AT237120B - Einrichtung zur Stabilisierung der Übertragung von Wechselstromenergie auf große Entfernungen - Google Patents

Description

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  Einrichtung zur Stabilisierung der Übertragung von
Wechselstromenergie auf grosse Entfernungen 
Eine stabile Leistungsübertragung mit Drehstrom ist ohne besondere Massnahmen nur auf eine gewisse Entfernung möglich. Grössere Entfernungen können überbrückt werden, indem man im Zuge der Leitungen sogenannte Zwischenstationen vorsieht, die mit statischen oder dynamischen Kompensationsmitteln ausgerüstet sind. Derartige Zwischenstationen verteuern die Leistungsübertragung mit Drehstrom und bedürfen meist einer dauernden Wartung, was z. B. in unbewohnten Gegenden nicht erwünscht ist. 



   Man ist daher dazu übergegangen, Stabilisierungsmassnahmen an den Synchrongeneratoren selbst zu treffen. Im allgemeinen ist eine stabile Übertragung von Wirkleistung durch Synchronmaschinen nur dann möglich, wenn die bei wachsendem Gesamtpolradwinkel abgegebene Wirkleistung ebenfalls steigt. Unter Gesamtpolradwinkel ist der Winkel, gemessen vom starren Netz bis zum Polrad, zu verstehen. Dieser 
Winkel beträgt   beiVollpolmaschinen 90  und   ist bei Schenkelpolmaschinen kleiner. Damit ist die maximale Entfernung für eine stabile Übertragung elektrischer Energie begrenzt, sofern man keine künstlichen
Hilfsmittel vorsieht. Die klassische Erregungsregelung in der Synchronmaschine in Abhängigkeit vom Polradwinkel ist zwar in der Lage, eine künstliche Stabilisierung durch Balancierung auch über 900 hinaus zu ermöglichen.

   In der Nähe eines Polradwinkels von 1800 ist diese Balancierung jedoch nicht mehr wirkungsvoll, es sei denn, man kombiniert mit   Phasenschieberstützpunkten,   die man aber gerade vermeiden will. Mit Hilfe von Reihenkondensatoren allein ist es zwar nicht möglich, den stabilen Bereich auf Gesamtpolradwinkel über 900 auszudehnen, wohl aber den Gesamtpolradwinkel zu verkleinern. 



   Die Erfindung bringt eine vorteilhafte Verbesserung an einer-Einrichtung zur Stabilisierung der Übertragung von Wechselstromenergie auf grosse Entfernungen unter Verwendung von Blindleistungserzeugern, die in mittelbarer oder unmittelbarer Nähe der Synchronmaschine an die Leitungspole des Wechselstromnetzes, insbesondere an die Klemmen des Generators angeschlossen sind. Erfindungsgemäss stehen die Blindleistungserzeuger in Steuerabhängigkeit vom inneren Polradwinkel der Synchronmaschine. Hiebei ist unter dem inneren Polradwinkel der Winkel zwischen der Polrad-EMK und der Klemmenspannung zu verstehen. Mit der erfindungsgemässen Einrichtung ist eine Stabilisierung der Übertragung von Wechselstromenergie auch bei einem Gesamtpolradwinkel grösser als 1800 möglich. Zwischenstationen sind hiebei nicht erforderlich. 



   In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es   zeigen : Fig. l   eine Stabilisierungseinrichtung mit ruhenden Elementen in einphasiger Darstellung und Fig. 2 eine Stabiliserungseinrichtung mit Maschinen in einphasiger Darstellung. 



   In den beiden Figuren ist mit 1 ein Synchrongenerator bezeichnet, der die Synchronreaktanz Xd besitzt. Der Synchrongeneratot ist über eine lange Leitung mit einem nicht dargestellten starren Netz verbunden. In mittelbarer oder unmittelbarer Nähe des Synchrongenerators 1 sind an die Leitungspole 2 Blindleistungserzeuger 4 bzw. 5 angeschlossen, die erfindungsgemäss in Steuerabhängigkeit von dem inneren Polradwinkel   q;   des Synchrongenerators stehen. Der innere Polradwinkel   f\9.   kann in an sich bekannter Weise durch eine Reaktanznachbildung aus der Klemmenspannung und dem Klemmenstrom messtechnisch erfasst werden. Hiebei werden Klemmenspannung und Klemmenstrom über Wandler 12 bzw. 3 einer Polradwinkelmesseinrichtung 6 zugeführt.

   Der Ausgang der   Polradwinkelmesseinrichtung   6 ist vorzugsweise mit 

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 einer Regeleinrichtung 7 verbunden, die ein Regelsignal erzeugt, das der Abweichung des inneren Polradwinkels   + von   einem einstellbaren Sollwert und der Abweichung   des Klemmenspannungsbetrages   U von einem einstellbaren Sollwert proportional ist, wobei die Regeleinrichtung 7 mit einem Stellorgan 8 für die Blindleistungserzeuger 4 bzw. 5 über die Klemmen a, b verbunden ist. Die Blindleistungserzeugung wird erhöht, wenn die Spannung zurückgeht oder der innere Polradwinkel wächst. 



   Wie in Fig. 1 dargestellt ist, können die Blindleistungserzeuger ruhende Kondensatoren 9 sein, an deren Klemmen   gleichstromvormagnetisierte   Drosseln 10 angeschlossen sind. Hiebei sind die Vormagnetisierungswicklungen 11 der Drosseln 10 mit der Regeleinrichtung 7 verbunden. 



   Vorteilhaft ist es, in der Regeleinrichtung 7 Mittel zur Bildung der ersten Ableitung   des Polrad-   
 EMI2.1 
 
 EMI2.2 
 die Regelgüte verbessert. 



     Derin Fig. 2   dargestellten Stabilisierungseinrichtung liegt im wesentlichen derselbe Aufbau zugrunde, wie er   in Fig. l   dargestellt ist, wobei für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet sind. Als Blindleistungserzeuger ist hier jedoch ein rotierender Phasenschieber 5 verwendet, dessen Erregung 13 über die Klemmen a und b mit der Regeleinrichtung 7 verbunden ist. Xd bezeichnet die Synchronreaktanz des Phasenschiebers. Es ist zweckmässig, diese Reaktanz ganz oder teilweise durch nicht dargestellte Reihenkondensatoren zu kompensieren, um den Phasenschieber enger an das Netz zu koppeln und damit seine Wirkung zu erhöhen. 



   Für   die Energieübertragung mitDrehstrom   sind   Messwertbildung   und Anschaltung der Regeleinrichtung in entsprechender Weise vorzunehmen. 



    PATENTANSPRÜCHE ;    
1. Einrichtung zur Stabilisierung der Übertragung von Wechselstromenergie auf grosse Entfernungen unter Verwendung von Blindleistungserzeugern, die in mittelbarer oder unmittelbarer Nähe eines Synchrongenerators an die'Leitungspole des Wechselstromnetzes, insbesondere an die Klemmen des Generators angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Blindleistungserzeuger (4 bzw. 5) in Steuerabhängigkeit von dem inneren Polradwinkel des Generators stehen.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Polradwinkelmesseinrichtung (6) vorgesehen ist, deren Ausgang mit einer Regeleinrichtung (7) verbunden ist, die ein RegelsignÅal erzeugt, das der Abweichung des inneren Polrad winkels ('19-) von einem einstellbaren Sollwert und der Abweichung des Klemmenspannungsbetrages (U) von einem einstellbaren Sollwert proportional ist und dass die Regeleinrichtung (7) mit einem Stellorgan (8) für die Blindleistungserzeuger (4) verbunden ist.

   3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadruch gekennzeichnet, dass die Blindleistungserzeuger ruhende Kondensatoren (9) sind, an deren Klemmen gleichstromvormagnetisierte Drosseln (10) angeschlossen sind, und dass die Vormagnetisierungswicklungen (11) der Drosseln (10) mit der Regeleinrichtung (7) verbunden sind.

   4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Bildung der ersten (') und zweiten Ableitung (4") des Polradwinkelsignals (t) vorgesehen sind.

   5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Einheit der Regeleinrichtung, der das dem Klemmenspannungsbetrag proportionale Signal (U) zugeführt wird, pro- EMI2.3 erzeuger rotierende Phasenschieber (5) sind, deren Erregungen mit der Regeleinrichtung (7) verbunden sind.

   7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktanz (Xd) des Phasenschiebers (13) ganz oder teilweise durch Reihenkondensatoren kompensiert ist.