DE1244942B

DE1244942B - Stromrichterstation zum asynchronen Zusammenschalten von zwei Wechselstromnetzen

Info

Publication number: DE1244942B
Application number: DEA39640A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Uhlmann; Iwan Hedlund
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1961-03-14
Filing date: 1962-03-07
Publication date: 1967-07-20

Description

Stromrichterstation zum asynchronen Zusammenschalten von zwei Wechselstromnetzen Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe des Zusammensehaltens zweier Wechselstromnetze mit Hilfe von Stromrichtern, und zwar von Netzen, die sich entweder in bezug auf Phasenzahl und/oder Frequenz unterscheiden oder in dieser Beziehung zwar nominell gleich sind, die man aber aus irgendeinem Grunde nicht bei genau der gleichen Frequenz zusammenschalten will (asynchrone Netzkupplung).
Zwei getrennte Wechselstromnetze können mit Hilfe zweier getrennter Stromrichterstationen zusammengeschaltet werden, von welchen die eine als Gleichrichterstation und die andere als Wechselrichterstation arbeitet. Die beiden Stromrichterstationen sind hierbei über zwei Gleichstromleitungen zusammengeschaltet, und die beiden Stationen können je aus einer Anzahl reihengeschalteter Stromrichter bestehen. Die Gleichstromleiter arbeiten dabei mit relativ hoher Spannung, was ein Vorteil ist, wenn die beiden Stromrichterstationen in einem großen Abstand voneinander liegen und große Leistungen zwischen den Stationen übertragen werden sollen. Wenn dagegen die beiden Stromrichterstationen an derselben Stelle liegen, hat man keinen Nutzen von dieser hohen Spannung, die eine starke und kostspielige Isolierung der Gleichstromteile der Schaltung erfordert.
Bei einer gemeinsamen Stromrichterstation zum Zusammenschalten von zwei benachbarten Wechselstromnetzen können solche hohen Gleichspannungen vermieden werden, wenn die Stromrichter paarweise angeordnet werden, mit einem Gleichrichter und einem Wechselrichter in jedem Paar und einem getrennten Gleichstromkreis für jedes Paar. Die Gleichrichter sind dann an dem einen und die Wechselrichter an dem anderen Wechselstromnetz angeschlossen. Hierbei ist jedoch eine Drosselspule für jedes Stromrichterpaar erforderlich, wodurch der Gewinn durch die niedrigere Spannung problematisch wird.
Durch die Erfindung wird es möglich, mit niedriger Spannung auf der Gleichstromseite zu arbeiten, während gleichzeitig nur eine Drosselspule für eine beliebige Zahl Stromrichter benötigt wird. Die Stromrichterstation nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gleich- und Wechselrichter paarweise nebeneinander angeordnet und gleichstromseitig in Reihe mit einer gemeinsamen, zwischen zwei der genannten Paare angeordneten Drosselspule geschaltet sind. Bei einer solchen Anordnung wird keine Gleichspannung über der Drosselspule auftreten, sondern nur die Oberwellen von den Stromrichtern. Bei bekannten Anordnungen, bei denen die Stromrichter auf eine Gleichrichter- und eine Weehselrichterstation verteilt sind, müssen die einzelnen Stromrichter je mit einem Nebeinwegventil und einem Kurzschlußorgan parallel geschaltet sein, und außerdem müssen für jeden Stromrichter Trennschalter zum Wegschalten des Stromrichters und der entsprechenden Nebenwegventile angeordnet sein. Bei der Stromrichterstation nach der Erfindung kann man statt dessen ein Nebenwegventil und ein Kurzschlußorgan für jedes Stromrichterpaar haben, und gleichzeitig sind auch die entsprechenden Trennschalter gemeinsam für ein Stromrichterpaar, wodurch die Anzahl von Nebenwegventilen, Kurzschlußorganen und Trennschaltern im Verhältnis zur bekannten Schaltung die Hälfte beträgt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind in an sich bekannter Weise die Phasen der an einem Wechselstromnetz angeschlossenen Stromrichter im Verhältnis zueinander verschoben. Hierdurch wird die Pulszahl in der Drosselspule vergrößert, so daß diese besser ausgenutzt wird und kleinere Abmessungen haben kann.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der schematischen Zeichnung näher beschrieben, in der F i g. 1 eine Stromrichterstation nach der Erfindung zum Zusammenschalten von zwei Wechselstromnetzen mit einer beliebigen Anzahl von Stromrichterpaaren zeigt, während F i g. 2 eine Variante der Erfindung mit nur zwei Stromrichterpaaren darstellt. F i g. 1 zeigt zwei mit Hilfe von drei Stromrichterpaaren 1 bis 6 zusammengeschaltete Wechselstromnetze rst und uvx, die in diesem Fall als Zweiwegsechspulsstromrichter ausgeführt sind. Die Stromrichter sind paarweise angeordnet, und die mit un-:.Teraden Zahlen bezeichneten Stromrichter sind am Netz rst und die mit geraden Zahlen bezeichneten Stromrichter am Netz uvx angeschlossen.
Die Stromrichter sind je mit einem Stromrichtertransformator versehen und, wie aus den Figuren hervorgeht, die an einem Netz angeschlossenen Transformatoren sind auf der Sekundärseite im Verhältnis zueinander phasenverschoben. Jedes Stromrichterpaar ist auf der Gleichstromseite mit einem Nebenwegventil7, 8, 9 und mit einem Kurzschlußorgan 10, 11, 12 parallel geschaltet. Zwischen jedem Nebenwegventil und dem entsprechenden Kurzschlußorgan sind zwei Trennschalter 13, 14, 15, 16, 17 und 18 eingeschaltet.
Mit Hilfe der gezeigten Nebenwegventile und Kurzschlußorgane sowie Trennschalter ist es möglich, ein beliebiges Stromrichterpaar vom Umrichter abzuschalten, wobei der Umrichter seinen normalen Betrieb fortsetzen kann, während eines der Stromrichterpaare weggeschaltet ist.
Weiter sind sämtliche Stromrichterpaare gleichstromseitig in Reihe über eine gemeinsame Drosselspule 19 geschaltet. Die Drosselspule wird vom Gleichstrom der Stromrichter durchflossen und nimmt die wegen der Oberwellen entstehenden Wechselspannungen auf. Dagegen kommt keine Summierung von Gleichspannungen oder Leistungen auf der Gleichstromseite vor. Die gemeinsame Drosselspule bedeutet an sich schon einen Vorteil, aber durch das gezeigte Phasenverschieben der Sekundärseiten der Stromrichtertransformatoren wird auch die Pulszahl des die Drosselspule .durchfliegenden Stromes vergrößert und diese dadurch voll ausgenutzt.
In F i g. 2 ist eine erfindungsgemäße Stromrichterstation mit nur zwei Stromrichterpaaren 1, 2, 3, 4 gezeigt. Wenn man sich dabei vorstellt, daß das eine Netz uvx ein speisendes Netz ist und ,das andere Netz rst gespeist wird, werden die Stromrichter 2 und 3 wie Gleichrichter arbeiten. Wenn nie Stromrichter ferner wie gezeigt angeordnet sind, wird es möglich, über die Klemmen 20, 21 die gesamte Gleichspannung zu messen, z. B. zum Steuern von Anlagen oder zu irgendeinem anderen Zweck. Im übrigen ist diese Schaltung in der gleichen Weise wie die in F i g. 1 aufgebaut.

Claims

Patentansprüche: 1. Stromrichterstation zum asynchronen Zusammenschalten von zwei benachbarten Wechsel-Stromnetzen mit mehreren in Reihe geschalteten Gleich- und Wechselrichtern, wobei die Gleichrichter- an dem einen und die Wechselrichter an dem anderen Wechselstromnetz angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleich- und Wechselrichter paarweise nebeneinander angeordnet und gleichstromseitig in Reihe mit einer gemeinsamen, zwischen zwei der genannten Paare angeordneten Drosselspule geschaltet sind.
2. Stromrichterstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stromrichterpaar mit einem Nebenwegventil und einem Kurzschlußorgan parallel geschaltet ist und Trennschalter zum Wegschalten des Stromrichterpaares und der Nebenwegventile von dem geschlossenen Kreis von Stromrichtern angeordnet sind.
3. Stromrichterstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an einem Wechselstromnetz angeschlossenen Stromrichter im Verhältnis zueinander phasenverschoben sind.
4. Stromrichterstation nach Anspruch 1 mit nur zwei Stromrichterpaaren, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stromrichterpaare so angeordnet sind, daß die beiden Gleichrichter nebeneinander liegen, und daß auf der Gleichstromseite zwischen den beiden Stromrichtern in jedem Paar Klemmen zum Messen der gesamten vorkommenden Gleichspannung angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 627 786, 680 713, 718 300, 966 722; Bull. Schweiz. elektrotechn. Ver., Bd.48 (1957), Nr. 20, S. 897.