In einem elektrischen Versorungsnetz , das Generatoren enthält, können zwischen den Generatoren Ausgleichsvorgänge entstehen, die zu kritischen Wirkleistungspendelungen führen. Um diese Wirkleistungspendelung zu bedampfen, ist es bekannt, Blindlei- stungskompensatoren einzusetzen, die auch zur Spannungsstabili- sierung des Versorgungsnetzes dienen. Für die Steuerung eines Blindleistungskompensators ist jedoch eine Meßgröße nötig, die Auskunft über die Wirkleistungspendelungen gibt. Eine solche Größe ist beispielsweise der Polradwinkel eines Generators. Dieser ist jedoch nur indirekt am Generator selbst bestimmbar. Daher sind bisher andere Meßgrößen, beispielsweise Frequenz¬ signale, für die Steuerung des Blindleistungskompensators her¬ angezogen worden. Eine nach diesen Prinzip arbeitende Schaltungs¬ anordnung ist aus der DE 28 51 871 bekannt. Aber auch diese Me߬ größe ist nur bedingt zufriedenstellend, da die eigentlich be- nötigte Meßgröße die Frequenzdifferenz des Generators zum Ver¬ sorgungsnetz ist, die wiederum nicht direkt meßbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Anordnung anzugeben, mit deren Hilfe in einem elektrischen Versorgungsnetz der Polradwinkel eines Generators aus lokal an einer Leitung vorhandenen Meßgrößen ermittelt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfiπdungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Ermitteln des Polradwinkels und/oder von Wirkleistungspen- delungen eines mittels einer Leitung an ein elektrisches Ver¬ sorgungsnetz angeschlossenen Generators, bei dem

- mittels Fühler Meßwerte für einen Strom und eine Span¬ nung an der Leitung erfaßt werden,

- die Meßwerte zumindest einem Meßwertumformer zugeführt werden, der ein Signal V für eine Spannung, ein Signal P für einen

Wirkleistungsfluß und ein Signal Q für einen Blindleistungs¬ fluß bildet,

- mittels je eines Eingabegliedes ein Signal Y_ _Q für die Genera¬ tor und Leitungsquerreaktanz und eine Signal Y, für die Gene- rator- und Leitungslängsreaktanz vorgegeben werden,

- die Signale Q, P, V, Y-. und Y_ _L einer Recheneinrichtung zur Lösung der mathematischen Beziehung s t Tm fυ ( ^p - ^{Q γ} V - ^, Y ^"1 f = -tan ^{'1 Im (V ~ (} ~ Q ^{) "} L ^} _Re (V - ( -H . y _V ) Y )

^V Q L zugeführt werden, wobei Im Imaginärteil und Re Realteil bedeuten,

- in der Recheneinrichtung ein AusgangssignalTgebildet wird,und - das AusgangssignalcT, das als Winkelmaß für den Polradwinkel oder von Wirkleistungspendelungen dient, an eine Anzeigeein¬ richtung und/oder eine Steuereinrichtung eines Blindleistungs¬ kompensators gegeben wird.

Auf diese Weise steht ein Ausgangssignal ι zur Verfügung, das hinreichend genau Auskunft über die Größe des Polradwinkels gibt. Das Verfahren kann dabei an einem beliebigen Ort in einem Versorungsnetz vorgesehen werden. Die zur Lösung der mathema¬ tischen Beziehungen vorgesehende Recheinrichtung kann dabei als Rechner oder als analoge Schaltung ausgeführt sein.

Es ist günstig, wenn für die Längsreaktanz Y, die transiente Generatorreaktanz X .' berücksichtigt wird. Auf diese Weise wer¬ den insbesondere die transienten Wirkleistungsungspendelungen erfaßt, die von besonderem Interesse sind, wobei eine Phasen¬ differenz zwischen dem Ort der Messung und der Generator-EMK erfaßt wird.

Es ist vorteilhaft, wenn das Ausgangssignal ι der Regeleinrich- tung des Blindleistungskompensators als Regelgröße zugeführt wird, wobei der Blindleistungskompensator an die Leitung ange-

schlössen ist. Dadurch wird eine wirksame Dämpfung von Wirk¬ leistungspendelungen im Netz erzielt. Dieses Verfahren ist be¬ sonders einfach, da dem Blindleistungskompensator keine zu¬ sätzlichen Meßwerte vom Generator zugeführt werden müssen. Es genügen die Meßwerte am Anschlußort des Blindleistungskompen¬ sators an der Leitung, wobei der Anschlußort als Refereπzknoten dient.

Es kann auch über eine weitere Leitung ein weiterer Generator an das Versorgungsnetz angeschlossen sein und für jeden Generator in der Recheneinrichtung zunächst ein Ausgangssignal S Q. und< b und daraus ein Differenzsignal gebildet werden, das der Regel¬ einrichtung als Regelgröße zugeführt wird. Auf diese Weise ist das Verfahren auch auf Mehrgeneratorsysteme anwendbar, wobei auch Pendelungen zwischen ausgewählten Generatoren gezielt be¬ d mpft werden können. Dabei können auch geeignete Auswahlkri¬ terien für das Differnezsignals herangezogen werden.

Es ist günstig wenn dynamische Änderungen der Längs- oder Quer- raktanz Y. und Y^ der Recheneinrichtung als zusätzliche Steuer¬ größe zugeführt werden. Auf diese Weise können Änderungen im Versorgungsnetz, beispielsweise durch Schalthandlungen oder Netzstörungen, bei der Bestimmung des Polradwinkels berücksich¬ tigt werden.

Eine erfindungsgemäße Lösung der oben genannten Aufgabe besteht auch in einer Anordnung zum Ermitteln des Polradwinkels und/oder Wirkleistungspendelungen eines Generators, die gemäß Anspruch 4 ausgebildet ist. Diese Anordnung eignet sich insbesondere für die Anwendung mit Blindleistungskompensatoren, mit der besonders gute Ergebnisse bei der Bedämpfung von Wirkleistungspendelungen erzielt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

.. -

A 4 FIG 1 eine Anordnung zur Polradwinkelerfassen in einem Versor¬ gungsnetz, an dem über eine Leitung ein Generator ange¬ schlossen ist,

FIG 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Pol¬ radwinkelerfassung, die mit einem Blindleistungskompensa- tor verbunden ist und

FIG 3 ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Generatoren an ein Versorgungsnetz angeschlossen sind.

FIG 1 zeigt eine Leitung 1, die ein elektrisches Versorgungsnetz 2 mit einem Generator 3 verbindet. Auf der Leitung 1 sind Fühler 4a, 4b zum Erfassen von Meßwerten für einen Strom I und eine Spannung U angeordnet. Zwischen dem Generator 3 und dem Versor¬ gungsnetz 2 findet über die Leitung 1 ein Energieaustausch statt. Soll eine Bedämpfung von Wirkleistungspendelungen durch¬ geführt werden, so ist eine Information über ^" die Größe des Pol¬ radwinkels des Generators 3 erforderlich. Hierzu wird derart ver- fahren, daß in einer Anordnung 3c die Meßwerte U und I zumindest einem Meßwertumformer 4c zugeführt werden. Dieser bildet aus den eingegebenen Meßwerten ein Signal V für die Spannung, ein Signal P für einen Wirkleistungfluß und ein Signal Q für einen Blind¬ leistungsfluß. Zusätzlich werden mittels je eines Eingabegliedes 5a, 5b ein Signal _Y _Q für die Generator- und Leitungsquerreaktanz und ein Signal Y, für die Generator- und Leitungslängsreaktanz vorgegeben. _Y _Q und Y, stellen dabei Ersatzgrößen dar. Die Signale *-*- _> ^p » ^v » Σ _Q ^unc - werden anschließend einer Recheneinrichtung 5 zur Lösung der mathematischen Beziehung

f - -tan" ^{1 Im (V} - ⁽ -^ - V ⁾ -^ ⁾ Re (V - ( ^ - Y _Q V ) Y__-- )

zugeführt, wobei Im den Imaginärteil und Re den Realteil be- deuten. Dabei kann der Therm, der innerhalb der Klammer von V subtrahiert wird, als Spannung über der transienten Maschinen-

reaktanz X . angesehen werden. Es ist daher auch günstig, wenn für _Y. die transiente Maschinenreaktanz X". berücksichtigt ist. In der Recheinrichtung 5 zur Lösung der mathematischen Beziehung wird ein Ausgangssignal o gebildet, das als Winkelmaß für den Pol- radwinkel oder von Wirkleistungspendelungen des Generators 3 dient. Dieses Signal wird an eine Anzeigevorrichtung 5c geführt. Auf diese Weise wird mit der Anordnung 3c ein Ausgangssignal bereitgestellt, das insbesondere für die Regelung eines Blind¬ leistungskompensators geeignet ist, da die Wirkleistungspende- lung gezielt gedämpft werden können.

In FIG 2 sind zum Ermitteln des Polradwinkels ebenfalls Fühler 4a, 4b zum Erfassen des Stromes I und der Spannung U vorgesehen, deren Meßwerte dem Meßwertumformer 4c zugeführt werden. Die vom Meßwertumformer 4c gebildeten Signale V, P, und Q werden Ein¬ gängen 6b der Recheneinrichtung 5 zugeführt, in welche über wei¬ tere Eingänge 6c mittels der Eingabeglieder 5a, 5b die Signale 1Q ^unc - Σ\_ eingegeben werden. Dabei können auch dynamische Ände¬ rungen von V_. und ^ ₀ , die beispielsweise von Schalthandlungen oder Netzveränderungen herrühren, in die Recheneinrichtung 5 eingegeben werden. Dies kann beispielsweise manuell erfolgen, oder auch über spezielle leittechnische Einrichtungen, die über die erforderlichen Informationen verfügen.

Ein Ausgang 7 der Recheneinrichtung ist mit einem Eingang 8 einer Regeleinrichtung 9 des Blindleistungskompensators 6 ver¬ bunden. Die Regeleinrichtung 9 ist mit ihrem Ausgang 10 über eine Leitung 10a mit einem Eingang 11 einer Steuereinrichtung 12 verbunden. Diese ist wiederum mit ihrem Ausgang 13 mit dem Lei- stungsteil 14 des Blindleistungskompensators 6 verbunden. Dieser ist auf die Leitung 1 geschaltet. Der Blindleistungskompensator 6 kann im Normalfall beispielsweise spannungabhängig geregelt sein. Dazu ist ein Eingang 15 der Regeleinrichtung 9 auf den Fühler 4a geschaltet, welcher den Meßwert U für eine Spannung liefert. In dieser Konfiguration kann der spannungsabhängig ge¬ regelte Blindleistungskompensator 6 zusätzlich mit dem Aus-

gangssignal<$ ^~ der Recheinrichtung 5 beaufschlagt werden, wodurch Blindleistungspendelungen bed mpft werden könnnen.

Alternativ kann das Ausgangssignal ζ anstatt auf den Eingang 8 über die strichliniert dargestellte Leitung 15a auch auf den Eingang 11 der Steuereinrichtung 12 geschaltet sein.

FIG 3 zeigt eine Konfiguration mit einer Anordnung 3c, bei der an das Versorungsnetz 2 über Leitungen la und lb zwei Genera- toren 3a, 3b angeschlossen sind. Für beide Generatoren 3a, 3b werden dabei über Fühler 4d, 4e jeweils Meßwerte für Strom und Spannung erfaßt und getrennten Meßwertumformern 4f, 4g zuge¬ führt. Die in den Meßwertumformern 4f und 4g für jeweils jeden Genertor 3, 3d gebildeten Signale V, P und Q werden jeweils ge- trennt der Recheneinrichtung 5 zugeführt. In der Recheneinrich¬ tung 5 wird dann zunächst jeweils ein Ausgangssingal a und<f b für jeden Generator 3a, 3b und daraus ein Differenzsigna «**.-*^ ge¬ bildet. Dieses Differenzsignal*d£ dient dann als Regelgröße für den Blindleistungskompensator, das diesem über einen Ausgang 7 der Recheneinheit 5 dem Eingang 8 zugeführt wird.

Mit der vorliegenden Anordnung kann in einem Versorgungsnetz 2 mit mehreren Generatoren 3a, 3b selektiv die Polradwinkeldiffe- renz einzelner Generatoren zueinander ermittelt werden. Ge¬ gebenenfalls kann bei einer komplexen Konfiguration zunächst eine Reduktion des Netzes auf ein Zweigeneratorssystem vorge¬ sehen werden. Die Werte für die Generator- und Leitungsquer¬ reaktanz _Y _Q und für die Generator- und Leitungslängsreaktanz Y, sind üblicherweise aus den Netzdaten bekannt und können vom Fachmann vorgegeben werden.

Die erfindungsgemäßen Anordnung ist auch bei anderen Regelein¬ richtungen in Versorgungsnetzen, insbesondere Drehstromnetze, vorteilhaft anwendbar.