DE1262425B - Anordnung zur spannungsmaessigen Entlastung von Kabeln in Hochspannungs-Gleichstrom-UEbertragungsstrecken - Google Patents

Description

• Anordnung zur spannungsmäßigen Entlastung von Kabeln in Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsstrecken Bei Hochspannungs - Gleichstrom - Übertragungen werden dem Gleichrichter und dem Wechselrichter Glättungsdrosseln zugeordnet, die in erster Linie dafür sorgen, daß der übertragene Strom ein möglichst exakter Gleichstrom ist, also eine möglichst geringe Stromwelligkeit aufweist.
• Diese Drosseln können mit kleinstem Aufwand ausgelegt werden, und trotzdem wird die Stromwelligkeit besonders gering, wenn die Phasenzahl und möglichst auch der Anschnitt der Aussteuerung bei Gleich-und Wechselrichter so gewählt werden, daß auch die Augenblickswerte der Spannungen auf der Gleichrichter- und Wechselrichterseite übereinstimmen. Natürlich läßt sich aus Gründen der Regelung diese Einstellung nicht dauernd aufrechterhalten. Aber es ist bisher allgemein üblich, einen auf gleicher Welligkeit auf beiden Seiten beruhenden Betrieb vorzusehen.
• Diese Betriebsart ist aber für die Kabelbeanspruchung äußerst ungünstig. Die am Kabel gegen Erde liegende Spannung ist nämlich bei dieser Betriebsart keineswegs nur eine Gleichspannung, sondern sie enthält einen sehr hohen Betrag von sägezahnförmigen Oberwellen, die im Dielektrikum Verluste hervorrufen. Durch die Glättungsdrosseln wird diese Spannung nicht geglättet, weil auf beiden Seiten die gleiche Wechselrichter- bzw. Gleichrichterwelligkeit vorliegt. Die infolge der überlagerten Welligkeit entstehenden zusätzlichen dielektrischen Verluste beseitigen aber zum großen Teil wieder den Vorteil, den man der Gleichstromübertragung mit Kabel im Gegensatz zum Drehstromkabel zumißt.
• Um die Oberwellenwirkung zu vermindern, ist es bereits bekannt, zwei Wechselstromnetze gleicher Phasenzahl beiderseits einer Gleichstromübertragungsstrecke in einer bestimmten festen Phasenverschiebung zu betreiben. Da die Phasenlage einer Wechselspannung von weiteren nicht beeinflußbaren Faktoren, nämlich den Impedanzen der Leitun-en und den Belastungsfaktoren abhängig ist, würde die Aufrechterhaltung einer bestimmten Phasenverschiebung beiderseits der Gleichstromübertragungsstrecke eine aufwendige und komplizierte Regeleinrichtung mit entsprechenden Verbindungen über die Gleichstromstrecke hinwe¢ erfordern.
• Es wird deshalb eine Anordnung zur spannungsmäßigen Entlastung von Kabeln in Hochspannungs-Gleichstrom-übertragungsstrecken, die an beiden Enden über Glättungsdrosseln und Stromrichter an Wechselstromnetze angeschlossen sind, vorgeschlagen, bei der erfindungsgemäß das speisende und das aufnehmende Wechselstromnetz sowie die zugehörigen Stromrichter unterschiedliche und durch verschiedene Primzahlen teilbare Phasenzahlen aufweisen.
• Es soll also bei der Gleichstromübertragung die Gleichrichterschaltung beispielsweise statt in der üblicherweise durch drei teilbaren Phasenzahl in einer durch zwei teilbaren Phasenzahl ausgeführt werden. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Gleichstrom-Glättungsdrosseln nicht nur zur Glättung des Stromes, sondern auch zur Glättung der Spannung herangezogen werden. Am Kabel liegt somit eine zwischen Gleichrichter- und Wechselrichtersägezahnkurve gemittelte Spannung, die nicht mehr ständig den hohen Wechselspannungsanteil aufweist.
• In der Zeichnung ist ein Beispiel für die Erfindung schematisch dargestellt: Ein aus Standortgründen vom Verbraucherschwerpunkt weit entferntes Kraftwerk oder eine Kraftwerksgruppe KW ist über eine Hochspannungs-Gleichstrom-übertragung HGO mit dem Verbrauchernetz V verbunden. Es bedeutet keinen wesentlich erhöhten Aufwand, die Maschinen oder Transformatoren und Anlagen, die auf die Hochspannungs-Gleichstrom-ÜbertragungHGO speisen, statt mit den üblichen drei mit vier Phasen auszulegen. über eine vierphasige Gleichrichtergruppe GR und je eine Glättungsdrossel für jeden Pol wird dann in zwei einpolige Kabel K (es kann auch ein zweipoliges Kabel vorgesehen sein) eingespeist.
• Auf der Verbraucherseite der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung HGO sind dann wieder je eine Glättungsdrossel D pro Pol der Gleichstromleitung und eine übliche dreiphasige Wechselrichteranordnung WR vorgesehen, aus der in ein dreiphasiges Verbrauchernetz V gespeist wird. Durch die erfindungsgemäße Wahl von zwei unterschiedlichen durch veischiedene:Prirnzählen teilbaren Phasenzahlen für Gleich- und Wechselrichter kann nie eine Gleichheit der Oberwellen eintreten, so daß auch die Spannungsoberwellen durch die vorhandenen Glättungsdrosseln immer wirksam weitgehend unterdrückt werden:.
• Wenn die beiden verbundenen Wechselstromnetze asynchron betrieben werden, ist zwar der eingangs geschilderte Nachteil.nicht:besonders schwerwiegend, es können aber längere Zeiten im Betrieb vorkommen, bei denen etwa Synchronismus herrscht.
• Die vorgeschlagene Wahl der Phasenzahlen für Gleich- und Wechselrichter bringt aber auf alle Fälle eine wirksame Glättung und insbesondere eine intensive Spannungsglättung durch die in jedem Falle erforderliche Glättungsdrossel. Damit ist die zusätzliche dielektrische Erwärmung des Gleichstromkabels durch den Spannungsoberwellenanteil des Gleichstromes weitgehend herabgesetzt, d. h. das Dielektrikum entlastet und die Strombelastbarkeit- des Käbefs erhöht. -

Claims (1)

1. Patentanspruch: Anordnung- zur spannungsmäßigen. Entlastung von Kabeln in Hochspannungs-Gleichstromübertragungsstrecken, die an beiden Enden über Glättungsdrosseln und Stromrichter an Wechselstromnetze angeschlossen sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das speisende und das aufnehmende Wechselstromnetz sowie die zugehörigen Stromrichter unterschiedliche und durch verschiedene Primzahlen teilbare Phasenahlen aufweisen. In Betracht gezogene Druckschriften:: '-Deutsche Patentschriften Nr. 661456, 934 781; deutsche Patentanmeldung S 529 VIHd/21d2 (bekanntgemacht am 5. 7. 195l).