EP3447602B1 - Method and device for controlling the voltage of a transformer system - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln eines Wertes einer Spannung an einem Leiter, an dem zumindest eine Sekundärwindung eines ersten stufbaren Transformators und eine Sekundärwindung eines zweiten stufbaren Transformators angeschlossen sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Transformatorsystem, welches die Vorrichtung sowie zwei stufbare Transformatoren aufweist.The present invention relates to a method and a device for regulating a value of a voltage on a conductor to which at least one secondary winding of a first step-adjustable transformer and one secondary winding of a second step-adjustable transformer are connected. The present invention further relates to a transformer system which has the device and two step-adjustable transformers.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass zwei oder mehr Transformatoren parallel auf eine Sammelschiene geschaltet werden, um die zu liefernde Leistung zwischen den Transformatoren aufzuteilen damit der einzelne Transformator nicht überlastet wird. Falls jedoch zwei oder mehr Transformatoren auf die gleiche Sammelschiene speisen und die Spannungsregler unabhängig voneinander auf den Sollspannungswert regeln, kann es aufgrund der unterschiedlichen Leerlaufspannungen der Transformatoren zu Ausgleichsströmen kommen. Da der Scheinwiderstand der Transformatoren hauptsächlich induktiv ist, können sich im Wesentlichen Kreisblindströme bilden.It is known from the state of the art that two or more transformers are connected in parallel to a busbar in order to divide the power to be supplied between the transformers so that the individual transformer is not overloaded. However, if two or more transformers feed into the same busbar and the voltage regulators regulate the setpoint voltage value independently of one another, compensating currents can occur due to the different no-load voltages of the transformers. Since the apparent resistance of the transformers is mainly inductive, essentially circulating reactive currents can form.

Derartige Kreisblindströme sind unerwünscht, da sie zu einer erhöhten Verlustleistung der Transformatoren führen können. Neben einer Spannungsabweichung von dem Spannungssollwert ist herkömmlicherweise als ein zusätzliches Regelkriterium der Spannungsregelung daher ferner der Kreisblindstrom herangezogen worden, um diesen zu minimieren.Such circulating reactive currents are undesirable because they can lead to increased power loss in the transformers. In addition to a voltage deviation from the voltage setpoint, the circulating reactive current has traditionally been used as an additional control criterion for voltage regulation in order to minimize it.

Bei einem herkömmlichen Spannungsregler wird um den Sollspannungswert ein Spannungsband bzw. eine Bandbreite B definiert. Liegt die gemessene Spannung außerhalb dieser Bandbreite, wird nach einer einstellbaren zeitlichen Verzögerung ein Stufungsbefehl an einen Stufenschalter gegeben, womit durch die Änderung der Leerlaufspannung des Transformators die Spannung wieder in das Spannungsband zurückkehrt. Der Einstellwert der Bandbreite wird mindestens so groß festgelegt, dass bei einem Höher- bzw. Tieferstufen um den Sollwert die Bandbreite nicht durchfahren wird. Andernfalls hätte es ein endloses Hin- und Herstufen zur Folge. Mit der Spannungsregelung für parallele Transformatoren nach der Kreisblindstrom-Methode wird zusätzlich zu der Spannungsabweichung an jedem parallelen Transformator der Kreisblindstrom ermittelt und eine Regelabweichung basierend auf den Kreisblindstrom zu der Regelabweichung durch die Spannung addiert.In a conventional voltage regulator, a voltage band or bandwidth B is defined around the target voltage value. If the measured voltage is outside this bandwidth, a step change command is given to a tap changer after an adjustable time delay, whereby the If the open circuit voltage of the transformer changes, the voltage returns to the voltage band. The setting value of the bandwidth is set at least large enough so that the bandwidth is not exceeded when the voltage is increased or decreased by the setpoint. Otherwise, this would result in endless steps back and forth. With voltage control for parallel transformers using the circulating reactive current method, the circulating reactive current is determined in addition to the voltage deviation at each parallel transformer and a control deviation based on the circulating reactive current is added to the control deviation due to the voltage.

Die Regelabweichung DCC resultierend aus dem Kreisblindstrom kann im Allgemeinen nach folgender Formel berechnet werden: $$\mathrm{DCC}=\left(\mathrm{k}*\mathrm{ICC}*\mathrm{X}*\mathrm{Wurzel}\left(3\right)*100\mathrm{\%}\right)/\mathrm{UN}$$

• k - einstellbarer Kreisblindstromregelfaktor
• ICC - Kreisblindstrom
• X - Transformatorlängsreaktanz berechnet aus Kurzschlussspannung
• UN - Transformatornennspannung

The control deviation DCC resulting from the circulating reactive current can generally be calculated using the following formula: $$\mathrm{DCC}=\left(\mathrm{k}*\mathrm{ICC}*\mathrm{X}*\mathrm{<figure-callout\; id="3"\; label="root"\; filenames="imgf0001.png"\; state="\{\{state\}\}">root</figure-callout>}\left(3\right)*100\mathrm{\%}\right)/\mathrm{U.N.}$$

• k - adjustable circulating reactive current control factor
• ICC - Circulating reactive current
• X - Transformer longitudinal reactance calculated from short-circuit voltage
• UN - Transformer nominal voltage

Aus der Summe von Spannungsabweichung und der Kreisblindstromabweichung wird die Gesamtabweichung D ermittelt und mit der Bandbreite verglichen: $$\mathrm{D}=\mathrm{DV}+\mathrm{DCC}$$

The total deviation D is determined from the sum of the voltage deviation and the circulating reactive current deviation and compared with the bandwidth: $$\mathrm{D}=\mathrm{DV}+\mathrm{DCC}$$

Bei zwei parallelen Transformatoren ergibt sich bei einer Differenz der Leerlaufspannungen genau der entgegengesetzte Kreisblindstrom und damit genau die entgegengesetzte Kreisblindstromabweichung D_CC. Falls die gemessene Spannung an beiden Transformatoren der Sollspannung entspricht, ergibt sich damit an beiden Spannungsreglern genau die entgegengesetzte Gesamtabweichung D.With two parallel transformers, a difference in the no-load voltages results in exactly the opposite circulating reactive current and thus exactly the opposite circulating reactive current deviation D _CC . If the measured voltage at both transformers corresponds to the target voltage, this results in exactly the opposite total deviation D at both voltage regulators.

Beispielhaft habe ein erster Transformator A eine höhere Stufe und damit eine höhere Leerlaufspannung als ein zweiter Transformator B. Damit ist die Kreisblindstrom-Spannungsabweichung D_CC positiv. In diesem Beispiel würden gemäß einem herkömmlichen Regelungsverfahren beide Regler zur Steuerung der Transformatoren stufen, da bei einem der Transformatoren die Blindstromabweichung größer als der Schwellwert der Bandbreite ist und bei dem anderen Transformator die Blindstromabweichung kleiner als das Negative des Schwellwerts der Bandbreite ist.For example, a first transformer A has a higher stage and thus a higher no-load voltage than a second transformer B. Thus, the circulating reactive current voltage deviation D _CC positive. In this example, according to a conventional control scheme, both controllers would step in to control the transformers because one of the transformers has a reactive current deviation greater than the bandwidth threshold and the other transformer has a reactive current deviation less than the negative of the bandwidth threshold.

Nach einer entgegengesetzten Stufung von beiden Reglern würde der identische Fall mit vertauschten Rollen auftreten. Die Regler gemäß dem Stand der Technik würden nachfolgend endlos stufen. Die Regelung arbeitet somit herkömmlicherweise nicht stabil und damit kann ein unnötiger Verschleiß der Stufenschalter verbunden sein. Die Regler würden nachfolgend endlos stufen. Hier wären zusätzliche Maßnahmen notwendig, um ein unnötiges Stufen zu vermeiden.After both controllers had stepped in opposite directions, the same situation would occur with the roles reversed. The controllers according to the state of the art would then step endlessly. The control would therefore not work in a stable manner and this could lead to unnecessary wear on the step switches. The controllers would then step endlessly. Additional measures would be necessary here to avoid unnecessary stepping.

Herkömmlich sind auch Spannungsregler mit zwei verschiedenen Zeitcharakteristiken eingesetzt worden. Bei der linearen Zeitcharakteristik wird unabhängig von der Regelabweichung mit einer konstanten Regelabweichung geregelt. Bei der inversen Zeitcharakteristik ist die Verzögerungszeit umgekehrt proportional zur Regelabweichung D. Die Einstellung der Verzögerungszeit für Spannungsabweichungen wird durch den Netzbetreiber vorgegeben, damit eine übergeordnete Koordination bei radialen Netzen möglich ist. Damit ist eine feste unterschiedliche Parametrierung nicht erwünscht. Außerdem sollen bei einem Spannungseinbruch durch Lastzuschaltung beide Regler nach gleicher Verzögerungszeit stufen.Voltage regulators with two different time characteristics have also been used conventionally. With the linear time characteristic, control is carried out with a constant control deviation regardless of the control deviation. With the inverse time characteristic, the delay time is inversely proportional to the control deviation D. The setting of the delay time for voltage deviations is specified by the network operator so that higher-level coordination is possible in radial networks. This means that fixed, different parameterization is not desired. In addition, in the event of a voltage drop due to load connection, both regulators should taper after the same delay time.

Im Stand der Technik ist auch ein Spannungsregler vorgeschlagen worden, bei dem man einen Regler für den Kreisblindstrom empfindlicher einstellt als den anderen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass bei einer Spannungsabweichung innerhalb des Spannungsbandes sich in dem empfindlichen Regler keine Regelabweichung ergibt, da sich D_V und D_CC aufheben und in dem unempfindlichen Regler D die Bandbreite B nicht überschreitet.In the prior art, a voltage regulator has also been proposed in which one regulator is set to be more sensitive to the circulating reactive current than the other. However, this has the disadvantage that if there is a voltage deviation within the voltage band, no control deviation occurs in the sensitive regulator, since D _V and D _CC cancel each other out and in the insensitive regulator D does not exceed the bandwidth B.

Es kann sich somit eine schlechte Regelgüte ergeben und der Kreisblindstrom wird nicht zufriedenstellend ausgeregelt.This can result in poor control quality and the circulating reactive current is not regulated satisfactorily.

Konkret sind beispielsweise aus der EP 2482415 A1 ein Verfahren zum Ansteuern eines Stufenstellers eines einzelnen Transformators und aus der CN 205583707U ein Regelverfahren für ein System aus zwei stufbaren Transformatoren bekannt.Specifically, for example, the EP 2482415 A1 a method for controlling a tap changer of a single transformer and from the CN205583707U a control method for a system of two tappable transformers is known.

Die DE 10 2014 119 158 A1 beschreibt ein Verfahren zur Parallellaufregelung von Transformatoren. Hierzu sind mehrere Transformatoren in einer Parallelschaltung angeordnet. Jedem der Transformatoren sind ein Mess-/Steuergerät und ein Stufenschalter zugeordnet. Alle Mess-/Steuergeräte der Stufenschalter sind über eine Kommunikationsleitung miteinander verbunden. Bei dem Regelverfahren wird zunächst eine Regelabweichung ermittelt. Es wird angenommen, dass diese Regelabweichung von eine Kreisblindstrom verursacht wird. Die Stufenschalter werden derart betätigt, dass eine Minimierung des Kreisblindstroms für den jeweiligen Transformator erfolgt.The EN 10 2014 119 158 A1 describes a method for parallel control of transformers. For this purpose, several transformers are arranged in a parallel circuit. Each of the transformers is assigned a measuring/control device and a tap changer. All measuring/control devices of the tap changers are connected to one another via a communication line. In the control method, a control deviation is first determined. It is assumed that this control deviation is caused by a circulating reactive current. The tap changers are operated in such a way that the circulating reactive current for the respective transformer is minimized.

Die 5,210,443 A offenbart ein Verfahren zur Parallelsteuerung von Stufentransformatoren, bei dem einzelne Spannungsregler von parallel arbeitenden Transformatoren über serielle Datenleitungen mit einem einzigen Parallelprozessor verbunden sind. Gemessene Spannungs- und Stromamplituden sowie der Phasenwinkel werden von den Spannungsreglern an den Parallelprozessor übertragen. Im Parallelprozessor wird für jeden Spannungsregler ein Teillaststrom und ein Umlaufblindstrom berechnet und zu den Spannungsreglern übertragen.The 5,210,443 A discloses a method for parallel control of tapped transformers in which individual voltage regulators of parallel-operating transformers are connected to a single parallel processor via serial data lines. Measured voltage and current amplitudes as well as the phase angle are transmitted from the voltage regulators to the parallel processor. In the parallel processor, a partial load current and a circulating reactive current are calculated for each voltage regulator and transmitted to the voltage regulators.

Auch die US 8 321 162 B2 betrifft die parallele Ansteuerung von Stufenschaltern von Transformatoren, die in einem Zwei-Sammelschienensystem parallel geschaltet sind. Jeder Transformator mit einem eigenen Spannungsregler ausgerüstet.Also the US 8 321 162 B2 concerns the parallel control of tap changers of transformers that are connected in parallel in a two-busbar system. Each transformer is equipped with its own voltage regulator.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter zu schaffen, an dem zumindest eine Sekundärwindung eines ersten stufbaren Transformators und eine Sekundärwindung eines zweiten stufbaren Transformators angeschlossen sind, wobei eine zuverlässige Steuerung erreicht ist, wobei Verschleiß von Komponenten, insbesondere Verschleiß von Stufungsschaltern von Transformatoren vermindert ist.The object of the present invention is to provide a method and a device for controlling a value of a voltage on a conductor on which at least one secondary winding of a first tap-changeable transformer and a secondary winding of a second tap-changeable transformer are connected, whereby reliable control is achieved, whereby wear of components, in particular wear of tap changers of transformers, is reduced.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche spezifizieren besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.The object is solved by the subject matter of the independent claims. The dependent claims specify particular embodiments of the present invention.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung setzen eine zeitliche Stufen-Priorisierung ein, um eine Spannungsregelung zu stabilisieren. Die Stabilisierung des Reglers wird im Sinne der zeitlichen Stufen-Priorisierung eingesetzt, falls die Spannungsabweichung sich innerhalb eines bestimmten Bereichs der Bandbreite befindet. Dieser bestimmte Bereich der Bandbreite wird im Folgenden auch als Priorisierungsbandbreite bezeichnet, wobei die Priorisierungsbandbreite kleiner ist als die herkömmlich verwendete Bandbreite.Embodiments of the present invention use temporal step prioritization to stabilize voltage regulation. Stabilization of the regulator is used in the sense of temporal step prioritization if the voltage deviation is within a certain range of the bandwidth. This certain range of the bandwidth is also referred to below as the prioritization bandwidth, wherein the prioritization bandwidth is smaller than the conventionally used bandwidth.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bereitgestellt ein Verfahren zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter, an dem zumindest eine Sekundärwindung eines ersten stufbaren Transformators und eine Sekundärwindung eines zweiten stufbaren Transformators angeschlossen sind, wobei das Verfahren aufweist:

• Messen je eines Stroms und einer Spannung an der jeweiligen Sekundärwindung der beiden Transformatoren und Ermitteln einer Spannungsabweichung an dem Leiter von einem Spannungssollwert und eines Kreisblindstroms; wenn die Spannungsabweichung innerhalb einer ersten Bandbreite um den Spannungssollwert liegt, und wenn eine Gesamtabweichung einer Summe aus der Spannungsabweichung und einer unter Verwendung des Kreisblindstroms ermittelten Blindstromabweichung von dem Spannungssollwert jeweils für den ersten und den zweiten Transformator außerhalb einer zweiten Bandbreite, die größer als die erste Bandbreite ist, um den Spannungssollwert liegt: Setzen, durch die Logikeinheit, die durch einen ersten Spannungsregler und einen zweiten Spannungsregler gebildet ist, welche durch einen Kommunikationsleitung miteinander verbunden sind, einer Verzögerungszeit zum Stufen des ersten Transformators und/oder des zweiten Transformators derart, dass eine der Spannungsabweichung entgegenwirkende Stufung des ersten oder des zweiten Transformators priorisiert wird, wobei die Stufung desjenigen Transformators, die eine Gesamtabweichung hat, die eine gleiches Vorzeichen hat wie die Spannungsabweichung priorisiert wird, und wobei eine Verzögerungszeit desjenigen Transformators, für den die Gesamtabweichung ein anderes Vorzeichen hat als die Spannungsabweichung, größer gesetzt wird als eine andere Verzögerungszeit für den anderen Transformator .

According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for controlling a value of a voltage on a conductor to which at least one secondary winding of a first tappable transformer and one secondary winding of a second tappable transformer are connected, the method comprising:

• Measuring a current and a voltage at the respective secondary winding of the two transformers and determining a voltage deviation on the conductor from a voltage setpoint and a circulating reactive current; if the voltage deviation is within a first bandwidth around the voltage setpoint, and if a total deviation of a sum of the voltage deviation and a reactive current deviation determined using the circulating reactive current from the voltage setpoint for the first and the second transformer is outside a second bandwidth, which is greater than the first bandwidth, around the voltage setpoint: Setting, by the logic unit, which is controlled by a first voltage regulator and a second voltage regulator is formed, which are connected to one another by a communication line, a delay time for tapping the first transformer and/or the second transformer such that a tapping of the first or the second transformer that counteracts the voltage deviation is prioritized, wherein the tapping of the transformer that has a total deviation that has the same sign as the voltage deviation is prioritized, and wherein a delay time of the transformer for which the total deviation has a different sign than the voltage deviation is set greater than another delay time for the other transformer.

Das Verfahren kann teilweise in Hardware und/oder Software implementiert sein, insbesondere durch ein Computerverfahren implementiert sein. Der Leiter, an dem die Sekundärwindungen des ersten und des zweiten Transformators angeschlossen sind, wird auch als eine Sammelschiene bezeichnet.The method can be partially implemented in hardware and/or software, in particular implemented by a computer method. The conductor to which the secondary windings of the first and second transformers are connected is also referred to as a busbar.

Die Transformatoren können Stufenschalter jeder bekannten Art aufweisen. Durch Betätigung der Stufenschalter kann eine Leerlaufspannung des jeweiligen Transformators eingestellt werden. Dabei kann eine Stufung an einer Primärwindung oder auch der Sekundärwindung erfolgen. Eine Stufung, welche an der Primärstufe vorgenommen wird, kann vorteilhaft sein, da aufgrund der höheren Spannung an der Primärwindung der Strom (insbesondere im Lastbetrieb) geringer sein kann als ein durch die Sekundärspule fließender Strom.The transformers can have any known type of tap changer. By operating the tap changer, the open circuit voltage of the respective transformer can be set. In this case, a tap change can be made on a primary winding or also on the secondary winding. A tap change made on the primary stage can be advantageous because, due to the higher voltage on the primary winding, the current (particularly in load operation) can be lower than the current flowing through the secondary coil.

Zur Regelung des Sollspannungswerts auf der Sammelschiene (die mit entsprechenden Sekundärwindungen der Transformatoren elektrisch verbunden ist), werden stufbare Transformatoren eingesetzt, bei denen an verschiedenen Stellen der Primärwindung und/oder der Sekundärwindung abgegriffen werden kann. Zum Stufen der Transformatoren können sogenannte Stufenschalter verwendet werden, welche zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses dienen. Dazu kann die Wicklung bzw. die Spule des Transformators auf der Primärseite und/oder der Sekundärseite eine Stammwicklung und eine Regel- oder Stufenwicklung mit mehreren Anzapfungen aufweisen, die an den Stufenschalter geführt werden. Unter den Stufenschalter sind sogenannte Laststufenschalter (englisch onload tap changer, OLTC) und Umsteller (englisch NLTC no load tape changer, DETC deenergized tap changer oder OCTC, off circuit tap changer) bekannt. Laststufenschalter können zur unterbrechungsfreien Umschaltung unter Last dienen und können in Lastwähler und Lastschalter unterteilt werden. Dabei kann eine Stufenschaltersäule entweder eine oder mehrere Phasen, z.B. drei Phasen schalten.To regulate the setpoint voltage value on the busbar (which is electrically connected to the corresponding secondary windings of the transformers), tappable transformers are used, where the voltage can be tapped at different points on the primary winding and/or the secondary winding. So-called tap switches can be used to tap the transformers, which are used to set the transformation ratio. For this purpose, the winding or the The coil of the transformer on the primary side and/or the secondary side has a main winding and a control or tap winding with several taps that are connected to the tap changer. Tap changes include on- load tap changers (OLTC) and off-circuit tap changers (NLTC no load tape changer , DETC deenergized tap changer or OCTC). On-load tap changers can be used for uninterrupted switching under load and can be divided into load selectors and load switches. A tap changer column can switch either one or several phases, e.g. three phases.

Um die Spannungsabweichung und den Blindstrom zu messen, kann eine Messvorrichtung vorgesehen sein, die sowohl den Strom bei den Sekundärwindungen als auch jeweils den von den Sekundärwindungen dem Leiter fließenden Strom misst. Sowohl die Spannungsabweichung als auch die Blindstromabweichung kann dabei z.B. als ein Anteil oder Prozentsatz der Differenz zu dem Spannungssollwert bzw. einem Blindstromsollwert von Null angegeben oder definiert sein.In order to measure the voltage deviation and the reactive current, a measuring device can be provided that measures both the current in the secondary windings and the current flowing from the secondary windings to the conductor. Both the voltage deviation and the reactive current deviation can be specified or defined, for example, as a proportion or percentage of the difference to the voltage setpoint or a reactive current setpoint of zero.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet eine optimierte Berechnung der Regelabweichung resultierend aus dem Kreisblindstrom: $$\mathrm{DCC}=\left(\mathrm{k}*\mathrm{ICC}*\left(\mathrm{X}+\mathrm{TermA}\right)*\mathrm{Wurzel}\left(3\right)*100\mathrm{\%}\right)/\mathrm{UN}$$

$$\mathrm{TermA}=\mathrm{X}/\left(\mathrm{X}*\mathrm{BP}-1\right)$$

• k - einstellbare Kreisblindstromregelfaktor
• ICC - Kreisblindstrom
• X - Transformatorlängsreaktanz berechnet aus Kurzschlussspannung
• BP - Gesamtblindleitwert bzw. Gesamtsuszeptanz aller parallelen Transformatoren
• UN - Transformatornennspannung

An embodiment of the present invention uses an optimized calculation of the control deviation resulting from the circulating reactive current: $$\mathrm{DCC}=\left(\mathrm{k}*\mathrm{ICC}*\left(\mathrm{X}+\mathrm{TermA}\right)*\mathrm{<figure-callout\; id="3"\; label="root"\; filenames="imgf0001.png"\; state="\{\{state\}\}">root</figure-callout>}\left(3\right)*100\mathrm{\%}\right)/\mathrm{U.N.}$$

$$\mathrm{TermA}=\mathrm{X}/\left(\mathrm{X}*\mathrm{BP}-1\right)$$

• k - adjustable circulating reactive current control factor
• ICC - Circulating reactive current
• X - Transformer longitudinal reactance calculated from short-circuit voltage
• BP - total susceptance of all parallel transformers
• UN - Transformer nominal voltage

Mit der Addition des Terms X / (X*BP - 1) zu der Transformatorreaktanz wird die Regelempfindlichkeit genau so verstärkt, dass bei minimaler Stufendifferenz die Regelabweichung hervorgerufen durch den Kreisblindstrom DCC überschritten wird. Durch diese Optimierung kann der Einstellwert der Regelempfindlichkeit in den meisten Fällen auf den Voreinstellwert von 1 beibehalten werden und damit ist ohne aufwändige Inbetriebsetzung eine sehr gute Regelempfindlichkeit und Regelstabilität gegeben. Bei herkömmlichen Reglern muss der der optimale Faktor während der Inbetriebsetzung ermittelt werden.By adding the term X / (X*BP - 1) to the transformer reactance, the control sensitivity is increased to such an extent that the control deviation caused by the circulating reactive current DCC is exceeded at a minimum step difference. This optimization allows the setting value of the control sensitivity to be kept at the preset value of 1 in most cases, thus providing very good control sensitivity and control stability without the need for complex commissioning. With conventional controllers, the optimal factor must be determined during commissioning.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden zwei Bandbreiten, insbesondere eine erste Bandbreite und eine zweite Bandbreite. Herkömmliche Verfahren verwenden lediglich eine einzige Bandbreite, insbesondere die zweite Bandbreite. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung adressieren eine Regelinstabilität in dem Falle, in dem die Spannungsabweichung relativ gering ist und die Blindstromabweichungen entgegengesetzt und von gleichem Betrag sind. Herkömmliche Verfahren und Vorrichtungen haben für diesen Fall ständig auf- und abgestuft, was zu Beschädigungen und Verschleiß an Komponenten geführt hat.Embodiments of the present invention use two bandwidths, in particular a first bandwidth and a second bandwidth. Conventional methods use only a single bandwidth, in particular the second bandwidth. Embodiments of the present invention address control instability in the case where the voltage deviation is relatively small and the reactive current deviations are opposite and of equal magnitude. Conventional methods and devices have constantly stepped up and down for this case, which has resulted in damage and wear to components.

Gemäß Ausführungsformen der Erfindung wird jedoch eine Verzögerungszeit für den Fall gesetzt, dass die Spannungsabweichung innerhalb einer ersten Bandbreite um den Spannungssollwert liegt. Die Verzögerungszeit (eines des ersten oder des zweiten Transformators) kann definieren, wie lange eine gewisse Abweichung mindestens vorliegen muss, um eine Stufung des entsprechenden Transformators durchzuführen. Um die Stufung eines bestimmten Transformators zu priorisieren, kann die Verzögerungszeit des jeweils anderen Transformators erhöht werden. Ist die Verzögerungszeit eines bestimmten Transformators erhöht, entspricht dies einem strengeren Kriterium zum Auslösen einer Stufung des jeweiligen Transformators. Wenn z.B. die Spannungsabweichung negativ ist, kann ein Höherstufen desjenigen Transformators priorisiert werden (durch Vergrößern der entsprechenden Verzögerungszeit des anderen Transformators), der eine negative Gesamtabweichung zeigt. Damit ist ein einfaches Verfahren zum Stabilisieren der Regelung bereitgestellt.According to embodiments of the invention, however, a delay time is set in the event that the voltage deviation is within a first bandwidth around the voltage setpoint. The delay time (of one of the first or the second transformer) can define how long a certain deviation must be present at least in order to carry out a tapping of the corresponding transformer. In order to prioritize the tapping of a certain transformer, the delay time of the other transformer can be increased. If the delay time of a certain transformer is increased, this corresponds to a stricter criterion for triggering a tapping of the respective transformer. If, for example, the voltage deviation is negative, a tapping up of that transformer can be prioritized (by Increasing the corresponding delay time of the other transformer) which shows a negative total deviation. This provides a simple method for stabilizing the control.

Erfindungsgemäß wird eine Verzögerungszeit desjenigen Transformators, für den die Gesamtabweichung ein anderes Vorzeichen hat als die Spannungsabweichung, größer gesetzt als eine andere Verzögerungszeit für den anderen Transformator.According to the invention, a delay time of the transformer for which the total deviation has a different sign than the voltage deviation is set greater than another delay time for the other transformer.

Damit wird der Transformator bei der Stufung priorisiert, welcher eine Gesamtabweichung hat, die ein gleiches Vorzeichen hat wie die Spannungsabweichung. Dabei können die Stufung bzw. der Spannungsschritt bei Höherstufen bzw. Niederstufen und die zweite Bandbreite in Abhängigkeit voneinander so gewählt werden, dass Höherstufung bzw. bei Niedrigstufung die Leerlaufspannung am Ausgang der Sekundärwindung nicht aus dem zweiten Bandbereich herausführt. Damit kann ein ständiges Hin- und Herschalten verhindert werden.This means that the transformer that has a total deviation that has the same sign as the voltage deviation is prioritized during tapping. The tapping or voltage step for higher or lower tapping and the second bandwidth can be selected in dependence on one another so that the no-load voltage at the output of the secondary winding does not exceed the second band range when tapping higher or lower. This can prevent constant switching back and forth.

Das Verfahren kann derart ausgestaltet sein, dass, falls die Gesamtabweichung und/oder Blindstromabweichung für mindestens die größer gesetzte Verzögerungszeit außerhalb der zweiten Bandbreite liegt, der entsprechende Transformator höher gestuft wird, falls die Gesamtabweichung negativ ist und niedriger gestuft wird, falls die Gesamtabweichung negativ ist, wobei die Stufung belassen wird, falls die Gesamtabweichung für kürzer als die größer gesetzte Verzögerungszeit außerhalb der zweiten Bandbreite liegt.The method can be designed such that, if the total deviation and/or reactive current deviation is outside the second bandwidth for at least the larger delay time, the corresponding transformer is stepped up if the total deviation is negative and stepped down if the total deviation is negative, the stepping being left as it is if the total deviation is outside the second bandwidth for less than the larger delay time.

Ein gegebener Transformator wird nur dann höher gestuft bzw. niedriger gestuft, wenn die entsprechende oder jeweilige Gesamtabweichung für eine Zeitdauer außerhalb des zweiten Bandbereichs liegt, welche Zeitdauer mindestens so groß ist für die aktuell eingestellte Verzögerungszeit. Durch Veränderung der Verzögerungszeit kann somit ein Kriterium verändert werden gemäß dem eine Stufung erfolgt.A given transformer is only stepped up or down if the corresponding or respective total deviation is outside the second band range for a period of time which is at least as long as the currently set delay time. By changing the delay time, a criterion according to which a stepping takes place can be changed.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren derart ausgestaltet, dass bei Höherstufung eines der Transformatoren eine höhere, bei Tieferstufung eines der Transformatoren eine niedrigere Spannung am Ausgang der Sekundärwindung des jeweiligen Transformators anliegt, wobei die Höherstufung und/oder Tieferstufung durch entsprechenden Abgriff an einer jeweiligen Primärwindung (und/oder Sekundärwindung) erfolgt, dessen Eingang mit einem weiteren Leiter verbunden ist, an dem insbesondere eine Hochspannung zwischen 70 kV und 400 kV anliegt, wobei der Spannungssollwert insbesondere zwischen 5 kV und 20 kV liegt.According to one embodiment of the present invention, the method is designed such that when one of the transformers is stepped up, a higher voltage is present at the output of the secondary winding of the respective transformer, and when one of the transformers is stepped down, a lower voltage is present, wherein the step-up and/or step-down is carried out by appropriate tapping on a respective primary winding (and/or secondary winding), the input of which is connected to another conductor to which in particular a high voltage between 70 kV and 400 kV is applied, wherein the voltage setpoint is in particular between 5 kV and 20 kV.

Eine Tieferstufung bzw. Höherstufung kann durch Änderung des Abgriffs an der Primärwindung und/oder an der Sekundärwindung erreicht werden.A downgrade or upgrade can be achieved by changing the tap on the primary winding and/or the secondary winding.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die größer gesetzte Verzögerungszeit zwischen 1,5 und 2,5-mal, insbesondere 2-mal der anderen Verzögerungszeit. Damit kann eine effektive Stabilisierung der Regelung erreicht werden.According to an embodiment of the present invention, the longer delay time is between 1.5 and 2.5 times, in particular 2 times the other delay time. This allows an effective stabilization of the control to be achieved.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die Gesamtabweichung für den anderen Transformator (dessen Verzögerungszeit nicht erhöht wird) ein gleiches Vorzeichen wie die Spannungsabweichung. Dieser andere Transformator wird hinsichtlich einer Stufung priorisiert, um der Spannungsabweichung entgegenzuwirken.According to an embodiment of the present invention, the total deviation for the other transformer (whose delay time is not increased) has a same sign as the voltage deviation. This other transformer is prioritized for tapping to counteract the voltage deviation.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren derart ausgestaltet, dass wenn die Spannungsabweichung negativ ist, die Verzögerungszeit für den- bzw. diejenigen Spannungsregler größer gesetzt wird, die die Bandbreite überschreiten, also tiefer stufen.According to one embodiment of the present invention, the method is designed such that if the voltage deviation is negative, the delay time is set longer for the voltage regulator(s) that exceed the bandwidth, i.e., step down.

Dieses gilt bei: $${\mathrm{D}}_{\mathrm{V}}<=0$$

$$-{\mathrm{B}}_{\mathrm{CC\_DV}}<\mathrm{DV}<{\mathrm{B}}_{\mathrm{CC\_DV}}$$

$$\mathrm{DCC},\mathrm{D}>\mathrm{B}$$

wobei

• die erste Bandbreite durch den Bereich [-BCC_DV, BCC_DV] gegeben ist,
• die zweite Bandbreite durch den Bereich [-B, B] gegeben ist, DV die Spannungsabweichung ist,
• DCC die Blindstromabweichung ist,
• D die Gesamtabweichung ist,
• Z.B. kann die größer gesetzte Verzögerungszeit zwischen 1,5 und 2,5-mal, insbesondere 2-mal, der anderen Verzögerungszeit sein.

This applies to: $${\mathrm{D}}_{\mathrm{V}}<=0$$

$$-{\mathrm{B}}_{\mathrm{CC\_DV}}<\mathrm{DV}<{\mathrm{B}}_{\mathrm{CC\_DV}}$$

$$\mathrm{DCC},\mathrm{D}>\mathrm{B}$$

where

• the first bandwidth is given by the range [-BCC_DV, BCC_DV],
• the second bandwidth is given by the range [-B, B], DV is the voltage deviation,
• DCC is the reactive current deviation,
• D is the total deviation,
• For example, the larger delay time can be between 1.5 and 2.5 times, in particular 2 times, the other delay time.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren derart ausgestaltet, dass wenn die Spannungsabweichung positiv ist, die Verzögerungszeit für die Spannungsregler größer gesetzt werden, die die Bandbreite unterschreiten, also höher stufen.According to one embodiment of the present invention, the method is designed such that if the voltage deviation is positive, the delay time for the voltage regulators that fall below the bandwidth, i.e. step up, is set to be longer.

Dieses gilt bei: $${\mathrm{D}}_{\mathrm{V}}>0$$

$$-{\mathrm{B}}_{\mathrm{CC\_DV}}<{\mathrm{D}}_{\mathrm{V}}<{\mathrm{B}}_{\mathrm{CC\_DV}}$$

$$\mathrm{DCC},\mathrm{D}<-\mathrm{B}$$

This applies to: $${\mathrm{D}}_{\mathrm{V}}>0$$

$$-{\mathrm{B}}_{\mathrm{CC\_DV}}<{\mathrm{D}}_{\mathrm{V}}<{\mathrm{B}}_{\mathrm{CC\_DV}}$$

$$\mathrm{DCC},\mathrm{D}<-\mathrm{B}$$

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Bandbreite zwischen 0,3 und 0,7-mal, insbesondere 0,5-mal der zweiten Bandbreite. Andere Werte sind möglich.According to an embodiment of the present invention, the first bandwidth is between 0.3 and 0.7 times, in particular 0.5 times, the second bandwidth. Other values are possible.

Es sollte verstanden werden, dass Merkmale, die individuell oder in irgendeiner Kombination im Zusammenhang mit einem Verfahren zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter beschrieben, erläutert oder bereitgestellt sind, ebenso gut, individuell oder in irgendeiner Kombination, für eine Vorrichtung zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter eingesetzt werden können, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, oder umgekehrt.It should be understood that features described, explained or provided individually or in any combination in connection with a method for controlling a value of a voltage on a conductor may equally well be applied, individually or in any combination, to an apparatus for controlling a value of a voltage on a conductor, according to an embodiment of the present invention, or vice versa.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bereitgestellt eine Vorrichtung zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter, an dem zumindest eine Sekundärwindung eines ersten stufbaren Transformators und eine Sekundärwindung eines zweiten stufbaren Transformators angeschlossen sind, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Messvorrichtung, die zum Messen je eines Stroms und einer Spannung an der jeweiligen Sekundärwindung der beiden Transformatoren ausgebildet ist, eine Logikeinheit, die ausgebildet ist, eine Spannungsabweichung an dem Leiter von einem Spannungssollwert und einen Kreisblindstrom zu ermitteln, und wenn die Spannungsabweichung innerhalb einer ersten Bandbreite um den Spannungssollwert liegt, und wenn eine Gesamtabweichung einer Summe aus der Spannungsabweichung und einer unter Verwendung des Kreisblindstroms ermittelten Blindstromabweichung von dem Spannungssollwert jeweils für den ersten und den zweiten Transformator außerhalb einer zweiten, größeren als der ersten, Bandbreite um den Spannungssollwert liegt, eine Verzögerungszeit zum Stufen des ersten Transformators und/oder des zweiten Transformators derart zu setzen, dass eine der Spannungsabweichung entgegenwirkende Stufung des ersten oder des zweiten Transformators priorisiert wird.According to one embodiment of the present invention, a device is provided for controlling a value of a voltage on a conductor to which at least one secondary winding of a first tappable transformer and one secondary winding of a second tappable transformer are connected, the device comprising: a measuring device which is designed to measure a current and a voltage on the respective secondary winding of the two transformers, a logic unit which is designed to determine a voltage deviation on the conductor from a voltage setpoint and a circulating reactive current, and if the voltage deviation is within a first bandwidth around the voltage setpoint, and if a total deviation of a sum of the voltage deviation and a reactive current deviation determined using the circulating reactive current from the voltage setpoint for the first and the second transformer is outside a second bandwidth around the voltage setpoint, which is larger than the first, to set a delay time for tapping the first transformer and/or the second transformer in such a way that a tapping of the first or the second transformer which counteracts the voltage deviation is prioritized.

Die Vorrichtung kann ferner eine Messvorrichtung zum Messen des Wertes der Spannung und von Werten eines Blindstroms des ersten Transformators und des zweiten Transformators umfassen.The apparatus may further comprise a measuring device for measuring the value of the voltage and values of a reactive current of the first transformer and the second transformer.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bereitgestellt ein Transformatorsystem, aufweisend: einen ersten stufbaren Transformator und einen parallel dazu geschalteten zweiten stufbaren Transformator; und eine Vorrichtung zum Steuern eines Wertes einer Spannung gemäß einer der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen.According to an embodiment of the present invention, there is provided a transformer system comprising: a first steppable transformer and a second steppable transformer connected in parallel thereto; and a device for controlling a value of a voltage according to any of the embodiments described above.

In dem Transformatorsystem kann zumindest einer des ersten und des zweiten Transformators einen Laststufenschalter aufweisen.In the transformer system, at least one of the first and second transformers may include an on-load tap changer.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiden Zeichnungen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen oder illustrierten Ausführungsformen beschränkt.

• Fig. 1 illustriert schematisch eine Transformatorsystem mit einer Vorrichtung zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
• Fig. 2 und 3 illustrieren Balkendiagramme, mit Abweichungen, die in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betrachtet werden.

Embodiments of the present invention will now be explained with reference to the two drawings. The present invention is not limited to the described or illustrated embodiments.

• Fig.1 schematically illustrates a transformer system with a device for controlling a value of a voltage on a conductor according to an embodiment of the present invention; and
• Fig. 2 and 3 illustrate bar graphs with variations contemplated in embodiments of the present invention.

Fig. 1 illustriert schematisch ein Transformatorsystem 1 zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter 3, an dem zumindest eine Sekundärwindung 5A eines ersten stufbaren Transformators 7A und eine Sekundärwindung 5B eines zweiten stufbaren Transformators 7B angeschlossen sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das in Fig. 1 schematisch illustrierte Transformatorsystem 1 weist einen ersten stufbaren Transformator 7A und einen zweiten parallel dazu geschalteten stufbaren Transformator 7B auf, sowie eine Vorrichtung zum Steuern eines Wertes einer Spannung an einem Leiter 3. Fig.1 schematically illustrates a transformer system 1 for controlling a value of a voltage on a conductor 3 to which at least one secondary winding 5A of a first steppable transformer 7A and one secondary winding 5B of a second steppable transformer 7B are connected, according to an embodiment of the present invention. The Fig.1 The schematically illustrated transformer system 1 comprises a first step-adjustable transformer 7A and a second step-adjustable transformer 7B connected in parallel thereto, as well as a device for controlling a value of a voltage on a conductor 3.

Die Vorrichtung weist eine Logikeinheit 15 auf, welche im illustrierten Ausführungsbeispiel durch einen ersten Spannungsregler 17A und einem zweiten Spannungsregler 17B gebildet ist, welche durch eine Kommunikationsleitung 21 miteinander verbunden sind. Die Logikeinheit 15 ist ausgebildet, falls eine Spannungsabweichung D_V der Spannung an dem Leiter von einem Spannungssollwert innerhalb einer ersten Bandbreite [-B_{CC_DV} , B_{CC_DV]} um den Spannungssollwert liegt, und falls eine Gesamtabweichung D einer Summe aus der Spannungsabweichung D_V und einer Blindstromabweichung D_CC von dem Spannungssollwert jeweils für den ersten und den zweiten Transformator außerhalb einer zweiten, größeren als der ersten, Bandbreite [-B ,The device has a logic unit 15, which in the illustrated embodiment is formed by a first voltage regulator 17A and a second voltage regulator 17B, which are connected to one another by a communication line 21. The logic unit 15 is designed if a voltage deviation D _V of the voltage on the conductor from a voltage setpoint lies within a first bandwidth [-B _{CC_DV} , B _{CC_DV]} around the voltage setpoint, and if a total deviation D a sum of the voltage deviation D _V and a reactive current deviation D _CC from the voltage setpoint for the first and the second transformer is outside a second, larger than the first, bandwidth [-B ,

B] um den Spannungssollwert liegt, eine Verzögerungszeit T1 zum Stufen des ersten Transformators 7A und/oder des zweiten Transformators 7B derart zu setzten, dass eine der Spannungsabweichung entgegenwirkende Stufung des ersten oder des zweiten Transformators priorisiert wird.B] is around the voltage setpoint, a delay time T1 for tapping the first transformer 7A and/or the second transformer 7B is to be set such that a tapping of the first or the second transformer that counteracts the voltage deviation is prioritized.

Insbesondere ist die Logikeinheit 15 ausgebildet, ein Verfahren zum Steuern eines Wertes einer Spannung in einem Leiter 3, an dem zumindest eine Sekundärwindung 5A eines ersten stufbaren Transformators 7A und eine Sekundärwindung 5B eines zweiten stufbaren Transformators 7B angeschlossen sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen. Der erste Transformator 7A hat eine erste Primärwindung 9A und der zweite Transformator 7B hat eine zweite Primärwindung 9B. Weiter sind zwischen der Hochspannungsschiene 27 und der Sammelschiene 3 Schalter 37 vorgesehen, um wahlweise den ersten und/oder den zweiten Transformator 7A, 7B von der Hochspannungsschiene 27 und/oder von der Sammelschiene 3 zu trennen.In particular, the logic unit 15 is designed to carry out a method for controlling a value of a voltage in a conductor 3 to which at least one secondary winding 5A of a first steppable transformer 7A and one secondary winding 5B of a second steppable transformer 7B are connected, according to an embodiment of the present invention. The first transformer 7A has a first primary winding 9A and the second transformer 7B has a second primary winding 9B. Furthermore, switches 37 are provided between the high-voltage rail 27 and the busbar 3 in order to selectively disconnect the first and/or the second transformer 7A, 7B from the high-voltage rail 27 and/or from the busbar 3.

Die Vorrichtung umfasst in der illustrierten Ausführungsform ferner eine Messvorrichtung 23, welche durch Teilmessvorrichtungen 23A und 23B gebildet ist, wobei die Messvorrichtung 23A mit dem ersten Spannungsregler 17A kommunikativ vorhanden ist, um einen ersten (Blind)strom I_A und eine erste Leerlaufspannung bzw. Lastspannung U_A an den Ausgängen der Sekundärwindung 5 des ersten Transformators 7A zu messen. Die Teilmessvorrichtung 23B ist mit dem zweiten Spannungsregler 17B kommunikativ verbunden und ausgebildet, den Blindstrom I_B bzw. allgemein den Strom I_B und die Ausgangsspannung U_B an dem Ausgangsanschluss der zweiten Sekundärwindung 5B des zweiten Transformators 7B zu messen und dem zweiten Spannungsregler 17B zuführen.In the illustrated embodiment, the device further comprises a measuring device 23, which is formed by partial measuring devices 23A and 23B, wherein the measuring device 23A is communicatively present with the first voltage regulator 17A in order to measure a first (reactive) current I _A and a first no-load voltage or load voltage U _A at the outputs of the secondary winding 5 of the first transformer 7A. The partial measuring device 23B is communicatively connected to the second voltage regulator 17B and is designed to measure the reactive current I _B or generally the current I _B and the output voltage U _B at the output terminal of the second secondary winding 5B of the second transformer 7B and to supply them to the second voltage regulator 17B.

Zum Stufen des ersten Transformators 7A ist ein Stufenschalter 25A vorgesehen, welcher Steuersignale 26A von dem ersten Spannungsregler 17A erhält, woraufhin eine entsprechende Stufung (Abgriff an der Primärwindung 9A bzw. an der Sekundärwindung 5A des ersten Transformators 7A) durchgeführt wird. Zum Stufen des zweiten Transformators 7B ist ein weiterer Stufenschalter 25B vorgesehen, welcher Steuersignale 26B von dem zweiten Spannungsregler 17B erhält, woraufhin er eine gewünschte Stufung an dem zweiten Transformator 7B vornimmt.For stepping the first transformer 7A, a step switch 25A is provided, which receives control signals 26A from the first Voltage regulator 17A receives, whereupon a corresponding step change (tapping on the primary winding 9A or on the secondary winding 5A of the first transformer 7A) is carried out. For stepping the second transformer 7B, a further step switch 25B is provided, which receives control signals 26B from the second voltage regulator 17B, whereupon it carries out a desired step change on the second transformer 7B.

Die beiden Transformatoren 7A und 7B sind parallel zueinander zwischen einer Hochspannungsschiene 27 und dem Leiter 3 (auch als Sammelschiene bezeichnet) elektrisch angeschlossen. Weisen die zwei Transformatoren 7A und 7B verschiedene Leerlaufspannungen (oder auch Spannungen unter Last) auf, so kann dies zu einem Kreisblindstrom 29 (I_KBS) führen, der unerwünscht ist und gemäß Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weggeregelt wird.The two transformers 7A and 7B are electrically connected in parallel to one another between a high-voltage rail 27 and the conductor 3 (also referred to as a busbar). If the two transformers 7A and 7B have different no-load voltages (or voltages under load), this can lead to a circulating reactive current 29 (I _KBS ), which is undesirable and is regulated away according to an embodiment of the present invention.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erreichen insbesondere eine Stabilisierung der Regelung auf einen Sollspannungswert auf der Sammelschiene 3 in dem Fall, in welchem die Ausgangsspannungen der beiden Transformatoren 7A und 7B leicht unterschiedlich sind aber nahe an dem Sollspannungswert liegen.Embodiments of the present invention particularly achieve stabilization of the control to a target voltage value on the busbar 3 in the case where the output voltages of the two transformers 7A and 7B are slightly different but close to the target voltage value.

Im Folgenden wird eine Priorisierungsbandbreite B_{CC_DV} eingeführt als B_{CC_DV} = Faktor ▪ B, wobei der Faktor z.B. bei 0,5 liegen kann und B eine herkömmlich benutzte Bandbreite ist. Bei den beiden Transformatoren 7A und 7B mit etwa gleicher Transformatorreaktanz und DV = 0 ergibt sich bei einer Stufendifferenz genau die entgegengesetzte Kreisblindstrom-Spannungsabweichung D_CC und damit eine Gesamtabweichung D. Die Spannungsabweichung DV ist dann in A nahe bei 0 und damit innerhalb der Priorisierungsbandbreite (auch als erste Bandbreite bezeichnet). Bei DV ≤ 0 wird das Höherstufen zeitlich priorisiert. Das heißt bei dem Regler im Transformator A (Transformator 7A), wo ein positiver Kreisblindstrom gemessen wird, wird die doppelte Verzögerungszeit angewandt (Kriterium D > B) . Entsprechend wird bei D_V > 0 das Tieferstufen priorisiert.In the following, a prioritization bandwidth B _{CC_DV} is introduced as B _{CC_DV} = factor ▪ B, where the factor can be 0.5, for example, and B is a conventionally used bandwidth. For the two transformers 7A and 7B with approximately the same transformer reactance and DV = 0, a step difference results in exactly the opposite circulating reactive current voltage deviation D _CC and thus a total deviation D. The voltage deviation DV is then close to 0 in A and thus within the prioritization bandwidth (also referred to as the first bandwidth). If DV ≤ 0, the step-up is prioritized in time. This means that for the controller in transformer A (transformer 7A), where a positive circulating reactive current is measured, twice the delay time is applied (criterion D > B) . Accordingly, if D _V > 0, downgrading is prioritized.

Fig. 2 illustriert schematisch ein Balkendiagramm, wobei die Spannungsabweichung D_V, die Gesamtabweichung D_A für den ersten Transformator 7A, die Blindstromabweichung D_CCA für den ersten Transformator 7A, die Gesamtabweichung D_B für den zweiten Transformator 7B und die Blindstromabweichung D_CCB für den zweiten Transformator 7B aufgetragen sind. Die Abweichungen sind dabei relativ zu der Sollwertspannung 31 aufgetragen als Anteil aufgetragen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, liegt die Spannungsabweichung D_V innerhalb der ersten Bandbreite 33 und ist negativ. Ferner ist D_A und auch D_CCA außerhalb der zweiten Bandbreite 35 und insbesondere größer als B. Ferner liegen D_B und D_CCB außerhalb der zweiten Bandbreite 35 und sind insbesondere > -B. Fig.2 schematically illustrates a bar chart, in which the voltage deviation D _V , the total deviation D _A for the first transformer 7A, the reactive current deviation D _CCA for the first transformer 7A, the total deviation D _B for the second transformer 7B and the reactive current deviation D _CCB for the second transformer 7B are plotted. The deviations are plotted as a proportion relative to the setpoint voltage 31. As can be seen from Fig.2 As can be seen, the voltage deviation D _V lies within the first bandwidth 33 and is negative. Furthermore, D _A and also D _CCA are outside the second bandwidth 35 and in particular greater than B. Furthermore, D _B and D _CCB are outside the second bandwidth 35 and are in particular > -B.

In diesem Fall wird die erste Verzögerungszeit (die Verzögerungszeit der Regelung für den ersten Transformator 7A) vergrößert, insbesondere auf den doppelten Wert gesetzt wie der Wert der Verzögerungszeit, welcher für den zweiten Transformator 7B verwendet wird. Damit wird ein Höherstufen des zweiten Transformators 7B priorisiert. VACT illustriert die tatsächlich an der Sammelschiene gemessenen Spannung, wobei zum Spannungssollwert die Differenz D_V besteht.In this case, the first delay time (the control delay time for the first transformer 7A) is increased, in particular set to twice the value of the delay time used for the second transformer 7B. This prioritizes stepping up the second transformer 7B. VACT illustrates the actual voltage measured on the busbar, with the difference D _V to the voltage setpoint.

Fig. 3 illustriert in einem ähnlichen Balkendiagramm wie in Fig. 2 eine Situation während eines Regelungsverfahrens, wobei andere Werte der verschiedenen Abweichungen vorliegen. Insbesondere ist die Spannungsabweichung D_V innerhalb der ersten Bandbreite 33 und gleichzeitig größer als 0 (> 0). Ferner sind auch die Gesamtabweichung und die Blindstromabweichung des ersten Transformators und des zweiten Transformators außerhalb der zweiten Bandbreite 35. In diesem Fall wird die Verzögerungszeit für die Steuerung des zweiten Transformators 7B vergrößert, insbesondere auf den doppelten Wert gesetzt verglichen mit dem Wert T1 der Verzögerungszeit, welche für den ersten Transformator 7A verwendet wird. Damit wird ein Tieferstufen des ersten Transformators 7A priorisiert. Fig.3 illustrated in a bar chart similar to Fig.2 a situation during a control process, where other values of the various deviations exist. In particular, the voltage deviation D _V is within the first bandwidth 33 and at the same time greater than 0 (> 0). Furthermore, the total deviation and the reactive current deviation of the first transformer and the second transformer are also outside the second bandwidth 35. In this case, the delay time for controlling the second transformer 7B is increased, in particular set to twice the value compared to the value T1 of the delay time used for the first transformer 7A. In order to a downgrade of the first transformer 7A is prioritized.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können dem Anwender eine Regelstabilität sicherstellen, bei sicherer Auslegung des Kreisblindstroms oder Ausregelung des Kreisblindstroms. Der Einstellwert, der von dem Stand der Technik eingeführt wird, ist dafür nicht ausreichend und von dem Anwender schlecht zu beherrschen. Durch die geringe herkömmliche Regelgüte und damit verbundenen Kreisblindstrom ist die Verlustleistung der Transformatoren erhöht und damit der Wirkungsgrad erniedrigt.Embodiments of the present invention can ensure control stability for the user, with a safe design of the circulating reactive current or regulation of the circulating reactive current. The setting value introduced by the prior art is not sufficient for this and is difficult for the user to control. Due to the low conventional control quality and the associated circulating reactive current, the power loss of the transformers is increased and thus the efficiency is reduced.

Die durch Ausführungsformen der Erfindung erreichte Stabilität verhindert gleichzeitig unnötige Stufen und damit wird die Lebensdauer der Laststufenschalter (OLTC) erhöht. Damit können Kosten beim Netzbetreiber vermindert werden.The stability achieved by embodiments of the invention simultaneously prevents unnecessary steps and thus increases the service life of the on-load tap changer (OLTC). This can reduce costs for the network operator.

Die Verzögerungszeit T1 kann vom Netzbetreiber vorgegeben sein und sich auf die Ausregelung von Spannungsschwankungen im Netz beziehen. Die Verdoppelung dieser Verzögerungszeit bezieht sich auf die Ausregelung des Kreisblindstroms und hat somit keine Auswirkung auf die Koordination von Spannungsregelungen in Radialnetzen.The delay time T1 can be specified by the network operator and refer to the regulation of voltage fluctuations in the network. Doubling this delay time refers to the regulation of the circulating reactive current and therefore has no effect on the coordination of voltage regulation in radial networks.

Claims (10)

1. Method for controlling a value of a voltage at a conductor (3) to which at least one secondary winding (5A) of a first steppable transformer (7A) and a secondary winding (5B) of a second steppable transformer (7B) are connected, wherein the method comprises:

   measuring in each case a current (I_A, I_B) and a voltage (U_A, U_B) at the respective secondary winding of the two transformers (7A, 7B) and determining a voltage deviation (D_V) at the conductor (3) from a voltage setpoint value and a circulating reactive current (I_CC) ;

   characterized by:

   if the voltage deviation (D_V) is within a first range ([-B_CC__DV, B_{CC_DV}]) around the voltage setpoint value, and

   if an overall deviation (D) of a sum of the voltage deviation (D_V) and a reactive current deviation (D_CCA, D_CCB) from the voltage setpoint value respectively for the first (7A) and the second (7B) transformer, said reactive current deviation having been determined using the circulating reactive current (I_CC), is outside of a second range ([-B,B]), which is larger than the first range ([-B_{CC_DV}, B_{CC_DV}]), around the voltage setpoint value: setting, by way of a logic unit (15) formed by a first voltage regulator (17A) and a second voltage regulator (17B) which are connected to one another by a communication line, a delay time (T1) for stepping the first transformer (7A) and/or the second transformer (7B) in such a way that stepping of the first or the second transformer that counteracts the voltage deviation is prioritized,

   wherein the stepping of that transformer (7A, 7B) having an overall deviation with the same sign as the voltage deviation is prioritized, and

   wherein a delay time (2*T1) of that transformer (7A, 7B) for which the overall deviation has a different sign to the voltage deviation is set to be greater than another delay time (T1) for the other transformer (7A, 7B).
2. Method according to Claim 1, wherein, if the overall deviation (D) and/or reactive current deviation (D_CC) for at least the delay time that is set to be greater is outside of the second range ([-B, B]), the corresponding transformer (7A, 7B) is stepped up if the overall deviation is negative and is stepped down if the overall deviation is positive,
   wherein the stepping is left if the overall deviation is outside of the second range for a shorter time than the delay time ([-B, B]) that is set to be greater.
3. Method according to Claim 2, wherein, when stepping up one of the transformers (7A, 7B), a higher voltage and, when stepping down one of the transformers (7A, 7B), a lower voltage is present at the output of the secondary winding (5A, 5B) of the respective transformer (7A, 7B), wherein the stepping up and/or the stepping down take(s) place by appropriate tapping at a respective primary winding (9A, 9B), the input of which is connected to a further conductor (27), at which, in particular, a high voltage between 70 kV and 300 kV is present,
   wherein the voltage setpoint value is, in particular, between 5 kV and 20 kV.
4. Method according to one of the preceding claims, wherein the delay time (2 * T1) that is set to be greater is between 1.5 and 2.5 times, particularly 2 times, the other delay time (T1).
5. Method according to one of the preceding claims, wherein, when the voltage deviation is negative, the delay time for the voltage regulator or regulators (17A, 17B), which exceed the range, that is to say step down, is set to be greater if the following holds true: $${\mathrm{D}}_{\mathrm{V}}<=0$$

   

   $$-{\mathrm{B}}_{\mathrm{CC}\mathrm{DV}}<{\mathrm{D}}_{\mathrm{V}}<{\mathrm{B}}_{\mathrm{CC}\mathrm{DV}}$$

   

   $${\mathrm{D}}_{\mathrm{CC}},\mathrm{D}>\mathrm{B}$$

   

   wherein

   the first range is given by the band [-BCC_DV, BCC_DV],

   the second range is given by the band [-B, B],

   D_V is the voltage deviation,

   DCC is the reactive current deviation, that is to say a control deviation resulting from the circulating reactive current,

   D is the overall deviation,

   wherein a delay time that is set to be greater is, particularly, between 1.5 and 2.5 times, more particularly 2 times, the other delay time.
6. Method according to Claim 5,
   that when the voltage deviation is positive, the delay time for the voltage regulator or regulators (17A, 17B), which undershoot the range, that is to say step up, is set to be greater if the following holds true: $${\mathrm{D}}_{\mathrm{V}}>0$$

   

   $$-{\mathrm{B}}_{\mathrm{CC\_DV}}<{\mathrm{D}}_{\mathrm{V}}<{\mathrm{B}}_{\mathrm{CC\_DV}}$$

   

   $${\mathrm{D}}_{\mathrm{CC}},\mathrm{D}<-\mathrm{B}.$$

   
7. Method according to one of the preceding claims, wherein the first range ([-B_{CC_DV}, B_{CC_DV}]) is between 0.3 and 0.7 times, particularly 0.5 times, the second range ([-B_C, B]).
8. Method according to one of the preceding claims, when dependent on Claim 5, further comprising:

   optimization of the calculation of the regulation deviation DCC resulting from the circulating reactive current in accordance with: $$\mathrm{DCC}=\left(\mathrm{k}*\mathrm{ICC}*\left(\mathrm{X}+\mathrm{Term}\mathrm{A}\right)*\mathrm{root}\left(3\right)*100\%\right)/\mathrm{UN},$$

   

   wherein $$\mathrm{Term}\mathrm{A}=\mathrm{X}/\left(\mathrm{X}*\mathrm{BP}-1\right),$$

   

   k is a settable circulating reactive current control factor, ICC is the circulating reactive current,

   X is the transformer series reactance calculated from the short-circuit voltage,

   BP is the overall reactive conductance or overall susceptance of all of the parallel transformers,

   UN is the rated transformer voltage.
9. Apparatus for controlling a value of a voltage at a conductor (3) to which at least one secondary winding (5A) of a first steppable transformer (7A) and a secondary winding (5B) of a second steppable transformer (7B) are connected, wherein the apparatus comprises:

   a measuring apparatus (23), which is configured for measuring in each case a current (I_A, I_B) and a voltage (U_A, U_B) at the respective secondary winding of the two transformers (7A, 7B);

   characterized in that the apparatus further comprises:

   a logic unit (15, 17A, 17B), which is configured

   to determine a voltage deviation (D_V) at the conductor (3) from a voltage setpoint value and a circulating reactive current (I_CC); wherein

   if the voltage deviation (DV) is within a first range ([-B_CC__DV, B_{CC_DV]}) around the voltage setpoint value, and

   if an overall deviation (D_A, D_B) of a sum of the voltage deviation (D_V) and a reactive current deviation (D_CCA, D_CCB) from the voltage setpoint value respectively for the first and the second transformer (7A, 7B), said reactive current deviation having been determined using the circulating reactive current (I_CC), is outside of a second range ([-B, B]), which is larger than the first range ([-B_{CC_DV}, B_{CC_DV}]), around the voltage setpoint value, the logic unit (15) is further configured

   to set a delay time (T1) for stepping the first transformer (7A) and/or the second transformer (7B) in such a way that stepping of the first or the second transformer that counteracts the voltage deviation is prioritized,

   wherein the stepping of that transformer (7A, 7B) having an overall deviation with the same sign as the voltage deviation is prioritized, and

   wherein a delay time (2*T1) of that transformer (7A, 7B) for which the overall deviation has a different sign to the voltage deviation is set to be greater than another delay time (T1) for the other transformer (7A, 7B).
10. Transformer system (1), comprising:

    a first steppable transformer (7A);

    a second steppable transformer (7B) connected in parallel therewith;

    a conductor (3) to which at least one secondary winding (5A) of the first steppable transformer (7A) and a secondary winding (5B) of the second steppable transformer (7B) are connected; and

    an apparatus for controlling a value of a voltage according to Claim 9.

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