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Selbsttätige Regeleinrichtung zur Erzielung einer bestimmten Leistungsverteilung
in einer beliebigen Anzahl von Speiseleitungen Bei elektrischen Leitungsnetzen,
welche von einem Kraftwerk aus mit Wechselstrom versorgt werden, gehen häufig mehrere
Speiseleitungen aus, die dem Verbrauchernetz an einem einzigen oder auch an mehreren
räumlich getrennten Punkten Energie zuführen. Zum ordnungsgemäßen Betrieb einer
solchen Anlage ist es erforderlich, daß einerseits die Spannung im Verbrauchernetz
im Mittel auf einen bestimmten Betrag gehalten wird und daß andererseits die Leistung
sich auf die einzelnen Speiseleitungen in einem bestimmten, bei der Projektierung
festgelegtenVerhältnis verteilt. Häufig werden beide Regulierziele durch Induktionsregler
erreicht, welche in die einzelnen Speiseleitungen eingebaut werden und es gestatten,
in. diese Speiseleitungen regelbare Zusatzspannungen einzuführen. Es ist ferner
bekannt, diese Induktionsregler durch spannungsempfindliche Organe, beispielsweise
Kontaktvoltmeter, unter Zuhilfenahme von Steuermotoren selbsttätig so regeln zu
lassen, daß entweder die Spannung im Kraftwerk selbst oder auch die Spannung in
einem bestimmten Netzpunkte konstant gehalten wird. Das letztere kann beispielsweise
durch eine bekannte Kompoundierung der spannungsempfindlichen Organe erreicht werden.
Bei einer solchen Regelung tritt aber die Schwierigkeit auf, daß die Induktionsregler
der einzelnen Speiseleitungen nicht befriedigend zusammenarbeiten und insbesondere
nicht gestatten, die Leistung in gleichen Teilen oder in einem gewünschten Verhältnis
auf die Speiseleitungen zu verteilen.
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Es ist deshalb versucht worden, ein Zusammenarbeiten mehrerer Regler
durch eine Polygonschaltung der Impedanzen zu erzwingen. Dabei treten Schwierigkeiten
auf, wenn die angeschlossenen Meßkreise nicht vollständig unabhängig voneinander
sind und es infolgedessen erforderlich machen, die Impedanzen über Hilfswandler
in Polygon zu schalten. Außerdem sind bei den bekannten Anordnungen, die die Impedanzen
durchfließenden Ströme von der Abgleichung der Hilfsimpedanzen abhängig, deren Wert
durch Erwärmung in den Schaltungen und den Impedanzen, insbesondere bei verschiedenen
Belastungen, so stark ändern kann, daß ein einwandfreies Arbeiten nicht gewährleistet
ist.
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Es ist Gegenstand der Erfindung, diese Schwierigkeit zu beheben, also
für eine selbsttätige, willkürlich einstellbare Leistungsverteilung auf die Speiseleitungen
zu sorgen. Man benutzt zu diesem Zweck in an sich bekannter Weise in den Kreis des
spannungsempfindlichen Organs eingeschaltete Impedanzen geeigneter Größe und geeigneter
Zusammensetzung, in welchen durch geeignete Schaltung von den Betriebsströmen abhängige,
bei der gewünschten Leistungsverteilung verschwindende Spannungsabfälle erzeugt
werden. Bei der Schaltung nach der Erfindung
wird eine Sternschaltung
oder eine verbesserte Polygonschaltung angewendet, bei der die zur Kompoundierung
benutzten Fehlerströme allein durch die Schaltung bedingt und von den Veränderungen
der Impedanzen unabhängig sind. Dies wird dadurch erreicht, daß die die Impedanzen
durchfließenden Ströme elektrisch, magnetisch oder elektromagnetisch so miteinander
verkettet sind, daß ihre vektorielle Summe gleich Null ist.
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Die Abb. i bis 5 stellen Ausführungsbeispiele dieser Schaltungen dar.
Abb. i zeigt die allgemeine Schaltung eines Kraftwerks mit drei abgehenden Leitungen.
a sind die Hauptsammelschienen des Kraftwerkes, b die hiervon abgehenden Leitungen.
c ist ein an die Sammelschienen a angeschlossener Spannungswandler, der die Hilfssammelschienen
d speist. An die Hilfssammelschienen ist für jede der abgehenden Leitungen b ein
spannungsempfindliches Organ, beispielsweise ein Kontaktvoltmeter e, vorgesehen.
In den Stromkreis der Kontaktvoltmeter können an sich bekannte Kompoundierungsimpedanzen
feingeschaltet sein, die von dem Betriebsstrom der zugehörigen Leitung oder von
dem Summenstrom aller Leitungen erregt werden. g sind die Impedanzen gemäß der Erfindung,
in welchen unter Vermittlung der Stromwandler h Spannungsabfälle erzeugt werden.
Die Verbindungen der Impedanzen g und der Stromwandler h sind in der Abb. i der
Übersichtlichkeit halber fortgelassen und in den weiteren Abb. 2 und 3 besonders
dargestellt. In diesen letzteren Abbildungen fehlen wiederum die Hauptstromkreise
und die Meßkreise. Durch das Kontaktvoltmeter c wird der Hilfsmeter i des in jeder
Leitung liegenden Induktionsreglers k derart gesteuert, daß der Regler bei zu hoher
Spannung in der einen Richtung, bei zu niedriger Spannung in der anderen Richtung
verstellt wird.
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Bei allen Ausführungsformen der Erfindung sind die Sekundärwicklungen
der Stromwandlerh in Polygonschaltung miteinander verbunden, während die Impedanzen
g entweder in Stern-oder in Polygonschaltung liegen können. In Abb. 2 ist die Sternschaltung
der Impedanzen g dargestellt. Hierbei bildet die eine Erregersammelschiene, an welche
die sämtlichen Impedanzen g mit ihrem einen Pol angeschlossen sind, den Sternpunkt
der Schaltung.
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Abb.5 zeigt das Stromdiagramm für diese Schaltung. Die ausgezogenen
Vektoren i, 2, 3 mögen in einem beliebigen Moment die in den drei Leitungen bl,
b2, b3 bzw. in den Sekundärwicklungen der Stromwandler hl, h2, h3 fließenden Ströme
darstellen; dann sind die Vektoren I, TI, III die in den Impedanzen g1, g2, g, fließenden
Ströme, die den Ausschlag der Kontaktvoltmeter e in dem Sinne beeinflussen, daß
die Vektoren =, 2,3 einander gleich werden und sich das Dreieck I, 1I, III
zu einem Punkt zusammenzieht.
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In Abb. 3 ist eine verbesserte Polygonschaltung der Impedanzen g,
in Abb. q. das zugehörige Stromdiagramm dargestellt. Sofern man die Messinginstrumente
e an die gleichen Meßsammelschienen anschließt, oder sofern man, wie dies häufig
der Fall ist, zwar getrennte Meßwandler für den Anschluß der Instrumente verwendet,
aber entsprechend den Vorschriften einen Pol der Sekundärwicklungen der Meßwandler
erdet, können die Impedanzen nicht direkt, sondern nur über Hilfswandler m in Polygon
geschaltet werden. In diesem Falle liegt parallel zu jeder Impedanz die Sekundärwicklung
dieser Hilfswandler, während die Primärwicklungen in Polygon geschaltet sind. Um
die in den Hilfswandlernmbzw. in den Impedanzen g fließenden Ströme so miteinander
zu verketten, daß ihre vektorielle Summe gleich Null ist, sind beispielsweise weitere
Hilfswandler n" ,n" n3 vorgesehen, deren Primärwicklungen an den Polygonseiten der
Hilfswandler bzw. Impedanzpolygonon liegen und deren Sekundärwicklungen zu einer
kurzgeschlossenen Sternschaltung vereinigt sind. Das zugehörige Stromdiagramm ist
in Abb. q. dargestellt. Mit x, y, z sind die Ströme, welche in den Verbindungsleitungen
zwischen dem Stromwandlerpolygon und dem Impedanz-bzw. Hilfswandlerpolygon fließen,
bezeichnet. I, II, III sind die Ströme, die in den Primärwick]ungen der Hilfswandler
ml, m2, m3 fließen bzw. in dem entsprechenden Maßstab die Ströme, die in
den Impedanzen g1, g2, g. :fließen. Der Punkt o in Abb. q, der den Sternpunkt der
Vektoren I, 1I, IIl bildet, ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Schwerpunkt
des aus x, y, z gebildeten Dreiecks.
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Man kann selbstverständlich die Schaltung in beliebiger Weise abändern.
Man kann z. B. auch bei der Schaltung nach Abb. 2 die Impedanzen über Hilfswandler
m miteinander verketten, oder man kann, wenn die Stromkreise der Meßinstrumente
e vollständig voneinander unabhängig sind, auch bei den Schaltungen nach Abb. 3
die Impedanzen direkt miteinander in Polygon schalten.
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Es ist zweckmäßig, den Ölschalter, der die einzelnen Abzweige steuert,
mit einem weiteren Schalter zu kuppeln, der beim Abschalten der Hauptleitungen auch
die entsprechenden Seiten des Stromwandlers- und Impedanzenpolygons kurzschließt
und beim Abschalten der entsprechenden Hauptstromleitung diesen Kurzschluß wieder
aufhebt.