DE592916C

DE592916C - Control device for electrical systems with an astatic fast regulator

Info

Publication number: DE592916C
Application number: DE1930592916D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-03-08
Filing date: 1930-03-08
Publication date: 1934-02-17

Description

Regeleinrichtung für elektrische Anlagen mit einem astatischen Schnellregler Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung mit einem astatischen Schnellregler, der zur Aufrechterhaltung bestimmter Strom- oder Spannungsbedingungen in elektrischen Anlagen dient. Derartige Schnellregler werden z. B.' zur Spannungsregehmg von Generatoren in Kraftwerken in großer Zahl verwendet. Dias Charakteristikum eines astatischen Reglers bestelht darin, daß, ier ein Hebelsystem besitzt, das bei einem bestimmten Wert der zu regehlden Größe innerhalb seines Hubes im Gleichgewicht ist. Derartige Regler eignen sich in hohem Maße auch für die Regelung jeder beliebigen elektrischen Größe. Es ist jedoch dann erforderlich, daß für jede zu regelnde Größe eine besondere Reglerkonstruktion verwendet werden muß.Control device for electrical systems with an astatic fast regulator The invention relates to a control device with an astatic rapid regulator, that of maintaining certain current or voltage conditions in electrical Attachments is used. Such rapid regulators are z. B. ' for voltage regulation of generators used in large numbers in power plants. Dias characteristic of an astatic Regulator consists in the fact that, ier has a system of levers, which with a certain The value of the variable to be regulated is in equilibrium within its stroke. Such Controllers are also highly suitable for regulating any electrical type Size. However, it is then necessary that a special one for each variable to be controlled Controller design must be used.

Dieser , Nachteil ist erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der Spannungsspule eines normalen astatischen Schnelhieglers die Spannung einer besonderen Hilfsstromquelle zugeführt wird, deren Spannung durch den Ausschlag eines die zu regelnde Größe messenden Instrumentes gesteuert wird. Durch eine derartige Anordnung ist es möglich, mit einer einzigen, und zwar mit der am häufigsten benötigten normalen spanmungsabhängigen Reglerkonstruktion jede beliebige physikalische Größe zu regeln. Eine derartige Anordnung bringt noch den weiteren Vorteil mit sich, daß beispielsweise bei der Leistungsfaktorregelung nur zwei Leitungen erforderlich sind. Ist z. B. die Meßstelle sehr weit von dem Generator :entfernt, so wird das Meßinstrument und die flfsstromquelle an der Meßstelle aufgestellt, während der Regler in der Kraftstation steht.This disadvantage is avoided according to the invention in that the voltage coil of a normal astatic speed hunter the voltage of a special auxiliary power source is supplied, the voltage of which is measured by the deflection of a variable to be controlled Instrument is controlled. Such an arrangement makes it possible to use a single one, with the most frequently required normal voltage-dependent Regulator construction to regulate any physical quantity. Such a one Arrangement has the further advantage that, for example, in the Power factor control only requires two lines. Is z. B. the measuring point very far from the generator: so is the measuring instrument and the flow source set up at the measuring point while the controller is in the power station.

Die Verwendung einer besonderen Hilfsstromquelle für die Steuerung von Schnellreglern ist in einem ganz bestimmten Zusammenhang zwar schon bekannt. Hierbei handelt @es sich darum, einen Schnellregler in Abhängigkeit von Stromänderungen in einem Gleichstromnetz zu beeinflussen. Zu diesem Zweck ist in das Gleichstromnetz .ein Stromwandler eingeschaltet, dessen Sekundärstrom die Hilfsstromquelle beeinfluß:t.The use of a special auxiliary power source for the control of fast regulators is already known in a very specific context. Here @es is about a fast regulator depending on changes in current to influence in a direct current network. For this purpose it is in the direct current network .a current transformer switched on, the secondary current of which influences the auxiliary current source: t.

Bei der Erfindung wird dagegen zur Beeinflussung der Hilfsstromquelle der Ausschlag des die zu regelnde Größe messenden Instrumentes benutzt. Es läßt sich auf diese Weise jede physikalische Größe regeln, deren Wert sich durch .einen entsprechenden Ausschlag darstellen läßt. Die Erfindung ist besonders geeignet für die Regelung des Leistungsfaktors. In diesem Falle besteht die Hauptmaschine aus einer Synchronblindleistungsmaschine, die an den zu regelnden Stromkreis angeschlossen ist. Die Lage des einen Kontaktes des Reglers für den Gleichstromhilfsgenerator wird dabei von einem an das Netz angeschlossenen Leistungsfaktormesser abhängig gemacht.In contrast, the invention is used to influence the auxiliary power source the deflection of the instrument measuring the variable to be controlled is used. It leaves In this way, every physical quantity can be regulated, the value of which is determined by a can represent the corresponding rash. The invention is special suitable for regulating the power factor. In this case, there is the main engine from a synchronous reactive power machine that is connected to the circuit to be regulated is. The location of one contact of the regulator for the auxiliary DC generator is dependent on a power factor meter connected to the network made.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Bei der dargestellten Anordnung soll der Leistungsfaktor des dreiphasigen Netzes i, 2, 3 mit Hilfe der als Blindleistungsmaschine arbeitenden Synchronmaschine q., die an das Netz angeschlossen ist, konstant gehalten werden. Die Erregung dieser Blindleistungsmaschine wird von dem Regler 2q. gesteuert. 21 ist ein Gleichstromgenerator, der vorzugsweise direkt mit der Blindleistungsmaschine q. verbunden ist, so daß er mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Er wird durch einen nach dem Vibrationsprinzip arbeitenden Regler 5 gesteuert. Der eine Kontakt 22 dieses Reglers wird von dem Leistungsfaktormesser 8 eingestellt, während der andere Kontakt 9 durch die Spannung des Generators 21 gesteuert wird. Der Leistungsfaktormesser 8, der in vereinfachter Form dargestellt ist, besitzt einen hufeisenförmigen Kern 15 mit einer vom Strom des Netzes durchflossenen Wicklung _i5'. Zwischen den Polen des Kerns 15 ist der Anker 16 gelagert, der zwei Spulen 17 und 18, die einen geeigneten Winkel miteinander einschließen, trugt. Die Spule 17 wird von der Spannung zwischen den Phasen i und 2, die Spule 18 von der Spannung zwischen den Phasen 2 und 3 erregt. Zwei Klemmen der Spulen sind miteinander und durch den Leiter 19 mit der Phase 2 verbunden. Der Anker 16 ist direkt mit der Kurvenscheibe 22 verbunden, die den einen der zusammen arbeitenden Kontakte des # Reglers 5 bildet. Infolgedessen nimmt die Kurvenscheibe 22 eine Winkellage .ein, die von der Größe des Leistungsfaktors in dem Netz i, 2, 3 abhängt. An Stelle der Kurvenscheibe 22 kann auch ein schwingender Arm oder auch Mine andere Einrichtung treten, die in der Lage ist, den Abstand zwischen den Kontakten des Reglers in Übereinstimmung mit dem Leistungsfaktor des Netzes zu verändern. Unter der Annahme, daß die Kurvenscheibe 22 feststeht, wird der Regler 5 versuchen, die Spannung an der Hilfsmaschine 21 durch Ein- und Ausschalten des Widerstandes i i in ihrem Erregerkreis konstant zu halten. Ändert sich die Stellung der Kurvenscheibe 22 mit dem Leistungsfaktor des Netzes, so wird die Spannung der Hilfsmaschine 2 i ebenfalls entsprechend verändert. Auf die Kurvenscheibe 22 wird kein Druck ausgeübt, wenn beim Öffnen der Kontakte der Gegenkontakt 9 von der Kurvenscheibe 22 abgehoben ist, so daß sich letztere mit einem Minimum an Reibung frei einstellen kann.An embodiment of the invention is shown in the drawing. In the arrangement shown, the power factor of the three-phase network i, 2, 3 is to be kept constant with the aid of the synchronous machine q. Which operates as a reactive power machine and is connected to the network. The excitation of this reactive power machine is controlled by the controller 2q. controlled. 21 is a direct current generator, which is preferably connected directly to the reactive power machine q. is connected so that it is driven at a constant speed. It is controlled by a controller 5 operating on the vibration principle. One contact 22 of this regulator is set by the power factor meter 8, while the other contact 9 is controlled by the voltage of the generator 21. The power factor meter 8, which is shown in simplified form, has a horseshoe-shaped core 1 5 with a winding _i5 'through which the current of the network flows. The armature 1 6 is mounted between the poles of the core 15 and carries two coils 1 7 and 1 8 which enclose a suitable angle with one another. The coil 17 is excited by the voltage between phases i and 2, the coil 18 by the voltage between phases 2 and 3. Two terminals of the coils are connected to each other and through the conductor 1 9 with the phase of the second The armature 1 6 is directly connected to the cam disk 22, which forms one of the contacts of the # controller 5 that work together. As a result, the cam plate 22 assumes an angular position which depends on the size of the power factor in the network i, 2, 3. Instead of the cam disk 22, a vibrating arm or other device can also be used which is able to change the distance between the contacts of the controller in accordance with the power factor of the network. Assuming that the cam plate 22 is fixed, the controller 5 will try to keep the voltage at the auxiliary machine 21 constant by switching the resistor ii in its exciter circuit on and off. If the position of the cam disk 22 changes with the power factor of the network, the voltage of the auxiliary machine 2 i is also changed accordingly. No pressure is exerted on the cam disk 22 when the counter-contact 9 is lifted from the cam disk 22 when the contacts are opened, so that the latter can be adjusted freely with a minimum of friction.

Der Regler 2q. für die Erregermaschine 23 der Hauptmascline q. besitzt die Spulen 25 und 26 und die zusammenarbeitenden Kontakte 27 und 28. Dieser Regler schaltet in bekannter Weise .einen Widerstand 29 in den Feldkreis ein bzw. aus. Wenn die Lage des unteren Kontaktes 28 nicht verändert wird, wird die Erregermaschine 23 eine konstante Spannung abgeben. Ändert sich die Lage der Kontakte z8, so wird .entsprechend die Erregung der Blindleistungsmaschine verstärkt oder geschwächt.The controller 2q. for the exciter 23 of the main mascline q. owns the coils 25 and 26 and the cooperating contacts 27 and 28. This regulator switches .ein resistor 29 in the field circuit on or off in a known manner. If the position of the lower contact 28 is not changed, the exciter becomes 23 deliver a constant voltage. If the position of the contacts z8 changes, then .The excitation of the reactive power machine is increased or weakened accordingly.

Die Spule 26 wird von der Klemmenspannung der H:Ifsmaschine 2 1 gespeist. Betrachtet man d_e Einrichtung als Ganzes, so ergibt sich, daß bei Kleinerwerden des Leistungsfaktors die Kurvenscheibe 22 sich so dreht, daß die Spannung des Generators verkleinert wird und infolgedessen auch die Spannung der Spule 26. Dies hat zur Folge, daß der Kontakt 7.8 eine höhere Stellung einnimmt und die Spannung der Erregermaschine 23 und infolgedessen ,auch die Erregung der Blindleistungsmaschine q. vergrößert. Dadurch wird eine Änderung des Leistungsfaktors in dem Netz i, 2, 3 herbeigeführt. Der Kontakt 28 wird so lange eine gehobene Stellung einnehmen, bis der Leistungsfaktor des Netzes wieder seinen Kontaktwert besitzt. Wenn dies der Fall ist, wird die Kurvenscheibe 22 wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückgeführt, und die Spannung der Hilfsmaschine 2i nimmt wieder ihren normalen Wert !ein, so daß auch der Kontakt 28 in die normale Stellung zurückkehren kann. Der Kontakt 28 bleibt jedoch in einer solchen Stellung, daß die Spannung der Erregermaschine 23 auf einen, Wert gehalten wird, der abhängt von der auf der Leitung vorhandenen Leistung, dis erforderlich ist, um den Leistungsfaktor auf seinen vorbestimmten Wert zu halten.The coil 26 is fed by the terminal voltage of the H: Ifs machine 2 1. If one considers the device as a whole, it results that when the power factor becomes smaller, the cam disk 22 rotates so that the voltage of the generator is reduced and consequently also the voltage of the coil 26. This has the consequence that the contact 7.8 is higher Assumes position and the voltage of the exciter 23 and, as a result, also the excitation of the reactive power machine q. enlarged. This brings about a change in the power factor in the network i, 2, 3. The contact 28 will assume a raised position until the power factor of the network has its contact value again. If this is the case, the cam disk 22 is returned to its original position, and the voltage of the auxiliary machine 2i again assumes its normal value, so that the contact 28 can also return to the normal position. The contact 28, however, remains in such a position that the voltage of the exciter 23 is kept at a value which, depending on the power present on the line, is required to keep the power factor at its predetermined value.

Es ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ohne weiteres möglich, die Winkellage der Kurvenscheibe 22 auch von einem anderem Instrument als von einem Leistungsfaktormesser oder -relais abhängig zu machen. Die Spannung des Netzes i, 2, 3 wird dann in Übereinstimmung mit einer anderen Größe geregelt.With the device according to the invention it is easily possible the angular position of the cam 22 also from an instrument other than one To make power factor meters or relays dependent. The voltage of the network i, 2, 3 is then regulated in accordance with a different quantity.

Claims

PATENT CLAIM: i. Control device for electrical systems finite an astatic fast regulator, to which the voltage of a special auxiliary power source is supplied, marked by a size to be regulated measuring instrument (r5), the deflection of which controls the voltage of the auxiliary power source.

2. Device according to claim r, characterized by a further rapid regulator (5) which controls the auxiliary power source as a function of the deflection of the measuring instrument (15).

3. Device according to claim r and 2, characterized in that: 'The auxiliary power source is a generator that is driven by the machine to be controlled will.