CH228751A - Einrichtung zur Begrenzung der Oberwellenströme in Leitungen, insbesondere Kabeln von Kraftübertragungsanlagen. - Google Patents

Description

      Einrichtung    zur Begrenzung der      berwellenstr me    in     Zeitungen,    insbesondere     Nabeln     von     Kraftübertragungsanlagen.       Zur Übertragung grosser und grösster elek  trischer Leistungen eignet sich besonders bei  grossen Entfernungen der Gleichstrom besser  als der bisher übliche Wechsel- oder Dreh  strom. Besonders deutlich werden die Vor  teile, wenn man statt oberirdischer Leitungen  Kabel verwendet, weil Gleichstromkabel bei  gleichem Materialaufwand für eine viel  höhere     Spannung    benutzt werden können als  Wechselstromkabel.  



  Die Übertragung geht dabei bekanntlich  in der Weise vor sich, dass man beispiels  weise an ein Drehstromnetz eine Gleich  richteranlage anschliesst und von hier aus  über Leitungen, z. B. Freileitungen oder  Kabel, den hochgespannten Gleichstrom zu  der am andern Ende der Leitungen befind  lichen     Wechselrichteranlage    leitet, wo er  wiederum in Drehstrom umgeformt wird.  



       Derartige        Gleichrichteranlagen    erzeugen  aber nicht nur eine Gleichspannung, sondern    auch noch Oberwellen, deren Frequenz von  der Netzfrequenz des zugeführten Wechsel  stromes und der Phasenzahl abhängt. Bei  sechsphasigen     Gleichrichtern.    erhält man be  kanntlich bei der Netzfrequenz 50 Hz die  Oberwellen 300, 600, 900, 1200 Hz usw.,  deren Effektivwert ausser von der Betriebs  spannung noch vom     Aussteuerungsgrad    des  Gleichrichters bestimmt ist.

   Bei voll aus  gesteuertem Gleichrichter erreicht der     Effelk-          tivwert    der grössten Oberwelle mit der Fre  quenz von 300 Hz den Betrag von etwa 6  der Gleichspannung, der bei     geringerer    Aus  steuerung bis auf mehr als 20 % der bei  voller Aussteuerung     auftretenden    Gleich  spannung zunehmen kann. Da nun längere       Freileitungen    und vor allen Dingen aber  Kabelanlagen über beträchtliche     Kapazitäten     verfügen, so müssen von ihnen bedeutende       Oberwellenladeströme    aufgenommen werden,  wenn hiergegen keine Massnahmen getroffen  werden.

        Rechnet man bei einem einphasigen Hoch  spannungskabel für 225     kV    mit einer Kapa  zität von 0,25     ,ciF/km,    so nimmt bei einer  Gleichspannung von 225     kV    und der bei  sechsphasiger Schaltung vorhandenen     300-Hz-          Oberwellenspannung    ein 150 km langes  Kabel einen     Oberwellenstrom    von etwa 4011     a     auf.

   Wenn ein solches Kabel für einen nor  malen Betriebsgleichstrom von beispielsweise  200 A gebaut ist, so bedeutet dies eine völlig  unzulässige zusätzliche Belastung.     plan    muss  daher bestrebt sein, die     Oberwellenstromauf-          nahme    der Leitungen     möglichst    zu begren  zen.  



  Dies erfolgt erfindungsgemäss in der  Weise, dass vor den Leitungen Drosselspulen  geeigneter Grösse liegen. Da die     Leitrungen,     insbesondere die Kabel, im wesentlichen für  die     Oberwellenströme    Kapazitäten darstellen,  muss die     Induktivität    der Drosseln so ge  wählt sein, dass die Eigenfrequenz der  Reihenschaltung     Drosselspulen-Leitungen     stets tiefer liegt als die tiefste Frequenz der  zu begrenzenden     Oberwellenströme.    Im an  dern Falle würde man unter Umständen  Resonanzen zwischen Drosseln und Leitun  gen bekommen, wodurch die Stromaufnahme  der Kabel statt verkleinert noch vergrössert  würde.  



       Zweckmässigerweise    sind des weiteren  Querglieder aus     Kondensatoren    oder Reso  nanzkreisen vor den Drosselspulen an die Be  triebsgleichspannung gelegt. Zwischen den  Quergliedern und den Gleich- oder Wechsel  richtern können ausserdem noch im Zuge der  Gleichstromleitung weitere Drosselspulen lie  gen. Häufig wird aber die     Induktivität    der  Gleich- oder     Wechselrichtertransformatoren     ausreichend sein, so dass diese letzteren Dros  selspulen entbehrt werden können.  



  In den     Fig.    1     bezw.    2 der Zeichnung sind  zwei Ausführungsbeispiele einer Einrichtung  gemäss der Erfindung für erdfreien     bezw.     im Nullpunkt geerdeten Betrieb dargestellt.  In     beiden    Figuren sind gleiche     bezw.    ent  sprechende Elemente mit denselben Bezugs  zeichen versehen.    1 ist eine an ein Drehstromnetz an  geschlossene     Gleichriehteranlage.    Der von  ihr erzeugte hochgespannte Gleichstrom wird  über zwei Kabel 2 einer     Wec.hselriehter-          anla.ge    3 zugeführt und hier wiederum in  Drehstrom umgeformt. Vor die Kabel 2 sind  Drosseln 5 eingeschaltet.

   In Verbindung hier  mit sind ausserdem noch weitere Drosseln 4  und     Querglieder        eingeschaltet,    die in Form  von     Reihenresonanzkreisen    6, 7     bezw.    8, 9  ausgebildet und auf die hauptsächlichen       Oberwellen    abgestimmt sind.  



  Die Bemessung der Drosseln und Quer  glieder ist dabei folgendermassen:  Der sich aus der Reihenschaltung der       Drosseln    5 und der Kabel 2 ergebende  Scheinwiderstand muss bei den Frequenzen  der zu begrenzenden     Oberwellens.tröme        min-          mestens    den doppelten Wert des resultieren  den Scheinwiderstandes der Querglieder 6, 7  und 8, 9 besitzen.  



  Der Scheinwiderstand der Drosseln 4 muss  bei den Frequenzen der zu begrenzenden       Oberflä,chenwellenströme    mindestens den dop  pelten Wert des: resultierenden Scheinwider  standes der Querglieder 6, 7 und 8, 9 be  sitzen.  



  Statt der Einschaltung der Drossel 4  kann die     Induktivität    der     Gleichrichter-          bezw.        ZVechselriehtertransformatoren    so hoch  gewählt  erden,     da.ss    sie die Wirkung der  genannten Drosseln (4) mit übernimmt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Begrenzung der Ober- wellenströme in Leitungen, insbesondere Kabeln von Kraftübertragungsanlagen, die mit hochbespanntem Gleichstrom betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, da.ss vor den Leitungen (2) Drosselspulen (5) solcher Grösse liegen, dass die Eigenfrequenz der Reihenschaltung Drosselspulen (5)-Leitun- gen (2) stets tiefer liegt als die tiefste Fre quenz der zu begrenzenden Oberwellenströme. UNTER AN SPRt\CHR: 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der sich aus der Reihenschaltung Drosselspulen (5)-Leitun- gen (2) ergebende Scheinwiderstand bei den Frequenzen der zu begrenzenden Oberwellen- ströme mindestens den doppelten Wert des resultierenden Scheinwiderstandes erreicht, den Querglieder (6, 7 und 8, 9) haben, die vor den Drosseln (5) an der Betriebsgleich spannung liegen. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gleich- bezw. Wechsel richtern und den Quergliedern im Zuge der Gleichstromleitung (2) Drosselspulen (4) lie gen, deren Scheinwiderstand bei den Fre quenzen der zu begrenzenden Oberwellen ströme mindestens den doppelten Wert des resultierenden Scheinwiderstandes der Quer glieder (6, 7 und 8, 9) besitzt. 3.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktivität der Gleich- bezw. Wechselriohtertransformatoren so hoch ge wählt ist, dass ihr Scheinwiderstand bei den Frequenzen der zu begrenzenden Oberwellen ströme mindestens den doppelten Wert des resultierenden Scheinwiderstandes der Quer glieder (6, 7 und 8, 9) besitzt.