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Einrichtung zum Regeln einer elektrischen Netzgröße Für die selbsttätige
Regelung elektrischer Netzgrößen, wie der Netzblindlast, Netzspannung usw., durch
Drosselspulen oder Starkstromkondensatoren ist eine große Anzahl von Relaissteuerungen
entwickelt worden. Hierbei wurden entweder die unmittelbaren Netzgrößen, wie der
Blindstrom, die Scheinleistung, die angebotene Netzspannung, oder auch mittelbare
Netzgrößen, wie die Tageszeit, der Oberwellengehalt der Netzspannungskennlinien,
die in Höchstspannungsnetze zu übertragende Leistung, oder aber auch Kombinationen
aus den vorstehenden Netzgrößen als Steuergrößen verwendet. Als Steuergeräte können
entweder Relais, Kontaktmeßgeräte oder auch relaisartige Blindarbeit-, Wirkarbeit-,
Spannungsstundenzähler oder Stromstundenzähler benutzt werden.
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Mit großem wirtschaftlichem Vorteil verwendet man für selbsttätige
Kondensator-oder Drosselspulenregelanlagen vorzugsweise die zuletzt erwähnten relaisartigen
Zähler, zumal deren Ansprechgeschwindigkeit nicht gleichbleibend, sondern lastabhängig
ist, ohne daß besondere Zeitglieder erforderlich würden. Derartige unter dem Namen
Blindverbrauchzähler aufgebaute Blindleistungsrelais entwickeln bei ihrer.Verwendung
in Blindleistungsregelanlagen ein der zu kompensierenden Blindleistung entsprechendes
Drehmoment, welches durch das Triebsystem über ein Schneckenrad unter Zwischenschaltung
einer Rutschkupplung sowie einer Übersetzung ins Langsame-eine Nockenwelle antreibt.
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Ist in Kondensatorregelanlagen der Blindlastanfall induktiver Art
z. B. infolge der Einschaltung von Motoren, so dreht sich das Triebsystem vorwärts
und schaltet durch die Nockenwelle so lange Quecksilberschaltröhren und damit Kondensatoren
aufs Netz, als induktive Blindleistung auftritt. Werden dagegen die Motoren abgeschaltet,
so dreht sich der Zähler rückwärts und schaltet den zuletzt zugeschalteten Kondensator
zuerst wieder ab. Bei der geschilderten Anordnung
weisen die auf
der Nockenwelle angebrachten Nockenscheiben Aussparungen auf, welche der wachsenden
Stufenzahl entsprechend längs des äußeren Umfanges längere Aussparungen aufweisen.
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Die Quecksilberschaltröhren schließen erst dann den Stromkreis des
Kondensatorschützes, wenn ihre Laufrollen aus den vorerwähnten Aussparungen infolge
Vorwärtsdrehung der Nockenscheibe herauswandern und sich auf dem äußeren Umfang
der Nockenscheibe weiterbewegen. Die am stärksten ausgesparten Nockenscheiben geben
den Schaltbefehl für das Einschalten der räumlich zuletzt angeordneten Kondensatorstufen
auch erst zuletzt. Bei der vorstehend geschilderten Anordnung müssen die Leistungen
je Schaltstufe mit Rücksicht auf andere charakteristische Eigenschaften des Blindleistungsbegrenzers
gleich groß sein. Es werden daher für z. B. sieben Schaltstufen sieben Nockenscheiben
mit sieben Quecksilberschaltröhren, sieben Kondensatorschützen und sieben Kondensatoren
benötigt.
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Es ist jedoch bekannt, unter Beibehaltung der vorerwähnten sieben
Quecksilberschaltröhren unter Zuhilfenahme von Zwischenrelais in Sonderschaltung
mit drei Kondensatoren gleicher Leistung und einem vierten Kondensator halber Leistung
ebenfalls insgesamt sieben gleiche Leistungsstufen zu erzielen. Weiterhin ist bekannt,
mittels z. B. eines elfstufigen Stufenschalters unter Verwendung von Zwischenrelais
in Sonderschaltung mittels vier ungleicher Kondensatoren mit Leistungen im Verhältnis
i : a : 3 : 5 insgesamt zehn gleiche Leistungsstufen zu erzielen. Man erreicht durch
diese beiden Schaltungen eine Herabsetzung der Anzahl der erforderlichen Kondensatorschütze,
muß allerdings eine größere Anzahl Zwischenrelais sowie eine größere Schalthäufigkeit
der einzelnen Kondensatorschütze, welche in den Zwischenstufen anzuspringen haben,
in Kauf nehmen.
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Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung einer solchen Regeleinrichtung
mit beliebig vielen annähernd gleich großen Stufen unter Verwendung einer Schaltwelle,
die von einem Regelrelais unmittelbar oder über einen Antriebsmotor zur Schaltung
von in ihrer Leistung ungleich großen Regelmitteln, z. B. Kondensatoren, Drosselspulen
usw., vor-bzw. rückwärts getrieben wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß zur Vermeidung des unnötig häufigen Ein- und Ausschaltens der Regelmittel kleiner
Leistung beim Auf- und Abwärtsregeln das jeweils kleinere Regelmittel so lange durch
ein zugeordnetes mechanisches oder elektrisches Relais am Eingriff gehindert wird,
wie der Kompensationsbedarf bzw. Überschuß den Betrag des nächstgrößeren Regelmittels
überschreitet, und daß beim Aufwärtsregeln nach Erreichen der zum erstmaligen Einschalten
des letzten, im allgemeinen größten Regelmittels gehörigen Stufe eine Endausregelung
aller Regelmittel kleinerer Größe erzwungen wird.
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Man mußte bisher z. B. für die kleinsten Kondensatoren eines Satzes
eine außerordentlich hohe Schalthäufigkeit in Kauf nehmen, da diese kleinen Kondensatoren
stets für die Deckung der Blindleistungszwischenstufen herangezogen werden. Diese
Schaltung eignet sich daher vorzugsweise nur für Anlagen mit einigermaßen ruhigem
und selten sich änderndem Belastungscharakter. Nach der Erfindung kann man das bisher
bei starken Laständerungen zu Betriebsbeginn, Betriebsende und während des Betriebes
unvermeidbare Durchlaufen sämtlicher Regelstufen auf das erforderliche Mindestmaß
herabdrücken und außerdem die bei kurzzeitigen Lastschwankungen während des Betriebes
auftretende höhere Schalthäufigkeit für die Regeleinheiten kleinster Stufenleistung
vermeiden bzw. auf ein erträgliches Maß herabsetzen. Trotzdem ist selbst bei geringen,
langsam sich ergebenden Blindlastunterschieden die Ausregelung kleiner Stufenleistung
möglich, wobei die Blindleistungsbegrenzer sowohl kochempfindlich (schnell anlaufend)
als auch unempfindlich (langsam anlaufend) ausgelegt werden können. Außerdem wird
bei der vorliegenden Schaltung beim Aufwärtsregeln nach Erreichen der zum erstmaligen
Einschalten der letzten, im allgemeinen größten Regeleinheit, Regelkondensator bzw.
Regeldrosselspule usw., gehörigen Stufe eine Endausregelung aller Regelgrößen kleinerer
Stufenleistung trotz größten Blindlastanfalles erzwungen. Bei einer Störung in einem
der Kondensatorstromkreise wird das Einschalten der nächsthöheren Regelstufen und
ungestörtes Weiterarbeiten und Regeln der Einrichtung erzielt.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
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In Fig. i ist der Erfindungsgedanke auf einen Blindleistungsbegrenzer
A angewandt. Die Anlaufbegrenzung wird gesteuert durch Zentrifugalschalter ä, 9
und io mit verschieden großen Ansprechwerten,wobei außerdem eine Endausregelung
der kleinen Kondensatoren C nach Erreichen der zum erstmaligen Einschalten der größten
Regeleinheit gehörigen Stufe gewährleistet wird. Bei dieser Schaltung wird das Durchlaufen
unnötiger Zwischenstufen bei großen induktiven oder kapazitivenBlindlaständerungenvermieden.
Trotzdem werden die Zwischenstufen bei kleinen induktiven oder kapazitiven Blindlaständerängen
sowie
die Endstufen ohne weiteres ausgeregelt.
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Der Blindleistungsbegrenzer weist vier Hauptstufen in Sparschaltung
mit zugehörigen Regelkondensatoren C auf, deren Leistungen im vorliegenden Fall
nach einer geometrischen Reihe abgestuft sind auf ioo, Zoo, 400 und 8oo kVar. Dazwischen
den aufeinanderfolgenden Regelstufen gleich große Leistungsunterschiede erzielt
werden sollen, welche im vorliegenden Falle von Stufe zu Stufe ioo kVar betragen,
möge der Begrenzer bei einer induktiven Last von ioo kVar vorwärts anlaufen und
bei Überschreiten einer kapazitiven Blindleistung von 5o kVar rückwärts anlaufen.
Die Schaltwelle des Begrenzers hat vier Hauptstufenscheiben Al, A2, A3 und A4, welche
die zugehörigen Quecksilberschaltröhren zum Kippen und damit zum Schließen des Betätigungsstromkreises
des zugehörigen Fernschalters des zu steuernden Regelkondensators veranlassen, sobald
die Rolle des Quecksilberschützes nicht mehr im inneren, sondern auf dem äußeren
Teilbogen der Stufenscheibe abrollt. Die drei kleinen Kondensatoren können aber
durch die zugeordnete Stufenscheibe Al bis As nur dann im unteren Regelstufenbereich
zum Eingriff v eranlaßt werden, wenn die zugeordneten Zentrifugalschalter 8, 9 und
io geschlossen sind. Statt der Ruhestromschaltung könnte naturgemäß auch Arbeitsstromschaltung
der Zentrifugalschalter angewandt werden.
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Der Eingriff des ioo-kVar-Kondensators wird nun erfindungsgemäß durch
den Zentrifugalschalter B überwacht. Wenn die Zählerwelle, auf welcher sich die
Zentrifugalkontakte in entsprechender Anordnung und Lagerung befinden, infolge des
-Blindlastanfalles, der größer ist als die Blindleistung des zweiten Regelkondensators
von Zoo kVar, eine entsprechende Umfangsgeschwindigkeit annimmt, öffnet der durch
entsprechende Federvorspannung auf einen Ansprechwert von Zoo kVar eingestellte
Zentrifugalschalter den Betätigungsstromkreis des Fernschalters des ioo-k'\7ar-Kondensators.
Die Zentrifugalschalter können übrigens entweder auf der Welle des eigentlichen
Blindleistungsbegrenzers oder auf der Welle eines in der gleichen Anlage von der
gleichen Blindleistung durchflossenen Zählers mit zugehöriger Antriebswelle, evtl.
unter Zwischenschaltung von Übersetzungen ins Schnelle aufgebracht werden. Bei einer
Spannungsregeleinrichtung wird man die Welle eines an die gleiche Sammelschiene
angeschlossenen Spannungsstundenzählers wählen.
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Um Beschleunigungskräfte, die durch plötzliche Laständerungen ein
unbeabsichtigtes Ansprechen der Zentrifugalschalter verursachen, unwirksam zu machen,
wird man Zeitglieder zwischenschalten, die jedoch eine kürzere Ablaufzeit haben
müssen, als der Blindleistungsbegrenzer im ungünstigsten Falle, d. h. bei größtem
Blindlastanfall zum Weiterlaufen von einer Stufe zur nächstbenachbarten benötigt.
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Der Zentrifugalschalter 9 ist so eingestellt, daß er erst dann seinen
Kontakt öffnet, wenn etwas mehr Blindlast auftritt, als die Kompensationsleistung
des nächstgrößeren, also des 40o-kVar-Regelkondensators beträgt. Tritt also ein
Blindlastunterschied von beispielsweise 45o kVar auf, so wird der ioo-kVar-Kondensator
durch den Zentrifugalschalter 8 und der 2oo-kVar-Kondensator durch den Zentrifugalschalter
9 an der Einschaltung verhindert. Der Zentrifugalschalter io öffnet seinen Kontakt
erst dann; wenn die Blindlast größer ist als die Kompensationsleistung des vierten
Kondensators, nämlich größer als 8oo kVar.
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Die Zentrifugalschalter sprechen selbstverständlich sowohl bei induktiver
als auch gleich großer kapazitiver Blindlaständerung, d. h. sowohl bei Vorwärts-
als auch bei Rückwärtslauf des Blindleistungsbegrenzers bzw. des Spannungsbegrenzers
o. dgl. an.
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Nimmt man an, daß beispielsweise vom Leerlaufstillstand aus mit einer
induktiven Blindlast o bei Betriebsbeginn sofort durch Einschalten von Motoren ein
induktiver Blindleistungsbedarf von 85o kVar auftritt, so kann nur die vierte Stufenscheibe
A den 8oo-kVar-Kondensator zum Eingriff bringen, da dem letzten, größten Regelkondensator
keine Anlaufbegrenzungssteuerung bzw. Überwachung zugeordnet ist. Das Einschalten
der Regelkondensatoren für ioo, äoo und 4ookVar wird durch Öffnen der Zentrifugalschalter
8, 9 und io gesperrt. Das Zuschalten des 8oo-kVar-Kondensators erfolgt jedoch erst
dann, wenn der Regler auf Stufenstellung 8 angelangt ist. Nach Einschalten von SookVar
bleibt nur noch 5o kVar induktiver Blindleistung übrig. Der Begrenzer kommt also
auf Stufe 8 zum Stillstand. Wird durch Einschalten eines weiteren großen Motors
45o kVar Blindleistung benötigt, so werden durch die Zentrifugalkontakte 8 und 9
beim Durchlaufen der nächsten Regelstufen die durch Al und A2 gesteuerten Regelkondensatoren
für ioo und 2oo'kVar am Eingriff gehindert. Es kommt lediglich der durch A, gesteuerte
40o-kVar-Kondensator - zur Wirkung, und zwar frühestens auf Stellung i2. Es verbleibt
eineunkompensierteBlindleistung von 5o kVar ind. Der Regler kommt zum Stillstand.
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Durch Einschalten weiterer Blindleistungsverbraucher möge nun eine
induktive Blind-
Leistung von 350 kVar auftreten. Durch Anordnung
von drei Hilfsstufen, deren erste von Stellung 12 an, deren zweite von Stellung
1q. an und deren dritte von Stufenstellung 15 an Arbeitsstromkreise schließen, wird
von der Regelstufe 12 aus die Möglichkeit für das Einschalten der 200- und ioo-kVar-Kondensatoren
dadurch gegeben, daß parallel zu dem Zentrifugalschalter Leitungen über die Kontakte
der Hilfsstufen H12, H14 und H15 geführt werden. Hierdurch wird auf der vorletzten,
vierzehnten Stufe erreicht, daß der parallel zu dem Zentrifugalschalter 9 liegende
Hilfskontakt H14 anspricht, wodurch der von A2 gesteuerte 2oo-kVar-Regelkondensator
auf das Netz geschaltet wird; die induktive Blindlast sinkt von 35o auf i50 kVar
zurück. Auf der letzten Regelstufe 15 wird durch den Hilfskontakt H15 der erste
Regelkondensator für ioo kVar eingeschaltet, da gleichzeitig auch der Stufenschalter
Al geschlossen ist. Die Gesamtblindleistung ist damit bis auf 5o kVar ind. kompensiert,
d. h. der Begrenzer kommt zum Stillstand. Das Schließen der Stromkreise der Hilfsstufenscheiben
kann auch durch die Hauptstufenscheiben erfolgen, wodurch man die Scheiben H12,
H14, H15 sparen kann.
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Nimmt man an, daß der Begrenzer auf Stellung 15 sich befindet und
durch Abschaltung zahlreicher Motoren einen kapazitiven Blindlastüberschuß von 85o
kVar auszuregeln hat, so dreht sich der Begrenzer A rückwärts und durchläuft die
Stufen 15 bis 12, so daß nach Erreichen von Regelstufe 12 nur noch ein kapazitiver
Überschuß von 450 kVar übrigbleibt. Der Begrenzer A arbeitet rückwärts weiter; auf
Stellung i i wird der 4oo-kVar-Kondensator abgeschaltet. Auf Stufe 12 sollten eigentlich
der ioo- und 2oo-kVar-Kondensator zum Eingriff kommen; der ioo-kVar-Kondensator
wird jedoch durch den Zentrifugalschalter 8 gesperrt, da die Blindlast noch zu groß
ist. Es ergibt sich somit eine Verringerung des kapazitiven Überschusses von -q.50
auf -25o kVar. Der Begrenzer A dreht sich also von Stufe i i über Stufe io bis zur
Stufe 9 zurück, wobei im letzteren Falle auch die 2oo-kVar-Kondensatorleistung abgeschaltet
wird. Es verbleibt noch ein kapazitiver Blindlastüberschuß von -5o kVar. Da dieser
innerhalb der An- bzw. Rücklaufgrenzen des Begrenzers liegt, kommt der Begrenzer
A zum Stillstand. Sinkt die Blindlast weiterhin ab, so ergibt sich ein ähnliches
Verhalten des Begrenzers mit zugehöriger Anlaufbegrenzungssperre durch die Zentrifugalschalter.
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Es ist also festzustellen, daß sowohl beim Aufwärts- als auch beim
Abwärtsregeln bei starken Blindlaständerungen das Einschalten bzw. Ausschalten der
Zwischenstufen auf das notwendige Mindestmaß herabgesetzt wird.
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Während die Verriegelung des Anlaufes der bei starken Blindlaständerungen
nicht benötigten Regeleinheiten kleiner und kleinster Leistungsstufen auf mittelbare
Weise durch Heranziehung der Zentrifugalkraft erfolgte, kann man denselben Zweck
auch auf unmittelbare Weise erreichen. Man kann hierbei die Anlaufbegrenzung beispielsweise
durch Blindleistungs- oder Spannungsrelais, welche von der zu regelnden Netzgröße
beeinflußtwerden, steuern lassen, wobei die Ansprech- und Abfallwerte bzw. die Maximal-und
Minimalkontakte so eingestellt sind, daß bei Überschreiten des Leistungswertes des
jeweils größeren Regelmittels das jeweils kleinere Regelmittel sofort oder nach
einer gewissen evtl. staffelbaren Zeit durch öffnen des Betätigungsstromkreises
des diesem kleineren Regelmittel zugeordneten Fernschalters am Eingriff gehindert
wird. Auch hier ist wieder nur darauf zu achten, daß zwecks Vermeidung von Pendelungen
die Sperrung früher eintritt, als das zu sperrende Regelmittel bei normalem Ablauf
des Schaltvorganges durch den Begrenzer A zum Einsatz gelangen würde. Die Steuerung
ist natürlich so ausgebildet, daß beim Aufwärtsregeln erst die nötigen Abschaltungen
durchgeführt werden, ehe der nächstgrößere Kondensator zugeschaltet wird.
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In Fig.2 sind die Zentrifugalschalter der Fig. i unmittelbar durch
Blindleistungsrelais B und C ersetzt, wobei der Maximal-bzw. Minimalkontakt des
Blindleistungsbegrenzers B bei Überschreiten von -1-20o kVar unter Zwischenschaltung
eines Zeitrelais anspricht. Die Maximal- und Minimalkontakte des Blindleistungsrelais
C sprechen bei Überschreiten von +qoo kVar an, und zwar ebenfalls vorzugsweise zeitverzögert.
Im übrigen ist die Arbeitsweise der Blindleistungsrelais B und C die gleiche wie
diejenige der früher erwähnten Zentrifugalschalter 8 und g.
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Ferner kann - eine Überwachung und Anlaufbegrenzungssteuerung für
die kleinen Regeleinheiten auf elektrische Weise auch dadurch erzielt werden, daß
man an Stelle der zeitverzögerten Zentrifugalschalter der Fig. i oder der zeitverzögerten
Blindleistungs- bzw. Spannungsrelais der Fig.2 beispielsweise Blindleistungsbegrenzer
bzw. Spannungsbegrenzer benutzt. Hierbei sind die Ansprechwerte der Begrenzer und
der Hilfsbegrenzer für Vorwärts- und Rückwärtslauf so eingestellt, daß bei Überschreitung
des Leistungswertes der nächstgrößeren Regelgröße, Regelkondensator, Regeldrosselspule
usw., die jeweils kleinere Regelgröße nach einer gewissen lastabhängigen gestaffelten
Zeit durch Öffnung
des Betätigungsstromkreises des Fernschalters
dieser Regelgröße am Eingriff gehindert wird. Hierbei werden durch zweckmäßige Formgebung
der Stufenscheiben der vorzugsweise schnell ansprechenden Hilfsbegrenzer Pendelungen
dadurch vermieden, daß die Sperrung des Eingriffes des kleineren Regelmittels bereits
durchgeführt ist, bevor letzteres bei normalem Ablauf des Regelvorganges durch den
Hauptbegrenzer A zum Einsatz gelangt sein würde.
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Hiefnach wird entsprechend Fig.3 jeder Stufenscheibe mit Ausnahme
der letzten des Hauptbegrenzers A ein Anlaufüberwachungsbegrenzer zugeordnet, so
daß also zur Stufenscheibe Al ein Begrenzer B, zur Stufenscheibe A2 ein Begrenzer
C gehört. Der Hauptbegrenzer A weist hierbei drei Stufenscheiben mit drei
zugehörigen Regelkondensatoren mit der Leistung ioo : 200: q.oo kVar auf. Der Begrenzer
A ist wieder der eigentliche Arbeitsbegrenzer, dessen Anlauf- und Rücklaufgrenzen
für die Leistung des ersten Regelkondensators von ioo kVar ausgelegt sind. Genau
wie im Beispiel der Fig. i mag der induktive Ansprechwert von A bei ioo kVar, der
kapazitive Rücklauf-,vert bei 5o kVar liegen. Die Anlauf- und Rücklaufgrenzen des
ersten Anlaufüberwachungsbegrenzers B sind genau so wie, bei dem Zentrifugalschalter
8 oder Blindleistungsrelais B so eingestellt, daß sie bei Überschreiten des Leistungswertes
der nächstgrößeren Regelgröße, also bei +2oo kVar ansprechen und nach gewisser Zeit
den Betätigungsstromkreis des Fernschalters des zu überwachenden 2oo-kVar-Kondensators
öffnen. Die Anlauf- und Rücklaufgrenzen des zweiten Hilfsbegrenzers C' sind entsprechend
der Leistung des dritten Regelmittels, d. h. im vorliegenden Falle so eingestellt,
daß sie bei Überschreiten von -I-q.oo kVar ansprechen.
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Gemäß Fig.3 wird der Stromkreis des ersten Ouecksilberschaltrohres
des Begrenzers A über das erste OQuecksilberschaltrohr des Begrenzers B geführt.
Bei dieser Reihenschaltung. der beiden Quecksilberschaltrohre erhält die Stufenscheibe
des Schaltrohres des Begrenzers B eine derartige Sonderform, daß das zugehörigeOuecksilberschaltrohrBi
einen Stromkreis so lange schließt, wie beispielsweise bei induktivem Blindlastanfall
die induktive Anlaufgrenze des Begrenzers B, nicht überschritten wird. Es kann also
im Bedarfsfalle die Schaltröhre A1 eine Einschaltung des ersten Regelkondensators
für ioo kVar vornehmen, sofern die Anlaufgrenze des Begrenzers A überschritten ist.
Fällt mehr als die doppelte Blindlast an, d. h. ist der induktive Blindleistungsbedarf
der zu kompensierenden Anlage so groß, daß die induktive Anlaufgrenze des . Anlaufüberwachungsbegrenzers
B von +2oo kVar überschritten wird, so läuft dieser an; seine Nockenwelle dreht
sich, und nach einer gewissen Zeit, welche im allgemeinen kürzer gehalten wird als
die Ansprechzeit des Schaltrohres A1 des Begrenzers A, kippt das Quecksilber der
Schaltröhre des Begrenzers B nach unten. Es wird also- der kurze Zeit darauf von
der Schaltröhre A1 des Begrenzers A gegebene Steuerbefehl für den ioo-kVar-Regelkondensator
nicht ausgeführt.
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Es kann und soll jedoch die zweite Steuerröhre A2 des Begrenzers A
eingreifen, es sei denn, daß der Blindlastanfall so groß ist, und zwar größer als
q.oo kVar, daß auch das Arbeiten der Steuerröhre A2 durch die zugeordnete Anlaufüberwachungsschaltröhre
C1 des Begrenzers C' verhindert wird. Die Nokkenscheibe für die Schaltröhre Cl hat
eine derartige Form, daß sie nach Ablauf einer gewissen Zeit den Stromkreis der
zugeordneten Schaltröhre A2 des Begrenzers A unterbricht. Auch hier soll die Unterbrechung
im allgemeinen schneller erfolgen als die Schaltröhre A2 des Begrenzers A beim Weiterrükken
von einer Stufe auf die andere, d. h. also auch in kürzerer Zeit als die Schaltröhre
Al des Begrenzers A zum Eingriff benötigt.
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Da nun die Überwachungsbegrenzer nach Ausübung ihrer Relaisfunktion
zum Stillstand gelangen und nicht wieder in die für die Erfüllung weiterer Überwachungsaufgaben
erforderliche Ausgangsstellung zurückkehren, wird jeder Hilfsbegrenzer nach jeweiligem
Vorwärts- oder Rückwärtslauf dadurch in seine Ausgangsstellung gebracht, daß sein
Rückstellrelais durch den Umschaltkontakt der leistungsmäßig zugeordneten Schaltröhre
A2 bzw. AS so lange spannungslos gemacht wird, bis der jeweilige Hilfsbegrenzer
in seine Ausgangsstellung mit Sicherheit zurückgekehrt ist. Der Begrenzer A hat
in der dargestellten Lage die Stufe 5 erreicht, während die Anlaufbegrenzer B und
C in Ausgangsstellung ruhen.
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Die Sparschaltung und Anlaufbegrenzungssteuerung nach Fig. 3 arbeitet
demnach wie folgt: Tritt aus dem Leerlaufzustand ohne Blindlastanfall heraus bei
Betriebsbeginn sofort ein induktiver Blindleistungsbedarf von 250 kVar auf,
so wird der Schwellwert des Begrenzers B überschritten. Sein Ruhekontakt wird demnach
geöffnet, bevor noch der Schaltkontakt A1 den ersten Regelkondensator ans Netz legen
konnte. Nach einer gewissen Zeit schaltet jedoch der Begrenzer A den Schaltkontakt
A2 und damit ein Zeitrelais A2 zu (Stufenstellung a). Hierdurch wird einerseits
der zweite Regelkondensator von Zoo kVar eingeschaltet, so daß nur noch
5o
kVar zu kompensieren übrigbleiben, andererseits unterbricht der Umschaltkontakt
von .q. den Stromkreis des Rückstellrelais B-,# mittels des einstellbaren Zeitrelais
A_' so lange, bis der Begrenzer B mit Sicherheit in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt
ist. Sämtliche Regler bleiben nunmehr in Ruhe.
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Tritt erneut eine induktive Last auf, so daß trotz Wirksamkeit des
zweiten Regelkondensators eine induktive Blindlast von wiederum z. B. d.5o kVar
zu kompensieren übrigbleibt, so läuft der Begrenzer B wieder an und verhindert das
mehrfache Ein.- und Ausschalten des ersten Regelkondensators für ioo kVar. Es spricht
nun der Begrenzer C an, öffnet die Schützspule des 2oo-lcVar-Regelkondensators,
so daß die zu kompensierende Blindlast auf 65o kVar ansteigt. Unter dem Einfluß
dieser Blindlast schaltet sich sehr schnell der 4oo-kVar-Regelkondensator infolge
Eingriffes der Schaltröhre A3 (Stufenstellung d:) ein. Es bleibt also nach Einschaltung
von 4.oo kVar Kondensatorleistung nur noch eine induktive Blindleistung von z5olcVar
zu kompensieren übrig. Während des Erreichens der Stufenstellung ,4 wird das Rückstellrelais
von B durch das Zurückkippen der Schaltröhre .-l. sowie durch Einschaltung der Schaltröhre
A3 spannungslos. Der Begrenzer B kann also nicht mehr zur Wirkung kommen. Inzwischen
läuft der Hauptbegrenzer <q weiter. Durch Betätigen der Schaltröhre A, erhält
der ioo-kVar-Regellcondensator den Einschaltbefehl; dieser kann aber wegen der Verriegelung
durch die Hilfsstufenscheiben H4 und H7 vorläufig nicht zur Ausführung gelangen.
Inzwischen arbeitet der Begrenzer A weiter und gelangt über Stufenstellung 5 auf
Stufenstellung 6, d. h. es wird der zweite Regelkondensator zugeschaltet, so daß
die gesamte Blindleistung auf 5o kVar zurückgeht.
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Fällt jetzt erneut induktive Blindlast von beispielsweise insgesamt
3oo kVar an, so kann jetzt der Begrenzer B nicht aus seiner Ausgangsstellung erneut
anlaufen, da das Rückstellrelais infolge der gekippten Stellung des Schaltrohres
.d3 spannungslos bleibt. Im übrigen ist die Wirkung des Begrenzers B durch die Hilfsstufen
H4 und H, ausgeschaltet. Der Begrenzer A arbeitet jedoch weiter und kommt auf die
Stufenstellung 7, d. h. es wird der letzte noch zur Verfügung stehende Kondensator
von ioo kVar durch das Schaltrohr A, eingeschaltet. Hierdurch wird der induktive
Blindlastanfall auf Zoo kVar verringert. Da jedoch keine weiteren Kondensatoren
vorhanden sind, gelangt die Nockenwelle an einen Anschlag; es setzt die in den Begrenzer
A eingebaute Rutschkupplung ein, so daß das Triebsystem des Zählers ungestört weiterlaufen
kann. Bei der vorliegenden Schaltung wird in dem gewählten Beispiel demnach das
Durchlaufen der Stufen i, 3 und 5 vermieden. Trotzdem wird das Ausregeln der Zwischenstufen
bei geringen Blindlaständerungen sowie das Einschalten der kleinen und kleinsten
Regelmittel am Ende der Regelstufen, d. h. nach erstmaligem Einschalten des letzten,
im allgemeinen größten Regelmittels gewährleistet. Ähnliches gilt natürlich beim
Rückwärtsregeln.
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plan kann übrigens auch auf die Speisung des Rückstellrelais Dx des
Hilfsbegrenzers B über den Ruhekontakt der Schaltröhre verzichten, da der Hilfsbegrenzer
B durch die sowieso erforderlichen Hilfsstufen H., und H;
unwirksam, d. h.
entriegelt wird.
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Soweit es sich um Anlagen handelt, in denen mit Blindlast- oder Spannungsschwankungen
geringen Ausmaßes gerechnet %cerden kann, kann man zwecks Ersparnis die Zentrifugalschalter
9 bzw. Blindleistungs- oder Spannungsrelais C bzw. die Hilfsbegrenzer C fortlassen,
wenn im allgemeinen keine größe ren Blindlastschwankungen als im Bereich von o bis
:loo kVar auftreten. Hat der Arbeitsbegrenzer <d mehr als drei Hauptstufen, so
braucht man sinngemäß nur so viel Relais C , D usw. vorzusehen,
wie aller Wahrscheinlichkeit nach die größte auftretende Blindlastschwankung oder
Spannungsschwankung o. dgl. ausfallen wird. Umgekehrt ist auch bei geänderten Betriebsbedingungen
eine Erweiterung der Schaltung durch Hinzufügen der auf höhere Ansprech- und Rücklaufwerte
eingestellten Anlaufsteuerungsrelais möglich.
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Die bisherigen Ausführungen erstreckten sich auf eine Abstufung der
Leistung der Regelgrößen nach einer geometrischen Reilie. Es können jedoch auch
davon abweichende, andersgestaltete, beispielsweise aritlirretrische oder sonstige
Reihen für die Abstufung der Leistungen der Regelgrößen zugrunde gelegt werden.
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Die Sparschaltung und Anlaufbegrenzungssteuerung kann auch auf die
bereits vorgeschlagene elektrische Hintereinanderschaltung zweier Blindleistungsbegrenzer
angewendet werden, von denen der erste als Feinregler und der zweite als Grobregler
ausgebildet ist.
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Die vorliegende Sparschaltung braucht naturgemäß nicht nur auf die
bisher behandelte Schalternockenwelle der Blindleistungs-bzw. Spannungsbegrenzer
beschränkt zu bleiben, soweit sie unmittelbar durch Blindverbrauchs- oder Spannungsverbrauchszähler
angetrieben werden. Sie läßt sich vielmehr auch ohne weiteres auf die zählerartigen
Steuergeräte mit nachgeschalteten Schaltapparaten anwenden, wobei letztere durch
einen Motor angetrieben werden und ebenfalls
eine Schaltwelle mit
bis 15 Quecksilberschaltröhren aufweisen. Die Sparschaltung erstreckt sich weiterhin
auch auf die anderen Schaltwellen, welche durch einen Antriebsmotor angetrieben
werden, wobei der eigentliche Antriebsmotor z. B. durch Blindleistungs-, Spannungsrelais
o. dgl. zum Vorwärts- bzw. Rückwärtslauf veranlaßt und durch ein Bremsrelais zum
Stillstand gebracht wird.
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Von den Zählern bzw. von den vorbeschriebenen Antriebsmotoren brauchen
nicht nur Schaltwellen mit Stufenscheiben und Quecksilberschaltröhrengedreht zu
werden, sondern es können auch Schaltwalzen mit Kontaktbahnen angetrieben werden,
welche dann Aussparungen, segmentartige Leitereinlagen usw. erhalten können. Um
Fehlschaltungen zu vermeiden, die durch Erdschlüsse in den Betätigungsstromkreisen
von Relaissteuerungen auftreten können, kann die gesamte Sparschaltung und Anlaufbegrenzungssteuerung
auch zweipolig ausgeführt werden.
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Von großer Bedeutung ist schließlich noch das Verhalten der erfindungsgemäßen
Regeleinrichtung bei Störungen an einem der Regelkondensatoren, Kondensatorschalter
usw. infolge von Kurzschluß, Überlastung u. dgl. Für solche Fälle werden den Kondensatoren
bekanntlich Schutzschalter mit Wärme- und magnetischer Schnellauslösung vorgeschaltet,
die elektrische und mechanische Wiedereinschaltsperren erhalten, um ein neues Einschalten
und damit ein Pumpen zu unterbinden. Während nun bei den bekannten Einrichtungen
zum Regeln von Kondensatoren ungleicher Leistungsgrößen eine Teil- oder Gesamtabschaltung
der bereits unter Spannung stehenden Kondensatoren unter Umständen erforderlich
wird oder infolge des Abweichens zwischen den Meßwerten eines Modellstromkreises
und den eingeregelten Kondensatorleistungen ebenfalls ein Pumpen eintritt, schaltet
die Regeleinrichtung nach der Erfindung ohne weiteres die in Betracht kommenden
nächsthöheren Regelstufen ein.
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Die gesamte Anlage kann also unbeeinflußt weiterarbeiten und auch
während der Störungszeit die volle Kompensationsleistung der gesunden Kondensatoren
dem Betrieb zur Verfügung stellen, so daß für die zu kompensierende Anlage keine
Nachteile tariflicher, technischer oder wirtschaftlicher Art, z. B. erhöhte Blindstromgebühr,
zu große Spannungsabsenkung, Anwachsen der Übertragungsverluste usw., auftreten.
Dies ist insbesondere für unbediente Anlagen außerordentlich wichtig.
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Man wird allerdings zur Kenntlichmachung der Störung eine akustische
oder zumindest optische Signalvorrichtung und außerdem je Kondensatorfernschalter
einen Paketschalter für das Ausschalten des Einschaltmagneten und der Nullspannungsspule
benutzen, damit man in Störungsfällen an dem schadhaften Regelkondensatorkreis arbeiten
kann. Wird der Paketschalter für drei Stellungen (Aus, Hand- und selbsttätiger Betrieb)
vorgesehen, so kann man außerdem im Normalbetrieb von selbsttätiger auf Handbetätigung
umschalten.