between the elements E3 and E4 is connected to the phase R through a switch in the contactor K2, and the end of the series connection is connected to phase S through a switch in the contactor Kl. The upper end of the series connection of elements E5 and E6 is connected to phase R through the switch R2 of the relay, while

forbindelsen mellom elementene E5 og E6 er koplet til fasen S gjennom en bryter i kontaktoren K2, og den nedre ende av seriekoplingen er forbundet med fasen T gjennom en bryter i kontaktoren Kl. the connection between elements E5 and E6 is connected to phase S through a switch in contactor K2, and the lower end of the series connection is connected to phase T through a switch in contactor Kl.

Den kombinasjon av en temperaturregulator og en belastningsvakt som er vist mer detaljert i fig. 2, er koplet til en strømtransformator Sl for fasen R og en strømtransformator S2 for fasen S og en strømtransformator S3 for fasen T. Disse strøm-transf ormatorer er velkjent på området og derfor ikke nærmere vist. Som tidligere nevnt er kjelelementet T forbundet med tilslutningspunktene 8 og 9 som befinner seg øverst til venstre i fig. 2, og denne del av kretsen virker som en temperaturregulator, mens den nedre, venstre del av kretsen fungerer som en belastningsvakt som kan begrense effektuttaket med hensyn på de ulike parametre. Det er øverst til høyre i fig. 2 vist en trinnteller med et dekodingsnett som styrer et antall solenoidestyre-kretser, hvorav de to øverste Ri og R2 kan betraktes som de førnevnte releer Ri og R2 mens de to nederste kan betraktes som betjeningsbrytere Kl og K2 for kontaktorene Kl og K2 ifølge fig. The combination of a temperature regulator and a load monitor which is shown in more detail in fig. 2, is connected to a current transformer Sl for phase R and a current transformer S2 for phase S and a current transformer S3 for phase T. These current transformers are well known in the field and therefore not shown in more detail. As previously mentioned, the boiler element T is connected to the connection points 8 and 9 which are located at the top left in fig. 2, and this part of the circuit acts as a temperature regulator, while the lower, left part of the circuit acts as a load monitor that can limit the power output with regard to the various parameters. It is at the top right of fig. 2 shows a step counter with a decoding network that controls a number of solenoid control circuits, of which the top two Ri and R2 can be considered the aforementioned relays Ri and R2 while the bottom two can be considered operating switches K1 and K2 for the contactors K1 and K2 according to fig.

1. Under innvirkning av temperaturregulatoren i kretsen vil trinntelleren avgi et utgangssignal som representerer den nød-vendige effekt for oppnåelse av ønsket, innstilt temperatur eksempelvis for vannet i en varmekjel. Belastningsvakten kan imidlertid begrense den mulig uttakbare effekt, hvorved trinntelleren eventuelt vil hindres i å fortsette tellingen til de tre eller to eller bare det siste effekttrinn. Dekodingsnettet på tellerens utgang er innrettet på slik måte, at nuller på samtlige utganger ikke gir noe pådrag hverken av releene Ri og R2 eller betjeningsbryterne Kl og K2. En 1 på utgang 14 og nuller på de øvrige medfører pådrag av betjeningsbryteren Kl og dermed av kontaktoren Kl. En innkopling av kontaktoren Kl medfører innkopling av elementene El og E2 mellom fasene S og T, og i foreliggende tilfelle en belastning på 2 kw. Elementene E1-E6 vil sammen medføre en belastning på 24 kw. Dersom også bryteren Ri i releet Ri sluttes, vil effektuttaket bli 4 kw, og hvis dessuten kontakten R2 i releet R2 sluttes, vil effekten oppgå til 6 kW. Ved neste opptelling av trinntelleren vil kontaktoren K2 sluttes og Kl åpnes i likhet med releet Ri, mens releet R2 sluttes. Dette gir en effekt på 8 kw. I neste trinn er kontaktoren K2 sluttet mens kontaktoren Kl er åpen og releene Ri og R2 er sluttet. Dette trinn gir en belastning på 12 kW. I det neste trinn sluttes de to kontaktorer Kl og K2 mens releene Ri og R2 åpnes, hvorved det oppnås 16 kW. I det følgende trinn sluttes dessuten releet Ri samtidig som kontaktorene Kl og K2 sluttes, og dette gir 20 kW mens det endelig, når både kontaktorene Kl og K2 samt releene Ri og R2 sluttes, oppnås en maksimal effekt på 24 kW. Dette fremgår tydeligere av fig. 3. 1. Under the influence of the temperature regulator in the circuit, the step counter will emit an output signal that represents the necessary power to achieve the desired, set temperature, for example for the water in a boiler. The load monitor can, however, limit the possible extractable power, whereby the step counter will possibly be prevented from continuing the count to the three or two or only the last power step. The decoding network on the counter's output is arranged in such a way that zeros on all outputs do not cause any load on either the relays Ri and R2 or the operating switches Kl and K2. A 1 on output 14 and zeros on the others results in activation of the operating switch Kl and thus of the contactor Kl. A switch-on of the contactor Kl results in a switch-on of the elements El and E2 between the phases S and T, and in the present case a load of 2 kw. The elements E1-E6 will together cause a load of 24 kw. If the switch Ri in the relay Ri is also closed, the power output will be 4 kW, and if also the contact R2 in the relay R2 is closed, the power will amount to 6 kW. At the next count of the step counter, the contactor K2 will be closed and Kl will be opened in the same way as the relay Ri, while the relay R2 will be closed. This gives an effect of 8 kw. In the next step, the contactor K2 is closed while the contactor Kl is open and the relays Ri and R2 are closed. This stage gives a load of 12 kW. In the next step, the two contactors Kl and K2 are closed while the relays Ri and R2 are opened, whereby 16 kW is achieved. In the following step, the relay Ri is also closed at the same time as the contactors Kl and K2 are closed, and this gives 20 kW while finally, when both the contactors Kl and K2 as well as the relays Ri and R2 are closed, a maximum power of 24 kW is achieved. This can be seen more clearly from fig. 3.

Ved hjelp av en anordning ifølge den foreliggende oppfinnelse kan således to trefasete strømelementer deles i åtte effekttrinn. Dette vil selvsagt, som tydeligere vist i fig. 3, gi utmerkete muligheter til opprettholdelse av et ønsket temperaturnivå, selv om belastningsvakten ikke tillater full effekt. I den utførelsesform som er beskrevet i det ovenstående, har hvert element E1-E6 en effekt på 4 kW, hvorved de ulike innkoplingskombinasjoner vil øke effekten i de første fire trinn med 2 kW og i de øvrige trinn med 4 kw. By means of a device according to the present invention, two three-phase current elements can thus be divided into eight power stages. This will of course, as more clearly shown in fig. 3, provide excellent opportunities for maintaining a desired temperature level, even if the load monitor does not allow full effect. In the embodiment described above, each element E1-E6 has an output of 4 kW, whereby the various connection combinations will increase the output in the first four stages by 2 kW and in the other stages by 4 kW.

Den beskrevne anordning ifølge oppfinnelsen er særlig egnet for anvendelse dersom det er ønskelig å kombinere seks elementer, eksempelvis E1-E6, i en og samme trefasebelastning eller ett og samme rør. The described device according to the invention is particularly suitable for use if it is desired to combine six elements, for example E1-E6, in one and the same three-phase load or one and the same tube.

Claims

1. Device for connecting a number of three-phase loads to a three-phase network (RST), where the loads (E1-E6) are divided into three equal parts which are determined for each phase, characterized by the fact that the loads in each phase are divided into two parts and that the phase parts (E1-E6) are connected in series two by two (El,E2; E3,E4;E5,E6), that the ends of the series connections (El,E2;E3,E4;E5,E6) are connected to each phase and that the connection between the phase parts in each series connection (E1,E2;E3,E4;E5,E6) is connected to the third phase, as switches (Kl,K2,Rl,R2) are arranged between the various phases and the connections, for creation of various connections.

2. Device in accordance with claim 1, where two three-phase loads, each of which includes an element for each phase, are arranged to be connected to a three-phase network (RST) in more than two steps, characterized in that the elements (E1-E6) are connected in series two and two (E1,E2;E3,E4;E5,E6), that the three series circuits (El,E2;E3,E4; E5,E6) are connected to the three phases (RST) in the three-phase network in such a way that the ends of the series circuits (El,E2;E3,E4;E5,E6) and the connections in the series circuits are on separate phases, and that switches (Kl,K2,Rl,R2) are arranged between the ends and the phases and the connections and the phases to create of various connections.

3. Device in accordance with claim 2, characterized in that one end of the first series connection (El,E2) is connected to the first phase (S), while the connection between the elements (El,E2) is connected to the second phase ( T) through one switch of a first contactor (K2), and the other end of the series connection (El,E2) is connected to the third phase (R) through a switch in a second contactor (Kl), that one end of the other series connection (E3,E4) is connected to the second phase (T) through a relay switch (Ri), while the connection between the elements is connected to the third phase (R) through a switch in the first contactor (K2) and the other end of the series connection (E3,E4) is connected to the first phase (S) through a switch in the second contactor (Kl), and that one end of the third series connection is connected to the third phase (R) through a relay switch (R2), while the connection between the elements is connected to the first phase (S) through a third switch in the first contactor (K2), and the other end is connected to the an turn phase (T) through a third switch in a second contactor (Kl).

4. Device in accordance with claim 3, characterized in that the contactors (Kl,K2) and the relay switches (Rl,R2) are connected to a regulator (10) with a step counter, which has a binary decoding network that controls the relay switches (Rl,R2) and the contactors (kl, K2) whereby zeros on all outputs from the step counter give a power output of 0 kW as all relay and contactor switches (Kl, K2, Rl, R2) are then open, while full power is achieved with 1 on all outputs since all relay and contactor switches (Kl, K2, Rl, R2) are thus closed and intermediate binary numbers give seven further switching combinations and power levels.