DE10247039A1

DE10247039A1 - Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage

Info

Publication number: DE10247039A1
Application number: DE10247039A
Authority: DE
Inventors: Seiji Tange; Tadashi Matsumoto; Tomoo Ashizawa; Toshio Nomura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: JP2003189476A; DE10247039B4; US20030111907A1; TW583808B; US7053503B2; JP3929767B2

Abstract

Erfindungsgemäß weist eine Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage einen Kompensator mit Querstromerfassung auf, der einen Eingangsanschluss, an den eine Querverbindungsleitung angeschlossen ist, welche die Querverbindung zwischen den Sekundärseiten zusätzlicher Stromwandler herstellt, und einen Ausgangsanschluss aufweist, an welchen Querstromausgleichsleitungen angeschlossen sind, welche die Sekundärseiten einer Vielzahl von Stromwandlern in Reihe miteinander verbinden, bei welcher der Kompensator mit Querstromausgleich an die Querstromausgangsleitung einen Ausgleichsstrom in der Weise abgibt, dass die Stromkomponente, welche dem Querstrom entspricht, der auf den Sekundärseiten der Stromwandler auftritt, aufgehoben wird, wenn der Querstrom erfasst wird, der innerhalb der Stromschiene, der Verteiler und des Schalters zirkuliert.

Description

1. Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage, welche während des parallelen Betriebs einer Energieübertragungsleitung, eines Leistungstransformators, eines Geräts wie zum Beispiel eines Verteilers und der Ausrüstung in der Stromanlage. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird hier vorwiegend der Betrieb eines Verteilersystems beschrieben.

2. Stand der Technik

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird nun ein herkömmlicher paralleler Betrieb des Verteilersystems beschrieben. Dabei stellt Fig. 15 in einem Schaltplan einen herkömmlichen parallelen Betrieb bei der Verteilung des Verteilersystems dar.
In Fig. 15 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Stromversorgung angegeben; das Bezugszeichen 2 gibt einen primärseitigen Leistungsschalter eines Leistungstransformators (Tr) an; eine primärseitige Wicklung des Leistungstransformators ist mit 3 bezeichnet; das Bezugszeichen 4 gibt eine sekundärseitige Wicklung des Leistungstransformators an; mit dem Bezugszeichen 5 ist ein sekundärseitiger Leistungsschalters des Leistungstransformators angegeben; und eine Stromschiene ist mit dem Bezugszeichen 6 angegeben.
In dieser Figur bezeichnet außerdem das Bezugszeichen 10 ein Verteilernetz; das Bezugszeichen 10-1 entspricht einem Leistungsschalter des Verteilers 10; Sektoren im Verteilernetz 10 sind mit 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 und 11-5 angegeben, und die Bezugszeichen 10-2, 10-3, 10-4 und 10-5 geben Sektorenschalter bzw. Leistungsschalter des Verteilernetzes 10 an (sie werden nachstehend als "Schalter" bezeichnet).
In derselben Figur gibt das Bezugszeichen 20 ein Verteilernetz an; mit dem Bezugszeichen 20 ist ein Leistungsschalter angegeben; die Bezugszeichen 21-1, 21-2, 21-3, 21-4 und 21-5 bezeichnen Sektoren im Verteilernetz 20; bei den Bezugszeichen 21-1, 21-2, 21-3, 21-4 und 21-5 handelt es sich um Sektoren im Verteilernetz 20, und die Bezugszeichen 20-2, 20-3, 20-4 und 20-5 geben Sektorenschalter bzw. Leistungsschalter (sie werden nachstehend als "Schalter" bezeichnet) des Verteilernetzes 20 an.
Außerdem gibt in dieser Figur das Bezugszeichen 12 einen Stromwandler (CT) im Verteilernetz 10 an; das Bezugszeichen 13 entspricht einer Einrichtung zur Überwachung des Verteilernetzes und zu dessen Schutz (sie wird nachstehend als "Schutzrelais" zur Vereinfachung der Beschreibung bezeichnet); mit dem Bezugszeichen 22 ist ein Stromwandler (CT) im Verteilernetz bezeichnet; das Bezugszeichen 23 entspricht einer Einrichtung, welche das Verteilernetz 20 überwacht und schützt (sie wird nachstehend zur Vereinfachung der Beschreibung als "Schutzrelais" bezeichnet); und mit dem Bezugszeichen 30 ist ein Verteilungsanschlussschalter bzw. Leistungsschalter (der nachstehend als "Schalter" bezeichnet wird) zwischen dem Verteilernetz 10 und dem Verteilernetz 20 angegeben.
In Fig. 15 leiten der Stromwandler (CT) des Verteilernetzes 10 und der Stromwandler (CT) des Verteilernetzes 20 den Strom in den jeweiligen Phasen unter Einsatz von drei Stromwandlern in einem direkt geerdeten System des Verteilernetzes ab; außerdem ist ein Überstromrelais (eines der Schutzrelais) als Schutz vor Überlastung und einem Kurzschlussfehler in den Verteilernetzen 10 und 20 jeweils an deren Sekundärseite angeordnet. Außerdem ist in einem Reststromkreis an der Sekundärseite jedes Stromwandlers 12 bzw. 22 als Schutz vor einem Erdungsfehler ein Erdungs-Überstromrelais (eines der Schutzrelais) angeordnet. Des Weiteren sind in jedem der Sektorenschalter 10-2, 10-3, . . ., 20-2, 20-3, . . . und 30 sowie in den Übertragungsenden der Verteilernetze 10 und 20 ein Stromwandler und ein Schutzrelais zur Überwachung und zum Schutz der jeweiligen Sektoren 11-2, 11-3, . . . und 21-2, 21-3, . . . angeordnet.
Gemäß Fig. 15 leiten der Stromwandler 12 des Verteilungsnetzes 10 und der Stromwandler 22 des Verteilungsnetzes 20 den Strom in den jeweiligen Phasen unter Einsatz von zwei Stromwandlern in einem hochohmigen Erdungssystem (einschließlich eines Erdungsschutzsystems GPT) des Verteilungssystems ab und befindet sich jeweils an deren Sekundärseite ein Überstromrelais zum Schutz vor Überlastung und einem Kurzschlussfehler der Verteilungsnetze 10 und 20. Des Weiteren leiten der Stromwandler 12 und der Stromwandler 22 unter Einsatz eines Nullstromwandlers (ZTC) und eines Erdungsschutzsystems (GPT) einen Nullphasen-Strom und eine Nullphasen-Spannung ab und verbinden ganz allgemein ein Erdungsrichtungsrelais, um einen Erdungsschutz herbeizuführen. Außerdem sind in jedem der Sektorenschalter 10-2, 10-3, . . ., 20-2, 20-3, . . . ein Stromwandler und ein Schutzrelais vorgesehen, die den Schaltungselementen an den Übertragungsenden der Verteilungsnetze 10 und 20 ähnlich sind, um die jeweiligen Sektoren 11-2, 11-3, . . . und 21-2, 21-3, . . . zu überwachen und zu schützen.
Als nächstes wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung die Funktionsweise des herkömmlichen Verteilungssystems beschrieben.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Querstrom 50 mit Nullphase fließt, wenn der Schalter 30 durch den Betrieb des in Fig. 15 dargestellten Verteilungsnetzes geschlossen wird. Der Grund hierfür ist, dass der Querstrom 50 mit Nullphase auftritt, weil Impedanzen mit den jeweiligen Phasen in geschlossener Schleife sogar dann geringfügige Unterschiede aufweisen, wenn die Versorgungsspannungen identisch sind.
Das Auftreten des Querstroms wird nachstehend nun beschrieben. Fig. 16 veranschaulicht in einem Prinzipschaltbild die Entstehung eines Querstroms. In dieser Figur geben die Bezugszeichen Ea, Eb und Ec jeweils Versorgungsspannungen an; die Bezugszeichen Za1, Zb1 und Zc1 geben Impedanzen auf der Seite des Verteilungsnetzes 10 an, und die Bezugszeichen Za2, Zb2 und Zc2 entsprechen Impedanzen auf der Seite des Verteilungsnetzes 20.
Bei diesem Beispiel gilt dann, wenn es sich tatsächlich um ein Verteilungssystem handelt und wenn der Schalter 30 geschlossen ist, dass die vorgenannten Impedanzen nicht exakt mit einander identisch sind, sondern bei einem unabgeglichenen Zustand in den jeweiligen Phasen leicht von einander abweichen. Der unabgeglichene Zustand wird beispielsweise durch einen geringfügigen Unterschied in der Länge der Stromdrähte in den jeweiligen Phasen und einen leichten Unterschied in den Kontaktwiderständen an den Knotenpunkten der jeweiligen Stromdrähte herbeigeführt. Der unabgeglichene Zustand wird auch durch einen Unterschied in einem Spannungsabfall in jeder der Phasen infolge des Ungleichgewichts bei der Last in jeder der Phasen, etc. herbeigeführt. Es ist eine allgemein bekannte Tatsache, dass eine ungleichgewichtige Spannung sich in einer Schleife auch dann aufbaut, wenn die Versorgungsspannung eine künstliche Dreiphasenspannung ist.
Mit anderen Worten sind die Spannungen in den jeweiligen Phasen bei geschlossenem Schalter 30 gemäß Fig. 16 in einer Tabelle wiedergegeben, die in Fig. 17 dargestellt ist. In dieser Tabelle sind die Phasenspannungen auf der Seite des Verteilungsnetzes 10 Ea1, Eb1 und Ec1 und die Phasenspannungen auf der Seite des Verteilungsnetzes 20 Ea2, Eb2und Ec2, wohingegen die Differentialspannungen der jeweiligen Phasen mit DEa, ΔEb, ΔEc bezeichnet sind. Ganz allgemein gilt, dass diese Differentialspannungen ΔEa, ΔEb, ΔEc wegen eines Unterschieds in den Impedanzen der jeweiligen Phasen und eines Unterschieds in den Lastströmen der jeweiligen Phasen keine künstlichen Dreiphasenspannungen werden können, wie vorstehend beschrieben wurde.
Nachstehend wird nun die Größe des Querstroms beschrieben. Eine Spannung mit positiver Phase, eine Spannung mit negativer Phase und eine Spannung mit Nullphase, wie sie bei einem Verfahren mit symmetrischen Koordinaten beschrieben werden, sind bei einer asymmetrischen Dreiphasenspannung vorhanden, und es liegt auf der Hand, dass die Größe des Querstroms durch diejenigen Spannungen und eine Impedanz mit positiver Phase, eine Impedanz mit negativer Phase und eine Impedanz mit Nullphase bei geschlossenem Stromkreis bestimmt wird. Auch wurde wegen der Abhängigkeit vom jeweiligen System in diesem Fall die Tatsache beobachtet, dass die Größe des Querstroms mit der Nullphase bei dem tatsächlichen System einen Wert von etwa 1 bis 10 A annimmt.
Die primäre Auslegung des Stromwandlers der allgemein verwendeten Art beträgt 400 A bzw. 600 A. Bei diesem Beispiel sind im Vergleich zum Erfassungspegel des Überlastungs- und Kurzschluss-Schutzrelais (auf der Sekundärseite des Stromwandlers auf etwa 5 A bis 6 A oder mehr ausgelegt) die Ströme mit positiver Phase und negativer Phase relativ klein und nimmt der Nullphasen-Strom einen Wert nahe dem Erfassungspegel (etwa 0,1 A bis 0,5 A) des Erdungsschutzrelais des Direkterdungssystems an. Es kann leicht davon ausgegangen werden, dass der Strom den Erfassungspegel des Erdungsschutzrelais (etwa 0,2 bis 0,5 A auf der Primärseite des ZCT) übersteigt.
Der parallele Betrieb einer anderen herkömmlichen Stromverteilungsanlage wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. Fig. 18 stellt dabei ein Schaltbild dar, das einen Transformator im selben Versorgungsnetz bei dem herkömmlichen Verteilungssystem und den parallelen Betrieb des Verteilungssystems zeigt. Außerdem stellt Fig. 19 ein Schaltbild dar, das einen Transformator im selben Versorgungsnetz in dem herkömmlichen Stromverteilungssystem und den parallelen Betrieb über das Stromverteilungsnetz zeigt.
Dabei handelt es sich bei Fig. 18 und 19 um schematische Darstellungen, welche den parallelen Betrieb des Leistungstransformators zeigen. In diesen Figuren gibt das Bezugszeichen 2- 1 einen primärseitigen Leistungsschalter an, bezeichnet das Bezugszeichen 3-1 eine primärseitige Wicklung des Leistungstransformators, ist mit 4-1 eine sekundärseitige Wicklung des Leistungstransformators angegeben, gibt das Bezugszeichen 6-1 eine Stromschiene an und ist mit dem Bezugszeichen 7 ein Leistungsschalter für den Anschluss an die Stromschiene angegeben. Die anderen Bezugszeichen sind mit den Bezugszeichen aus Fig. 15 identisch.
Nachstehend wird nun der Querstrom beschrieben. Wenn gemäß Fig. 18 der Schalter 30 der Verteilungsnetze 10 und 20 geschlossen ist, tritt in der vorstehend beschriebenen Weise der Querstrom 50 auf. Wenn der Leistungsschalter 7 für den Anschluss an die Stromschiene geschlossen wird, tritt der Querstrom 50-1 auf. Die Gründe für das Auftreten des Querstroms 50-1 liegen im Allgemeinen in dem Unterschied in der Impedanz, wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 15 erläutert wurde, sowie in einem Spannungsausgleichsabgriff, der am Leistungstransformator angebracht ist. Der Unterschied in der Position des Spannungsausgleichsabgriffs und der Unterschied in dem Leistungstransformator wirken ganz erheblich als Ursache für die Bildung des Querstroms. In diesem Fall ist der Umstand ganz allgemein bekannt, dass alle Querströme mit positiver Phase, mit negativer Phase und mit Nullphase zu einem Problem führen können.
Nachstehend wird nun die Größe des Querstroms erläutert. Gemäß Fig. 18 ist der Querstrom 50 in dem Fall, in dem der Leistungsschalter 7 für den Anschluss an die Stromschiene und der Schalter 30 geschlossen sind, identisch mit dem Querstrom in dem in Fig. 15 dargestellten Fall, weshalb auf eine Beschreibung hier verzichtet wird. Hier wird nur auf einen Querstrom 50-1 eingegangen.
Die prozentuale Kurzschlussimpedanz (Z) des Leistungstransformators beträgt etwa 5 bis 10%, während eine Spannung an einem Abgriffpunkt des Spannungsausgleichsabgriffs beträgt etwa 1 bis 2%. Wird bei diesem Beispiel angenommen, dass der prozentuale Wert von Z an jedem Leistungstransformator 7,5% beträgt, und an beiden Leistungstransformatoren die Spannung an einem Abgriff 1,25% beträgt und die Verschiebung zwei Abgriffpunkte beträgt, so erhält man im Wege einer groben Berechnung die nachfolgenden Werte:

Differentialspannung ΔV = 1,25%.2 = 2,5%
geschlossene Schleife Z = 7,5%.2 = 15%
Querstrom I = ΔV/Z = 16,7%.
Mit anderen Worten erreicht bei dem Leistungstransformator, bei dem die Sekundärseite auf 10 MVA, 6,6 kV und 875 A ausgelegt ist, die Größe des Querstroms in diesem Fall den Wert 875 A.0,167 = 146 A und wird damit sehr groß.
Im Folgenden wird nun ein Fall erläutert, bei dem der Leistungsschalter 7 für den Anschluss der Stromschiene geöffnet und der Schalter 30 geschlossen ist, wie dies in Fig. 19 dargestellt ist. In einem solchen Fall geht der Querstrom in einen Zustand, in dem der anhand von Fig. 15 beschriebene Querstrom und der bei dem vorstehend erläuterten parallelen Leistungstransformator auftretende Querstrom sich gegenseitig überlagern. Der Querstrom mit der Nullphase in dem Hochspannungs-Verteilungsnetz wird im Vergleich zu dem Querstrom in dem in Fig. 15 dargestellten Fall viel größer und kann je nach den Umständen mehrere Zehnfache A bis etwa 100 A erreichen.
Der parallele Betrieb einem noch anderen herkömmlichen Verteilungssystem wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. Dabei stellt Fig. 20 ein Schaltbild dar, welches einen Transformator in einem anderen Stromversorgungssystem des herkömmlichen Verteilungssystems und den parallelen Betrieb der Verteilungsanlage zeigt. Auch Fig. 21 zeigt ein Schaltbild zur Erläuterung eines Querstroms, der während des parallelen Betriebs in dem anderen Versorgungsnetz bei dem herkömmlichen Verteilungssystem auftritt.
Fig. 20 stellt einen Fall dar, bei dem die beiden Stromversorgungsnetze parallel arbeiten. In Fig. 20 ist mit dem Bezugszeichen 1-1 ein weiteres Versorgungsnetz angegeben. Die anderen Bezugszeichen geben identische Elemente aus Fig. 18 an.
Nun wird der Querstrom erläutert. Dabei wird auf Fig. 20 verwiesen, anhand derer der Querstrom für den Fall beschrieben wird, in dem der Leistungsschalter 7 für den Anschluss der Stromschiene geöffnet und der Schalter 30 geschlossen ist.
Der Querstrom 50, der in Fig. 20 auftritt, wird zu der Größe der Spannungen der beiden Versorgungsnetze und der Spannungsphase zusätzlich zu dem in Fig. 18 dargestellten Fall addiert. Ganz allgemein ist der parallele Betrieb der beiden Versorgungsnetze nur dann zulässig, wenn das Versorgungsnetz 1 und das Versorgungsnetz 1-1 im Zuleitungssystem mit einander identisch sind und das System beschrieben wird. Es gilt dabei ganz allgemein, dass der parallele Betrieb in den völlig verschiedenen Systemen nicht realisiert wird.
Nachstehend wird nun die Größe des Querstroms erläutert. Fig. 21 stellt eine schematische Ansicht dar, die ein Versorgungsnetz und eine Impedanz gemäß Fig. 20 zeigt. Die Spannungen, die Impedanzen und die Spannungsphasen in den beiden Versorgungsnetzen bestimmen, wie vorstehend bereits -erläutert, die Größe des Querstroms. Die in dieser Figur dargestellten Spannungen Ea-1, Eb-1, Ec-1 und Ea-2, Eb-2 und Ec-2 werden von derselben Stromschiene des zuführseitigen Systems oder eines weiter höher liegenden zuführseitigen Systems angelegt und dabei liegt in jedem Fall ein Unterschied in der Größe und der Phase zwischen diesen beiden Spannungen vor. Die Größe des Querstroms wird entsprechend der Spannung, des Phasenunterschieds und der Größe der Impedanz innerhalb der geschlossenen Schleife bestimmt.
Der parallele Betrieb des in Fig. 15 dargestellten herkömmlichen Verteilungssystems ist durch das Problem beeinträchtigt, dass sich der Querstrom, insbesondere der Querstrom mit Nullphase, nachteilig auf das vorhandene Erdungsschutzrelais auswirkt. Mit anderen Worten kann insofern ein Zweck des Schutzrelais verloren gehen, als der Erdungsfehlerstrom, mit dem gearbeitet werden soll, zu einer Fehlfunktion hin verlagert wird oder eine Funktionsstörung zu einem Zeitpunkt auftritt, zu dem der Betrieb nicht durchgeführt werden sollte, je nach der Richtung des Querstroms mit der Nullphase. Außerdem kann wegen der Querströme mit positiver Phase und mit negativer Phase ein Widerstandsverlust auftreten oder man kann in dem Messwert eine übermäßig hohe Leistung (eines aktiven Schaltungselements, eines reaktiven Schaltungselements) messen.
Beim parallelen Betrieb des in Fig. 18 dargestellten herkömmlichen Verteilungsnetzes liegt außerdem ein Fall vor, bei dem die Querströme den Sollwert des Stroms des Leistungstransformators übersteigen kann, weil die Querströme mit der positiven Phase und der negativen Phase zwischen den Leistungstransformatoren sehr hohe Werte annehmen können, zusätzlich zu dem in Fig. 15 dargestellten Fall, was sich auf die verschiedenen Schutzrelais auswirkt und auch auf den gemessenen Wert Einfluss nimmt. Insbesondere kann in dem Fall, in dem der parallele Betrieb nur auf der Seite des Verteilungsnetzes vorgenommen wird, leicht davon ausgegangen werden, dass die Funktion von Endgeräten zur Sektorenüberwachung, die sich in dem Verteilungsnetz und in den Sektoren befinden, ganz erheblich beeinträchtigt wird.
Zusätzlich hierzu wird der parallele Betrieb des in Fig. 20 dargestellten herkömmlichen Verteilungssystems mit demselben Problem belastet wie das in Fig. 18 dargestellte System, wobei noch die Möglichkeit besteht, dass ein ernst zu nehmendes Problem auftritt.
Die Technik des parallelen Betriebs bei dem herkömmlichen Versorgungssystem wird durch die vorstehend geschilderten Probleme beeinträchtigt und führt zu den folgenden Situationen:

1. das vorhandene Schutzrelais kann ein vorgegebenes Ziel nicht erreichen, und insbesondere tritt an dem Erdungsrelais ein Problem auf;
2. in dem vorhandenen Messwert ist ein nutzloser Wert enthalten;
3. in der Stromversorgungsanlage tritt ein nutzloser Verlust auf;
4. es wird eine Überlastung herbeigeführt, und
5. ein Leistungsgerät wird beschädigt.

Kurzdarstellung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Ziel entwickelt, das vorstehend dargestellte Problem, das im Zusammenhang mit dem Stand der Technik auftritt, zu lösen. Somit liegt der Erfindung unter anderem die Aufgabe zugrunde, ein System für die Steuerung des Querstromausgleichs bei einer Stromanlage zu schaffen, das in der Lage ist, den Querstrom auszugleichen.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage angeregt, welche einen ersten und einen zweiten Leistungstransformator aufweist, die mit den jeweiligen Übertragungsenden eines ersten und eines zweiten Versorgungsnetzsystems verbunden sind, welche an dieselbe Stromschiene angeschlossen sind, sowie eine Vielzahl von dritten Stromwandlern, die in jedem der Sektoren des ersten und zweiten Versorgungsnetzsystems angeordnet sind, und einen Kompensator mit Querstromerfassung, welcher einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss besitzt und in welchem eine Querverbindungsleitung, welche eine Querverbindung zwischen der Sekundärseite des ersten und des zweiten Stromwandlers herstellt, an den Eingangsanschluss angeschlossen ist, und eine Querstromausgleichsleitung, welche die Sekundärseite der Vielzahl der dritten Stromwandler in Reihe verbindet, an den Ausgangsanschluss angeschlossen ist.

Der Kompensator mit Querstromerfassung führt der Querstromausgleichsleitung einen Ausgleichsstrom in der Weise zu, dass eine Stromkomponente, die dem Querstrom entspricht, aufgehoben wird, welche auf den Sekundärseiten der Vielzahl von dritten Stromwandlern auftritt, wenn der Kompensator mit Querstromerfassung einen Querstrom erfasst, der innerhalb der Stromschiene, in dem ersten und zweiten Versorgungssystem und einem Schalter zirkuliert, welcher das erste und das zweite Versorgungssystem mit einander verbindet.

Entsprechend diesem Aufbau können die Beträge des Nullphaseneingangs an den jeweiligen Anschlüssen ausgeglichen werden, können die jeweiligen Anschlüsse die Zuverlässigkeit der Schutzfunktion verbessern, insbesondere die Zuverlässigkeit bezüglich des Erdungsschutzes. Es ist auch möglich, den Querstrom am Übertragungsende zum Schutzrelais, wie im Fall der Anschlussseite, auszugleichen und die Zuverlässigkeit des Übertragungsendes, insbesondere die Funktion des Erdungsschutzes, zu verbessern.

Erfindungsgemäß ist auch ein System zur Steuerung des Querstromausgleichs bei einer Stromanlage vorgesehen, welches einen ersten und einen zweiten Stromwandler aufweist, die an der jeweiligen Sekundärseite des ersten und zweiten Stromwandlers angeordnet sind, welche an dasselbe Versorgungsnetz angeschlossen sind, sowie einen Kompensator mit Querstromerfassung, welcher eine Querverbindung zwischen den Sekundärseiten des ersten und des zweiten Stromwandlers herstellt, ferner eine erste Einrichtung zum Spannungsabgleich, welche mit einer erste Stromschiene verbunden ist, die mit den Sekundärseiten des Kompensators mit Querstromerfassung und dem ersten Stromwandler verbunden ist, sowie eine zweite Einrichtung zum Spannungsabgleich, die mit einer zweiten Stromschiene in Verbindung steht, die an die Sekundärseiten des Kompensators mit Querstromerfassung und den zweiten Leistungstransformator angeschlossen ist.

Der Kompensator mit Querstromerfassung gibt eine Ausgleichsspannung ab, wenn er einen Querstrom erfasst, die innerhalb des ersten und zweiten Leistungstransformators, der ersten und zweiten Stromschiene und eines Schalters zirkuliert, der die erste mit der zweiten Stromschiene verbindet, bei welchem die erste Einrichtung für den Spannungsabgleich den Spannungsabgleichabgriff an der Sekundärseite des ersten Leistungstransformators auf der Grundlage der Spannung der ersten Stromschiene und der Ausgleichsspannung steuert, und bei welchem die zweite Einrichtung für den Spannungsabgleich den Spannungsabgleichäbgriff auf der Sekundärseite des zweiten Leistungstransformators anhand der Spannung der zweiten Stromschiene und der Ausgleichsspannung steuert.

Entsprechend diesem Aufbau kann der Querstrom des Leistungstransformators, der parallel betrieben wird, auf ein Mindestmaß reduziert werden und kann der Leistungsverlust aufgrund des nutzlosen Querstroms unterdrückt werden.

Erfindungsgemäß ist außerdem ein System zum Steuern des Querstromausgleichs bei einer Stromanlage vorgesehen, welches einen ersten Stromwandler aufweist, der an der Sekundärseite eines ersten Leistungstransformators angeordnet ist, welcher mit einem ersten Versorgungsnetz verbunden ist, sowie einen zweiten Stromwandler, der an der Sekundärseite eines zweiten Leistungstransformators angeordnet ist, welcher mit einem zweiten Versorgungsnetz verbunden ist, sowie einen Kompensator mit Querstromerfassung, der mit einer Querverbindungsleitung in Verbindung steht, welche eine Querverbindung zwischen den Sekundärseiten des ersten und des zweiten Stromwandlers herstellt, ferner eine erste Einrichtung für den Spannungsabgleich, die mit einer ersten Stromschiene in Verbindung steht, welche an die Sekundärseiten des Kompensators mit Querstromerfassung und des ersten Leistungstransformators angeschlossen ist, und eine zweite Einrichtung für den Spannungsabgleich, die mit einer zweiten Stromschiene in Verbindung steht, welche an die Sekundärseiten des Kompensators mit Querstromerfassung und des zweiten Leistungstransformators angeschlossen ist.

Der Kompensator mit Querstromerfassung gibt eine Ausgleichsspannung ab, wenn ein Querstrom erfasst wird, die innerhalb des ersten und des zweiten Leistungstransformators, der ersten und der zweiten Stromschiene und eines Schalters zirkuliert, der die erste mit der zweiten Stromschiene verbindet, bei welchem die erste Einrichtung zum Spannungsabgleich den Spannungsabgleichsabgriff an der Sekundärseite des ersten Leistungstransformators auf der Grundlage der Spannung auf der ersten Stromschiene und der Ausgleichsspannung steuert, und bei welchem die zweite Einrichtung zum Spannungsabgleich den Spannungsabgleichsabgriff an der Sekundärseite des zweiten Leistungstransformators anhand der Spannung auf der zweiten Stromschiene und der Ausgleichsspannung steuert.

Entsprechend diesem Aufbau lässt sich der Querstrom in den Transformatoren und dem Verteilernetz des anderen Systems im Parallelbetrieb auf ein Mindestmaß reduzieren.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Diese und weitere Zielsetzungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnung, in welcher:
Fig. 1 ein Schaltbild zeigt, das ein System zur Steuerung des Querstromausgleichs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild ist, welches das System zur Steuerung des Querstromausgleichs für ein Verteilernetz gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 3 ein detailliertes Schaltbild zeigt, welches das System zum Steuern des Querstromausgleichs für ein Verteilernetz gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 4 ein detailliertes Schaltbild ist, welches ein System zum Steuern des Querstromausgleichs für ein Verteilernetz gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 5 ein detailliertes Schaltbild zeigt, welches ein System zum Steuern des Querstromausgleichs für ein Verteilernetz gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 6 ein Schaltbild mit der Darstellung eines Steuersystems für den Querstromausgleich bei einem Verteilersystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7A bis 7F jeweils die Funktionsweise des Steuersystems für den Querstromausgleich für ein Verteilersystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in schematischer Darstellung zeigen;
Fig. 8 ein Schaltbild ist, welches einen Kompensator mit Querstromerfassung bei dem System zur Steuerung des Querstromausgleichs für ein Verteilersystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 9 einen Kompensator mit Querstromerfassung bei einem System zur Steuerung des Querstromausgleichs für ein Verteilersystem gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Form eines Schaltbilds darstellt;
Fig. 10 ein Schaltbild ist, welches einen Kompensator mit Querstromerfassung bei einem System zur Steuerung des Querstromausgleichs für ein Verteilersystem gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 11 ein Schaltbild ist, welches einen Kompensator mit Querstromerfassung bei einem System zur Steuerung des Querstromausgleichs für ein Verteilersystem gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 12 das Schaltbild eines Steuersystems für die Querstromerfassung für ein Verteilersystem gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 13 ein Schaltbild ist, welches ein System zum Steuern des Querstromausgleichs bei einem Verteilersystem gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 14 ein Schaltbild zeigt, welches das System zum Steuern des Querstromausgleichs bei einem Verteilersystem gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 15 ein Schaltbild mit der Darstellung eines herkömmlichen Verteilersystems ist;
Fig. 16 ein Schaltbild mit der Darstellung eines Stromkreises zur Erläuterung des Auftretens eines Querstroms bei dem herkömmlichen Verteilersystem ist;
Fig. 17 ein Diagramm mit der Darstellung einer Tabelle zur Erläuterung des Auftretens eines Querstroms bei dem herkömmlichen Verteilersystem ist;
Fig. 18 ein Schaltbild ist, welches ein weiteres herkömmliches Verteilersystem darstellt;
Fig. 19 ein Schaltbild ist, welches noch ein anderes herkömmliches Verteilersystem zeigt;
Fig. 20 ein Schaltbild mit der Darstellung eines weiteren herkömmlichen Verteilersystems ist; und
Fig. 21 noch ein weiteres herkömmliches Verteilersystem in Form eines Schaltbilds darstellt.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Nachstehend werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ausführlicher beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird nun Steuersystem für den Querstromausgleich bei einer Stromanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dabei ist Fig. 1 ein Schaltbild, welches die Querstromausgleichssteuerung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Dabei geben die gleichen Bezugszeichen in jeder Figur identische oder einander entsprechende Funktionen an.
Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Weise ausgelegt, dass ein Nullphasen-Stromkreis auf der Sekundärseite des Stromwandlers am Übertragungsende des Verteilernetzes so querverbunden ist, dass nur der Querstrom mit einer Nullphase abgeleitet wird und der Nullphasen-Strom erfasst wird, um den Querstrom mit der Nullphase auszugleichen.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 40 eine Querverbindungsleitung und das Bezugszeichen 41 gibt einen Kompensator mit Querstromerfassung wie beispielsweise einen Transformator an. Die Bezugszeichen, die mit den in Fig. 15 vorhandenen Bezugszeichen übereinstimmen, entsprechen denselben Funktionen und Abläufen wie jenen, die in den Bauelementen und Einrichtungen gemäß Fig. 15 vorgesehen sind.
Fig. 2 zeigt außerdem ein detailliertes Schaltbild zur Darstellung des Systems zur Steuerung des Querstromabgleichs für ein Verteilernetz gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, in welcher das Bezugszeichen 12-1 einen zusätzlichen Stromwandler (CT) angibt, der auf der Sekundärseite eines Stromwandlers 12 in einen Nullphasen-Schaltkreis eingesetzt ist, während das Bezugszeichen 22-1 einen zusätzlichen Stromwandler (CT) angibt, der auf der Sekundärseite eines Stromwandlers 22 in einen Nullphasen- Schaltkreis eingefügt ist. Die Bezugszeichen 41-1 und 41-2 geben Eingangsanschlüsse (primärseitige Anschlüsse) eines Kompensators 41 zur Querstromerfassung an, und die Bezugszeichen 41-3 und 41-4 entsprechen Ausgangsanschlüssen (sekundärseitigen Anschlüssen) des Kompensators 41 zur Querstromerfassung. Wenn der Eingangsanschluss 41-1 + ist, dann erscheint am Ausgangsanschluss 41-3 die Polarität +.
In der Zeichnung geben die Bezugszeichen 14-1, . . . 14-5 und 24-1, . . . außerdem Stromwandler (CT) an, die in Schaltern 10- 2, . . . 30 und 20-2, . . . angeordnet sind, während die Bezugszeichen 15-1, . . . 15-5 und 25-1, . . . Sektorenüberwachungs-Anschlüsse bezeichnen, welchen die Ströme in den Sektoren messen oder schützen. Des Weiteren geben die Bezugszeichen 50-1 und 50-2 Nullphasen-Querströme eines Hauptschaltkreises an. Die Bezugszeichen 61-1, 61-2, . . . 61-n, 62-1, 62-2, . . . 62-n geben Querstrom-Ausgleichsleitungen der Nullphase an, die zu den jeweiligen Sektorenüberwachungs-Anschlüssen 15-1, . . . führen.
Als nächstes wird die Funktionsweise des Steuersystems für den Querstromausgleich für ein Verteilernetz entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert.
Aus Fig. 2 wird deutlich, dass dann, wenn der Schalter 30 geschlossen ist, um einen Querstrom 50 zu erzeugen, die Querströme 50-1 und 50-2 der Nullphase fließen. Auch wenn eine Fließrichtung die Richtung im Uhrzeigersinn angibt, kann je nach der Impedanz des Systems und nach den Bedingungen im System auch eine Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn gelten, doch soll hier aus Gründen der Vereinfachung der Beschreibung nur die Fließrichtung im Uhrzeigersinn besprochen werden.
Andererseits fließt ein Laststrom IL1 - der Querstrom in eine Richtung zur Seite der Verteilerleitung 10 - und fließt ein Laststrom IL2 plus dem Querstrom in der Nullphase auf der Seite des Verteilernetzes 20, und fließt ein hierzu proportionaler Strom in den jeweiligen Sektorenüberwachungs-Anschlüssen. Mit anderen Worten wird der Querstrom in der Nullphase zu einem Strom addiert und wird der Querstrom in der Nullphase von dem anderen Strom subtrahiert.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die jeweiligen Sektorenüberwachungs-Anschlüsse durch den Einsatz eines Ausgleichsstroms Ic ausgeglichen, der von dem Kompensator 41 mit Querstromerfassung abgegeben wird. Zum Beispiel wird die Stromkomponente, welche dem vorgenannten Querstrom in der Nullphase entspricht, der auf der Sekundärseite des an den Sektorenüberwachungs-Anschluss 15-1 angeschlossenen Stromwandlers 14-1 erscheint, durch den Ausgleichstrom Ic aufgehoben. Das Transformationsverhältnis der Stromwandler 12, 22 und der zusätzlichen Stromwandler 12-1, 22-1, CT 14-1, . . . 14-5 und 24-1, . . . sowie das Transformationsverhältnis des Kompensators 41 mit Querstromerfassung werden im voraus so eingestellt, dass die dem Querstrom mit Nullphase entsprechende Stromkomponente durch den Ausgleichsstrom Ic aufgehoben wird, was bedeutet, dass die Stromkomponenten dasselbe Stromniveau erreichen. Auch wenn zwischen dem Laststrom auf der Seite des Verteilernetzes 10 und dem Laststrom auf der Seite des Verteilernetzes 20 genau genommen ein Unterschied besteht, treten keinerlei Probleme auf, da in dem Nullphasen-Schaltkreis kein Laststrom auftritt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nun ein Fall erläutert, in dem der Schalter 30 geöffnet ist. Auch wenn die Lastströme IL1 und IL2 der jeweiligen Verteilernetze 10 und 20 fließen, da ihre Laststromkomponenten nicht in dem an die Querverbindungsleitung 40 mit Nullphase angeschlossenen Kompensator 41 mit Querstromerfassung fließen, ergibt sich hier kein Problem.
Mit anderen Worten: Das Steuersystem für den Querstromausgleich für ein Verteilungssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Stromwandler 12 und 22 sowie zusätzliche Stromwandler 12-1, 22-1, die an den jeweiligen Übertragungsenden der an die gleiche Stromschiene 6 angeschlossenen Verteilungsnetze 10 und 20 angeordnet sind, sowie eine Vielzahl von Stromwandlern 14-1, . . . 14-5 und 24-1, . . ., die in jedem der Sektoren in den Verteilungsnetzen 10 und 20 angeordnet sind, und Eingangsanschlüsse 41-1, 41-2 und Ausgangsanschlüsse 41-3, 41-4, während es mit einem Kompensator 41 mit Querstromerfassung ausgestattet ist, in welchem eine Querverbindungsleitung 40, welche eine Querverbindung zwischen der Sekundärseite der zusätzlichen Stromwandler 12-1 und 22-1 herstellt, mit dem Eingangsanschluss verbunden ist, und Querstromausgleichsleitungen 61-1, 61-2, . . . 61-n, 62-1, . . . 62-n, welche die Sekundärseiten der Vielzahl von Stromwandlern 14-1, . . . 14-5 und 24-1, . . . in Reihe miteinander verbinden, an den Ausgangsanschluss angeschlossen sind. Der Kompensator 41 mit Querstromerfassung versorgt die Querstromausgleichsleitungen 61 und 62 mit einem Ausgleichsstrom IC, um so eine Stromkomponente aufzuheben, welche dem Querstrom 50 entspricht, der auf den Sekundärseiten der Vielzahl von Stromwandlern 14 und 24 auftritt, wenn der Querstrom 50 erfasst wird, der innerhalb der Stromschiene 6, den Verteilernetzen 10, 20 und dem Verteilungsanschlussschalter 30 zirkuliert, welcher das Verteilungsnetz 10 mit dem Verteilungsnetz 20 verbindet.
Wie vorstehend bereits erläutert wurde, verbessern die jeweiligen Sektorenüberwachungs-Anschlüsse die Zuverlässigkeit der Schutzfunktion, insbesondere die Zuverlässigkeit hinsichtlich des Erdungsschutzes, weil die Beträge des Nullphasen-Eingangs an den jeweiligen Sektorenüberwachungs-Anschlüssen 15 und 25 ausgeglichen werden. Aus diesem Grund können die jeweiligen Sektorenüberwachungs-Anschlüsse den Zustand korrekt erfassen und den sicheren Schutz vornehmen.

Zweites Ausführungsbeispiel

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird nun ein Steuersystem für den Querstromausgleich für eine Stromanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei zeigt Fig. 4 ein detailliertes Schaltbild mit der Darstellung des Systems zur Steuerung des Querstromausgleichs für ein Verteilungssystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Fig. 4 gibt das Bezugszeichen 30-1 einen Schalterkontakt an, der in Verbindung mit der Ansteuerung des Schalters 30 gesteuert wird, und gibt das Bezugszeichen 200 eine Schaltersteuereinheit an, welche den Schalter und dergleichen ansteuert und einen Rechner umfasst. Auch hier sind die Funktionen der Bauelemente, die mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 angegeben sind, mit Ausnahme der Bezugszeichen 30-1 und 200, identisch.
Mit anderen Worten wird der Schalterkontakt 30-1 geschlossen, wenn die Schaltersteuereinheit 200 den Schalter 30 öffnet. Wenn andererseits die Schaltersteuereinheit 200 den Schalter 30 schließt, wird der Kontakt 30-1 geöffnet. Diese Steuerung ist in dem Fall wirksam, in dem die Verteilungsnetze 10 und 20 unabhängig voneinander arbeiten.
Anders ausgedrückt, weist das System zum Steuern des Querstromsausgleichs für ein Verteilungsnetz entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel des weiteren zusätzlich zu den Bauelementen des ersten Ausführungsbeispiels den Schalterkontakt 30-1 auf, der zwischen den Ausgangsanschlüssen 41-3 und 41-4 des Kompensators 41 mit Querstromerfassung angeschlossen ist und der geschlossen wird, wenn der Schalter 30, der die Verteilungsnetze 10 und 20 mit einander verbindet, geöffnet wird.
Gemäß diesen Ausführungsbeispiel wird in dem Fall, in dem die Verteilungsnetze von einem Schleifenschaltungssystem zu einem radialen Schaltungssystem umschalten, die Ausgangsseite des Kompensators 41 mit Querstromerfassung, welcher den durch einen Unterschied im Lastbetrag oder dergleichen zwischen den jeweiligen Verteilungsnetzen 10 und 10 herbeigeführten Querstrom erfasst und ausgleicht, kurzgeschlossen, wodurch der Kompensator 41 mit Querstromerfassung im Betrieb kein Hindernis darstellt, ohne die natürlichen Funktionen der Sektorenüberwachungs-Anschlüsse 15 und 25 zu behindern.

Drittes Ausführungsbeispiel

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird nun ein Steuersystem für den Querstromausgleich für eine Stromanlage entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei ist Fig. 5 ein detailliertes Schaltbild, welches das System zur Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass die Bezugszeichen 30-2 und 30-3 Schalterkontakte bezeichnen, die in Verbindung mit der Ansteuerung des Schalters 30 gesteuert werden. Mit Ausnahme der Bezugszeichen 30-2 und 30-3 entsprechen dieselben Bezugszeichen wie jene in Fig. 4 auch identischen Funktionen.
Mit anderen Worten werden in dem Fall, in dem der Schalter 30 von der Schaltersteuereinheit 200 geöffnet wird, die Schalterkontakte 30-1, 30-2 und 30-3 geschlossen. Wenn andererseits der Schalter 30 von der Schaltersteuereinheit 200 geschlossen wird, werden diese Schalterkontakte 30-1, 30-2 und 30-3 gesteuert geöffnet. Auf diese Weise erzielt man die gleiche Funktion wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel oder sogar noch bessere Funktionen.
Anders ausgedrückt: das System zur Querstromausgleichssteuerung für ein Verteilungsnetz gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist zusätzlich zu den Bauelementen aus dem ersten Ausführungsbeispiel, den Schalterkontakt 30-1 auf, der zwischen die Ausgangsanschlüsse 41-3 und 41-4 des Kompensators 41 mit Querstromerfassung geschaltet ist und geschlossen wird, wenn der Schalter 30, der die Verteilungsnetze 10 und 20 mit einander verbindet, geöffnet wird, sowie die Schalterkontakte 30-2 und 30-3, die zwischen die Eingangsanschlüsse 41-1 und 41-2 des Kompensators 41 mit Querstromerfassung geschaltet sind und geschlossen werden, wenn der Schalter 30, der die Verteilungsnetze 10 und 20 mit einander verbindet, geöffnet wird.
Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel werden in dem Fall, in dem die Verteilungsnetze 10 und 20 von einer Schleifenschaltung auf ein radiales Schaltungssystem umschalten, die Ausgangsseite und die Eingangsseite des Kompensators 41 mit Querstromerfassung, welcher den durch einen Unterschied im Betrag der Last oder dergleichen zwischen den jeweiligen Verteilungsnetzen 10 und 20 erfasst und ausgleicht, kurzgeschlossen, wodurch der Kompensator 41 mit Querstromerfassung kein Hindernis im Betrieb darstellt, ohne die natürlichen Funktionen der Sektorenüberwachungs-Anschlüsse 15 und 25 zu stören.

Viertes Ausführungsbeispiel

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird nun ein Steuersystem für den Querstromausgleich für eine Stromanlage entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei ist Fig. 6 ein detailliertes Schaltbild, welches das System zur Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 6 zeigt dabei das System zur Querstromausgleichssteuerung für den Fall, in dem die Leistungstransformatoren parallel arbeiten.
Aus Fig. 6 ist ersichtlich, dass das Bezugszeichen 8-1 einen Leistungstransformator (PT) angibt, welcher an eine Stromschiene 6 angeschlossen ist, das Bezugszeichen 8-2 einen an die Stromschiene 6-1 angeschlossenen Leistungstransformator (Transformator) bezeichnet, das Bezugszeichen 9-1 ein Spannungsausgleichsrelais für den Spannungsabgleich auf der Sekundärseite (Spannungsabgleichseinrichtung) der Leistungstransformatoren (3, 4) angibt, und das Bezugszeichen 9-2 ein Spannungsausgleichsrelais für den Spannungsabgleich auf der Sekundärseite (Spannungsabgleichseinrichtung) der Leistungstransformatoren (3-1, 4-1) bezeichnet.
In derselben Figur ist mit dem Bezugszeichen 70-1 ein Leistungstransformator (CT) (Stromwandler) für die Sekundärstromableitung der Leistungstransformatoren (3, 4) angegeben, während das Bezugszeichen 70-2 einen Leistungstransformator (CT) (Stromwandler) für eine Sekundärstromableitung der Leistungstransformatoren (3-1, 4-1) bezeichnet, und das Bezugszeichen 71 einer Querverbindungsleitung entspricht, welche eine Querverbindung zwischen den Sekundärseiten dieser Stromwandler 70-1 und 70-2 herstellt; mit 72 ist ein Kompensator mit Querstromerfassung angegeben, das Bezugszeichen 73-1 entspricht einer Querstromausgleichs-Ausgangsleitung und das Bezugszeichen 73-2 einer weiteren Querstromausgleichs-Ausgangsleitung, während mit dem Bezugszeichen 74 eine Querstrom-Messeinrichtung zum Überwachen des Querstroms angegeben ist und die Bezugszeichen 90-1 und 90-2 jeweils einer Steuerleitung entsprechen. Mit Ausnahme der vorstehend genannten Bezugszeichen haben die mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 18 angegebenen Bauelemente die gleichen Funktionen wie diese.
Nachstehend wird nun die Funktionsweise der Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist es eine allgemein bekannte Tatsache, dass dann, wenn der Leistungsschalter 7 für den Anschluss an die Stromschiene geschlossen wird und zwischen den Leistungstransformatoren (3, 4) und den Leistungstransformatoren (3-1, 4-1) eine Spannungsdifferenz und ein Unterschied in der Impedanz vorliegen, die Querströme 50 mit positiver Phase und negativer Phase so fließen, wie dies in der Figur dargestellt wird. Das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Auftreten des Querstroms mit Hilfe des Querstroms unterdrückt und überwacht wird.
Entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel werden die Eingangsspannungen an den Spannungsausgleichsrelais 9-1 und 9-2 durch den Querstrom 50 gesteuert (ausgeglichen), wodurch die Spannungsausgleichsrelais 9-1 und 9-2 die Sekundärspannung der Leistungstransformatoren auf einer Seite mit niedrigerer Spannung anheben und die Sekundärspannung der Leistungstransformatoren auf einer Seite mit höherer Spannung über die Steuerleitungen 90-1 und 90-2 in gesteuerter Weise senken.
Hinsichtlich des Nullphasen-Stroms gilt in dem Fall, in dem Fall, in dem sowohl die primärseitige Wicklung als auch die sekundärseitige Wicklung des Leistungstransformators zum Direkterdungssystem gehören, dass innerhalb der geschlossenen Schleife ein Stromfluss des Nullphasen-Stroms vorliegt, doch wird ganz allgemein eine solche Verbindung nicht bei einem Leistungstransformator für ein Verteilungssystem vorgenommen, um das Auftreten einer dritten Harmonischen zu verhindern.
Die Diagramme in den Fig. 7A bis 7F zeigen Vektoren der Spannungen und Ströme an den jeweiligen Punkten des Systems zur Steuerung des Querstromausgleichs gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
Als Eingangsstrom für den Kompensator 72 mit Querstromerfassung wird in diesem Fall der Dreiphasenstrom so verwendet, wie er vorliegt. Es wird nun auf die Fig. 7A bis 7F Bezug genommen. Dabei bezeichnen in Fig. 7A die Bezugszeichen Ea, Eb und Ec die Spannungen der Stromschienen 6 und 6-1. Fig. 7B entspricht einem Querstrom (umlaufenden Strom) 50 auf der Seite der Leistungstransformatoren (3-1, 4-1). Fig. 7C stellt einen Querstrom (umlaufenden Strom) 50 auf der Seite der Leistungstransformatoren (3, 4) dar, und dabei ist zwischen diesen Querströmen 50 ein Phasenunterschied von sogar 180 Grad definiert. Fig. 7D zeigt die künstlichen Werte des Querstroms mit den jeweiligen Phasen, d. h. eine Phase A ist mit Iatcc bezeichnet, eine Phase B mit Ibtcc und eine Phase C mit Ictcc. Das Bezugszeichen Vacc gibt eine Ausgleichsspannung an, die unter Verwendung des künstlichen Werts Iatcc mit der Phase A erzeugt wird.
In den Fig. 7A bis 7F ist in Fig. 7E eine Eingangsspannung dargestellt, welche ein Spannungsausgleichsrelais 9-1 auf der Seite der Leistungstransformatoren (3, 4) empfängt. Dabei gibt das Bezugszeichen Ea eine Spannung der Stromschiene 6 an, die man über den Leistungstransformator 8-1 erhält, während -Vacc einer Ausgleichsspannung entspricht, die von dem Kompensator 72 mit Querstromerfassung geliefert wird, und Ea" eine Eingangsspannung angibt, welche das Spannungsausgleichsrelais 9-1 empfängt. In diesem Fall führt das Spannungsausgleichsrelais 9-1 die Steuerung zum Anheben der Spannung über die Steuerleitung 90-1 auf der Grundlage der Eingangsspannung Ea" = Ea - Vacc durch Abgleichen des sekundärseitigen Abgriffs der Leistungstransformatoren (3, 4) vor, weil die Spannung auf der Seite der Leistungstransformatoren (3, 4) niedrig ist, wenn der Querstrom 50 in der in dieser Figur dargestellten Richtung im Uhrzeigersinn fließt.
Außerdem ist in Fig. 7F unter den Fig. 7A bis 7F eine Eingangsspannung dargestellt, die das Spannungsausgleichsrelais 90-1 auf der Seite der Leistungstransformatoren (3-1, 4-1) empfängt. Dabei gibt das Bezugszeichen Ea eine Spannung der Stromschiene 6-1 an, die man über den Leistungstransformator 8-2 erhält, während +Vacc eine Ausgleichsspannung bezeichnet, die von dem Kompensator 72 mit Querstromerfassung zugeführt wird, während Ea' eine Eingangsspannung angibt, welche das Spannungsausgleichsrelais 9-2 empfängt. In diesem Fall nimmt das Spannungsausgleichsrelais 9-2 die Steuerung zum Absenken der Spannung über die Steuerleitung 90-2 anhand der Eingangsspannung Ea' = Ea + Vacc durch Abgleichen des sekundärseitigen Abgriffs der Leistungstransformatoren (3-1, 4-1)vor, weil die Spannung auf der Seite der Leistungstransformatoren (3-1, 4-1) hoch ist.
Nun soll das spezielle Verfahren zum Ableiten der Ausgleichsspannung beschrieben werden. Dabei stellt Fig. 8 ein Beispiel für einen hier maßstäblich verkleinerten Transformator als Kompensator 72 mit Querstromerfassung dar.
Wenn gemäß Fig. 8 der Erfassungsstrom Ia des Querstroms 50 in die primärseitige Wicklung 72a fließt, bauen sich zwischen den beiden Enden der Widerstände 72br, 72cr und 72dr, die jeweils an die sekundäre, die dritte und vierte Wicklung angeschlossen sind, Spannungen auf.
Eine Spannung, die sich zwischen den beiden Enden des Widerstands 72br der Sekundärwicklung 72b aufgebaut hat, wird dabei über die Querstromausgleichs-Ausgangsleitung 73-1 als Ausgleichsspannung an das Spannungsausgleichsrelais 9-1 angelegt. Außerdem wird eine Spannung, die sich zwischen den beiden Enden des Widerstands 72cr der dritten Wicklung aufgebaut hat, als Ausgleichsspannung an das Spannungsausgleichsrelais 9-2 über die Querstromausgleichs-Ausgangsleitung 73-2 angelegt. Des Weiteren wird eine Spannung, die sich zwischen den beiden Enden des Widerstands 72dr der vierten Wicklung aufgebaut hat, für die Überwachung des Betrags des Querstroms an die Querstrom-Messeinrichtung 74 angelegt.
Die Widerstände sind jeweils in die sekundäre, dritte und vierte Wicklung geschaltet, doch wenn auch nur ein Widerstand in eine der sekundären, dritten und vierten Wicklungen geschaltet ist, lässt sich ein vorgegebener erfindungsgemäßer Zweck erzielen, und zwar wird es nun möglich, die Ausgleichsspannung proportional zum primären Eingangsstrom abzuleiten, und ist es nun auch möglich, den ursprünglichen Zweck dadurch zu erreichen, dass die Ausgleichsspannung für den in dieser Figur dargestellten vorgesehenen Zweck herangezogen wird.
Anders ausgedrückt: das System zur Steuerung des Querstromausgleichs für ein Versorgungssystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel umfasst folgende Komponenten: die Stromwandler 70-1 und 70-2, die auf der jeweiligen Sekundärseite der Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1) angeordnet sind, welche mit dem selben Versorgungsnetz 1 verbunden sind; den Kompensator 72 mit Querstromerfassung, welcher an die Querverbindungsleitung 71 angeschlossen ist, die eine Querverbindung zwischen den Sekundärseiten der Stromwandler 70-1 und 70-2 herstellt; das Spannungsausgleichsrelais 9-1, welches an die mit den Sekundärseiten des Kompensators 72 mit Querstromerfassung und der Leistungstransformatoren (3, 4) über den Leistungstransformator PT 8-1 verbundene Stromschiene 6 angeschlossen ist; und das Spannungsausgleichsrelais 9-2, welches an die mit den Sekundärseiten des Kompensators 72 mit Querstromerfassung und der Leistungstransformatoren (3-1, 4-1) über den Leistungstransformator PT 8-2 verbundene Stromschiene 6-1 angeschlossen ist. Dabei gibt der Kompensator 72 mit Querstromerfassung die Ausgleichsspannung ab, wenn er den Querstrom 50 erfasst, der innerhalb der Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1), der Stromschienen 6, 6-1 und des Schalters 7 zirkuliert, welcher die Stromschienen 6 und 6-1 verbindet; das Spannungsausgleichsrelais 9-1 steuert dabei den Spannungsabgleichsabgriff auf der Sekundärseite der Leistungstransformatoren (3, 4) anhand der Spannung auf der Stromschiene 6 und der Ausgleichsspannung; und das Spannungsausgleichsrelais 9-2 steuert den Spannungsabgleichsabgriff auf der Sekundärseite der Leistungstransformatoren (3-1, 4-1) auf der Grundlage der Spannung auf der Stromschiene 6-1 und der Ausgleichsspannung.
Entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ist es möglich, den Querstrom der Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1), die parallel angesteuert werden, auf ein Mindestmaß zu reduzieren, und dabei ist es auch möglich, den Energieverlust, der durch den nutzlosen Querstrom 50 verursacht wird, zu unterbinden. Darüber hinaus ist es möglich, den Querstrom aus den Leistungstransformatoren, die parallel in dem Verteilungssystem betrieben werden, zu unterbinden, und auch, den nutzlosen Energieverlust wie beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zu unterdrücken, wobei man so in der Lage ist, die Funktionen (Messen, Schützen, usw.) der jeweiligen Sektorenüberwachungs-Anschlüsse, die an den Verteilungsnetzen angeordnet sind, genau zu realisieren.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Hier wird nun ein System zum Steuern des Querstromausgleichs für eine Stromanlage entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. Dabei stellt Fig. 9 ein detailliertes Schaltbild dar, welches das System zum Steuern des Querstromausgleichs für eine Stromanlage gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
In Fig. 9 gibt das Bezugszeichen 100 einen Schalterkontakt an, welcher so angesteuert wird, dass er geschlossen wird, wenn sich der Leistungsschalter 7 für den Anschluss an die Stromschiene öffnet. Das Bezugszeichen 200 gibt eine Schaltersteuereinheit an, welche die Schaltereinheit und dergleichen ansteuert.
Gemäß Fig. 9 wird der Leistungsschalter 7 für die Verbindung der Stromschiene durch die Schaltersteuereinheit 200 geöffnet, wobei der Schalterkontakt 100 so angesteuert wird, dass er sich schließt. Dies bedeutet, dass gemäß Fig. 6 in dem Fall, in dem die jeweiligen Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1) unabhängig von einander angetrieben werden, weil kein Querstrom vorliegt, es notwendig ist, die Funktion des Kompensators 72 mit Querstromerfassung aufzuheben.
Mit anderen Worten umfasst bei dem System zum Steuern des Querstromausgleichs für eine Stromanlage entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel der Kompensator 72 mit Querstromerfassung den Schalterkontakt 100, der zwischen den Eingangsanschlüssen des Kompensators mit Querstromerfassung angeschlossen ist und der sich schließt, wenn der Leistungsschalter 7 für den Anschluss der Stromschiene, welcher die Stromschienen 6 und 6-1 mit einander verbindet, geöffnet wird.
Da entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel die Funktionen auf der Eingangsseite des Kompensators 72 mit Querstromerfassung aufgehoben sind, wenn der Parallelbetrieb der Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1) aufgehoben ist, kann man den Systembetrieb störungsfrei ablaufen lassen.

Sechstes Ausführungsbeispiel

Ein System zur Steuerung des Querstromausgleichs für eine Stromanlage entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. Dabei zeigt Fig. 10 ein Schaltbild mit der Darstellung eines Systems zur Steuerung des Querstromausgleichs für ein Verteilungssystem gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
In Fig. 10 geben die Bezugszeichen 101 und 102 Schalterkontakte an, die so angesteuert werden, dass sie sich schließen, wenn der Leistungsschalter 7 für den Anschluss der Stromschiene durch die Schaltersteuereinheit 200 geöffnet wird. Dies bedeutet, dass es gemäß Fig. 6 in dem Fall, in dem die jeweiligen Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1) unabhängig von einander betrieben werden, erforderlich ist, die Funktion des Kompensators 72 mit Querstromerfassung aufzuheben, weil kein Querstrom vorhanden ist. Da man bei dem sechsten Ausführungsbeispiel von der Querstromüberwachung ein Ausgangssignal erhält, ist es möglich, den Lastabgleich zwischen den Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1) zu überwachen und weitere Funktionssteigerungen zu erzielen.
Mit anderen Worten weist bei dem Steuersystem für den Querstromausgleich für ein Versorgungssystem gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Kompensator 72 mit Querstromerfassung die Schalterkontakte 101 und 102 auf, die zwischen die Ausgangsanschlüsse des Kompensators mit Querstromerfassung geschaltet sind und geschlossen werden, wenn der Leistungsschalter 7 für den Anschluss an die Stromschiene, welcher die Stromschienen 6 und 6-1 mit einander verbindet, geöffnet wird.
Entsprechend dem sechsten Ausführungsbeispiel kann ein hoch zuverlässiges System geschaffen werden, bei dem sich der Schaltkreis des Stromwandlers (CT) nicht öffnet, da der CT- Stromkreis nicht direkt gesteuert wird, weil die Funktion des Kompensators 72 mit Querstromerfassung auf der Sekundärseite (Ausgangsseite) aufgehoben wurde. Mit diesem System ist es auch möglich, den Gleichgewichtszustand der Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1) zu überwachen.

Siebtes Ausführungsbeispiel

Anhand der beiliegenden Zeichnung soll nun ein System zur Steuerung des Querstromausgleichs für eine Stromanlage gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Fig. 11 stellt dabei ein detailliertes Schaltbild dar, welches das Steuersystem für den Querstromausgleich für ein Verteilungssystem entsprechend dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Gemäß Fig. 11 haben die jeweiligen Schalterkontakte 100 bis 102 die gleichen Funktionen wie die vorstehend beim fünften und sechsten Ausführungsbeispiel beschriebenen Kontakte. Dies bedeutet, dass das siebte Ausführungsbeispiel der Erfindung darauf abgestellt ist, das fünfte mit dem sechsten Ausführungsbeispiel zu kombinieren. Der Schalterkontakt 100 wie auch die Schalterkontakte 101 und 102 werden von der Schaltersteuereinheit 200 geschlossen, wodurch es möglich wird, die Funktion des Querstromausgleichs noch genauer aufzuheben.
Bei diesem Beispiel ist es möglich, den Abgleich der jeweiligen Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1) gemäß dem vorstehend beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel zu überwachen. Bei dem siebten Ausführungsbeispiel lässt sich nun die Überwachung des Abgleichs dadurch vornehmen, dass der Strom-/Spannungswandler mit derselben Funktion unabhängig angeordnet wird, ohne dass irgendein Problem auftritt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1) unabhängig von einander betrieben; nachstehend wird nun der Fall erläutert, in dem der Schalter 30 geschlossen ist.
In diesem in Fig. 12 dargestellten Fall stellt das siebte Ausführungsbeispiel eine Synthese des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels, des zweiten oder dritten Ausführungsbeispiels mit dem vierten, fünften, sechsten oder siebten Ausführungsbeispiel dar, ohne dass sich dabei im tatsächlichen Betrieb Probleme ergeben.
Mit anderen Worten weist bei dem Steuersystem für den Querstromausgleich für ein Verteilungsnetz entsprechend dem siebten Ausführungsbeispiel der Kompensator 72 mit Querstromerfassung einen Schalterkontakt 100 auf, der zwischen die Eingangsanschlüsse des Kompensators mit Querstromerfassung geschaltet ist und geschlossen wird, wenn der Leistungsschalter 7 für den Stromschienenanschluss, welcher die Stromschienen 6 und 6-1 mit einander verbindet, geöffnet wird, sowie die Schalterkontakte 101 und 102, die zwischen die Ausgangsanschlüsse des Kompensators mit Querstromerfassung geschaltet sind und sich schließen, wenn sich der Leistungsschalter 7 für den Stromschienenanschluss, der die Stromschienen 6 und 6-1 mit einander verbindet, öffnet.
Da entsprechend dem siebten Ausführungsbeispiel die Funktion des Kompensators 72 mit Querstromerfassung sowohl auf der Eingangsseite als auch auf der Ausgangsseite des Kompensators 72 mit Querstromerfassung aufgehoben ist, kann die Aufhebung der Funktion des Kompensators 72 mit Querstromerfassung für ein sicheres System sorgen.

Achtes Ausführungsbeispiel

Anhand der beiliegenden Zeichnung soll nun ein Steuersystem für den Querstromausgleich für eine Stromanlage gemäß einem achten Ausführungsbeispiel beschrieben werden. Die Fig. 13 und 14 zeigen detailliert in schematischer Darstellung das Steuersystem für den Querstromausgleich bei einem Verteilersystem gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Gemäß Fig. 13 stellen ein Versorgungsnetz 1 und ein Versorgungsnetz 1-1 verschiedene Versorgungssysteme dar. Ganz allgemein gibt es viele Fälle, in denen das Versorgungsnetz 1 und das Versorgungsnetz 1-1 zum selben System gehören und über eine Stromschiene einer unmittelbar vorgeschalteten Verteilerstation mit einander verbunden sind.
In ähnlicher Weise ist es bei diesem Beispiel offensichtlich, dass ein Querstrom ähnlich dem Querstrom beim vierten Ausführungsbeispiel auftritt. Der Querstrom 50 addiert in diesem Fall die Phasendifferenz der Versorgungsnetze zu dem Querstrom nach dem vierten Ausführungsbeispiel du je nach dem Betriebszustand des Systems kann ein viel größerer Querstrom fließen.
Gemäß Fig. 13 wird in dem Fall, in dem der Leistungsschalter 7 für den Stromschienenanschluss geschlossen ist, die Steuerung des "Spannungsabgleichs" der jeweiligen Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1) zunächst im Normalbetrieb vorgenommen. Wenn der "Spannungsabgleich" unzureichend ist, so ist offensichtlich, dass ein beträchtlicher Querstrom fließt. Das achte Ausführungsbeispiel wird nun zur Unterstützung des "Spannungsabgleichs" eingesetzt. Nach dem "Spannungsabgleich" kommt dann das vierte bis siebte Ausführungsbeispiel in der dort beschriebenen Form zum Einsatz, um den Querstrom sicher auf ein Mindestmaß zu verringern.
Außerdem wird nun der Querstromausgleich für den Fall beschrieben, bei dem der Leistungsschalter 7 für den Stromschienenanschluss geöffnet wird und sich der Schalter 30 schließt.
Dies bedeutet entsprechend der Darstellung in Fig. 14, dass in diesem Fall in ähnlicher Weise die Eingangsspannungen an den Spannungsausgleichsrelais 9-1 und 9-2 in entsprechender Weise ausgelegt sind, wodurch man in der Lage ist, die gewünschte Funktion vorzunehmen.
Anders ausgedrückt, weist das System zum Steuern des Querstromausgleichs für ein Verteilungsnetz gemäß dem achten Ausführungsbeispiel folgendes auf: den Leistungstransformator 70-1, der auf der Sekundärseite der Leistungstransformatoren (3, 4) angeordnet ist, welche an das Versorgungsnetz 1 angeschlossen sind; den Leistungstransformator 70-2, der auf der Sekundärseite der Leistungstransformatoren (3-1, 4-1) angeordnet ist, die an das Versorgungsnetz 1-1 angeschlossen sind; den Kompensator 72 mit Querstromerfassung, der mit der Querverbindungsleitung 71 verbunden ist, welche eine Querverbindung zwischen den Sekundärseiten der Stromwandler 70-1 und 70-2 herstellt; das Spannungsausgleichsrelais 9-1, das an die Stromschiene 6 angeschlossen ist, welche mit den Sekundärseiten des Kompensators 72 mit Querstromerfassung und der Leistungstransformatoren (3, 4) in Verbindung steht; und das Spannungsausgleichsrelais 9-2, das an die Stromschiene 6-1 angeschlossen ist, welche mit den Sekundärseiten des Kompensators 72 mit Querstromerfassung und der Leistungstransformatoren (3-1, 4-1) verbunden ist; in diesem System gibt der Kompensator 72 mit Querstromerfassung die Ausgleichsspannung ab, wenn der Querstrom erfasst wird, der innerhalb der (hier nicht dargestellten) Hauptstromschiene zirkuliert, welche die Versorgungsnetze 1 und 1-1, die Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1), die Stromschienen 6 und 6-1 sowie den Leistungsschalter 7 für den Stromschienenanschluss mit einander verbindet, wobei letzterer die Verbindung zwischen den Stromschienen 6 und 6-1 herstellt. Das Spannungsausgleichsrelais 9-1 steuert dabei den Spannungsausgleichsabgriff auf der Sekundärseite der Leistungstransformatoren (3, 4) anhand der Spannung auf der Stromschiene 6 und der Ausgleichsspannung an, und das Spannungsausgleichsrelais 9-2 steuert den Spannungsausgleichsabgriff auf der Sekundärseite der Leistungstransformatoren (3-1, 4-1) anhand der Spannung auf der Stromschiene 6-1 und der Ausgleichsspannung an.
Entsprechend dem achten Ausführungsbeispiel ist es möglich, den nutzlosen Stromverlust der Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1) und der Verteilungsnetze 10 und 20 zu verringern, weil hier ein System geschaffen werden kann, bei dem der Querstrom 50 in den Leistungstransformatoren (3, 4) und (3-1, 4-1) von verschiedenen Systemen, die parallel betrieben werden, und in den Verteilungsnetzen 10 und 20 auf ein Mindestmaß reduziert werden kann. Gleichzeitig können die Schutzrelais, die Messeinrichtungen usw., die sich an den jeweiligen Punkten in den Verteilungsnetzen 10 und 20 befinden, präzise die natürlichen Funktionen dieser Netze aufzeigen.
Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung soll als rein illustrative Erläuterung aufgefasst werden. Es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung erschöpfend zu beschreiben oder sie genau auf die hier offenbarten Ausführungsformen zu beschränken, sondern es sollen unter Beachtung der vorstehend dargelegten Lehre Modifizierungen und Abänderungen möglich sein oder aus der praktischen Umsetzung der Erfindung abgeleitet werden können. Die Ausführungsbeispiele wurden so gewählt und beschrieben, dass sie die Grundsätze der Erfindung und deren Einsatz im praktischen Betrieb erläutern, um so den Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsbeispielen und mit verschiedenen Abänderungen zu verwenden, die sich jeweils für den speziell vorgesehenen Einsatzzweck eignen. Dabei ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beiliegenden Ansprüche und die zu diesem äquivalenten Lösungen definiert wird.

Claims

1. Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage, welche einen ersten und einen zweiten Leistungstransformator (12, 22) aufweist, die an den jeweiligen Übertragungsenden eines ersten und eines zweiten Versorgungsnetzsystems (10, 20) angeordnet sind, welche an dieselbe Stromschiene (6)angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes aufweist:
eine Vielzahl von dritten Stromwandlern (14, 24), die in jedem der Sektoren des ersten und zweiten Versorgungsnetzsystems (10120) angeordnet sind, und
einen Kompensator (41) mit Querstromerfassung, welcher einen Eingangsanschluss (41-1, 41-2) und einen Ausgangsanschluss (41-3, 41-4) besitzt und in welchem eine Querverbindungsleitung (40), welche eine Querverbindung zwischen der Sekundärseite des ersten und des zweiten Stromwandlers (12, 22) herstellt, an den Eingangsanschluss (41-1, 41-2) angeschlossen ist, und eine Querstromausgleichsleitung (71), welche die Sekundärseite der Vielzahl der dritten Stromwandler (14, 24) in Reihe verbindet, an den Ausgangsanschluss (41-3, 41- 4)angeschlossen ist,
bei welcher der Kompensator (41) mit Querstromerfassung die Querstromausgleichsleitung (61) mit einem Ausgleichstrom (Ic) in der Weise versorgt, dass eine Stromkomponente aufgehoben wird, welche dem Querstrom (50) entspricht, der auf den Sekundärseiten der Vielzahl dritter Stromwandler (14, 24) auftritt, wenn der Kompensator (41) mit Querstromerfassung einen Querstrom (50) erfasst, der in einem Schalter zirkuliert, welcher die Stromschiene (6), das erste Stromsystem und das zweite Stromsystem (10, 20) mit einander verbindet.

2. Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage nach Anspruch 1, welche des weiteren einen Kontakt (30-1) aufweist, welcher zwischen die Ausgangsanschlüsse (41-3, 41-4) des Kompensators (41) mit Querstromerfassung geschaltet ist und sich dann schließt, wenn der Schalter (7), welcher das erste Stromsystem (10) mit dem zweiten Stromsystem (20) verbindet, geöffnet wird.

3. Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage nach Anspruch 1, welche des Weiteren folgendes aufweist:
einen ersten Kontakt (30-1), welcher zwischen die Ausgangsanschlüsse (41-3, 41-4) des Kompensators (41) mit Querstromerfassung geschaltet ist und sich dann schließt, wenn der Schalter (7), welcher das erste Stromsystem (10) mit dem zweiten Stromsystem (20) verbindet, geöffnet wird, und
einen zweiten Kontakt (30-2, 30-3), der zwischen die Eingangsanschlüsse (41-1, 41-2) des Kompensators (41) mit Querstromerfassung geschaltet ist und sich dann schließt, wenn der Schalter (7), welcher das erste Stromsystem (10) mit dem zweiten Stromsystem (20) verbindet, geöffnet wird.

4. Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage, welche folgendes aufweist:
einen ersten und einen zweiten Stromwandler (70-1, 70- 2), die an den jeweiligen Sekundärseiten des ersten und zweiten Leistungstransformators (3, 4) angeordnet sind, welche jeweils an dasselbe Versorgungsnetz (1) angeschlossen sind;
einen Kompensator (72) mit Querstromerfassung, welcher an eine Querverbindungsleitung (71) angeschlossen ist, die eine Querverbindung zwischen den Sekundärseiten des ersten und zweiten Stromwandlers (12, 22) hergestellt;
eine erste Spannungsausgleicheinrichtung (9-1), die mit einer ersten Stromschiene (6) verbunden ist, die an die Sekundärseiten des Kompensators (72) mit Querstromerfassung und des ersten Leistungstransformators (3) angeschlossen ist, und
eine zweite Spannungsausgleicheinrichtung (9-2), die mit einer zweiten Stromschiene (6-1) verbunden ist, die an die Sekundärseiten des Kompensators (72) mit Querstromerfassung und des zweiten Leistungstransformators (4) angeschlossen ist, bei welcher
der Kompensator (72) mit Querstromerfassung eine Ausgleichsspannung (Vacc) abgibt, wenn er einen Querstrom erfasst, der innerhalb des ersten und zweiten Leistungstransformators (3, 4), der ersten und der zweiten Stromschiene (6, 6-1) und eines Schalters (7) zirkuliert, welcher die erste Stromschiene (6) mit der zweiten Stromschiene (6-1) verbindet;
die erste Spannungsausgleicheinrichtung (9-1) den Spannungsausgleichsabgriff auf der Sekundärseite des ersten Leistungstransformators (3) anhand der Spannung auf der ersten Stromschiene (6) und der Ausgleichsspannung (Vacc) steuert, und
die zweite Spannungsausgleicheinrichtung (9-2) den Spannungsausgleichsabgriff auf der Sekundärseite des zweiten Leistungstransformators (4) anhand der Spannung auf der zweiten Stromschiene (6-1) und der Ausgleichsspannung (Vacc) steuert.

5. Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage nach Anspruch 4, bei welcher der Kompensator (72) mit Querstromerfassung einen Kontakt (100) aufweist, der zwischen die Eingangsanschlüsse des Kompensators (72) mit Querstromerfassung geschaltet ist und sich schließt, wenn der Schalter (7), der die erste Stromschiene (6) mit der zweiten Stromschiene (6-1) verbindet, geöffnet wird.

6. Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage nach Anspruch 4, bei welcher der Kompensator (72) mit Querstromerfassung einen Kontakt (101, 102) aufweist, der zwischen die Ausgangsanschlüsse des Kompensators (72) mit Querstromerfassung geschaltet ist und sich schließt, wenn der Schalter (7), der die erste Stromschiene (6) mit der zweiten Stromschiene (6-1) verbindet, geöffnet wird.

7. Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage nach Anspruch 4, bei welcher der Kompensator (72) mit Querstromerfassung folgendes aufweist:
einen ersten Kontakt (100), der zwischen die Eingangsanschlüsse des Kompensators (72) mit Querstromerfassung geschaltet ist und sich schließt, wenn der Schalter (7), der die erste Stromschiene (6) mit der zweiten Stromschiene (6-1) verbindet, geöffnet wird,
und einen zweiten Kontakt (101, 102), der zwischen die Ausgangsanschlüsse des Kompensators (72) mit Querstromerfassung geschaltet ist und sich schließt, wenn der Schalter (7), der die erste Stromschiene (6) mit der zweiten Stromschiene (6-1) verbindet, geöffnet wird.

8. Querstromausgleichssteuerung für eine Stromanlage, welche folgendes aufweist:
einen ersten Stromwandler (70-1), der auf der Sekundärseite eines ersten Leistungstransformators (3) angeordnet ist, welcher mit einem ersten Versorgungsnetz (1) verbunden ist;
einen zweiten Stromwandler (70-2), der auf der Sekundärseite eines zweiten Leistungstransformators (4) angeordnet ist, welcher mit einem zweiten Versorgungsnetz (1-1) verbunden ist;
einen Kompensator (72) mit Querstromerfassung, der mit einer Verbindungsleitung (71) verbunden ist, welche eine Querverbindung zwischen den Sekundärseiten des ersten und des zweiten Stromwandlers (70-1, 70-2) herstellt;
eine erste Spannungsausgleichseinrichtung (9-1), die mit einer ersten Stromschiene (6) verbunden ist, welche an die Sekundärseiten des Kompensators (72) mit Querstromerfassung und des ersten Leistungstransformators (3) angeschlossen ist, und
eine zweite Spannungsausgleichseinrichtung (9-2), die mit einer zweiten Stromschiene (6-1) verbunden ist, welche an die Sekundärseiten des Kompensators (72) mit Querstromerfassung und des zweiten Leistungstransformators (4) angeschlossen ist,
bei welcher der Kompensator (72) mit Querstromerfassung eine Ausgleichsspannung (Vacc) abgibt, wenn ein Querstrom (50) erfasst wird, der innerhalb des ersten und des zweiten Leistungstransformators (3, 4), der ersten und zweiten Stromschiene (6, 6-1) und eines Schalters (7) zirkuliert, welcher die erste Stromschiene (6) mit der zweiten Stromschiene (6-1) verbindet;
die erste Spannungsausgleichseinrichtung (9-1) den Spannungsausgleichsabgriff auf der Sekundärseite des ersten Leistungstransformators (3) anhand der Spannung auf der ersten Stromschiene (6) und der Ausgleichsspannung (Vacc) steuert,
und bei welcher die zweite Spannungsausgleichseinrichtung (9-2) den Spannungsausgleichsabgriff auf der Sekundärseite des zweiten Leistungstransformators (4) anhand der Spannung auf der zweiten Stromschiene (6-1) und der Ausgleichsspannung (Vacc) steuert.