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Anordnung zur möglichst pendelfreien Spannungsregelung auf Wechselstromfernleitungen
Es ist vorgeschlagen worden, die Spannung von, Wechselstromfernleitungen durch längs
der Leitung verteilte Kompensierungseinrichtungen zu regeln, die aus mehreren Stufen
bestehen, welche mit Zeitverzögerung nacheinander geschaltet werden.
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Wenn bei derartigen Anlagen das Zu- oder Abschalten der einzelnen
Stufen in Abhängigkeit von der Spannungsänderung der Fernleitung erfolgt, so werden,
da durch das Fehlen oder den Überschuß an Blindleistung in einer Station nicht nur
die Spannung dieser Station, sondern auch die der anderen Stationen verändert wird,
mehrere Stationen gleichzeitig zu regeln beginnen. Dadurch treten aber leicht Überregelungen
auf, die zu Pendelungen der Stationen gegeneinander führen können. Auch bei anderen
Regelmethoden können unter Umständen dieselben Verhältnisse auftreten. Man muß deshalb
die Empfindlichkeit der Spannungsregler oder sonstigen Relais herabsetzen. Das hat
aber den Nachteil, daß erhebliche Spannungsänderungen zugelassen werden müssen.
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Erfindungsgemäß kann man diesen Nachteil dadurch vermeiden, daß man
den zeitlichen Abstand zwischen dem Schalten zweier Stufen ein und derselben Kompensierungseinrichtung,
im folgenden kurz Schaltfolgezeit genannt, so groß wählt, daß er ein Vielfaches
der Schaltverzugszeit der Schalter einschließlich des für die Ansprechzeit des den
Regelimpuls auslösenden, beispielsweise von der Spannung der Fernleitung abhängigen
Relais erforderlichen Zuschlages beträgt. Unter Schaltverzugszeit der Schalter ist
die Zeit zu verstehen, welche verstreicht von dem Augenblick an, wo der Schalter
das Kommando zum Zu- oder Abschalten erhält, bis zu dem Zeitpunkt, wo das Kommando
ausgeführt ist. Zweckmäßig wird man die Schaltfolgezeiten der einzelnen Kompensierungseinrichtungen
gleich groß wählen.
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Durch die Bemessung der Schaltfolgezeit nach der Erfindung kann man
erreichen, daß die Zahl der gleichzeitig arbeitenden Schalter herabgesetzt wird,
da man jetzt die Möglichkeit hat, den Beginn des Regelvorganges, d. h. das Zu- oder
Abschalten einer Stufe, in verschiedenen Stationen zeitlich gegeneinander derart
zu versetzen, daß bei einer mehrere Stationen berührenden Spannungsänderung nicht
in allen Stationen gleichzeitig eine Stufe der betreffenden Kompensierungseinrichtungen
zu- oder abgeschaltet wird, wobei zwei Schaltvorgänge als gleichzeitig anzusehen
sind, wenn ein Schaltvorgang eingeleitet wird, solange ein anderer Schaltvorgang
noch im Ablauf begriffen ist. Zu diesem Zwecke wird der Beginn der Regelvorgänge
in verschiedenen Stationen so verzögert, daß eine Zeit, die gleich oder größer ist
als die Schaltverzugszeit der Schalter einschließlich des für die Ansprechzeit des
Spannungsreglers oder sonstigen Relais erforderlichen
Zuschlages,
zwischen den Stufenschaltungen verschiedener Stationen auftritt. Gleichzeitig kann
man die Schaltfolgezeit, d. h. die Zeit zwischen dem Schalten zweier Stufen ein
und derselben Kompensierungseinrichtung, so groß wählen, daß eine zweite Stufe erst
zu- oder abgeschaltet wird, wenn in einer oder mehreren Stationen bereits zur Verringerung
der Spannungsabweichungen einzelne Stufen der dortigen Kompensierungseinrichtungen
ein- oder ausgeschaltet worden sind.
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Durch die Staffelung des Regelbeginnes wird die Zahl der gleichzeitig
arbeitenden Schalter herabgesetzt und der Spannungsregler einer Station, die um
eine Schaltverzugszeit einschließlich des für die Ansprechzeit des Spannungsreglers
erforderlichen Zuschlages später zu regeln beginnt als eine andere Station, hat
schon, bevor eine Stufe in seiner Station zu-oder abgeschaltet wird, auf die durch
die Zu-oder Abschaltung einer Stufe in der anderen Station erfolgte Änderung der
Spannung der Leitung angesprochen. Dadurch werden Pendelungen der Station vermieden,
und man kann deshalb die Spannungsregler empfindlicher bauen und kann mit derselben
Stufengröße feiner regeln als bei einem gleichzeitigen Beginn des Regelvorganges
in allen Stationen.
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Um den Beginn des Regelvorganges in den einzelnen Stationen zu verschiedenen
Zeiten einzuleiten, werden erfindungsgemäß die Steuerleitungen zu den einzelnen
Schaltern nicht unmittelbar von dem Spannungsregler oder sonstigen Relais eingeschaltet,
sondern über Zeitrelais. Wählt man beispielsweise die Schaltfolgezeit gleich dem
P-fachen der Schaltverzugszeit einschließlich des für die Ansprechzeit des Spannungsreglers
erforderlichen Zuschlages und sind P Stationen vorhanden, so kann man die Verzögerungszeit
der Zeitrelais mit längs der Leitung wachsender Zeit so einstellen, daß z. B. die
erste von der speisenden Kraftquelle am weitesten entfernte Station unverzögert,
die nächste um eine Zeit, die gleich ist der Schaltverzugszeit der Schalter einschließlich
des für die Ansprechzeit des Spannungsreglers erforderlichen Zuschlages, später
zu regeln beginnt usw. Der Regelvorgang wird sich also bei dieser Zeitstaffelung,
wenn eine große Spannungsänderung auftritt, die alle Stationen berührt, so abspielen,
daß zuerst eine Stufe in der ersten von der speisenden Kraftquelle am wei-, testen
entfernten Station eingeschaltet wird, dann eine Stufe in der zweiten usw., dann
eine zweite Stufe der ersten Station, eine zweite Stufe in der zweiten Station usw.,
bis die Spannungsänderung wieder ausgeglichen ist.
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Man kann die einzelnen Stationen auch in beispielsweise n Gruppen
von je yrz Stationen (n - in = Gesamtzahl aller Stationen) zusammenfassen
und die Schalter der zu einer Gruppe gehörenden Stationen je untereinander gleichzeitig,
d. h. mit gleicher Regelbeginnverzögerung, arbeiten lassen. Die Gruppen untereinander
werden dagegen je um etwa eine Schaltverzugszeit einschließlich des für die Ansprechzeit
des Spannungsreglers oder sonstigen Relais erforderlichen Zuschlages gegeneinander
im Regelbeginn zeitlich versetzt.
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Es kann unter Umständen vorteilhaft sein, nicht unmittelbar nebeneinanderliegende
Stationen zu einer Gruppe zusammenzufassen, sondern zwecks Ausgleichs der von den
Regelvorgängen in den einzelnen Stationen ausgehenden Rückwirkungen z. B. diejenigen
Stationen zu einer Gruppe zusammenzufassen, die mit möglichst großen Abständen,
z. B.
der Leitungslänge, auf der Leitung verteilt sind.
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Vorteilhaft beginnt man mit dem Regelvorgang bei den Stationen, die
von der speisenden Kraftquelle am weitesten entfernt sind, da in diesen Stationen
die Spannungsabweichungen naturgemäß am größten sind.
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Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Einfachheit
halber ist nur eine Station mit ihrer Kompensierungseinrichtung gezeichnet, da die
Einrichtung in den anderen Stationen entsprechend ist. Die Kompensierungseinrichtung
besteht aus einzelnen Drosselspulen, die nacheinander mit Zeitverzögerung an die
Leitung 2 zu- und von der Leitung abgeschaltet werden können. In der Abbildung sind
drei Drosselspulen 31, 32 und 33 gezeichnet, welche durch die Schalter 4, 5 und
6 an die Leitung 2 angeschlossen werden können. Die Schalter besitzen Einschaltspulen
41, 51 und 61 und Ausschaltspulen 42, 52 und 62. Das eine Ende der Einschaltspulen
41 und 61 und das eine Ende der Ausschaltspule 52 liegt an einer Sammelleitung io,
während an der anderen Sammelleitung ii das eine Ende der Ausschaltspulen 42, 62
und das eine Ende der Einschaltspule 51 liegen. Die zweiten Enden der Einschaltspulen
liegen über Selbstunterbrechungskontakte 45, 55 und 65 am eigenen Schalter und über
Verriegelungskontakte 43, 53 des in der Schaltfolge vorhergehenden Schalters an
der Ein-Steuerleitung 14, die zweiten Enden aller Ausschaltspulen liegen über Selbstunterbrechungskontakte
46, 56 und 66 und über Verriegelungskontakte 54, 64 des in der Schaltfolge vorhergehenden
Schalters an der Aus-Steuerleitung 15. In der Sammelleitung io liegt die Erregung
des Zeitrelais 13, das einen in der Leitung ii liegenden Kontakt steuert. Inder
Sammelleitung ii liegt die Erregung des Zeitrelais 12, welches einen Kontakt in
der Sammelleitung io steuert. Die Zeitrelais sind so gebaut, daß sie bei Erregung
sofort ihren Steuerkontakt öffnen und ihn erst nach einer einstellbaren Zeit wieder
schließen. Das Relais 16,
welches von der Netzspannung erregt wird,
legt bei Änderungen der Spannung eine der beiden Steuerleitungen 14 oder 15 an Spannung,
je nachdem ein Zu- oder Abschalten von Drosseln erfolgen soll. Erfindungsgemäß erfolgt
das Ein= schalten der Ein- und Aus-Steuerleitung nicht unmittelbar durch das Spannungsrelais
16, sondern das Spannungsrelais 16 gibt das Kommando zum Zuschalten zunächst an
das Zeitrelais 17, welches dann nach einer einstellbaren Zeit die Steuerleitung
14 einschaltet, und das Kommando zum Abschalten gibt das Spannungsrelais 16 zunächst
an das Zeitrelais 18, welches nach einer einstellbaren Zeit die Aus-Steuerleitung
15 an Spannung legt.
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Sind, wie in der Abbildung dargestellt, alle Drosselspulen abgeschaltet
und steigt aus irgendeinem Grunde die Spannung, so spricht das Spannungsrelais 16
an und erregt das Zeitrelais 17. Nach einer gewissen Zeit schließt dieses seinen
Steuerkontakt und legt die Ein-Steuerleitung 14 an Spannung. Es fließt jetzt ein
Strom von der Batterie durch die im Ruhezustand geschlossenen Kontakte des Zeitrelais
12 durch die Erregerspule des Zeitrelais 13, durch die Einschaltspule 41, Selbstunterbrechungskontakte
45, Steuerleitung 14 und über den Kontakt des Zeitrelais 17 zurück zur Batterie.
Der Schalter 4 wird eingeschaltet, unterbricht den Stromkreis seiner Einschaltspule
41 und überbrückt die Verriegelungskontakte 43, so daß der nächste Schalter zum
Einschalten vorbereitet wird. Dieser kann aber noch nicht eingeschaltet werden,
da das Zeitrelais 13 bei Erregung den von ihm gesteuerten Kontakt sofort geöffnet
und damit die Verbindung der Sammelleitung ii zur Batterie unterbrochen hat. Erst
wenn nach Ablauf des Zeitrelais 13 dessen Steuerkontakt wieder geschlossen wird,
wird die Leitung ii an Spannung gelegt, und der nächste Schalter 5 wird eingeschaltet,
falls das Spannungsrelais 16 noch erregt ist. Erfindungsgemäß wird nun die Verzögerungszeit
der Zeitrelais 12 und 13 so gewählt, daß die Schaltfolgezeit zwischen den einzelnen
Schaltstufen 31, 32 und 33 ein Vielfaches der Schaltverzugszeit der Schalter einschließlich
des für die Ansprechzeit des Spannungsreglers erforderlichen Zuschlages beträgt.
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Die Einschaltung der einzelnen Drosselspulen setzt sich so lange fort,
bis die gewünschte Netzspannung erreicht ist. Fällt aus irgendeinem Grunde die Spannung,
so wird das Zeitrelais 18 erregt, welches die Aus-Steuerleitung r5 an Spannung legt.
Die Drosselspulen werden dann in umgekehrter Reihenfolge abgeschaltet.