DE635384C

DE635384C - Installation in electrical high-voltage networks, on which higher-frequency signal currents are superimposed, to eliminate influences on the signal voltage by the capacitances and inductances in the networks

Info

Publication number: DE635384C
Application number: DES109826D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1933-06-23
Filing date: 1933-06-23
Publication date: 1936-09-16

Description

Einrichtung in elektrischen Starkstromnetzen, denen höherfrequente Signalströme überlagert werden, zur Beseitigung von Beeinflussungen der Signalspannung durch die in den Netzen vorhandenen Kapazitäten und Induktivitäten Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung in Starkstromnetzen, denen Signalspannunggn von höherer Frequenz, insbesondere Frequenzbänder von Tonfrequenz, überlagert werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Beeinflussungen der Verteilung der Steuerspannung, die durch Kapazitäten und Induktivitäten des zu überlagernden Netzes eintreten können, zu beseitigen.Installation in electrical high-voltage networks, which are higher-frequency Signal currents are superimposed to eliminate influences on the signal voltage by the capacitances and inductances present in the networks. The invention refers to a device in power systems to which signal voltages from higher frequency, in particular frequency bands of audio frequency, are superimposed. The invention is based on the problem of influencing the distribution of the control voltage, which can occur due to capacitances and inductances of the network to be superimposed, to eliminate.

Bekanntlich treten nämlich auf Netzen, die unter Spannung stehen und Induktivitäten und Kapazitäten bestimmter Größe besitzen, sog. stehende Wellen auf, d. h. die auf dem Netz vorhandene Spannung verteilt sich nach einem Wellengesetz über die Länge der Leitung. In Fig. i ist schematisch ein Ersatzbild für eine Leitung aufgezeichnet, in der die Induktivitäten L und die Kapazitäten C vorhanden sind. Wird .an eine derartige Leitung eine Spannung gelegt, so ändert sich der Effektivwert der Spannung nach dem Diagramm der Fig.2. A bedeutet in Fig.2 die Wellenlänge. Für die Wellenlänge X gilt nun bekanntlich folgende Formel: worin v die Wellengeschwindigkeit und f die Frequenz bedeutet. Für die Wellengeschwindigkeit v auf elektrische Leitungen besteht folgende grundlegende Formel: darin bedeuten L und C die Kapazität und Induktivität der Leitung. Aus den beiden Gleichungen folgt, daß die Wellenlänge A einerseits von der Frequenz des. Wechselstromes, andererseits von den Größen L und C, d. h. der Selbstinduktion und der Kapazität der Leitung, abhängig ist.It is known that so-called standing waves occur on networks that are under voltage and have inductances and capacitances of a certain size, ie the voltage present on the network is distributed over the length of the line according to a wave law. An equivalent image for a line in which the inductances L and the capacitances C are present is shown schematically in FIG. If a voltage is applied to such a line, the rms value of the voltage changes according to the diagram in FIG. A denotes the wavelength in FIG. As is well known, the following formula applies to the wavelength X: where v is the wave speed and f is the frequency. The following basic formula exists for the wave velocity v on electrical lines: where L and C mean the capacitance and inductance of the line. It follows from the two equations that the wavelength A is dependent on the one hand on the frequency of the alternating current and on the other hand on the quantities L and C, ie the self-induction and the capacitance of the line.

Die vorstehenden Gleichungen gelten lediglich für den Fall einer verlustfreien Leitung, die praktisch niemals vorhanden ist. Sind in der Leitung auch noch Ohmsche Widerstände vorhanden, die Verluste hervorrufen, so ändert sich die Spannungsverteilung; sie verläuft dann etwa nach dem in Fig. 3 der Zeichnung dargestellten Diagramm.The above equations only apply in the case of a lossless Line that practically never exists. Are in the line also ohmic If there are resistances that cause losses, the voltage distribution changes; it then runs approximately according to the diagram shown in FIG. 3 of the drawing.

Aus den vorstehenden Betrachtungen geht hervor, daß infolge der Änderung der Spannung nach einem Wellengesetz bei Anschluß von Relais o. dgl. an verschiedenen Punkten der Leitung die Steuerspannung einen verschiedenen Wert besitzen muß. Diese Erscheinung ist sehr unerwünscht, weil sie eine unterschiedliche Bemessung der Relais erforderlich macht. Werden nun in der Regel - uc h nicht Signalströme einer bestimmten Frequenz, sondern einer stetig sich ändernden Frequenz (Frequenzbänder) ausgesendet, bei-, spielsweise ,ein Frequenzband, das zwischext-3oo bis 315 Hertz liegt, so tritt infolge d@@ Veränderung der Frequenz zwar die Wirkung ein, daß sich -die Spannungswelle auf der-Leitung etwas verändert. Daher muß auch praktisch die an den Relais auftretende Signalspannung geändert werden. Diese Spannung ändert sich jedoch, weil die Breite des Frequenzbandes in der Regel sehr klein ist, nur in außerordentlich geringem Maße; so daß immer noch der im vorstehenden erwähnte Nachteil in Erscheinung tritt, daß die den verteilt angeordneten Relais zugeführte, wirksam werdende Spannung einen außerordentlich verschiedenen Wert besitzt.From the above considerations it can be seen that as a result of the change in voltage according to a wave law when relays or the like are connected at different points on the line, the control voltage must have a different value. This phenomenon is very undesirable because it requires different sizing of the relays. If, as a rule , signal currents of a certain frequency, but of a constantly changing frequency (frequency bands) are emitted, for example a frequency band that lies between 300 and 315 Hertz, the change in the Frequency has the effect that the voltage wave on the line changes something. Therefore, the signal voltage appearing at the relay must also be changed in practice. This voltage changes, however, because the width of the frequency band is usually very small, only to an extremely small extent; so that the above-mentioned disadvantage still appears that the voltage which becomes effective and which is supplied to the relays arranged in a distributed manner has an extremely different value.

Die Erfindung beruht nun auf -der Überlegung, daß man durch Änderung der Konstanten der Leitung, also der lnduktivität und der Kapazität, die auf der Leitung auftretenden Wellen derart verändern bzw. verschieben kann, daß die Schwankungen der Steuerspannungsverteilung in dem Netz auf die Relais keinen Einflüß mehr haben. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt; daß während des Sendens, insbesondere des Durchlaufens eines bestimmten Frequenzbandes, die Konstanten der Leitung vorzugsweise rhythmisch mit einer niedrigeren Frequenz, etwa von 2o bis 39 Hertz, so verändert werden, daß sich die Wellenlänge ebenfalls rhythmisch im Takte dieser Frequenz ändert. Man kann dadurch angenähert erreichen, daß an allen Punkten der Leitung rhythmisch die Maximalspannung vorübergehend auftritt.The invention is based on the idea that by changing the constants of the line, i.e. the inductance and the capacitance, the waves occurring on the line can be changed or shifted in such a way that the fluctuations in the control voltage distribution in the network on the relays do not occur Have more influence. According to the invention this is achieved by; that during the transmission, in particular the passage through a certain frequency band, the constants of the line are preferably changed rhythmically at a lower frequency, for example from 20 to 39 Hertz, so that the wavelength also changes rhythmically in the cycle of this frequency. In this way one can approximately achieve that the maximum voltage occurs rhythmically at all points on the line.

Durch die rhythmische Änderung der Leitungskonstanten ergibt sich; daß die -auf der Leitung vorhandene Spannung, wie in Fig. q. der Zeichnung angedeutet ist, sich zwischen den Grenzkurven i und 2 mit der Wellenlänge X1 und X9 verändern. -Die periodische Veränderung der Leitungskonstanten kann in verschiedener Weise vorgenommen werden. Beispielsweise können in das Netz veränderliche Induktivitäten eingeschaltet werden, die mit einer geeigneten mechanischen Regelvorrichtung versehen sind. Statt dessen können aber auch veränderliche Kapazitäten vorgesehen werden oder Kapazitäten zu- oder abgeschaltet werden.The rhythmic change in the line constants results in; that the voltage present on the line, as in Fig. q. indicated in the drawing change between the limit curves i and 2 with the wavelengths X1 and X9. -The periodic change in the line constant can be done in different ways be made. For example, variable inductances can be used in the network are switched on, which are provided with a suitable mechanical control device are. Instead, however, variable capacities can also be provided or capacities can be switched on or off.

Man kann die Veränderung der Leitungs--knnstanten entweder mit Hilfe bereits vor-.l_ia;ndener Widerstände vornehmen, oder es können besondere Widerstände für diesen :.Zweck vorgesehen Weden.One can change the line artificant either with the help already make resistances before, or there can be special resistances for this: intended purpose.

Grundsätzlich können in der angegebenen Weise auch Beeinflussungen der Signalspannung infolge-von Kapazitäten und Induktivitäten in dem Netz, die beim Durchlaufen des Frequenzbandes Resonanz hervorrufen, beseitigt werden. Auch in diesem Falls wird durch rhythmische Veränderung der Leitungskonstanten erzielt, daß in den Resonanzkreisen nur gewisse Spannungsmittelwerte «,4rksam werden. Sind Relais in der Anlage vorhanden, so ist es erforderlich, diese so auszubilden, daß sie nicht auf die Schwankungen, sondern nur auf den Mittelwert der Schwankungen ansprechen. 'In principle, influencing can also be carried out in the manner indicated the signal voltage as a result of capacitances and inductances in the network that occur during Cycle through the frequency band causing resonance to be eliminated. Also in this If, by rhythmically changing the line constants, it is achieved that in only certain mean voltage values «become effective in the resonance circles. Are relays present in the system, it is necessary to train them so that they are not respond to the fluctuations but only to the mean value of the fluctuations. '

Claims

PATENT CLAIMS: i. Installation in power networks where signal currents higher frequency (audio frequency), in particular in the form of a frequency band, superimposed in order to avoid influencing the signal voltage by those in the networks existing capacitances or inductances, characterized in that the line constants through rhythmically variable reactances built in at suitable points to be changed.

2. Device according to claim i, characterized in that the rhythmic changes in the reactance occur so quickly that the on the resonance relay connected to the mains is no longer limited to the instantaneous value of the fluctuations, but only respond to their mean value.

3. Device according to claim i, characterized by changing the reactances present in the line. q :: facility according to claim i, characterized by the use of special reactive resistors for the purpose of changing the line constants.