Schaltung für die Stromrichter an den Enden einer Gleichstromhochspannungs- Hraftübertragung. Die Erfindung bezieht sich auf Kraft- übertragungsanlagen, die mit hochgespann- temGleichstrom arbeiten, und hat die Schal tung für die an den Enden der Gleichstrom- übertra,gungsleitung liegenden Stromrichter zum Gegenstand.
An die Schaltung solcher Stromrichter, gleichgültig, ob es sich dabei um Ventilstromrichter mit Entladungsstrek- ken oder um Kontaktumformer handelt, sind eine ganze Reihe von Bedingungen zu stel len, die sich insbesondere auch auf die Aus gestaltung der Transformatoren auswirken.
Die erste Schwierigkeit liegt in der Beherr schung der für die Übertragung in Frage kommenden Spannungen von mehreren 100 kV durch die Ventile bezw. die Kontakte des Umformers. Weiterhin muss Rücksicht darauf genommen werden, dass die, Transfor matoren trotz der hohen zu übertragenden Leistungen und trotz der hohen Spannung Abmessungen erhalten, die einen Bahntrans port in zusammengebautem Zustand eTmög- lichen. Sodann spielt die Streuung der Transformatorwicklungen wegen der da durch beeinfluss:
ten Stabilitätsverhältnisse der Übertragung eine entscheidende Rolle, und schliesslich muss auch noch dafür ge sorgt sein, @dass die im Fälle eines Kurz schlusses in den Transformatoren auftreten den Kräfte sicher beherrscht werden können.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltung, die es gestattet, allen die sen Anforderungen in befriedigender Weise gerecht zu werden. Die erfindungsgemässe Schaltung besteht darin, dass für jeden Stromrichter an den Enden der Gleichstrom- Hochspannungs - Kraftübertragung gleich- stromseitig vier Gruppen von je sechs Ven tilen bezw. Umformerkontakten in Reihe ge schaltet sind, die, je für sich, an eine be- sondereTransformator-Sekundärwicklung an geschlossen, dreiphasige Graetzschaltungen bilden,
wobei die den letzteren zugeordneten Spannungssysteme in der Phase so gegenein ander versetzt sind, dass jede Spannung mit der vorangehenden einen Winkel von 15 einschliesst. Eine solche Schaltung ergibt trotz :einfachsten Transformatoraufbaues bei Speisung aus einem normalen Drehstromnetz eine 24phasige Rückwirkung auf dieses und entsprechend eine 24phasige Welligkeit auf der Gleichstromseite.
Vorteilhaft werden je zwei Ventil- bezw. Kontaktgruppen unter Ausnutzung des sich bei der Sternschaltung gegenüber der Dreieckschaltung ergebenden Phasenunterschiedes ' der Transformatorspan- nungen zu einer sechsphasigen Graetzschal- tung zusammengefasst, wobei dann die bei den so erhaltenen 6phasigen Systeme um 15 gegeneinander verdreht werden.
Hierzu kann ein besonderer Zwischentransformator, ein sogenannter "Sch-,venktrans@formator" be nutzt werden, sofern man nicht aus Gründen der grösseren Kurzschlusssicherung vorzieht, die Wicklungen der Stromrichtertransfor- matoren, insbesondere die LTnterspannungs- wicklungen, in Zickzackschaltung auszu führen.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung eines Schwenk transformators für die erwähnte Phasendre hung von 7,5 . 1 und 2 sind die beiden Aussenleiter und 0 der geerdete Mittelgleiter der Gleichstromübertragung. Die Kontakte des Kontaktumformers sind zu vier Gruppen von je 2 X 3 Einzelkontakten zusammenge- fasst. Diese Gruppen sind mit 3 und 4 für die eine Hälfte bezw. 3' und 4' für die andere Hälfte bezeichnet.
Jede Gruppe bil det eine dreiphasige Gra,etzschaltung, die je an eine besondere Tra.nsformatorsekundär- wicklung 5 und 6 bezw. 5' und 6' ange schlossen ist. Gleichstromseitig sind die sich so ergebenden Graetzschaltungen hinterein ander geschaltet, wobei der Mittelleiter 0 an dem Mittelpunkt zwischen den beiden Hälf- ten, 3, 4 und 3', 4' angeschlossen ist.
Die Transformatorwicklungen 5 und 5' sind in Dreieck, die Wicklungen 6 und 6' in Stern geschaltet. Hierdurch ergibt sich zwi schen den Gruppen 3 und 4 bezw. zwischen den Gruppen 3' und 4' jeweils eine Phasen verschiebung- von<B>30',</B> so dass jede Hälfte als sechsphasige Graetzschaltung mit zwölf- phasiger Welligkeit aufgefasst. werden kann.
Im vorliegenden Fall haben zwei zusammen gehörige Sekundärwicklungen eine gemein same Primärwicklung 7 bezw. 7', an deren Stelle jedoch auch zwei getrennte Primär wicklungen treten können.
Zwischen den Primärwicklungen 7 und 7' der beiden Stromrichterhälften liegt ein Schwenktransformator 8, der die von dem Netz LT, I', 11l zugeführten Spannungen den beiden Stromrichtertransformatoren mit einer, Phasenverdrehung von 7,5 zuführt. Es entsteht also zwischen den beiden Hälften eine Phasendifferenz von 15 , so da.ss sich in Anbetracht: dessen, dass die Kontakte bezw. Ventile in Graetzscher Schaltung an geordnet sind, insgesamt zwischen den Aussenleitern 1 und 2 eine 24phasige Wellig keit ergibt.
Fig. 2 zeigt noch einmal das Schema des in Fig. 1 verwendeten Schwenktransforma tors. Dieser ist als Spartransformator aus gebildet, und zwar bilden seine -#Vicklungen ein Sechseck mit ungleicher Seitenlänge. Einer hangen Seite :liegt jeweils eine kurze Seite gleichphasig gegenüber, und zwar ist. die kurze Seite so bemessen, dass sich zwi schen ihren beiden Endpunkten ein Zentri- winkel von 2 X 7,5 ergibt.
An die Eck- punkte jeder kurzen Seite sind die einander entsprechenden Zuleitungen zu den Primär wicklungen der Stromrichter-Transformato- ren 7 und 7' ängeschlossen. so rlass also zwi schen den Zuleitungen zu den Punkten u1 und ubezw, r, und r., und w1, w. jeweils eine kurze Seite des Sechsecks liegt.
Die vom Netz herkommenden Leitungen LT, <I>I',</I> 1;V sind an die Mittelpunkte der entsprechen den kurzen Sechseckseiten herangeführt.
Eine andere Schaltungsmöglichkeit für den Schwenktransformator zeigt Fig. 3. Hier enthält die Wicklung zunächst eine Dreieckschaltung, an deren Eckpunkte die Phasen des Drehstromnetzes angeschlossen sind. Ausserdem sind noch drei kleinere Ein zelwicklungen vorhanden, die jeweils gleich phasig mit der gegenüberliegenden Dreieck seite mit ihren Mittelpunkten an die Drei eckpunkte der Dreieckschaltung angeschlos sen sind. Die Endpunkte dieser EinzeIwick- lungen bilden die Anschlusspunkte u1, u2 usw. der Stromrichtertransformatoren.
In F:ig. 4 besteht die Wicklung des Schwenktransformators im wesentlichen aus einer an das Drehstromnetz angeschlossenen Sternschaltung, die durch an die Endpunkte angeschlossene Teilwicklungen zu einer symmetrischen Gabelschaltung vervollständigt ist. Auch hier dienen die Endpunkte der Gabelzweige als Anschlusspunkte für die Primärwicklungen der Stromrichtertransfor- matoren.
Circuit for the converters at the ends of a direct current high voltage power transmission. The invention relates to power transmission systems that work with high-voltage direct current, and its object is the circuit for the converters located at the ends of the direct current transmission line.
When switching such converters, regardless of whether they are valve converters with discharge paths or contact converters, a whole series of conditions have to be met, which in particular also affect the design of the transformers.
The first difficulty lies in mastering the voltages in question for the transmission of several 100 kV through the valves BEZW. the contacts of the converter. Furthermore, consideration must be given to the fact that, despite the high power to be transmitted and despite the high voltage, the transformers are given dimensions that enable rail transport in the assembled state. Then the spread of the transformer windings plays because of the influences:
The stability of the transmission plays a decisive role, and finally it must also be ensured that the forces that arise in the event of a short circuit in the transformers can be safely controlled.
The present invention relates to a circuit which allows all these requirements to be met in a satisfactory manner. The circuit according to the invention consists in that for each converter at the ends of the direct-current high-voltage power transmission, four groups of six valves each on the direct current side, respectively. Transformer contacts are connected in series, each of which is connected to a special transformer secondary winding and forms three-phase Graetz circuits,
the voltage systems associated with the latter are so offset in phase with respect to one another that each voltage encloses an angle of 15 with the preceding one. In spite of the simplest transformer structure, such a circuit results in a 24-phase reaction to this and a corresponding 24-phase ripple on the DC side when fed from a normal three-phase network.
Advantageously, two valve or two. Contact groups using the phase difference of the transformer voltages resulting from the star connection compared to the delta connection are combined to form a six-phase Graetz circuit, with the six-phase systems obtained in this way being rotated by 15 against each other.
For this purpose, a special intermediate transformer, a so-called "Sch-, viktrans @ formator", can be used, unless you prefer, for reasons of greater short-circuit protection, to run the windings of the converter transformers, in particular the Lntvoltage windings, in zigzag connection.
Fig. 1 shows an embodiment of the invention using a swivel transformer for the aforementioned Phasendre hung of 7.5. 1 and 2 are the two outer conductors and 0 is the grounded middle slider of the direct current transmission. The contacts of the contact converter are combined into four groups of 2 X 3 individual contacts each. These groups are 3 and 4 for one half respectively. 3 'and 4' for the other half.
Each group forms a three-phase mains circuit, each connected to a special transformer secondary winding 5 and 6 respectively. 5 'and 6' is connected. On the DC side, the resulting Graetz circuits are connected one behind the other, with the center conductor 0 being connected to the midpoint between the two halves, 3, 4 and 3 ', 4'.
The transformer windings 5 and 5 'are connected in delta, the windings 6 and 6' in star. This results between the groups 3 and 4 respectively. a phase shift of <B> 30 ', </B> so that each half is understood as a six-phase Graetz circuit with twelve-phase ripple between groups 3' and 4 '. can be.
In the present case, two associated secondary windings have a common primary winding 7 respectively. 7 ', but in their place two separate primary windings can occur.
Between the primary windings 7 and 7 'of the two converter halves there is a swivel transformer 8, which feeds the voltages supplied by the network LT, I', 11l to the two converter transformers with a phase shift of 7.5. So there is a phase difference of 15 between the two halves, so that in view of the fact that the contacts or Valves are arranged in Graetzsch circuit, a total of 24-phase ripple speed between the outer conductors 1 and 2 results.
Fig. 2 shows again the scheme of the pivot transformer used in Fig. 1 sector. This is designed as an autotransformer, namely its - # Vicklungs form a hexagon with unequal sides. A sloping side: a short side is opposite each other in phase, namely is. dimension the short side so that there is a central angle of 2 X 7.5 between its two end points.
The mutually corresponding feed lines to the primary windings of the converter transformers 7 and 7 'are connected to the corner points of each short side. so leave between the leads to points u1 and u1 and u, r, and r., and w1, w. each short side of the hexagon lies.
The lines LT, <I> I ', </I> 1; V coming from the network are brought up to the center points of the corresponding short hexagon sides.
Another circuit possibility for the swivel transformer is shown in FIG. 3. Here, the winding initially contains a delta connection, at whose corner points the phases of the three-phase network are connected. There are also three smaller individual windings, each of which is in phase with the opposite side of the triangle with its midpoints at the triangle points of the delta connection. The end points of these individual windings form the connection points u1, u2 etc. of the converter transformers.
In F: ig. 4, the winding of the swivel transformer consists essentially of a star connection connected to the three-phase network, which is completed by partial windings connected to the end points to form a symmetrical hybrid connection. Here, too, the end points of the fork branches serve as connection points for the primary windings of the converter transformers.