Verfahren zur Parallellaufregelung von Stufentransformatoren

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Parallellaufregelung von mit Stufenschaltern ausgestatteten Stufentransformatoren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

[0002] Verfahren zur Regelung des Parallellaufs von Stufentransformatoren sind bereits in zahlreichen Formen bekannt.

[0003] Sind die parallelzuschaltenden Stufentransformatoren hinsichtlich ihrer Spannungsstufen und Stufenzahlen identisch, gestaltet sich das Regelverfahren relativ einfach; hierbei kommt es lediglich darauf an, daß sich alle Stufenschalter jederzeit auf der gleichen Spannungsstufe befinden, da sonst ein Ausgleichsstrom zwischen den Sekundärwicklungen entsteht. Dies ist bereits aus DE 11 39 918 bekannt. Aus AT 126 517 ist es dazu weiterhin bekannt, Hilfsumschalter vorzusehen, die die gleiche Kontaktzahl wie die Stufenschalter aufweisen.

[0004] Kompliziertere Regelverfahren ergeben sich hingegen, wenn es sich bei den zu steuernden parallellaufenden Stufentransformatoren um solche mit unterschiedlichen Spannungsstufungen und Stufenzahlen handelt; in diesen Fällen bedarf es einer Regelung im engeren Sinne.

[0005] Die dazu bekannten Regelverfahren lassen sich im wesentlichen in zwei Gruppen einteilen:

[0006] Zum einen sind, beispielsweise aus DE 11 56 880, die sog. "Master-Slave"-Verfahren bekannt, d.h. es wird eine Gleichlaufsteuerung realisiert, bei der ein Stufentransformator als "Master" angewählt wird, dem die anderen Stufentransformatoren "nachlaufen".

[0007] Die zweite Möglichkeit ist eine echte Parallellaufregelung, wobei alle Stufentransformatoren im gleichberechtigten Betrieb arbeiten.

[0008] Aus der SIEMENS-Zeitschrift 1956, Heft 2, Seiten 100 ff.: "Die Parallelsteuerung von Transformatoren mit Stufenschalter" ist eine entsprechende Regeleinrichtung bekannt, bei der jedem Stufenschalter ein Steuergerät zugeordnet ist; eine ähnliche Einrichtung wird in DE 30 32 874 offenbart.

[0009] Schließlich ist aus der Betriebsanweisung 63/82 (BA 63/62 de/en-1088/1000), Stand Oktober 1988, der Maschinenfabrik Reinhausen GmbH eine Einrichtung zur automatischen Parallellaufregelung nach der Ausgleichstrommethode bekannt geworden, die vorsieht, daß jeder Stufentransformator mit einem eigenen Spannungsregler und einem zugehörigen Parallelsteuergerät ausgestattet ist.

[0010] Bei dem dieser Einrichtung zugrundeliegenden Verfahren messen die Spannungsregler die jeweilige Spannung mittels eines Spannungswandlers; die nachgeordneten Parallelsteuergeräte sind erforderlich, um zu gewährleisten, daß eine unterschiedliche Stufenstellung der parallelgeschalteten Stufentransformatoren auch dann zur Regelung führt, wenn die Summe der Spannungen der Sollspannung des Systems entspricht.

[0011] Die Parallelsteuergeräte generieren bei diesem Verfahren eine Steuergröße, die proportional dem Kreisblindstromanteil des eigenen Stufentransformators ist und auf die Spannungsregler wirkt.

[0012] Diese Schaltung und das zugrundeliegende Verfahren sind für die Regelung auf einer Sammelschiene praktikabel. Wenn jedoch eine beliebige Verknüpfung mit Stufentransformatoren, die auf einer zweiten Sammelschiene arbeiten, möglich sein soll, wird die entsprechende Schaltung zur Durchführung des Verfahrens sehr kompliziert und birgt zahlreiche Fehlermöglichkeiten in sich.

[0013] Dies dadurch, daß sich zahlreiche Querverbindungen zwischen den Parallelsteuergeräten und für die Erfassung der Systemkonfiguration erforderlichen zugeordneten Hilfs- bzw. Signalkontakten ergeben. Dieser Aufwand steigt entsprechend der bei zunehmender Zahl vorhandener Stufentransformatoren rasch zunehmenden Variantenzahl möglicher Schaltungsanordnungen dieser Stufentransformatoren ebenfalls sehr stark und macht universelle und erweiterungsfähige Schaltungen praktisch unmöglich.

[0014] Aufgabe der Erfindung ist es, durch ein neuartiges Verfahren zur Parallellaufregelung ohne Querverbindungen zwischen den jedem Stufentransformator zugeordneten Steuer- und Regeleinrichtungen auszukommen und damit die Möglichkeit zu schaffen, eine universelle Beschaltung des Systems bei jeder beliebigen Stufentransformatoren- und Sammelschienenzahl zu ermöglichen, die auch nachträglich mit geringem Aufwand erweiterungsfähig ist. Zudem soll der Schaltungsaufwand dadurch weiter gesenkt werden, daß es das neuartige Verfahren gestatten soll, nur mit einem Parallelsteuergerät auszukommen.

[0015] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß dem Patentanspruch gelöst.

[0016] Das neue Verfahren erfordert bei der schaltungstechnischen Realisierung ein, vorzugsweise mikroprozessorgesteuertes, Parallelsteuergerät, das seriell mit den einzelnen Spannungsreglern, die, wie nach dem Stand der Technik bekannt, weiterhin jeweils jedem Stufentransformator zugeordnet sind, in Verbindung steht. Durch die seriellen Datenleitungen ergibt sich eine geringere Wahrscheinlichkeit von Verdrahtungs- und anderen Fehlern.

[0017] Die bisher notwendige Verbindung zum Motorantrieb zur Stufenstellungserfassung entfällt ebenfalls.

[0018] Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden:

Fig. 1

zeigt eine schematische Darstellung der ablaufenden Verfahrensschritte

Fig. 2

zeigt ein Prinzipschaltbild von beispielsweise 6 Stufentransformatoren in einem Zweisammelschienensystem

Fig. 3

zeigt die prinzipielle serielle Zusammenschaltung der 6 Stufentransformatoren mit einem einzigen Parallelsteuergerät zur Durchführung des Verfahrens.

[0019] Mittels der Meldekontakte S1...S16 der entsprechenden Trenner und Leistungsschalter wird einem Parallelsteuergerät P die aktuelle Stufentransformatorenkonfiguration, d.h. die Information, welche Stufentransformatoren auf welchen Sammelschienen parallelgeschaltet arbeiten, mitgeteilt.

[0020] Es ist ersichtlich, daß die Stufentransformatoren T1...T6 dabei in allen denkbaren Schaltkombinationen mit den beiden Sammelschienen verknüpft sein können.

[0021] Jedem Stufentransformator T1...T6 ist ein Spannungsregler R1...R6 zugeordnet, der die Amplituden von Spannung und Strom und den Phasenwinkel an jedem Stufentransformator auf an sich bekannte Weise mißt und nacheinander diese Werte über serielle Datenleitungen an ein Parallelsteuergerät P übermittelt.

[0022] Anschließend werden daraus für jeden Spannungsregler R1...R6 getrennt Teillaststrom und Kreisblindstrom ermittelt und daraus die Störgröße für jeden Spannungsregler R1...R6 berechnet.

[0023] Nachfolgend werden die Störgröße und der Teillaststrom über die seriellen Datenleitungen wiederum den einzelnen Spannungsreglern R1...R6 übermittelt.

[0024] Danach wird in jedem Spannungsregler R1...R6 eine Störgröße auf an sich bekannte Weise nach der Methode der Line-drop-compensation (LDC) zum Kompensieren des Spannungsabfalls (vgl. DE-A-2 504 278) erzeugt.

[0025] Damit ist auf an sich bekannte Weise der Leitungsspannungsabfall kompensierbar.

[0026] Dies kann durch eine Schaltungsanordnung, beispielsweise nach DE 26 16 798 oder DE 26 30 933, oder auch durch einen geeigneten Programmteil geschehen.

[0027] Schließlich werden für jeden Spannungsregler R1...R6 die Meßspannung, die aus dem Parallelsteuergerät übermittelte Störgröße und die Störgröße aus der Kompensation des Leitungsspannungsabfalls addiert und das Ergebnis wird als neuer Wert auf den entsprechenden Spannungsregler geschaltet.

[0028] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die serielle Datenleitung anstatt, wie beschrieben, als Punkt-zu-Punkt-Verbindung auch als Ringleitung (z.B. RS485) ausgeführt sein.

Ansprüche

1. Verfahren zur Parallellaufregelung von in beliebiger Schaltkombination in einem Zweisammelschienensystem parallel laufenden mit Stufenschaltern zum Schalten unterschiedlicher Spannungsstufen unter Last ausgerüsteter Stufentransformatoren (T1...T6), wobei die jeweilige Stellung der Trenn- und Leistungsschalter des Systems durch Meldekontakte (S1...S16) erfaßt wird und wobei weiterhin jedem Stufentransformator (T1...T6) ein separater Spannungsregler (R1...R6) zugeordnet ist, der auf den jeweiligen Motorantrieb, der wiederum den zugehörigen Stufenschalter betätigt, einwirkt,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Parallelsteuergerät (P) durch die Stellung der Meldekontakte (S1...S16) erfaßt wird, welche Stufentransformatoren (T1...T6) in welcher Konfiguration im Parallellauf arbeiten,
daß anschließend in den Spannungsreglern (R1...R6) die aktuellen Werte der Amplitude und des Phasenwinkels von Spannung und Strom des jeweiligen Stufentransformators (T1...T6) gemessen und über serielle Datenleitungen dem Parallelsteuergerät (P) übermittelt werden,
daß nachfolgend aus diesen einzelnen Werten für jeden Stufentransformator (Tl...T6) der Teillaststrom und der Kreisblindstrom ermittelt und danach eine erste Störgröße als Beeinflussungsgröße für die einzelnen Spannungsregler (R1...R6) generiert wird, daß die Werte des Teillaststromes und der ersten Störgröße jeweils über die seriellen Datenleitungen vom Parallelsteuergerät (P) zu den entsprechenden Spannungsreglern (R1...R6) übertragen werden,
daß anschließend aus dem jeweiligen Teillaststrom im entsprechenden Spannungsregler (R1...R6) eine zweite Störgröße zur Kompensation des Leitungsspannungsabfalls erzeugt wird und
daß schließlich die Werte von gemessener Spannung, erster Störgröße und zweiter Störgröße in jedem Spannungsregler (R1...R6) summiert und der Regelgröße aufgeschaltet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die serielle Datenleitung als Ringleitung ausgebildet ist.

Claims

1. Method for the regulation of parallel operation of tapped transformers (T1...T6) operating in parallel in any switching combination in a double bus bar system and equipped with tap switches for switching different voltage taps under load, wherein the respective setting of the isolating and power switches of the system is detected by signalling contacts (S1...S16) and wherein moreover each tapped transformer (T1...T6) is associated with a separate voltage regulator (R1...R6), which acts on the respective motor drive which in turn actuates the associated tap switch, characterised thereby that in a parallel control apparatus (P) it is detected through the setting of the signalling contacts (S1...S16) which tapped transformers (T1...T6) operate in which configuration in the parallel operation that subsequently in the voltage regulators (R1...R6) the actual values of the amplitude and the phase angle of voltage and current of the respective tapped transformer (T1...T6) are measured and communicated to the parallel control apparatus (P) by way of serial data lines, that following thereon the partial load current and the circuit reactive current are determined for each tapped transformer (T1...T6) from those individual values and thereafter a first interference magnitude is generated as an influencing magnitude for the individual voltage regulators (R1...R6), that the values of the partial load current and the first interference magnitude are transmitted respectively by way of the serial data lines from the parallel control apparatus (P) to the corresponding voltage regulators (R1...R6), that subsequently a second interference magnitude for compensation for the line voltage drop is generated in the corresponding voltage regulator from the respective partial load current and that finally the values of measured voltage, first interference magnitude and second interference magnitude are summated in each voltage regulator (R1...R6) and the regulating magnitudes are imposed.

2. Method according to claim 1, characterised thereby that the serial data line is constructed as a ring main.

Revendications

1. Procédé pour la régulation du fonctionnement en parallèle de transformateurs à prises (T1...T6) équipés de commutateurs d'échelons pour commuter sous charge différents échelons de tension et fonctionnant en parallèle dans un système de barres omnibus, procédé dans lequel la position respective des sectionneurs et des commutateurs de puissance du système est détectée par des contacts de signalisation (S1...S16) et dans lequel, en outre, à chaque transformateur à prises (T1...T6) est associé un régulateur de tension distinct (R1...R6) qui agit sur l'entraînement respectif du moteur, lequel actionne à son tour le commutateur d'échelon correspondant,
   procédé caractérisé en ce que dans un appareil de commande en parallèle (P), il est détecté par la position des contacts de signalisation (Si...S16) quels transformateurs à prises (T)...T6) fonctionnent en parallèle et en quelle configuration,
   et ce qu'ensuite, dans les régulateurs de tension (R1...R6), les valeurs actuelles de l'amplitude et de l'angle de phase de la tension et du courant du transformateur à prises respectif (T1...T6) sont mesurées et sont transmises par les lignes de données en série à l'appareil de commande en parallèle (P),
   en ce qu'ensuite, à partir de ces valeurs individuelles pour chaque transformateur à prises (T1...T6) le courant de charge partielle et le courant réactif du circuit sont déterminés et ensuite une première grandeur perturbatrice est générée en tant que grandeur d'influence pour les différents régulateurs de tension (R1...R6),
   en ce que les valeurs de courant de charge partiel et de la première grandeur perturbatrice sont respectivement transmises par l'intermédiaire des lignes de données en série, à partir de l'appareil de commande en parallèle (P) vers les régulateurs de tension correspondants (R1...R6),
   en ce qu'ensuite, à partir du courant respectif de charge partiel dans le régulateur de tension correspondant (R1...R6), une seconde grandeur perturbatrice est produite pour la compensation de la chute de tension de ligne,
   en ce qu'enfin, les valeurs de la tension mesurée, de la première grandeur perturbatrice et de la seconde grandeur perturbatrice sont totalisées dans chaque régulateur de tension (R1...R6) et branchées sur la grandeur de réglage.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne de données en série revêt la forme d'une ligne annulaire.

Zeichnung