DE19606244A1 - Avoiding overcurrent using capacitors in wattless power compensation regulators - Google Patents
Avoiding overcurrent using capacitors in wattless power compensation regulatorsInfo
- Publication number
- DE19606244A1 DE19606244A1 DE1996106244 DE19606244A DE19606244A1 DE 19606244 A1 DE19606244 A1 DE 19606244A1 DE 1996106244 DE1996106244 DE 1996106244 DE 19606244 A DE19606244 A DE 19606244A DE 19606244 A1 DE19606244 A1 DE 19606244A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- power compensation
- reactive power
- voltage
- compensation controller
- network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003012 network analysis Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- NQLVQOSNDJXLKG-UHFFFAOYSA-N prosulfocarb Chemical compound CCCN(CCC)C(=O)SCC1=CC=CC=C1 NQLVQOSNDJXLKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
- H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/50—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to the appearance of abnormal wave forms, e.g. AC in DC installations
- H02H3/52—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to the appearance of abnormal wave forms, e.g. AC in DC installations responsive to the appearance of harmonics
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ver meidung von Überströmen bei Verwendung von Kompensations kondensatoren in Blindleistungskompensationsreglern in einem ein- oder mehrphasigen Wechselstromnetz mittels ei ner diskreten Fourier-Transformation und einen Blindlei stungskompensationsregler zur Durchführung desselben.The present invention relates to a method for ver Avoidance of overcurrents when using compensation capacitors in reactive power compensation controllers in a single or multi-phase AC network using egg a discrete Fourier transform and a blind line performance compensation controller for performing the same.
Blindleistungskompensationsregler dienen zur Kompensation einer Phasenverschiebung zwischen einem Stromnetz und ei ner Netzspannung, um eine damit verbundene Blindleistung zu minimieren. Da eine Blindleistung meist in Motoren ent steht, die Spulen enthalten (induktive als positiv defi nierte Blindleistung), benutzt man zur Kompensation Kon densatoren, die möglichst gleichgroße kapazitive (negati ve) Blindleistung entnehmen. Es werden also Netzindukti vitäten mit Kapazitäten in Form von Kondensatoren parallel geschaltet. So entsteht ein Blindleistungskompensator für einen Drehstromanschluß im Prinzip aus drei Kondensator wickeln, die im Dreieck geschaltet und vakuumdicht nach außen verschlossen sind. Bei der herkömmlichen Blindlei stungskompensation wird vorausgesetzt, daß die Netzspan nung bzw. der -strom mit der Netzfrequenz oszilliert. Je doch werden durch den zunehmenden Einsatz von Stromrich tern, z. B. zur Drehfrequenzsteuerung von Motoren, Oberwel len in elektrischen Anlagen erzeugt und das Netz mit Blindleistung belastet. Da die Oberwellenströme auch im speisenden Netz fließen, rufen sie dort Spannungsabfälle hervor, welche die Netzspannung so stark verzerren können, daß bei Betriebsmitteln, die sinusförmige Spannungen für ihren Betrieb benötigen, Störungen und Fehlfunktionen aus gelöst oder gar Ausfälle herbeigeführt werden. Insbesonde re kann es beim Einsatz von Leistungskondensatoren zur Blindstromkompensation in Netzen mit stromrichtergespei sten Verbrauchern leicht zu Resonanzerscheinungen kommen. Störungen in Verteilungsanlagen durch Überstromauslösung oder Überschläge an Kontakten und Windungen können durch diese Resonanzerscheinungen verursacht werden. Die Leistungskondensatoren bilden mit dem Blindwiderstand des einspeisenden Transformators und den anderen Netzindukti vitäten einen Reihenschwingkreis. Fällt die Eigenfrequenz des Schwingkreises mit der Frequenz einzelner Oberwellen zusammen, so wird der Schwingkreis angeregt und die Ver teilungsanlage durch hohe Überströme überlastet. Da die Ströme auch über die zugeschalteten Kondensatoren fließen, können diese auch beschädigt oder sogar zerstört werden.Reactive power compensation controllers are used for compensation a phase shift between a power grid and egg ner mains voltage to a related reactive power to minimize. Since reactive power is mostly found in motors stands, which contain coils (inductive as positive defi nated reactive power), one uses compensation for compensation capacitors, the capacitive (negati ve) Take reactive power. So there are network inductors vities with capacitors in the form of capacitors in parallel switched. This creates a reactive power compensator for a three-phase connection in principle from three capacitor wrap that connected in a triangle and vacuum tight after are locked on the outside. With conventional blind lines Compensation is assumed that the mains voltage voltage or current oscillates at the mains frequency. Each however, through the increasing use of Stromrich tern, e.g. B. for rotational frequency control of motors, Oberwel len generated in electrical systems and the network Reactive power charged. Since the harmonic currents in the supply network flow, they call voltage drops there which can distort the mains voltage so much, that for equipment that has sinusoidal voltages for their operation, malfunctions and malfunctions can be solved or even failures can be brought about. In particular re it can be used when using power capacitors Reactive current compensation in networks with converter feed most consumers are likely to experience resonance. Malfunctions in distribution systems due to overcurrent tripping or flashovers on contacts and turns can be caused by these resonance phenomena are caused. The Power capacitors form with the reactance of the feeding transformer and the other network inductors vities a series resonant circuit. The natural frequency drops of the resonant circuit with the frequency of individual harmonics together, the resonant circuit is excited and the ver distribution system overloaded by high overcurrents. Since the Currents also flow through the connected capacitors, they can also be damaged or even destroyed.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrun de, ein Verfahren und einen Blindleistungskompensations regler zur Verfügung zu stellen, mit denen derartige Netz rückwirkungen und damit verbundene Überströme in den zu geschalteten Kondensatoren erkannt, betragsmäßig genau bestimmt und in Abhängigkeit von den Werten nachfolgend abgestellt werden.The present invention is therefore based on the object de, a method and a reactive power compensation to provide regulators with which such network repercussions and related overcurrents in the to switched capacitors recognized, exact amount determined and depending on the values below be turned off.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß es die folgen den Schritte umfaßt:According to the invention, this object is achieved in a method of solved in the way mentioned that it follow the steps include:
- (a) m-fache Bestimmung einer Netzfrequenz (Grundwellenfre quenz) f und nachfolgend Bildung eines Mittelwerts fg;(a) Determining a network frequency (fundamental wave frequency) f times and subsequently forming an average value f g ;
- (b) Erfassung und Speicherung von s diskreten äquidistan ten Meßwerten Xk für die Spannung, wobei und s als nicht durch eine von einer oder mehreren vorab festgelegten Ordnung(en) x einer Oberwelle multipliziert mit n teilbar gewählt ist;(b) Acquisition and storage of s discrete equidistant measured values X k for the voltage, where and s is chosen not to be divisible by one of one or more predetermined order (s) x a harmonic multiplied by n;
- (c) Berechnung des/der Anteils/Anteile der x-ten Oberwel le(n) gemäß: mit fx = zu messende Frequenz;(c) Calculation of the share (s) of the xth harmonic (s) according to: With f x = frequency to be measured;
-
(d) Berechnung eines Stromfaktors gemäß
wobei
R kapazitiver Widerstand,
y niedrigste ausgewählte Ordnung,
z höchste ausgewählte Ordnung;(d) calculation of a current factor according to in which
R capacitive resistance,
y lowest selected order,
z highest selected order; - (e) Zumindest zeitweilige Abschaltung mindestens einer Kondensatorstufe des Blindleistungskompensationsreglers, wenn der berechnete Stromfaktor einen vorab festgelegten Grenzwert für den Stromfaktor während m aufeinanderfolgen den Messungen überschreitet.(e) At least one temporary shutdown Capacitor stage of the reactive power compensation controller, if the calculated current factor is a predetermined one Limit for the current factor during m consecutive the measurements.
Diese Aufgabe wird zudem dadurch gelöst, daß der Blindlei stungskompensationsregler eine Einrichtung zur Vermeidung von Überströmen in einem ein- oder mehrphasigen Wechsel stromnetz und/oder Wechselstromkondensatoren umfaßt, wobei die Einrichtung eine Einrichtung zur Erfassung von Meßwer ten für eine Spannung, einen Mikroprozessor, der eine Pro grammierung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist, und eine Einrichtung für eine Auslösung einer zumindest zeitweiligen Abschaltung einer oder mehrerer Kondensatorstufe (n) des Blindleistungskom pensationsreglers umfaßt.This task is also solved in that the blind line power compensation controller a device for avoidance of overcurrents in a single or multi-phase change power grid and / or AC capacitors comprises, wherein the device is a device for recording measured values ten for a voltage, a microprocessor that a pro programming to carry out the method according to one of the Claims 1 to 9, and a device for a Triggering an at least temporary shutdown of a or more capacitor stage (s) of the reactive power comm includes compensation regulator.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, daß der Schritt (a) umfaßt:In the method according to the invention, it can be provided that that step (a) comprises:
(a-1) Erfassung von diskreten Meßwerten Xk für die Spannung und Bestimmung des zeitlichen Abstands zwischen zwei Span nungsnulldurchgängen sowie Kehrwertbildung des zeitlichen Abstands zur Bestimmung der jeweiligen Netzfrequenz f.(a-1) Detection of discrete measured values X k for the voltage and determination of the time interval between two voltage zero crossings and reciprocal formation of the time interval to determine the respective network frequency f.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der Schritt (a-1) um faßt:It can further be provided that step (a-1) by summarizes:
(a-2) Tiefpaßfilterung des Spannungssignalverlaufs vor der Bestimmung des zeitlichen Abstands zwischen zwei Span nungsnulldurchgängen.(a-2) Low pass filtering of the voltage waveform before Determination of the time interval between two chips rated zero crossings.
Ferner kann vorgesehen sein, daß die Stützstellenanzahl s eine Primzahl ist. It can also be provided that the number of nodes s is a prime number.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß der/die Wert(e) für die Ordnung(en) x über eine Eingabeeinrichtung frei wählbar festgelegt wird/werden.In addition, it can be provided that the value (s) for the order (s) x free via an input device is selectable.
Andererseits kann auch vorgesehen sein, daß der/die Wert(e) für die Ordnung(en) x durch Einlesen von fest vor gegebenen Werten festgelegt wird/werden.On the other hand, it can also be provided that the Value (s) for the order (s) x by reading fixed before given values will be determined.
Vorteilhafterweise umfaßt der Schritt (c):Advantageously, step (c) comprises:
(c-1) Einlesen von s vorab berechneten Werten:(c-1) Reading in s previously calculated values:
(c-2) und Berechnung von Messx·fg gemäß(c-2) and calculation of measurement x · fg according to
Außerdem kann vorgesehen sein, daß der Grenzwert für den Stromfaktor über eine Eingabeeinrichtung frei wählbar ein gegeben wird.It can also be provided that the limit value for the Current factor freely selectable via an input device is given.
Ferner kann vorgesehen sein, daß m=1 gewählt ist.It can also be provided that m = 1 is selected.
Außerdem kann vorgesehen sein, daß das Verfahren für alle Phasen des Wechselstromnetzes durchgeführt wird.It can also be provided that the method for everyone Phases of the AC network is carried out.
Bei dem erfindungsgemäßen Blindleistungskompensationsreg ler kann vorgesehen sein, daß die Einrichtung eine Ein richtung zur Eingabe der Ordnung(en) x der/des zu berech nenden Oberwellenanteils/-anteile Messx·fg umfaßt.In the reactive power compensation regulator according to the invention it can be provided that the device comprises a device for entering the order (s) x of the harmonic component (s) to be calculated, measurement x · fg .
In einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Eingabeeinrichtung manuell bedienbar ist.In a further special embodiment of the invention can be provided that the input device manually is operable.
Günstigerweise kann vorgesehen sein, daß die Einrichtung eine Einrichtung zur Eingabe des Grenzwerts für den Strom faktor umfaßt.Conveniently, it can be provided that the device a device for entering the limit value for the current factor includes.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Eingabeeinrichtung manuell bedienbar ist.It can be provided that the input device can be operated manually.
Außerdem kann vorgesehen sein, daß die Einrichtung eine Ausgabeeinrichtung für den ermittelten Stromfaktor umfaßt.It can also be provided that the device Output device for the determined current factor comprises.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß die Ausgabeein richtung eine Anzeigeeinrichtung umfaßt.In addition, it can be provided that the output direction includes a display device.
Schließlich kann vorgesehen sein, daß die Einrichtung eine Alarmeinrichtung umfaßt.Finally, it can be provided that the device Alarm device includes.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch eine Netzanalyse gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren Oberwellen qualitativ und quantitativ erkannt werden und in Abhängigkeit von dem ermittelten Stromfaktor eine Blindleistungskompensation immer dann verringert oder sogar vollständig abgeschaltet werden kann, wenn mit der Blindleistungskompensation Schädigungen des Netzes oder der angeschlossenen elektrischen Einrichtungen zu erwarten bzw. damit verbunden sind.The invention is based on the surprising finding that by a network analysis according to the invention Qualitative and quantitative detection of harmonics and depending on the determined current factor reactive power compensation is always reduced or can even be switched off completely when using the Reactive power compensation damage to the network or of the connected electrical devices or are connected to it.
Durch die wiederholte Überprüfung der momentanen Grundwel lenfrequenz f sowie Mittelwertbildung und die nachfolgend daran angepaßte Meßzeit T wird die Meßgenauigkeit für die Bestimmung der Oberwellenanteile erhöht. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Wahl der Anzahl von Stütz stellen s die diskrete Fourier-Transformation hinsichtlich ihrer Rechengenauigkelt optimiert.By repeatedly checking the current basic world lenfrequenz f and averaging and the following adapted measuring time T becomes the measuring accuracy for the Determination of harmonic components increased. Furthermore is by the inventive choice of the number of supports represent the discrete Fourier transform with respect to their computing accuracy optimized.
Werden die Sin- und Cos-Werte gemäß einer besonderen Aus führungsform der Erfindung vorab berechnet und in Form einer Tabelle gespeichert, so kann die Rechenzeit für die Berechnung der Oberwellenanteile verringert werden.If the Sin and Cos values according to a special Aus leadership form of the invention calculated in advance and in shape a table, so the computing time for the Calculation of harmonic components can be reduced.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel im einzelnen erläutert ist.Further features and advantages of the invention result from the claims and the description below, in an embodiment is explained in detail.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das erfin dungsgemäße Verfahren ein Teil der Software eines Mikro prozessors in einem Blindleistungskompensationsregler und wird es ständig im Hintergrund durchgeführt. Als Grundlage für die Berechnungen dient das Signal am Meßspannungsein gang. Das Programm berechnet aus dem anstehenden Span nungssignal die Ströme in einem an diese Spannung ange schlossenen Kondensator. Berechnet wird der Effektivstrom und der Grundwellenstrom (50 Hz-Strom) im Kondensator. Der Unterschied zwischen den beiden Strömen entsteht durch Oberwellen (Harmonische) im Spannungssignal. Außer der 50 Hz-Schwingung sind je nach Netzbedingungen auch höher frequente Schwingungen in der Spannung vorhanden. Da der Kondensator für höhere Frequenzen niederohmiger ist, wird der Oberwellenanteil der Spannung im Kondensatorstrom noch verstärkt.According to one embodiment of the invention, this is invented Process according to the invention part of the software of a micro processor in a reactive power compensation controller and it is always done in the background. As a basis the signal at the measuring voltage input is used for the calculations corridor. The program calculates from the upcoming chip voltage signal the currents in a to this voltage closed capacitor. The effective current is calculated and the fundamental wave current (50 Hz current) in the capacitor. Of the Difference between the two streams is caused by Harmonics in the voltage signal. Except for the 50 Hz oscillations are also higher depending on the network conditions There are frequent vibrations in the voltage. Since the Capacitor for higher frequencies is lower the harmonic component of the voltage in the capacitor current still reinforced.
Der daraus berechnete (Über-)StromfaktorThe (over) current factor calculated from it
fließt dann in die Regelung des Blindleistungskompensa tionsregler ein.then flows into the regulation of the reactive power compensation on.
Wird ein voreingestellter Grenzwert durch den (Über-)Stromfaktor überschritten, schaltet der Blindlei stungskompensationsregler einen Teil oder auch alle Stufen ab. Gleichzeitig wird ein Alarm ausgelöst und der Alarm kontakt schließt.If a preset limit is set by the (Over) current factor exceeded, the blind line switches power compensation controller part or all of the stages from. At the same time an alarm is triggered and the alarm contact closes.
Durch dieses Verhalten werden zwei Dinge erreicht:This behavior accomplishes two things:
- a) Der Kondensator wird vor einer Zerstörung durch Über ströme (Oberwellenstrom) geschützt.a) The capacitor is destroyed by over currents (harmonic current) protected.
- b) Rückwirkungen auf die Spannung und ein damit verbunde nes Aufschaukeln der Oberwellen (Resonanzeffekt) wird un terdrückt.b) repercussions on the tension and an associated The rocking of the harmonics (resonance effect) becomes un oppressed.
Besonders der Resonanzeffekt kann in einem Netz großen Schaden anrichten, da an allen angeschlossenen Geräte die starken Oberwellen der Spannung anliegen.The resonance effect in particular can be great in a network Do damage, because the on all connected devices there are strong harmonics of the voltage.
Der Mikroprozessor führt ein Meßprogramm aus, das unter anderem eine Routine zur Erkennung von Oberwellenspannun gen und zur Bestimmung derer Oberwellenanteile wie folgt durchführt:The microprocessor executes a measurement program which is under among other things a routine for the detection of harmonic voltage conditions and to determine their harmonic content as follows carries out:
Die Messung des Spannungsverlaufs muß über ein ganzzahli ges Vielfaches der Periodendauer der kleinsten zu messen den Frequenz erfolgen. Im vorliegenden Fall entspricht die kleinste zu messende Frequenz der Netzfrequenz (Grundwel lenfrequenz) f, die normalerweise 50 Hz beträgt. Da jedoch Netzschwankungen auftreten können, wird die Meßzeit T an die aktuelle Netzfrequenz angepaßt, um somit die Meßgenau igkeit zu erhöhen. Dazu werden diskrete, äquidistante Meß werte Xk für die Spannung erfaßt, nachfolgend eine jeweili ge Grundwellenfrequenz f mittels der bekannten Nulldurch gangsbestimmung ermittelt und über zehn derartige Grund wellenfrequenzwerte f gemittelt, wodurch sich eine mitt lere Grundwellenfrequenz fg ergibt. Diese mittlere Grund wellenfrequenz fg dient zur Berechnung der Meßzeit T, die im vorliegenden Fall zwei Perioden umfaßt:The measurement of the voltage curve must take place over an integer multiple of the period of the smallest frequency to be measured. In the present case, the smallest frequency to be measured corresponds to the mains frequency (Grundwel lenfrequenz) f, which is normally 50 Hz. However, since network fluctuations can occur, the measuring time T is adapted to the current network frequency, so as to increase the measuring accuracy. For this purpose, discrete, equidistant measured values X k for the voltage are detected, a respective fundamental wave frequency f is subsequently determined by means of the known zero crossing determination and averaged over ten such fundamental wave frequency values f, resulting in a mean fundamental wave frequency f g . This mean basic wave frequency f g is used to calculate the measuring time T, which in the present case comprises two periods:
Da im vorliegenden Fall aufgrund der gerade bei diesen Frequenzen anzutreffenden Resonanzen die Oberwellenanteile der fünften, siebten, elften und dreizehnten Ordnung be stimmt werden sollen, wird gemäß dem vorliegenden erfin dungsgemäßen Verfahren abweichend von einer normalerweise verwendeten Stützstellenanzahl in Form von z. B. 2n eine Stützstellenanzahl s gewählt, die nicht durch die vorge nannten Ordnungen teilbar ist. Im vorliegenden Fall werden 251 Stützstellen verwendet.Since the harmonics of the fifth, seventh, eleventh and thirteenth order are to be determined in the present case due to the resonances found precisely at these frequencies, according to the present method according to the present invention, deviating from a normally used number of reference points in the form of e.g. B. 2 n selected a number of nodes s, which is not divisible by the aforementioned regulations. In the present case, 251 support points are used.
Diese Auswahl der Stützstellenanzahl s liefert eine hohe Rechengenauigkeit. Dies liegt daran, daß bei der Berech nung einer beliebigen Oberwelle keine Wiederholung in den Tabellenwerten (s. unten) entsteht. Das heißt, wenn die abgelegte Tabelle beim Auslesen wiederholt wird, werden bei jedem Durchlauf andere Tabellenwerte benutzt, als bei den vorangegangenen Durchläufen. Das Ziel ist es, für jede Frequenzberechnung alle Tabellenwerte einmalig zu benut zen. Zum einen hat man dadurch keine periodische Wiederho lung der Tabellenwerte, aber auch die Meßwerte werden nicht periodisch vom Meßsignal abgenommen. Ein strobosko pischer Effekt wird dadurch vermieden.This selection of the number of support points s provides a high number Calculation accuracy. This is because when calc any harmonic no repetition in the Table values (see below) are created. That is, if the stored table is repeated when reading out different table values are used for each run than for the previous runs. The goal is for everyone Frequency calculation all table values can be used once Zen. On the one hand, there is no periodic repetition table values, but also the measured values not periodically removed from the measurement signal. A strobosko This avoids a tangible effect.
Nachfolgend werden s diskrete, äquidistante Meßwerte Xk für die Spannung erfaßt, wobeiSubsequently, s discrete, equidistant measured values X k for the voltage are recorded, whereby
mit Δt = zeitl. Meßintervallwith Δt = time measurement interval
Der Anteil der x-ten Oberwelle ergibt sich wie folgt:The proportion of the xth harmonic is as follows:
wobeiin which
fx = zu messende Frequenz.f x = frequency to be measured.
Um Rechenzeit zu sparen, werden die Sin- und Cos-Werte nicht immer wieder neu berechnet, sondern in Form von Sin- und Cos-Tabellen in einem Speicher wie folgt abgelegt:To save computing time, the sin and cos values not always recalculated, but in the form of sin and Cos tables stored in a memory as follows:
Um zu allen Meßwerten auch einen passenden Tabellenwert zu haben, müssen die abgelegten Tabellen beliebig mit sich selbst verlängert werden.In order to add a suitable table value to all measured values must have the stored tables with them at will be extended yourself.
Die auszuwertenden Ordnungen x sind im Programm festge legt.The orders x to be evaluated are fixed in the program sets.
Wenn die Ordnungen der interessierenden Oberwellen noch nicht vor einem Meßzyklus festgelegt worden sind, sondern über eine Eingabeeinrichtung eingebbar sind, ist die Wahl einer Primzahl als Stützstellenanzahl s von Vorteil.If the orders of the harmonics of interest still have not been determined before a measuring cycle, but The choice is via an input device a prime number as the number of nodes s is an advantage.
Der Blindleistungskompensationsregler ermittelt aus den Oberwellen der Spannung den Überstrom in den Kondensator stufen und schaltet bei Überlastung alle Kondensatorstufen ab. Dazu wird die Spannung der 50 Hz-Grundwelle und die der Oberwellen gemessen. Um auf den Kondensatorstrom schließen zu können, wird die folgende Formel eingesetzt:The reactive power compensation controller determines from the Harmonics of the voltage overcurrent in the capacitor stages and switches all capacitor stages in the event of overload from. The voltage of the 50 Hz fundamental wave and the of harmonics measured. To on the capacitor current to conclude, the following formula is used:
mit fg = 50 Hz.with f g = 50 Hz.
Dieser Formel liegt zugrunde, daß sich ein Strom als Quo tient aus einer Spannung und einem Widerstand ergibt. Die Spannung ist bis auf einen Faktor, der rechnerisch oder meßtechnisch bestimmt werden kann, mit dem Wert Messx·gf, identisch ist. Weiterhin wird berücksichtigt, daß der Wi derstand einer Kapazität um den Faktor der Ordnung der Oberwelle verringert wird. Die obige Gleichung für den Stromfaktor beinhaltet also eine Gewichtung der Stroman teile. Der Stromfaktor gibt nun das Verhältnis zwischen dem Effektivstrom und dem 50 Hz-Strom in einem idealen Kondensator an. Der Blindleistungskompensationsregler überwacht ständig dieses Verhältnis und schaltet bei einer Überschreitung des vorgegebenen Grenzwertes von mehr als einer Minute alle Kondensatorstufen vom Netz, wodurch Schädigungen des Netzes oder der angeschlossenen elektri schen Einrichtungen vermieden werden.This formula is based on the fact that a current as a quotient results from a voltage and a resistance. The voltage is identical except for a factor that can be determined by calculation or measurement technology with the value measurement x · gf . It is also taken into account that the resistance of a capacitance is reduced by the order of the harmonic. The above equation for the current factor thus includes a weighting of the current parts. The current factor now indicates the ratio between the effective current and the 50 Hz current in an ideal capacitor. The reactive power compensation controller constantly monitors this ratio and switches all capacitor stages off the network if the specified limit value is exceeded by more than one minute, thereby preventing damage to the network or the connected electrical devices.
Überströme können auch erkannt werden, wenn statt der Spannung ein Strom gemessen wird. Dann ist bei dem erfin dungsgemäßen Verfahren die obengenannte Gewichtung nicht erforderlich.Overcurrents can also be detected if instead of Voltage a current is measured. Then it is invented The method according to the invention does not have the above-mentioned weighting required.
Im Rahmen der Erfindung ist auch denkbar, eine Abschaltung einer oder mehrerer Kondensatorstufe(n) vorzunehmen, wenn nur ein Oberwellenanteil (d. h. eine Oberwelle x-ter Ord nung) einen für diesen Oberwellenanteil gewählten Grenz wert überschreitet.A shutdown is also conceivable within the scope of the invention one or more capacitor stage (s) if only one harmonic component (i.e. one harmonic of the xth ord a limit selected for this harmonic component value exceeds.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß, wenn nach Abschaltung mindestens einer Kondensatorstufe der Stromfaktor weiter ansteigt, eine weitere Kondensatorstufe ab- oder eine grö ßere Anzahl von Kondensatorstufen wieder zugeschaltet wird.It is also advantageous that if after shutdown the current factor at least one capacitor stage increases, a further capacitor step down or a larger Larger number of capacitor stages switched on again becomes.
Die in der vorangehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiede nen Ausführungsformen wesentlich sein.Those in the foregoing description, in the drawings as well as features of the invention disclosed in the claims can be used individually or in any combination for the realization of the invention in its various NEN embodiments may be essential.
BezugszeichenlisteReference list
10 Blindleistungskompensationsregler
12 Spannungswandler
14, 16 Temperaturfühler
17 Alarmkontakt
18 Display
20 Tasten 10 reactive power compensation controller
12 voltage transformers
14 , 16 temperature sensors
17 alarm contact
18 display
20 buttons
Claims (18)
- (a) m-fache Bestimmung einer Netzfrequenz (Grundwellenfre quenz) f und nachfolgend Bildung eines Mittelwerts fg;
- (b) Erfassung und Speicherung von s diskreten äquidistan ten Meßwerten Xk für die Spannung, wobei und s als nicht durch eine von einer oder mehreren vorab festgelegten Ordnung(en) x einer Oberwelle multipliziert mit n teilbar gewählt ist;
- (c) Berechnung des/der Anteils/Anteile der x-ten Oberwel le(n) gemäß: mit fx = zu messende Frequenz;
- (d) Berechnung eines Stromfaktors gemäß
wobei
R kapazitiver Widerstand,
y niedrigste ausgewählte Ordnung,
z höchste ausgewählte Ordnung; - (e) Zumindest zeitweilige Abschaltung mindestens einer Kondensatorstufe des Blindleistungskompensationsreglers, wenn der berechnete Stromfaktor einen vorab festgelegten Grenzwert für den Stromfaktor während m aufeinander folgen den Messungen überschreitet.
- (a) Determining a network frequency (fundamental wave frequency) f times and subsequently forming an average value f g ;
- (b) Acquisition and storage of s discrete equidistant measured values X k for the voltage, where and s is chosen not to be divisible by one of one or more predetermined order (s) x a harmonic multiplied by n;
- (c) Calculation of the share (s) of the xth harmonic (s) according to: With f x = frequency to be measured;
- (d) calculation of a current factor according to in which
R capacitive resistance,
y lowest selected order,
z highest selected order; - (e) At least temporarily switching off at least one capacitor stage of the reactive power compensation controller if the calculated current factor exceeds a predetermined limit value for the current factor during m successive measurements.
(a-1) Erfassung von diskreten Meßwerten Xk für die Spannung und Bestimmung des zeitlichen Abstands zwischen zwei Span nungsnulldurchgängen sowie Kehrwertbildung des zeitlichen Abstands zur Bestimmung der jeweiligen Netzfrequenz f.2. The method according to claim 1, characterized in that step (a) comprises:
(a-1) Detection of discrete measured values X k for the voltage and determination of the time interval between two voltage zero crossings and reciprocal formation of the time interval to determine the respective network frequency f.
(a-2) Tiefpaßfilterung des Spannungssignalverlaufs vor der Bestimmung des zeitlichen Abstands zwischen zwei Span nungsnulldurchgängen.3. The method according to claim 2, characterized in that step (a-1) comprises:
(a-2) Low-pass filtering of the voltage waveform before determining the time interval between two voltage zero crossings.
(c-1) Einlesen von s vorab berechneten Werten: (c-2) und Berechnung von Messx·fg gemäß 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that step (c) comprises:
(c-1) Reading in s previously calculated values: (c-2) and calculation of measurement x · fg according to
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1996106244 DE19606244C2 (en) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Method for avoiding overcurrents in reactive power compensation capacitors of a reactive power compensation system having at least one capacitor stage on a single-phase or multi-phase AC network by means of a discrete Fourier transformation of the temporal voltage curve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1996106244 DE19606244C2 (en) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Method for avoiding overcurrents in reactive power compensation capacitors of a reactive power compensation system having at least one capacitor stage on a single-phase or multi-phase AC network by means of a discrete Fourier transformation of the temporal voltage curve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19606244A1 true DE19606244A1 (en) | 1997-08-21 |
| DE19606244C2 DE19606244C2 (en) | 1998-09-10 |
Family
ID=7785884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1996106244 Expired - Lifetime DE19606244C2 (en) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Method for avoiding overcurrents in reactive power compensation capacitors of a reactive power compensation system having at least one capacitor stage on a single-phase or multi-phase AC network by means of a discrete Fourier transformation of the temporal voltage curve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19606244C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105826932B (en) * | 2015-10-28 | 2018-07-24 | 中冶南方工程技术有限公司 | A kind of municipal administration power system reactive power compensation unit state feedback |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3239108C2 (en) * | 1982-10-22 | 1988-07-21 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut, De | |
| DE3308560C2 (en) * | 1983-03-08 | 1989-10-05 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt, De | |
| DE3429116C2 (en) * | 1984-08-04 | 1990-05-31 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt, De | |
| DE4134472C2 (en) * | 1991-10-18 | 1994-01-27 | Rohde & Schwarz | Method for measuring the distortion factor of an AC voltage signal |
| DE4318502C1 (en) * | 1993-06-03 | 1994-09-22 | Beluk Gmbh | Method and circuit for monitoring the currents from power capacitors for power-factor correction |
-
1996
- 1996-02-20 DE DE1996106244 patent/DE19606244C2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3239108C2 (en) * | 1982-10-22 | 1988-07-21 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut, De | |
| DE3308560C2 (en) * | 1983-03-08 | 1989-10-05 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt, De | |
| DE3429116C2 (en) * | 1984-08-04 | 1990-05-31 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt, De | |
| DE4134472C2 (en) * | 1991-10-18 | 1994-01-27 | Rohde & Schwarz | Method for measuring the distortion factor of an AC voltage signal |
| DE4318502C1 (en) * | 1993-06-03 | 1994-09-22 | Beluk Gmbh | Method and circuit for monitoring the currents from power capacitors for power-factor correction |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105826932B (en) * | 2015-10-28 | 2018-07-24 | 中冶南方工程技术有限公司 | A kind of municipal administration power system reactive power compensation unit state feedback |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19606244C2 (en) | 1998-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2769448B1 (en) | Method for feeding electrical current into a power grid | |
| DE4232356C2 (en) | Power supply device with at least two power sources | |
| DE69314132T2 (en) | FINE CONTROL SYSTEM FOR REDUCING SUBSYNCHRONOUS RESONANCE | |
| DE3854586T2 (en) | Power conversion facility. | |
| DE69414803T2 (en) | Method for monitoring and controlling a component in a power network | |
| AT411937B (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETECTING AND LOCATING HIGH-RESISTANCE SINGLE-POLE EARTH ERRORS | |
| DE69615170T2 (en) | POWER CONTROL DEVICE | |
| WO2017016870A1 (en) | Method and device for detecting an electrical voltage in a supply network | |
| DE60031739T2 (en) | System feedback control | |
| DE202013102112U1 (en) | Device for earth fault current suppression in three-phase networks | |
| WO2016124448A1 (en) | Filter monitoring | |
| DE102017211351A1 (en) | Uninterruptible power supply | |
| WO1999012242A1 (en) | Method and device for improving the quality of voltage of a secondary supply unit | |
| EP1398867B1 (en) | Device for maintaining the voltage of an electric AC grid and method of operating the device | |
| DE19606244A1 (en) | Avoiding overcurrent using capacitors in wattless power compensation regulators | |
| WO2015024803A1 (en) | Method and apparatus for operating a converter in a converter-based power distribution system, and power distribution system having a plurality of converter-based power transmission units | |
| DE69839410T2 (en) | Plant for electric power transmission, with reactive power regulation | |
| AT524958B1 (en) | Procedure for determining network parameters for controlling a Petersen coil | |
| EP3118961B1 (en) | Use of electrical network distortion energy using rectifier | |
| DE2735756A1 (en) | Earth leakage detection in compensated power networks - uses superimposed AF signals and reactive power relay detector | |
| EP0197445B1 (en) | Method and device to determine the phase position of a multiphase measure value system | |
| DE3627189A1 (en) | AC NETWORK | |
| AT528146A1 (en) | THERMAL STRESS MONITORING METHODS | |
| WO1996010188A1 (en) | Method and device for measuring impedance in alternating current networks and method and device for preventing the formation of separate networks | |
| DE655752C (en) | Protection device for converter with electric valves |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R071 | Expiry of right |