DE206248C

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Publication number: DE206248C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

'"ι V >'"ι V>

^r PATENTSCHRIFT ^r PATENT LETTERING

KLASSE 21 c. GRUPPECLASS 21 c. GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Dezember 1906 ab.Patented in the German Empire on December 14, 1906.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Stromverteilungsanlagen und hat eine selbsttätige Regelung der Spannung zum Gegenstand. The present invention relates to and has an automatic power distribution system Regulation of tension to the object.

In solchen Anlagen wurde die Spannung bisher vielfach von Hand reguliert. Die Spannungsänderung an den yerbrauchsstellen wurde dabei dem Wärter durch Fernspannungszeiger kenntlich gemacht. Man hat auch versucht,In the past, the voltage in such systems was often regulated by hand. The voltage change At the points of use, the keeper was indicated by remote voltage indicators. They also tried

ίο die Spannung der Zentrale unmittelbar durch die an den verschiedenen Verbrauchsstellen bestehenden Spannungen durch Relais beeinflussen zu lassen, die durch Prüfleitungen mit den einzelnen Verbrauchspunkten verbunden waren. Da jedoch die Verbrauchsstellen besonders bei Wechselstromanlagen oft sehr weit von der Zentrale entfernt liegen und auch die Zahl der einzelnen Verbrauchspunkte sehr hoch ist, so wird die Anlage durch die vielen Fernleitungen teuer und sehr verwickelt. Außerdem kann eine derartige Anordnung ein ganz falsches Bild von den Gesamtspannungsverhältnissen geben, wenn beispielsweise ein Hauptkonsument seinen Betrieb in einen anderen Bezirk des Verteilungsnetzes verlegt, von dem keine Prüfleitungen nach der Zentrale führen oder wenn bestimmte Teile des Netzes nur ausnahmsweise stark belastet sind (bei Illumination u. dgl.).ίο the voltage of the central unit immediately influence the voltages existing at the various consumption points through relays to let, which are connected by test leads to the individual consumption points was. However, since the consumption points are often very far, especially in the case of AC systems from the headquarters and also the number of individual consumption points is high, the many pipelines make the system expensive and very intricate. In addition, such an arrangement can give a completely wrong picture of the overall stress conditions if, for example, a main consumer moves his business to another district of the distribution network, from which no test leads lead to the control center or if certain parts of the Network are only exceptionally heavily loaded (with illumination and the like).

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Spannung der Generatoren in der Zentrale bzw. der Speisepunkte selbsttätig proportional dem Mittel aus den Spannungen an sämtlichen Verbrauchsstellen zu regeln, ohne auf Veränderungen an den Verbraüchsstellen des Netzes Rücksicht nehmen, insbesondere ohne Prüfleitungen verwenden zu müssen. Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß an sich bekannte Einrichtungen zum Spannungsregeln in Abhängigkeit von dem gesamten Verbrauchsstrom und der Spannung an den Sammelschienen beeinflußt werden. Hierdurch wird eine Art Kompound wirkung dieser Größen auf die Generatoren der Zentrale erzielt.The object of the present invention is now the voltage of the generators in the control center or the feed points automatically proportional to the mean from the To regulate voltages at all consumption points without changing the Pay attention to the points of consumption of the network, especially without using test leads have to. The object is achieved in that known devices for voltage regulation as a function of the total consumption current and the voltage on the busbars are influenced. This creates a kind of compounding effect on the generators in the control center achieved.

Als Mittel zur Beeinflussung der Regelungseinrichtung dient erfindungsgemäß eine Steuervorrichtung (Relais b), deren Anordnung und Schaltung in den Fig. 1 und 2 für die Verwendung in einem Drehstromverteilungsnetz η dargestellt ist.According to the invention, the means for influencing the regulating device is a control device (relay b), the arrangement and circuit of which is shown in FIGS. 1 and 2 for use in a three-phase power distribution network η .

Die einzelnen Generatoren g_v g₂ der Zentrale sind an die Sammelschienen des Netzes η angeschlossen. Ihre Spannung wird dadurch geregelt, daß in ihre von einem Gleichstromnetz q gespeisten Erregerwicklungen d_v d% Widerstände V₁, r₂ ein- und ausgeschaltet werden, und zwar durch den Motor m, der mittels einer Welle w die einzelnen Regulatoren T₁, r₂ beeinflußt. Der Motor m wird, wenn die Netzspannung den Mittelwert über- oder unterschreitet, in der einen oder anderen Richtung geschaltet, bis die Netzspannung den normalen Wert wieder erreicht hat. Die Ein- und Umschaltung des' Motors m geschieht durch den Regelungsapparat a, dessen Schalt-The individual generators g _v g _{2 of} the control center are connected to the busbars of the network η . Their voltage is regulated by the fact that in their excitation windings d _v d%, which are fed by a direct current network q , resistors V ₁ , r _{2 are} switched on and off by the motor m, which by means of a shaft w controls the individual regulators T ₁ , r ₂ affects. If the mains voltage exceeds or falls below the mean value, the motor m is switched in one direction or the other until the mains voltage has reached the normal value again. The switching on and switching of the 'motor m is done by the control apparatus a, whose switching

hebel h von einem der beiden Elektromagnete S₁, e₂ bewegt wird. Zur Einschaltung dieser Elektromagnete dient ein Relais b, mit dessen Anker c der Schalthebel i verbunden ist. Bei normaler Spannung halten sich die Zugkräfte des Magneten b und die Spannung der Feder f das Gleichgewicht, so daß der Schalthebel in Ruhe ist. Überwiegt eine der beiden Kräfte, so wird der Schalthebel auf einen derlever h of one of the two electromagnets S ₁ , e _{2 is} moved. A relay b, with the armature c of which the shift lever i is connected, is used to switch on these electromagnets. At normal tension, the tensile forces of the magnet b and the tension of the spring f are in equilibrium, so that the shift lever is at rest. If one of the two forces predominates, the shift lever is on one of the

ίο beiden Kontakte I₁, I₂ gelegt, der den einen oder den anderen Elektromagneten des Regelungsapparates α einschaltet.ίο put both contacts I ₁ , I ₂ , which turns on one or the other electromagnet of the control apparatus α.

Der Strom in dem Relais b wird nun erfindungsgemäß beispielsweise dadurch in Abhängigkeit von dem Stromverbrauch und der mittleren Spannung des Netzes gebracht, daß man das Relais an Widerstände A₁, A₂ (Fig. 1) anschließt, die von den vom Schienenstrom durchflossenen Widerständen S₁ und s₂ abgezweigt sind. Dadurch ist der Elektromagnet in Abhängigkeit von drei Spannungen gebracht, dem Spannungsverlust O₁, der dem Strom in S₁ entspricht, der Spannung t zwischen den die Widerstände S₁ und s₂ entfaltenden Schienen und dem Spannungsverlust O₂, der der Stromstärke in S₂ proportional ist. Die Resultierende dieser drei Spannungen ist also dem gesamten Verbrauchsstrom und der verketteten Spannung und dadurch der mittleren Nutzspannung proportional. Das Relais hat ähnlichen Einrichtungen gegenüber den Vorteil, daß es nur eine einzige Spule enthält und dennoch auf Strom und Spannung im Netz zugleich anspricht.The current in the relay b is now brought according to the invention, for example as a function of the current consumption and the average voltage of the network, that the relay is connected to resistors A ₁ , A ₂ (Fig. 1), which from the resistors S through which the rail current flows ₁ and s _{2 are} branched off. As a result, the electromagnet is made dependent on three voltages, the voltage loss O ₁ , which corresponds to the current in S ₁ , the voltage t between the rails unfolding the resistors S ₁ and s ₂ , and the voltage loss O ₂ , which is the current intensity in S ₂ is proportional. The resultant of these three voltages is therefore proportional to the total consumption current and the interlinked voltage and thus the mean useful voltage. The relay has the advantage over similar devices that it contains only a single coil and still responds to current and voltage in the network at the same time.

Die Widerstände A₁ und A₂ brauchen nicht im Nebenschluß zu den Widerständen S₁ und S₂ zu liegen, sondern sie können auch die Sekundärwicklungen von Transformatoren bilden, deren Primärspulen .S₁ und S₂ vom Schienenstrom durchflossen werden (Fig. 2). Solche Transformatoren werden zweckmäßig in Hochspannungsanlagen verwendet. Die Spannung t wird dann auch nicht unmittelbar an den Schienen entnommen, sondern, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, an den Sekundärklemmen eines Spannungstransformators f. The resistors A ₁ and A ₂ do not need to be shunted to the resistors S ₁ and S ₂ , but they can also form the secondary windings of transformers whose primary coils .S ₁ and S ₂ are traversed by the rail current (Fig. 2). Such transformers are expediently used in high-voltage systems. The voltage t is then not taken directly from the rails, but rather, as shown in FIG. 2, from the secondary terminals of a voltage transformer f.

Durch Verschiebung der Kontakte an den Widerständen A₁ und A₂ kann die Höhe der in dem Relais b wirkenden Regulierspannung R beliebig eingestellt werden, was sich an Hand der Diagramme (Fig. 3 und 4) erkennen läßt. Wenn in dem Diagramm Fig. 3 die Vektoren S₁, S₂ und S₃ die Ströme in den drei Fernleitungen bedeuten, so wird die verkettete Spannung t zwischen den Schienen durch den Vektor t dargestellt. Die Spannungsabfälle O₁ und O₂ sind mit den Strömen S₁ und S₂ in Phase, wenn der Leistungsfaktor cos φ des Stromes der betreffenden Fernleitung gleich I ist.By shifting the contacts at the resistors A ₁ and A ₂ , the level of the regulating voltage R acting in the relay b can be set as desired, which can be seen from the diagrams (FIGS. 3 and 4). _{If the vectors S 1} , S ₂ and S ₃ signify the currents in the three long-distance lines in the diagram of FIG. 3 , the linked voltage t between the rails is represented by the vector t . The voltage drops O ₁ and O ₂ are in phase with the currents S ₁ and S ₂ if the power factor cos φ of the current of the relevant long-distance line is equal to I.

Um aus den drei Spannungskomponenten t, O₁ und 0., die resultierende Spannung R zu erhalten, muß der Vektor O₁ über den Nullpunkt des Diagrammes rückwärts verlängert werden, da dieser Lage des Vektors O₁ der in Fig. ι dargestellte Anschluß des Widerstandes A₁ an S₁ entspricht. Für cos φ = / bilden dann die Vektoren O₁ und O₂ einen Winkel von 150⁰ mit der Spannung t. Sind die Spannungsabfälle O₁ und O₂ gleich groß, was durch Einstellung jedes der Kontakte an den Widerständen A₁ und A₂ von Hand erreicht werden kann, so ist die resultierende Spannung R in Phase mit der Spannung t. Würde aber O₁ und o₂ verschieden eingestellt, so würde der Vektor der resultierenden Spannung von dem Vektor t etwas abweichen.In order to obtain the resulting voltage R from the three voltage components t, O ₁ and 0, the _{vector O 1} must be extended backwards beyond the zero point of the diagram, since this position of the vector O _{1 is} the connection of the resistor shown in FIG A ₁ corresponds to _S1. For cos φ = /, the vectors O ₁ and O ₂ then form an angle of 150 ^° with the voltage t. If the voltage drops O ₁ and O _{2 are} equal, which can be achieved by adjusting each of the contacts on the resistors A ₁ and A ₂ by hand, the resulting voltage R is in phase with the voltage t. However, if O ₁ and O _{2 were set} differently, the vector of the resulting voltage would deviate somewhat from the vector t.

Wenn in einer Fernleitung der Leistungsfaktor cos φ des Stromes kleiner als I ist, so sind die Vektoren O₁ und O₂ um mehr oder weniger als 150⁰ gegen die Spannung t versetzt. In Fig. 4 ist dieser Fall dargestellt. Um die resultierende Spannung R aber dennoch in Phase mit der Spannung t zu bringen, können die Spannungsabfälle O₁ und O₂ in der oben angegebenen Weise, wie durch die ausgezogenen Vektoren O₁, O₂ in Fig. 4 dargestellt, entsprechend ungleich eingestellt werden.If the power factor cos φ of the current in a long-distance line is less than I , the vectors O ₁ and O _{2 are} offset by more or less than 150 ^{0 relative} to the voltage t . This case is shown in FIG. However, in order to bring the resulting voltage R into phase with the voltage t , the voltage drops O ₁ and O ₂ can be set to be correspondingly unequal in the manner indicated above, as shown by the solid vectors O ₁ , O _{2 in FIG} .

Die oben beschriebene Steuervorrichtung ist go nicht nur an der Spannungsreguliervorrichtung der Generatoren in der Zentrale verwendbar, sondern auch an der Regelungsvorrichtung beliebiger Speisepunkte des Netzes. Man läßt sie dann auf Hauptstromwiderstände, Reguliertransformatoren o. dgl. einwirken. .The control device described above is not only on the voltage regulator of the generators can be used in the control center, but also on the control device any feed point of the network. They are then left on main current resistances, Regulating transformers or the like act. .

Zweckmäßig kann das Relais an die Spulen des Zählers angeschlossen werden, der die gesamte, von den Sammelschienen abgegebene Energie mißt. Ein Vorteil der beschriebenen Einrichtung ist, daß die Regelung unabhängig von mancherlei äußeren Einflüssen wirkt, wie z. B. dem Sinken der Gleichstromerregerspannung, der Umdrehungszahl usw. Der Umstand, daß die Regelungseinrichtung aufs bequemste auch nachträglich in den Zentralen eingebaut werden kann, ist ebenfalls von wesentlicher Bedeutung.Appropriately, the relay can be connected to the coils of the counter, which has the entire, measures the energy given off by the busbars. An advantage of the device described is that the regulation is independent acts of various external influences, such as B. the drop in the DC excitation voltage, the number of revolutions, etc. The fact that the control device is most convenient also retrospectively in the central can be incorporated is also essential.

Claims

Patent Claims:

i. Arrangement for voltage regulation in electrical distribution networks, thereby characterized that the voltage regulation in the control center or at the feed points takes place by a control device, which is connected to shunts of two lying in different main busbars Resistors or one behind the other

switched secondary windings of those influenced by the linked voltage Transformers is connected, their primary windings in different main busbars lie so that it is influenced by the total consumption current and the voltage on the rails.

2. Embodiment according to claim ι when using shunts, characterized characterized in that the current coils of the meter serve as resistors in the main busbars, which measures the energy taken from the busbars.

For this purpose ι sheet of drawings.