DD224963A1

DD224963A1 - ARRANGEMENT FOR THE COMPENSATION OF UNSYMMETRIC LOADS IN MULTI-PHASE AC, IN PARTICULAR THREE-PHASE POWER SUPPLIES

Info

Publication number: DD224963A1
Application number: DD26060484A
Authority: DD
Inventors: Udo Hartje; Hans-Joachim Mans
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1984-03-06
Filing date: 1984-03-06
Publication date: 1985-07-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ausgleich unsymmetrischer Belastungen in Mehrphasen-Wechselstrom-, insbesondere Drehstrom-Netzen, wenn die einzelnen Straenge dieses Netzes durch unsymmetrische Verbraucher belastet werden. Ziel der Erfindung ist der oertliche und zeitliche Ausgleich unsymmetrischer Strangbelastungen in den genannten Netzen. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Ausgleich unsymmetrischer Belastungen in vornehmlich Drehstrom-Netzen anzugeben, mit der ohne zentrale Stuetz- oder Umverteilungsanlagen die Unsymmetrie oertlich und zeitlich in unmittelbarer Naehe ihres Entstehens beseitigt werden koennen. Sie wird dadurch geloest, dass die unsymmetrischen Verbraucher ueber eine Schaltanordnung an das Netz geschaltet sind, die durch Vergleich der Spannungen der einzelnen Straenge gegenueber Nullpotential oder untereinander den zum gegenwaertigen Zeitpunkt am geringsten belasteten Strang ermittelt und diesem einen Verbraucher aus dem am hoechsten belasteten Strang zuschaltet.The invention relates to an arrangement for balancing unbalanced loads in multi-phase AC, in particular three-phase networks, when the individual strains of this network are burdened by unbalanced consumers. The aim of the invention is the local and temporal balance unbalanced strand loads in said networks. It is an object of the invention to provide an arrangement for balancing unbalanced loads in primarily three-phase networks, can be eliminated without central support or redistribution systems the imbalance locally and temporally in the immediate vicinity of their emergence. It is solved in that the unbalanced consumers are connected via a switching arrangement to the network, which determined by comparing the voltages of the individual strains against zero potential or each other at the present time least strained strand and this connects a consumer from the highest burdened strand ,

Description

A-A-

Anordnung zum Ausgleich unsymmetrischer Belastungen in Mehrphasen-vVechselstrom-, insbesondere Drehstrom-NetzenArrangement for balancing asymmetrical loads in multiphase alternating current, in particular three-phase, networks

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ausgleich unsymmetrischer Belastungen in Mehrphasen-We.chselstrom-, insbesondere Drehstrom-Netzen, wenn die einzelnen Stränge dieses Netzes 'durch unsymmetrische Verbraucher belastet 'werden. .The invention relates to an arrangement for balancing unbalanced loads in multi-phase We.chselstrom-, in particular three-phase networks, when the individual strands of this network are 'burdened by unbalanced loads'. ,

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Um bei unsymmetrischen Verbrauchern eine ungleichmäßige Strangbelastung in Mehrphasen-Wechselstrom-, insbesondere Dr eh s tr om -Ne t ζ en zu vermeiden und im zeitlichen Mittel eine Netζsymmetrie zu erreichen, müssen diese Verbraucher gleichmäßig auf die einzelnen Stränge verteilt werden. Da die verschiedenen unsymmetrischen Verbraucher jedoch anonym und unkontrolliert geschaltet werden, treten zwischenzeitlich extreme Unsymmetrien auf. Durch ungeordnete Zu- und Abschaltungen werden einzelne Stränge stärker be- oder entlastet, wodurch ungewollte und sich auf die Verbraucher nachteilig auswirkende Spannungsdifferenzen zwischen den Strängen entstehen.In order to avoid uneven load in unbalanced loads in multi-phase AC, in particular Dr eh s tr om -Ne t ζ en and to achieve a Netζsymmetrie on average, these consumers must be evenly distributed to the individual strands. However, since the various unbalanced consumers are switched anonymously and uncontrollably, extreme asymmetries occur in the meantime. By unordered connections and disconnections individual strands are more or less relieved, causing unwanted and adversely affecting the consumer voltage differences between the strands arise.

Bisher ist nicht bekannt,diese zeitlich begrenzt auftretenden und ständig wechselnden unsymmetrien auszugleichen.So far, it is not known to compensate for these temporary occurring and constantly changing asymmetries.

3ekannt ist eine Reihe von als "Drehfeldscheider" bezeichnete Meßverfahren, mit denen unsymmetrien in Mehrphasen-Wechselstrom-, insbesondere Drehstrom-Netzen festgestellt werden können: DD-WP δ 128, DE-AS 2 220 990, DE-OS 2 265 223.3 is a number of known as "rotating field separator" measuring method with which asymmetries in multi-phase AC, in particular three-phase networks can be found: DD-WP δ 128, DE-AS 2 220 990, DE-OS 2,265,223.

lach Angaben in DE-OS 2 351 159, DE-OS 2 420 199, DE-OS 2 446 111 werden sie außerdem zur Warnung beim Auftreten von Unsymmetrien und zur Abschaltung besonders gefährdeter elektrischer Maschinen eingesetzt.According to DE-OS 2 351 159, DE-OS 2 420 199, DE-OS 2 446 111, they are also used for warning in the event of asymmetries and for switching off particularly endangered electrical machines.

Ziel der Erfindung Object of the invention

Ziel der Erfindung ist der örtliche und zeitliche Ausgleich unsymmetrischer Strangbelastungen in Mehrphasen-Wechselstrom-, insbesondere Drehstrom-Hetzen.The aim of the invention is the local and temporal balance unbalanced strand loads in multi-phase AC, in particular three-phase rush.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Voraussetzung für eine günstige Energieverteilung und eine optimale Energieausnutzung ist ein Gleichgewicht der Spannungen und Ströme zwischen sämtlichen Strängen in allen Zweigen von Mehrphasen-Wechselstrom-,- insbesondere Drehstrom-Netzen, das ständig unkontrolliert sprunghaft gestört wird und dann eine kürzere oder längere Zeit bestehen bleibt, bis erneute Zu- oder Abschaltungen erfolgen.,Prerequisite for a favorable energy distribution and optimum energy utilization is a balance of the voltages and currents between all strands in all branches of multiphase AC, - in particular three-phase networks, which is constantly disturbed uncontrollably erratic and then persists for a shorter or longer time, until renewed connections or disconnections take place.,

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Ausgleich unsymmetrischer Belastungen in Mehrphasen-WechseIstrom-, insbesondere Drehstrom-Netzen anzugeben, mit der ohne zentrale Stütz- oder Umverteilungsanlagen die Unsymmetrie örtlich und zeitlich in unmittelbarer Nähe ihres Entstehens beseitigt werden kann.It is an object of the invention to provide an arrangement for balancing unbalanced loads in multi-phase WechsseIstrom-, in particular three-phase networks, with which without central support or redistribution systems, the imbalance can be removed locally and temporally in the immediate vicinity of their emergence.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die unsymmetrischen Verbraucher über eine Schaltanordnung an das Mehrphasen-Wechselstrcm-, insbesondere Drehstrom-Netz geschaltet sind, die durch Vergleich der Spannungen der einzelnen Stränge gegenüber Nullpotential oder untereinander den zum gegenwärtigen Zeitpunkt am geringsten belasteten Strang ermittelt und dann den Verbraucher von dem zu hoch belasteten ~ Strang dem am geringsten belasteten Strang zuschaltet.According to the invention the object is achieved in that the unbalanced loads are connected via a switching arrangement to the multiphase Wechselstrcm-, in particular three-phase network, which determined by comparing the voltages of the individual strands against zero potential or each other at the present time least burdened strand and then connect the consumer of the excessively loaded string to the least loaded string.

Erfindungsgemäß ist die Schaltanordnung aufgebaut aus einem überwachungsgerät, elektronischen Schaltern, als Schließer ausgebildeten Leistungskontakten, Schützen und Steueröffnern* Dabei ist das Überwachungsgerät direkt mit den elektronischenAccording to the invention, the switching arrangement is made up of a monitoring device, electronic switches, power contacts designed as normally open contacts, contactors and openers *. In this case, the monitoring device is connected directly to the electronic device

Schaltern verbunden, die über die Steueröffner und Schütze an Masse liegen. Der Verbraucher ist ebenfalls an Masse angeschlossen, und liegt über als Schließer ausgeführten Leistungskontakten an den Phasen R oder S oder T.Switches connected to the ground via the openers and contactors. The consumer is also connected to ground, and is connected via normally open power contacts on the phases R or S or T.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll im folgenden an zwei Ausführungsbeispielen anhand der figuren 1 und 2 erläutert werden.The invention will be explained below with reference to two embodiments with reference to Figures 1 and 2.

Grundsätzlich mißt in beiden Ausführungen ein elektronisches Überwachungsgerät 5 die Effektivspannungen der einzelnen Stränge R, S, T des Dreiphasen-ITetzes -und ermittelt nach bekannten Verfahren die Unsymmetrie. Überschreitet die Spannungsdifferenz einen einstellbaren Grenzwert, wird eine Auswerte schaltung .des überwachungsgeräte.s aktiviert,, die durchgängig oder in Intervallen abfragt, ob ein bestimmter Verbraucher i an einem bereits stark belasteten Strang angeschlossen ist oder nicht. Ist dies der -Fall, wird ein Signal ausgelöst, das ..einen elektronischen Schalter 6 anregt, der mittels Schütze 2 und als Schließer ausgeführte Leistungskontakte 3 die umschaltung auf den "am niedrigsten "belasteten Strang vornimmt. Andernfalls wird die Aktivierung gelöscht.Basically, in both embodiments, an electronic monitoring device 5 measures the rms voltages of the individual strings R, S, T of the three-phase IT network and determines the asymmetry according to known methods. If the voltage difference exceeds an adjustable limit value, an evaluation circuit of the monitoring device is activated, which polls continuously or at intervals whether a particular consumer i is connected to an already heavily loaded line or not. If this is the case, a signal is triggered, which stimulates an electronic switch 6, which makes the switchover to the "lowest" loaded line by means of contactors 2 and normally open contacts 3. Otherwise, the activation will be deleted.

Der Umschaltgrenzwert wird dabei so bemessen, daß durch das Umschalten keine erneute Unsymmetrie auftritt und keine unnötigen Hin- und Herschaltungen erfolgen, d.h. für die Umschaltung von unsymmetrischen Verbrauchern mit größerer Leistung muß der Grenzwert höher liegen als für solche mit kleinerer Leistung.The switchover limit value is dimensioned such that no new asymmetry occurs due to the switchover and that no unnecessary switching occurs, that is to say no switching occurs. for the switching of asymmetrical consumers with higher power, the limit must be higher than for those with lower power.

Zur detaillierten Erläuterung des Funktionsablaufs wird vorausgesetzt, daß die Steuerschaltung eingeschaltet und der Verbraucher,z.B. an den Strang R angeschlossen, der Strang T die höchste Spannung besitzt und damit am geringsten belastetFor a detailed explanation of the functional sequence is assumed that the control circuit is turned on and the consumer, for. connected to the strand R, the strand T has the highest voltage and thus the least burdened

Unter diesen Voraussetzungen öffnet im ersten Beispiel (S¹Ig. 1) der erste, dem Strang R zugeordnete elektronische Schalter 6, läßt den Schütz 2 abfallen und über den als Schließer ausgebildeten Leistungskontakt 3 den Anschluß ahUnder these conditions, opens in the first example (S ¹ Ig. 1) of the first strand of the R associated electronic switch 6, can drop the contactor 2 and the designed as a normally open power contact 3 the connection ah

Strang R auftrennen. Dabei schließt der,dritte elektronische Schalter G_t läßt den dein Strang- T zugeordneten Schütz mit Leistungskontakt 3 schließen und den Verbraucher 1 aus dem Strang T versorgen. Dieser Vorgang wiederholt sich in entsprechender Weise bei jeder neuen Belastungslage des Netzes·' Bei abgeschalteter Steuerschaltung ist Verbraucher 1 vom Netz getrennt«Separate strand R. It concludes that, third electronic switch G _t leaves the contact assigned to your strand T close with power contact 3 and supply the consumer 1 from the strand T. This process is repeated in a corresponding manner at each new loading situation of the network. With the control circuit switched off, consumer 1 is disconnected from the network.

Zur Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen den Strängen verriegelt eine Gruppe von. Steueröffnern 4 jeden der Schütze 2 gegen jeden anderen.To avoid short circuits between the strings, a group of. Openers 4 each of the shooter 2 against each other.

Im zweiten Beispiel (Fig. 2) ist dem Verbraucher 1 ein Hauptschalter 7 vorgeschaltet, so daß eins der Schütze 2 entfallen kann. In Ruhestellung des Steuersystems ist Verbraucher 1 über die beiden als Offner ausgebildeten Leistungskontakte 3 an einen bestimmten Strang - in diesem Falle Strang R - angeschlossen.In the second example (FIG. 2), the consumer 1 is preceded by a main switch 7, so that one of the contactors 2 can be dispensed with. In the rest position of the control system, consumer 1 is connected via the two trained as Offner power contacts 3 to a particular strand - in this case strand R -.

Wenn das elektronische Überwachungsgerät 5 ermittelt hat, daß Strang R überlastet und ein anderer Strang, z.B. T, deutlich geringer belastet ist, so wird einer der beiden als Schließer ausgebildeten elektronischen Schalter β angeregt und läßt den zugeordneten Schütz 2 anziehen, im Falle T den rechten, wobei kurz zuvor über den zugeordneten, als Offner ausgebildeten Leistungskontakt 3 der vorherige Strompfad aufgetrennt worden und kein Kurzschluß zwischen R und T möglich ist.. Ein Kurzschluß durch Anziehen beider Schütze 2 zwischen S und T über, beide als Schließer ausgebildete Leistungskontakte 3 wird durch die beiden .Steueröffner 4 gegenseitig verriegelt. Bei erneutem Wechsel der Belastungsverhältnisse des Dreiphasen-Netzes wird durch das elektronische Überwachungsgerät 5 über den als Offner ausgebildeten elektronischen Schalter 6 zunächst die Ruhestellung des Systems mit Einschaltung über Strang R wieder hergestellt, ehe die neue günstige Steuerlage ausgelöst wird, oder die Versorgung des Verbrauchers 1 über R bleibt aufrechterhalten.If the electronic monitor 5 has determined that strand R is overloaded and another strand, e.g. T, much less burdened, so one of the two trained as a closer electronic switch β is excited and leaves the associated contactor 2, in the case of T the right, which has just been separated over the associated, designed as Offner power contact 3 of the previous current path and no short circuit between R and T is possible .. A short circuit by tightening both contactors 2 between S and T via, both trained as NO contact power contacts 3 is interlocked by the two .Steueröffner 4 each other. Upon renewed change of the load conditions of the three-phase network is first restored by the electronic monitoring device 5 via the trained as Offner electronic switch 6, the rest position of the system with connection via strand R before the new favorable control position is triggered, or the supply of the consumer. 1 over R is maintained.

Claims

invention claim

Arrangement for balancing unbalanced loads in multi-phase alternating current, in particular three-phase rushing below
Including known measuring methods for determining the asymmetries and logical comparison and selection circuits, characterized in that the unbalanced load
via a consisting of a monitoring device, electronic switches, as a normally open power contacts, contactors and control openers existing circuitry to the
Mains are connected, that the circuit arrangement is designed so that the connection of a particular unbalanced load on the least loaded strand of the multi-phase AC, in particular three-phase lTetzes
takes place, and that the circuit continuously or at intervals checks the load position and makes appropriate switching.

For this 1 sheet drawings