DE1563539C - Verfahren zur Blindleistungsregelung von elektrischen Netzen und Schaltungsanordnung zur Ausführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

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der Sperrspannung an seiner Steuerelektrode geöffnet. Die Steuerung der Hilfsventilgruppen 18, 19, 20, 21

Da die Anodenspannung des Ventils 4 unmittelbar erfolgt durch eine selbsttätige Regeleinheit 22 über

darauf höher wird als seine Katodenspannung, fließt Steuereinheiten 23, 24, die die Lage des Öffnungszeit-

durch die Kondensatorbatterie wieder ein Strom. punktes dieser Ventile beeinflussen. Die Ventile 9, 10

Dabei wird das Öffnen des Ventils 4 von keinem 5 werden durch Öffnungsimpulse U₃ (F i g. 2) gesteuert,

Stromstoß begleitet, da die Kommutierung in dem welche an ihren Steuerelektroden angelegt werden. Die

Augenblick erfolgt, wo die Netzspannung U₁ und die Dauer der Steuerimpulse U₃ und ihre Verschiebung

Batteriespannung U₂ praktisch gleich sind. Der Strom gegenüber dem Anfang jeder Halbwelle der Netz-

i₂(2) fließt durch die Kondensatorbatterie 2 bis zum spannung CZ₁ wird zu 90° el angenommen.

Augenblick, wo der Impulsgenerator 3 seinen nächsten io F i g. 2 zeigt den Verlauf der Öffnungsspannungen

Impuls abgibt. U₃^₁) und /T₃V₂; und ihre Phasenlage gegenüber der

Diese Arbeitsfolge der Ventile 1, 4 wiederholt sich Netzspannung U₁ und läßt erkennen, daß bei An-

in jeder Periode der Netzwechselspannung Ui. Dabei Wendung genügend langer Öffnungsimpulse die Ven-

wird die Höhe der von der Kondensatorbatterie 2 ans tile 9, 10 in den Zeitpunkten geöffnet werden, in

Netz abgegebenen Blindleistung durch die Zeit be- 15 welchen die Anodenspannung des nächstfolgenden

stimmt, innerhalb welcher während jeder Periode der Ventils höher als die Katodenspannung ist.

Kondensatorstrom z₂ fließt. Diese Blindleistung läßt Jede Phase der erfindungsgemäßen Einrichtung hat

sich durch zeitliche Verschiebung der vom Impuls- die gleiche Wirkungsweise, wie bereits bei Erläuterung

generator 3 erzeugten Stromimpulse Z₁ gegenüber dem des erfindungsgemäßen Regelverfahrens angegeben.

Periodenbeginn der Netzwechselspannung erreichen. 20 Der sich als Summenstrom beider Einheiten ergebende

F i g. 3 zeigt das Schaltbild einer Einrichtung, die Blindstrom hat einen Verlauf, der infolge der Komdie Regelung eines Drehstromnetzes nach dem erfin- pensation der höheren Harmonischen der Netzspandungsgemäßen Verfahren ermöglicht. Sie besteht nung einer Sinuslinie nahekommt,
grundsätzlich aus zwei im Parallelbetrieb arbeitenden Ein solcher Blindstromverlauf ist hier durch die Drehstromeinheiten, die sich nur in der Schaltung der 25 Anwendung unterschiedlicher Schaltungsgruppen für Netztransformatoren 5, 6 unterscheiden. Jede Dreh- die Transformatorenwicklungen 5, 6 erreicht, über Stromeinheit enthält eine zu einer Dreiphasengruppe welche die Drehstromeinheiten ans Netz angeschlossen geschaltete Kondensatorbatterie 7 bzw. 8. Jede Bat- werden. ,

teriephase liegt in Reihe mit einer aus zwei Steuer- Die Formierung von Stromimpulsen, durch welche baren Ventilen 9, 10 bestehenden gegenläufigen Par- 30 die statischen Kondensatoren 7,8 nachgeladen werden, allelschaltung an einer Phasenklemme des entspre- erfolgt im Impulsgenerator 11 bei öffnung eines der chenden Leistungstransformators. Die Wicklungen Hilfsventilgruppen 18, 19, 20, 21. Dabei entlädt sich der Leistungstransformatoren 5, 6 sind gemäß solchen einer der Kondensatoren 14, 15 im Schwingkreis der Schaltgruppen verbunden, die eine Kompensation der betreffenden Phase. Das geöffnete Ventil läßt die erste höheren Harmonischen der Netzspannung ermöglichen. 35 Halbwelle des Entladungsstromes durch und wird Die Wicklungen des Transformators 5 sind als Stern- darauf undurchlässig. Der nun gewonnene Impuls-Dreieck und die des Transformators 6 als Stern-Zick- strom wird im Transformator umgeformt und gelangt zack geschaltet. in die statischen Kondensatoren 7, 8 derjenigen Phase,

Als Steuerimpulsquelle zur Beeinflussung der Öff- die dem betreffenden Schwingkreis zugeordnet ist.
nungsdauer der Ventile 9, 10 bei Nachladung von 40 Zwei Hilfsventilgruppen, die Anodengruppe 18, 19 Kondensatorbatterien 7, 8 dient eine Steuerimpuls- und die Katodengruppe 20, 21, dienen zur Erzeugung quelle 11. Sie enthält die Gleichspannungsquellen 12, von Stromimpulsen entgegengesetzter Richtungen.
13, zwei aus Kondensatoren 14, 15 und Impulstrans- Die Verstellung der Öffnungszeitpunkte der Hilfsformatoren 16, 17 bestehende dreiphasige Schwing- ventilgruppen 18, 19, 20, 21 wird durch die selbstkreise, sechs Hilfsventile 18, 19 der Anodengruppe 45 tätige Regeleinheit 22 verwirklicht. Die vorliegende und sechs Hilfsventile 20, 21 der Katodengruppe, Einrichtung ermöglicht eine Änderung der abgegebewobei je eine der Wicklungen der Transformatoren 16, nen Blindleistung in den drei Phasen entweder um 17 an den Belägen der statischen Kondensatoren 7, 8 denselben Betrag oder um verschiedene Beträge. Im angeschlossen ist. Beide Ventilgruppen dienen zur letzten Fall läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung Steuerung des Stromes in den Schwingkreisen. 5° zum Symmetrieren des Netzes einsetzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 gem aktivem Widerstand in den Augenblicken ans Patentansprüche: Netz angeschlossen wird, wo die Momentanwerte der

1. Verfahren zur Blindleistungsregelung elektri- Spannung an seinen Klemmen nicht gleich Null sind, scher Netze durch Änderung der Öffnungsdauer Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein von steuerbaren Ventilen, die in Reihe mit stati- 5 solches Verfahren zur Blindleistungsregehang von elekschen Kondensatoren ans Netz angeschlossen sind, trischen Netzen anzugeben, das eine stufenlose und dadurch gekennzeichnet, daß diese verzögerungsfreie Regelung der Blindleistung ohne Änderung durch das Nachladen der statischen Stromstöße ermöglicht.

Kondensatoren (2) durch Stromimpulse (Z₁) bis auf Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eineine Spannung, die höher als die Netzspannung ist, io gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, durchgeführt wird (P. Lg. 1). daß die Änderung der Öffnungsdauer der steuerbaren

2. Schaltungsanordnung zur Ausführung des Ventile durch das Nachladen der statischen Konden-Verfahrens nach Anspruch 1, mit statischen Kon- satoren durch Stromimpulse bis auf eine Spannung, densatoren, die in Reihe mit gegenläufig parallel- die höher als die Netzspannung ist, durchgeführt wird, geschalteten steuerbaren Ventilen liegen, dadurch 15 Dieses Verfahren kann durch eine Schaltung bzw. gekennzeichnet, daß die steuerbaren Ventile (9, 10) Einrichtung ausgeführt werden, bei der die steuerbaren und die statischen, Kondensatoren (7, 8) zu zwei Ventile und die statischen Phasenschieberkondensasymmetrischen Dreh Stromeinheiten zusammenge- toren zu zwei symmetrischen Drehstromeinheiten zuschaltet und über Drehstromtransformatoren (5, 6) sammengeschaltet sind, welche über Drehstromtransans Netz angeschlossen sind und die statischen Kon- 20 f ormatoren an das geregelte Netz angeschlossen werden, densatoren der symmetrischen Drehstromeinheiten wobei die Schaltungsgruppen der Wicklungen dieser durch eine Steuerimpulsquelle (11) nachladbar sind Drehstromtransformatoren eine Kompensation der sowie die höhere Harmonische durch Zusammen- höheren Harmonischen der Netzspannung gewährschalten der Wicklungsgruppen der Drehtransfor- leistet. Die Einrichtung enthält ferner einen Generator matoren (5, 6) kompensiert ist (F i g. 3). 25 zur Erzeugung von Steuerimpulsen zur Nachladung

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- der Phasenschieberkondensatoren der symmetrischen zeichnet, daß die Steuerimpulsquelle (11) zwei Drehstromeinheiten.

symmetrische Drehstromschwingkreise (14, 16; 15, Der Steuerimpulsgenerator enthält gemäß weiterer 17), zwei Gleichspannungsquellen (12, 13) zur Ausgestaltung zwei symmetrisch aufgebaute dreipha-Stromversorgung der Schwingkreise und Hilfs- 30 sige Schwingkreise, von denen jeder aus Dreiphasenventilgruppen (18, 19, 20, 21) zur Stromsteuerung gruppen von Impulstransformatoren und Dreiphasender Schwingkreise.enthält, wobei jeder der Schwing- gruppen von Kondensatoren besteht und zwei Gleichkreise Drehstromgruppen aus Impulstransforma- Spannungsquellen zur Stromversorgung der Schwingtoren (16, 17) und Kondensatoren (14, 15) auf- kreise und Gruppen von steuerbaren Hilfsventilen zur weist (F i g. 3). · ^r; ·- 35 Stromsteuerung der Schwingkreise enthält.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Blind- beschrieben. Es zeigt

leistungsregelung elektrischer Netze durch Änderung F i g. 1 das elektrische Einphasenprinzipschaltbild

der Öffnungsdauer von steuerbaren Ventilen, die in 4° der Einrichtung, an Hand der..das Regelverfahren

Reihe mit statischen Kondensatoren ans Netz ange- erläutert wird,

schlossen sind. .·;:■- ' Fi g. 2 den Verlauf von Spannungen und Strömen

Zur Blindleistungsregelung von modernen elektri- in der Schaltung nach F i g. 1 sowie Steuerspannungen

sehen Netzsystemen sowie Energieversorgungsnetzen der Ventile,

industrieller Betriebe- und elektrischer Bahnen ver- 45 F i g. 3 Prinzipschaltbild der Einrichtung zur Auswendet man vielfach Blindleistungsgeneratoren in führung des Verfahrens bei einem Drehstromnetz.
Form von statischen Kondensatorbatterien. Der Ein- Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich, ist die Anodenfluß der Kondensatorbatterie auf den Kennlinien- spannung eines geöffneten Ventils 1 um den Betrag verlauf eines Netzes bzw. Netzsystems kann erhöht des geringen Unterschiedes zwischen der Netzspan- und ihr Betriebsverhälten und Wirtschaftlichkeit be- 50 nung U₁ und der Kondensatorspannung U₂ höher als günstigt werden, wenn die ans Netz abgegebene Blind- seine Katodenspannung. Dieser Spannungsunterschied leistung entsprechend dem bestehenden Bedarf ein- tiitt als Spannungsabfall am Ventil 1 auf. Das Ventil 1 gestellt wird. In dieser Hinsicht treten als aussichts- läßt nur dann Strom durch, wenn die Spannungsreichste Regeleinrichtungen diejenigen in Vordergrund, differenz U₁- U₂ positiv ist. Deshalb läßt man zum die unter stationären Betriebsverhältnissen eine stufen- 55 Sperren des Ventils 1 durch eine Kondensatorbatterie 2 lose und in Störungsfällen eine sprunghafte Änderung einen von einem Impulsgenerator 3 erzeugten Stromder abgegebenen Blindleistung ermöglichen. impuls 1^₁) in der Richtung des durch die Kondensator-Es ist ein Verfahren zur Blindleistungsregelung elek- batterie unter der Wirkung der Spannung U₁ fließentrischer Netze mit Hilfe von Einrichtungen bekannt, den Stromes 4ω durch. Im Augenblick der Impulsgabe die statische Kondensatoren und gegenparallelgeschal- 60 wird an der Steuerelektrode des Ventils 1 eine Sperrtete steuerbare Ventile in einer Reihenschaltung ent- Spannung angelegt. Unmittelbar nach Sperrung des halten. Bei solchen Schaltungen wird die abgegebene Ventils 1 fließt durch die Kondensatorbatterie 2 kein Blindleistung durch Änderung der Öffnungsdauer der Strom. Die Batteriespannung bleibt unveränderlich steuerbaren Ventile geregelt. und hat den Wert, den sie im Augenblick der Ventil-

Hierbei treten aber starke Stromstöße auf, die zwei- 65 sperrung erreicht hatte.

mal innerhalb jeder Periode vorhanden sind und da- Im Augenblick, wo die wechselnde Netzspannung U₁ durch zustande kommen, daß der in der Einrichtung auf die Spannung U₂ an der Kondensatorbatterie zuenthaltene Stromkreis mit einer Kapazität und niedri- rückgegangen ist, wird ein Ventil 4 durch Aufhebung