Anordnung zur selbsttätigen Regelung der Spannung in Drehstromnetzen
Für die selbsttätige Regelung der Spannung in symmetrischen Drehstromnetzen verwendet
man im allgemeinen Drehstromspannungsregeleinrichtungen, z. B. einen Drehstromstufentransformator,
Drehtransformator oder andere Drehstromregeleinrichtungen, die in Abhängigkeit von
einer Phasenspannung oder einer verketteten Spannung oder dem Mittelwert der Größe
der Phasenspannungen oder der verketteten Spannurigen gesteuert werden. Bei unsymmetrischen
Netzen, die auf symmetrische Spannung geregelt werden sollen, verwendet man drei
einphasige Spannungsregeleinrichtungen. Zweckmäßigerweise werden diese bekanntlich
nicht an die verketteten, sondern an die Phasenspannungen angeschlossen. Ihre Erregerwicklungen
liegen zwischen dem Nullpunkt und den Phasen, und die Zusatzspannungen werden zu
jeder Phasenspannung addiert oder von dieser subtrahiert. Bei selbsttätiger Regelung
wird dann jeder der drei Impulsgeber entsprechend der Schaltung der Regeleinrichtungen
jeweils an den Nullpunkt und die betreffende Phase angeschlossen. Diese bisher übliche
Regelung auf konstante Phasenspannung ergibt jedoch keine konstanten verketteten
Spannungen, sobald die Winkel zwischen den drei Phasenspannungen nicht mehr gleich
sind, was in der Regel bei unsymmetrisch belasteten Netzen der Fall sein wird. In
der Erkenntnis dieses Nachteiles wurde daher vorgeschlagen, von jedem Impulsgeber
der drei Regeleinrichtungen nicht einen, sondern zwei Regler für zwei Phasenspannungen
zu steuern und den Impulsgeber jedes Reglers an die entsprechende verkettete Spannung
anzuschließen. Diese Anordnung ist zwar in der Wirkung der vorher angegebenen überlegen,
bedingt aber eine überaus umfangreiche Apparatur, nämlich sechs Regler für ein Drehstromsystem.Arrangement for the automatic regulation of the voltage in three-phase networks
Used for automatic voltage regulation in symmetrical three-phase networks
one in general three-phase voltage regulators, z. B. a three-phase step transformer,
Rotary transformer or other three-phase current control devices that depend on
a phase voltage or a line voltage or the mean value of the quantity
the phase voltages or the chained voltages can be controlled. With unbalanced
Networks that are to be regulated to symmetrical voltage are used three
single-phase voltage regulators. Appropriately, these are known
not connected to the chained, but to the phase voltages. Your pathogen development
lie between the zero point and the phases, and the additional voltages become too
added to or subtracted from each phase voltage. With automatic regulation
then each of the three pulse generators becomes according to the circuit of the control devices
each connected to the zero point and the relevant phase. This has been the norm up to now
Regulation to constant phase voltage, however, does not result in a constant chained
Voltages as soon as the angle between the three phase voltages is no longer the same
are what will usually be the case with asymmetrically loaded networks. In
Recognizing this disadvantage has therefore been suggested by any pulse generator
of the three regulating devices not one, but two regulators for two phase voltages
to control and the pulse generator of each regulator to the corresponding line-to-line voltage
to connect. Although this arrangement is superior in effect to the one previously indicated,
but requires an extremely extensive apparatus, namely six controllers for a three-phase system.
Die Erfindung besteht nun darin; daß im Gegensatz zu der erstgenannten
Regeleinrichtung die Impulsgeber an die verketteten Spannungen angeschlossen werden
und daß im Gegensatz zu der zweiten Anordnung von jedem selbsttätigen Regler nur
eine Phasenspannung geregelt wird. Ihr liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es möglich
ist, durch die Regelung der drei Phasenspannungen auch bei in bezug auf diese bzw.
die Belastungen völlig unsymmetrischen Netzen die drei verketteten Spannungen konstant
zu halten. Bei Verwendung von Regeltransformatoren können die Erregerwicklungen
mit dem einen Ende entweder an j e eine der drei Phasen der ungeregelten oder der
geregelten Spannungen angeschlossen werden und mit dem anderen Ende an den Nullpunkt
des alten oder des neuen Systems oder an einen künstlichen Nullpunkt.
Abb.
i stellt als Beispiel eine der möglichen Schaltungen nach der Erfindung dar. Das
Drehstromsystem RST 0 sei unsymmetrisch. Das Drehstromsystem UVW soll auf
konstante Spannung symmetrisch geregelt werden. Zu diesem Zweck werden drei Einphaseninduktionsregler
mit der Erregerwicklung an die drei ungeregelten Phasenspannungen angeschlossen,
während die Zusatzwicklungen der Induktionsregler zwischen den drei Phasen des alten
Systems und denen des neuen Systems liegen. i, 2 und 3 sollen selbsttätige Spannungsregler
sein, deren Impulsgeber im vorliegenden Fall erfindungs-. gemäß an die gleich und
konstant zu haltenden verketteten Spannungen UVW angeschlossen werden. Regler i
wird gesteuert durch die Spannung UV und regelt die- Spannung zwischen 0 und U.
Regler 2 wird gesteuert durch die Spannung VW und regelt die Spannung zwischen 0
und V. Regler 3 wird gesteuert durch die Spannung WU und regelt die Spannung, zwischen
0 und W. Weicht aus irgendeinem Grunde beispielsweise die Spannung UT7 von dem Sollyvert
ab, so bekommt der Regler i einen entsprechenden Regelimpuls und regelt- die Spannung
O U, wenn sie z. B. zu niedrig war, auf einen höheren Wert ein. Durch die
Tätigkeit des Reglers i wird aber auch der Regler 3 veranlaßt zu regeln dadurch,
daß die Spannung WU steigt; er wird also etwas herabregeln. Hierdurch wird wiederum
der Regler 2 veranlaßt, etwas heraufzuregeln. Die drei Regler werden also so lange
arbeiten, bis die drei Spannungen UV, VW und WU den durch die Impulsgeber vorgeschriebenen
Wert haben. Damit Pendelungen zwischen den drei Reglern, die j a aufeinander einwirken,
ausgeschlossen werden, kann man die Regler entsprechend stark dämpfen, oder man
kann den drei Reglern verschiedene Regelgeschwindigkeiten geben.The invention now consists in; that, in contrast to the first-mentioned control device, the pulse generators are connected to the chained voltages and that, in contrast to the second arrangement, only one phase voltage is controlled by each automatic controller. It is based on the knowledge that it is possible, by regulating the three phase voltages, to keep the three linked voltages constant even in the case of networks that are completely asymmetrical with respect to these or the loads. When using regulating transformers, the excitation windings can be connected with one end either to one of the three phases of the unregulated or regulated voltages and with the other end to the zero point of the old or the new system or to an artificial zero point. Fig. I shows as an example one of the possible circuits according to the invention. Let the three-phase system RST 0 be asymmetrical. The three-phase system UVW should be regulated symmetrically to a constant voltage. For this purpose, three single-phase induction regulators with the excitation winding are connected to the three unregulated phase voltages, while the additional windings of the induction regulators lie between the three phases of the old system and those of the new system. i, 2 and 3 are to be automatic voltage regulators whose pulse generators in the present case are fictional. connected to the chained voltages UVW, which are to be kept constant and constant. Regulator i is controlled by the voltage UV and regulates the voltage between 0 and U. Regulator 2 is controlled by the voltage VW and regulates the voltage between 0 and V. Regulator 3 is controlled by the voltage WU and regulates the voltage between 0 and W. If for some reason, for example, the voltage UT7 deviates from the Sollyvert, the controller i receives a corresponding control pulse and regulates the voltage O U when it z. B. was too low, set a higher value. The action of the controller i, however, also causes the controller 3 to regulate in that the voltage WU increases; so he will downgrade something. This in turn causes the controller 2 to turn up a little. The three regulators will work until the three voltages UV, VW and WU have the value prescribed by the pulse generator. In order to rule out oscillations between the three regulators, which act on one another, the regulators can be dampened accordingly, or the three regulators can be given different control speeds.
Die Schaltung nach Abb. i ist zunächst insofern willkürlich, als man
mit der gleichen Berechtigung auch den Regler i an die Phase WU, den Regler 2 an
die Phase UV und den Regler 3 an die Phase VW anschließen kann. Bei den beiden Schaltungen
ist es unangenehm, daß beim Arbeiten _ jedes Reglers immer zwei verkettete Spannungen
beeinflußt werden. Bei der praktischen Ausführung ist die Beeinflussung der beiden
verketteten Spannungen, beispielsweise beim Arbeiten des Reglers i die Beeinflussung
der Spannungen UV und WU, nicht gleich stark, sondern die eine Spannung wird mehr
und die andere weniger stark beeinflußt dadurch, daß die Zusatzspannung RU im allgemeinen
nicht genau in Phase liegen wird zu der Spannung 0R. Eine Phasenverschiebung zwischen
der Zusatzspannung und der Erregerspannung ist ja bekanntlich bei jedem normalen
Transformator vorhanden, und zwar durch die Streuung des Transformators, die Impedanz
der Wicklung usw. Die Phasenlage der Zusatzspannung ist auch von der Phasenlage
des Stromes der Verbraucher abhängig. Erfindungsgemäß wird nun jeder Impulsgeber
der drei Regler an diejenige verkettete Spannung angeschlossen, die durch Regelbewegungen
des betreffenden Reglers die stärkste Veränderung erleidet. Der richtige Anschluß
der Impulsgeber läßt sich in der Praxis leicht durch Versuch feststellen. Sind statt
der Regeltransformatoren Regelwiderstände vorhanden, so sind die Spannungsabfälle
in diesen drei Regelwiderständen im allgemeinen ebenfalls gegen die Richtung der-
entsprechenden Phasenspannungen verschoben, nämlich dann, wenn der Strom der Verbraucher
kein reiner Wirkstrom ist. Bei starker Phasenverschiebung des Stromes der Verbraucher
kann es sogar vorkommen, daß bei Vergrößerung des Vorschaltwiderstandes die eine
der dieser Phase benachbarten verketteten Spannungen verringert wird, während die
andere der beiden verketteten Spannungen gar nicht beeinflußt oder sogar erhöht
wird. Zur Steigerung der erstrebten Ungleichmäßigkeit der Beeinflussung zweier benachbarten
verketteten Spannungen kann absichtlich die Zusatzspannung eine Phasenverschiebung
gegen die betreffende Phasenspannung erhalten, z. B. auch dadurch, daß die Erregerwicklung
zusätzlich von einer anderen Phase in geringerem Grade mit beeinflußt wird. Die
Ausführung der Regeleinrichtungen -ist für die Anwendung des Erfindungsgedankens
gleichgültig. Es könnten z. B. auch drei Drehtransformatoren verwendet werden, die
dreiphasig erregt werden und bei denen j e nur eine Spannung des Sekundärteiles
als Zusatzspannung verwendet wird, die sich: dann im wesentlichen nicht ihrer Größe,
sondern nur ihrer Phase nach ändert.The circuit according to Fig. I is initially arbitrary insofar as one
with the same authorization also the controller i to the phase WU, the controller 2
phase UV and controller 3 can be connected to phase VW. With the two circuits
it is uncomfortable that when working _ each controller always has two linked voltages
to be influenced. In the practical implementation, the influencing of the two is
interlinked voltages, for example when the controller i is working
of the voltages UV and WU, not equally strong, but one voltage becomes more
and the other less influenced by the fact that the additional voltage RU in general
will not be exactly in phase with the voltage 0R. A phase shift between
the additional voltage and the excitation voltage is known to be normal for everyone
Transformer present, due to the transformer's dispersion, the impedance
the winding etc. The phase position of the additional voltage is also dependent on the phase position
the electricity of the consumer dependent. According to the invention, each pulse generator is now
of the three regulators are connected to the line-to-line voltage that is generated by regulating movements
of the controller concerned suffers the greatest change. The right connection
the pulse generator can easily be determined in practice by experiment. Are held
of the regulating transformers, there are regulating resistors, so are the voltage drops
in these three rheostats generally also against the direction of the
corresponding phase voltages shifted, namely when the current of the consumer
is not a pure active current. In the event of a strong phase shift in the current of the consumer
it can even happen that when the series resistance is increased, one
of the concatenated voltages adjacent to this phase is reduced, while the
other of the two linked voltages are not influenced or even increased
will. To increase the desired non-uniformity of influencing two neighboring ones
Concatenated voltages can intentionally add a phase shift to the additional voltage
obtained against the phase voltage in question, e.g. B. also in that the excitation winding
is also influenced to a lesser extent by another phase. the
Execution of the control devices -is for the application of the inventive concept
indifferent. It could e.g. B. three rotary transformers are used, the
are excited in three phases and in which each only one voltage of the secondary part
is used as additional tension, which: then essentially does not depend on its size,
but only changes according to its phase.
Eine andere beispielsweise Schaltung nach der Erfindung zeigt Abb.
2, wonach die Impulsgeber der drei Regler i, 2 und 3 nicht von einer, sondern von
zwei verketteten Spannungen gesteuert werden. Ein besonderer Vorteil ergibt sich
dann, wenn jeder Impulsgeber zwei Steuerwicklungen q., 5 erhält, die von den beiden
der betreffenden Phasenspannung benachbarten verketteten Spannungen gleich stark
erregt werden, und wenn die Erregerwicklungen so geschaltet werden, daß die geometrische
Summe der Amperewindungen, die durch die beiden verketteten Spannungen erzeugt werden,
einen Höchstwert hat. Bei dieser Schaltung wird bei der Verstellung einer Regeleinrichtung
der
betreffende Impulsgeber ganz wesentlich stärker beeinflußt als die Impulsgeber der
beiden anderen Regeleinrichtungen, so daß die Gefahr der Pendelungen der Regler
gegeneinander gegenüber der Schaltung nach Abb. i erheblich verringert ist. Bei
dieser Anordnung wird die geometrische Differenz j e zweier benachbarten verketteten
Spannungen konstant gehalten, und es läßt sich leicht nachweisen, daß unter dieser
Voraussetzung auch die drei verketteten Spannungen einander gleich sind und das
geregelte Drehstromsystem symmetrisch ist.Another example circuit according to the invention is shown in Fig.
2, according to which the pulse generators of the three controllers i, 2 and 3 are not from one, but from
two linked voltages can be controlled. There is a particular advantage
when each pulse generator receives two control windings q., 5, those of the two
Concatenated voltages adjacent to the relevant phase voltage are equally strong
are excited, and if the excitation windings are switched so that the geometric
Sum of the ampere-turns that are generated by the two linked voltages,
has a maximum value. In this circuit, when adjusting a control device
the
affected pulse generator much more strongly influenced than the pulse generator
two other regulating devices, so that there is a risk of the regulator oscillating
against each other compared to the circuit according to Fig. i is considerably reduced. at
this arrangement is the geometric difference j e of two adjacent concatenated
Tensions are kept constant, and it can easily be demonstrated that below this
The prerequisite is that the three interlinked voltages are equal to each other and that
regulated three-phase system is symmetrical.