DE1813853A1

DE1813853A1 - Anordnung zur Anzapfung der Verbindungsleitung einer Hochspannungs-Gleichstromuebertragung(HGUE)

Info

Publication number: DE1813853A1
Application number: DE19681813853
Authority: DE
Inventors: Karl-Werner Kanngiesser
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1968-12-11
Filing date: 1968-12-11
Publication date: 1970-07-02
Also published as: GB1297639A; DE1813853B2; SE355899B; SE355899C; US3612897A; JPS569864B1; FR2025858A1; CH502712A

Description

Anordnung zur Anzapfung der Verbindungsleitung einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ)

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anzapfung der Verbindungsleitung einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) mittels einer aus steuerbaren Stromrichtern und nachgeschalteten Leistungstransformatoren bestehenden Anzapfstation.

Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungen bestehen in ihrer heuti· gen Form aus zwei Stromrichterstationen, von denen die eine als Gleichrichter, die andere als Wechselrichter betrieben wird₄ und einer Gleichstromverbindungsleitung. Es besteht nun das Verlangen, eine solche Zweipunktverbindung zur Entnahme oder zur Einspeisung von Leistung anzuzapfen. Hierzu vorgeschlagene Methoden (TJ. Lamm, E. Uhlmann, P. Danfors: "Some Aspects of Tapping of H.V.D.C. Transmission Systems", "Direct Current", Vol. 8, No. 5, May 1963 und K.W. Huddart, W.G. Watson: "Multi-Terminal D.C. Transmission", IEE-Oonference on High-Voltage DC Transmission, Publication No. 22, No. 17, Sept. 1966) für eine solche Anzapfung sehen entweder eine Zwischenstation vor, die für die volle Gleichspannung ausgelegt und zwischen Polen der Gleichstromleitung angeschlossen ist - diese Anordnung soll im folgenden als Parallelschaltung bezeichnet werden - oder abe£ eine Zwischenstation, die für den vollen Gleichstrom ausgelegt und in den Zug der Leitung eingeschleift ist - diese Anordnung wird im folgenden als Serienschaltung bezeichnet. Beide Lösungen haben Vor- und Nachteile. Die Parallelschaltung hat den Vorzug, daß die zwischen den Hauptstationen der HGÜ übertragene Leistung und die in der Zwischenstation entnommene oder eingespeiste Leistung unabhängig voneinander eingestellt werden können und daß die Spannung auf der Gleichstromleitung unab-

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hängig von der Anzapfleistung etwa konstant bleibt. Die Auslegung der Stromrichterventile wie auch der ventilseitigen Transformatorwicklungeh einer solchen Zwischenstation ist jedoch, insbesondere wenn die Anzapfleistung nur einen kleinen Bruchteil der Übertragungsleistung ausmacht, schwierig und aufwendig, denn einer in bezug auf die Leistung sehr hohen Nennspannung entspricht hier ein relativ sehr kleiner Nennstrom. Die Parallelschaltung bedeutet den Übergang zur sogenannten HGÜ-Mehrpunkttechnik mit ihren besonders komplizierten Steuer- und Regelungsproblemen. Außerdem besteht noch der Bedarf nach Hochspannungs-Gleichstromschaltern, die bis heute jedoch nicht verfügbar sind.

Bei der S_erienschaltung besteht demgegenüber die Unabhängigkeit in der Einstellung von Übertragungs- und Anzapfleistung nur eingeschränkt in dem Sinne, daß die Kennleistung der Zwischenstation nur erreicht werden kann, wenn die Gleichstromleitung Nennstrom führt. Diese Einschränkung kann jedoch in vielen Anwendungsfällen ohne Nachteil in Kauf genommen werden. Der besondere Vorteil der Serienschaltung liegt in der günstigen Auslegung der Stromrichterventile und der ventilseitigen Transformatorwicklungen, bei denen Nennstrom und Nennspannung in einem günstigen Verhältnis zur Leistung stehen. Die auch hier bestehende Aufgabe einer Isolation des vollen Gleichpotentials gegen Erde läßt sich demgegenüber relativ leicht lösen. Der Betrieb einer HGÜ mit Anzapfung in Serienschaltung läßt sich ml den einfachen Steuer- und Regelverfahren der Zweipunkttechnik durchführen, Gleichstromschalter werden nicht benötigt.

Ein wesentlicher Nachteil der Serienschaltung besteht in der Schwierigkeit, die AnzapfIeistung in weiten Grenzen zu verstellen. Dies kann, da der Gleichstrom durch die Übertragung vorgegeben ist, nur durch Verstellen der Gleichspannung der Zwischenstation geschehen. Einer Verstellung der Spannung durch Stelltransformator^ bzw. durch die mit Stufensohaltern aus-

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gerüsteten Stromrichtertransformatoren sind relativ enge Grenzer gesetzt und diese Lösung ist darüberhinaus recht aufwendig. Der naheliegende Gedanke, die Gittersteuerung der Stromrichterventil für diese Aufgabe heranzuziehen, wirft die Probleme des Blindleistungsverhaltens auf, denn bekanntlich geht etwa proportional zur S-oannungszurücksteuerung eines Stromrichters der cos φ zurück und erreicht bei Spannung 0 ebenfalls den Wert 0, während die Scheinleistung im ganzen Bereich etwa konstant ist. Eine Belastung des Drehstromnetzes mit einer aus diesem Verhalten des Stromrichters resultierenden hohen Blindleistung, die noch dazu - abhängig von der Stationsieistung - stark veränderlich ist, dürfte nur in wenigen Fallen als tragbar angesehen werden. Ganz besonders bei einer HGÜ mit Anzapfung wird man davon ausgehen müssen, daß ein relativ schwaches Drehstromnetz durch die Anzapfleistung verstärkt werden soll, wobei dieses Netz in seiner Blindleistungsbilanz durch die Anzapfung nicht gestört werden darf, sondern eher gestützt werden muß.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den geschilderten Nachteil einer Anordnung zur Anzapfung einer HGÜ in Serienschaltung zu vermeiden und darüberhinaus den besonderen Anforderungen bei Verbindung der Zwischenstation mit einem relativ schwachen Drehstroranetz gerecht zu werden, d.h. insbesondere einen möglichst geringen und möglichst konstanten Blindleistungsbedarf zu erreichen und einfache Steuerverfahren anzugeben, die einen Übergang auf die komplizierte und aufwendige HGÜ-Mehrpunkttechnik erübrigen.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens zwei Stromrichterbrücken vorgesehen sind, die gleichstromseitig in Reihe geschaltet und die unabhängig voneinander derart steuerbar sind, daß sie dem gleichen Stellbefehl folgend nacheinander oder/und verschiedenen Stellbefehlen folgend gleichzeitig gesteuert werden

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Demgemäß werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung zwei Steuer ungsmethoden angewendet. Die eine, als Folgesteuerung bezeichnet, ist gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung des Stellbefehls für die Folgesteuerung der Stromrichterbrücken drehstromseitig ein Ledungs- oder Frequenzleistungsregler mit nachgeschaltetem Gleichspannungsregler vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal einer Umschalteinrichtung zugeführt wird, die ihrerseits in Abhängigkeit von der Sollgleichspannung den Stellbefehl zur Aussteuerung des gesamten verfügbaren Steuerwinkelbereiches jeweils nur an einen der Gittersteuersätze der Stromrichterbrücken weitergibt. Das heißt also von voller Gleichrichteraussteuerung über Fullaussteuerung bis zir maximal zulässigen Wechselrichteraussteuerung. Anschließend wird,' falls eine noch weitergehende Änderung der Anzapfspannung erforderlich ist, eine zweite Stromrichterbrücke ausgesteuert und so fort.

Nach der anderen Methode, die eine zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darstellt, ist vorgesehen, da<3 die Hauptsteuerung wie oben beschrieben nur jeweils durch gleichzeitige Änderung des Steuerwinkels einer Stromrichterbrücke erfolgt, während mittels eines Blindleistungs- oder Spannungsreglers der Drehstromseite gleichzeitig alle anderen Stromrichterbrücken gemeinsam geringfügig so gesteuert werden, daß sich ihr Blindleistungsbedarf in gewünschtem Sinne ändert.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anzapfstation, besonders wenn diese aus vier Stromrichterbrücken aufgebaut ist, sieht einen einzigen Stromrichtertransformator mit vier geringfügig gegeneinander isolierten Sekundärwicklunge' vor und daß die jeweils zu einer Phase gehörenden Drehstromzuleitungen der verschiedenen otromrichterbrücken durch einen gemeinsamen Hochspannungs-Durchführungsisolator an die Wicklungen geführt sind, wobei jeder Hochspannungs-Durchführungsisolator "eine der Brückenzahl entsprechende Anzahl von Mittelspannungs-Durchführungen aufweist. .

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Nach, einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist "bei einer HGÜ mit Stromrichtungsumkehr und Polwendeschaltern eine Einrichtung zur Einschaltung der Anzapfstation in den anderen Leitungspol und Umschaltung auf die andere Stromrichtung vorgesehen, die zweckmäßigerweise aus Trennschaltern aufgebaut sind.

Anhand eines Ausführungsheispieles und den Figuren soll im folgenden Aufbau, Betrieh und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung zur Anzapfung einer HGÜ näher erläutert werden. Es zeigen

Pig. 1 eine aus vier Stromrichterhrücken aufgebaute Anzapfstation mit den Trennschaltern für Umschaltung der Stromrichtung und des Leitungspoles,

Pig. 2 schematisch eine aus vier Stromrichterbrücken aufgebaute Anzapfstation mit den zugehörigen Steuerungs- und Regelungseinrichtungen,

Fig. 3 ein Diagramm der Blindleistung in Abhängigkeit von der Aussteuerung der Anzapfstation.

In Pig. 1 sind mit 1 und 2 die beiden Pole der HGÜ-Leitung bezeichnet. In den Verlauf des Leitungspoles 1 ist die Anzapfstation eingeschaltet. Diese besteht aus vier steuerbaren Stromrichterbrücken 3,4,5 und 6, die gleichstromseitig in Reihe geschaltet sind und vom Gesamtstrom der HGÜ, der über den Leitungspol 1 fließt, durchflossen werden. Die Stromrichterbrücken 3 bis 6 werden drehstromseitig von je einer Sekundärwicklung 7,8 9 und 10 eines gemeinsamen Stromrichtertransforraators gespeist. Die Primärwicklung 11 liegt über einen Leistungsschalter 12 an einem Drehstromnetz 13» in das Energie eingespeist oder aus dem gegebenenfalls auch Energie entn.ommen werden soll. Die Wicklungen 7 bis 10 des Stromrichtertraiiaformators .sind abwechselnd in Stern und Dreieck geschaltet, um eine 12-pulsige Rückwirkung auf das Drenstroinnetz 13 zu erreichen.

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Die in Pig. 1 weiterhin eingezeichneten Trennschalter 14 "bis dienen der Einschaltung der Anzapfstation in den Leitungspol Die gestrichelt eingezeichneten Verbindungen sowie die Trennschalter 17 bis 23 werden benötigt, falls die Anzapfstation auch in den Leitungspol 2 eingeschaltet werden soll, bzw. wenn die Stromrichtung in den Leitungspolen wechselt. Zur Einschaltung der Anzapf station in den Leitungspol· 1 bei einer Stromrich-· tung von links nach rechts in Fig. 1 sind die Schalter 14,15, 20,22 und 19 geschlossen, alle anderen offen. Im einzelnen sine, die Trennschalter folgendermaßen angeordnet: Die zwei Trennschalter 16 und 19 liegen im Verlauf der Leitungspole 1 und 2 und trennen diese auf. An den beiden Enden der Anzapfstation, die mit 24 und 25 bezeichnet werden, sind je zwei Schalter ange-t schlossen, die eine Polumschaltung der Station ermöglichen. Die Verbindung in den Leitungspolen 1 und 2 stellen die Trennschalter 14 und 15 bzw. 17 und 18 dar. Würde beispielsweise die Stromrichtung in dem Leitungspol 1 umgekehrt sein, dann wären die Schalter 14,15,21,23 und 19' geschlossen und alle anderen offen. Für die beiden Stromrichtungen bei Einschalten der Station in den Leitungspol 2 sind dann die anderen Schalter zuständig. Diese Schaltungsmöglichkeiten bei verschiedener Stromrichtungen sind dann besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise in einer HGÜ-Kabelverbindung durch Pölwendeschalter ein Energierichtungswechsel vorgenommen wird¹; Die Einschaltung der Anzapfstation wahlweise in den einen oder atöeren Leitungspol der HGÜ-Verbindung ermöglicht es, die Station auch dann in Betrieb zu halten, wenn der andere Pol wegen Störung oder aus anderen Gründen abgeschaltet werden muß. .

Die Einstellung der über die Ansapfstation austauschbaren Leistung erfolgt mittels der Spannung, die in den Stromrichterbrücken mit Hilfe der Gittersteuerung eingestellt wird, da der Gleichstrom in der HGÜ-Leitung und damit in den Brücken vorgegegeben isif. Größe und Polarität der Spannung werden durch die Steuerungseinrichtung..,bestimmt, indem die Stromriohterbrücken

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bei Energi©ntnahme im Wechselrichter- und bei Energieeinspeisung im Gleichrichterbereich ausgesteuert werden. Die Gesamtspannnng der Anzapfstation ergibt sich .aus der Addition der Einzelspannungen an den Stroinrichterbrücken. Werden z.B. bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die Brücken 3 und als Wechselrichter und die Brücken 5 und 6 als Gleichrichter maximal ausgesteuert, ist die Gesamtspannung Null, bleiben die Wechselrichtergruppen maximal ausgesteuert und werden die Gleichrichtergruppen in den Wechselrichterbereich umgesteuert, dann ergibt die Addition der vier Einzelspannungen die maximale Wechselrichterspannung, d.h. die maximale Gegenspannung an der Anzapfstation. Somit ist in diesem Pail die maximal aus der HGÜ entnehmbare Leistung erreicht.Werden dann die Wechselrichtergruppen maximal in den Gleichrichterbereich umgesteuert, dann ist die maximal in die HGÜ-Anlage einspeisbare Leistung erreicht. Durch entsprechende Einstellung des Steuerwinkels sind alle Zwischeneinstellungen zwischen maximaler Entnahmeleistung, kein Leistungsaustausch und maximaler Einspeiseleistung erreichbar. Neben der Einstellung der Gesamtspannung an der Anzapfstation werden gemäß der Erfindung die Brücken noch so gesteuert, daß der Blindleistungsbedarf möglichst gering und möglichst konstant ist. Um den Blindleistungsbedarf möglichst gering zu halten, wird von den im Beispiel gezeigten vier Stromrichter brück en jeweils nur eine gesteuert, ihr Steuerwinkel wird gemäß den Erfordernissen geändert, während die Steuerwinkel der restlichen drei Brücken konstant gehalten werden. Ist nun diese eine Brücke bei der Spannungseinstellung an die Grenzen des Steuerbereiches 0\ = o° oder f - /"min angekommen, dann wird der betreffende Steuerwinkel konstant gehalten und die Spannung wird mittels des Steuerwinkels der nunmehr ablösenden Stromrichterbrücke weiter verändert. Diese Steuerungsart kann man als Folgesteuerung bezeichnen.

In Pig. 2 ist schematisch eine aus vier Stromrichterbrücken aufgebaute Anzapfstation mit den zugehörigen Steuerungs- und

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Regelungseinrichtungen gezeigt, die zur Gewinnung und richtigen Anwendung der zur Folgesteuerung erforderlichen Stellbefehle vorgesehen sind. Die vier Stromrichterbrücken 3,4,5 und 6 sind über ihre Transformatorwicklungen 7,8,9 und 10, die Primärwicklung 11 des Stromrichtertransformators und den Leistungsschalter 12 mit dem ,Drehstromnetz 13 verbunden. Die Gitter der einzelnen Ventile der jeweiligen Stromrichterbrücken erhalten ihre Steuerimpulse von vier Gittersteuersätzen St3, St4, St5 und St6. Die Frequenz des Drehstromnetzes 13 wird von einem Frequenzleistungsregler 26 erfaßt und gemäß einer bestimmten Charakteristik entsteht am Ausgang von 26 die Solleistung P _Ί,

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iae 9 jig a hg tr ornna*« e e ■ Dieser Wert P ., , wird einer zweiten Einrichtung 27 zugeführt, ebenso wie der Wert des Gleichstrom-Istwertes I,. . der HGÜ, der in einem Stromwandler 28, der in der HGÜ-Leitung 1 liegt, erfaßt wird. Aus diesen beiden Werten P ., -, und I, . , ermittelt die Einrichtung 27 den Gleichspannung! soliwert U, -,-,, der einen Gleichspannungregler 29 beaufschlagt Der Istwert der Gleichspannung U,. , der Anzapfstation wird mittels eines Gleichspannungswandlers 30, der zwischen den beiden Enden 24 und 25 der Anzapfstation liegt, ermittelt und beaufschlagt ebenfalls den Gleichspannungsregler 29. Die am Ausgang dieses Reglers 29 anstehende *k%«igröße wird einem Umschalter 31 zugeführt, ebenso wie der Sollwert U, ,, der Gleichspannung. Der Umschalter 31 hat vier Ausgänge, die über je eine Diode 32,33,34 und 35 auf die vier Gittersteuersätze St3,St4,St5 und St6 geführt sind. Der Umschalter 31 entscheidet nun aufgrund der Sollspannung U-, _ol-i» welche Stromrichterbrücke mittels der vom Gleichspannungsregler 29 gelieferten Regelgröße zwecks Änderung des Steuerwinkels beaufschlagt wird» Die restlichen drei Stromrichterbrücken werden dabei gleichzeitig mit ihren minimal zulässigen Steuerwinkel öi = 0 oder F_mA_n ausgesteuert. Für diese Stromrichterbrücken ergibt sich, dabei der geringstmögliche Blindleistungsbedarf. An einem Beispiel sei dies etwas näher erläutert. Die Anzapfleistung der Station .sei bisher Null gewesen und soll nun auf 0,8 des Maximalwertes

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hochgefahren werden. Bei Leistung Null sind die Brücken 3 und 4 im Wechselrichterbereich und die Brücken 5 und 6 im Gleichrichterbereich voll ausgesteuert. Um die gewünschte Anzapfleistung zu erreichen, wird nun die Sollspannung U^soll und die Reglergröße am Eingang des Umschalters 31 angehoben. Der Umschalter 31 · läßt nun die Regelgröße zunächst nur auf den Gitter steuersatz St5 einwirken und diese steuert die Brücke 5 voll in den Wechselrichterbereich, also bis zu f_mA_n aus. Damit ist nun eine Gesamtspannung U,. . von 0,5 der Gesamtspannung erreicht. Diese Aussteurung der Brücke 5 bleibt nunmehr voll erhalten. Da die Spannung weiter erhöht werden soll, die Anzapfleistung hat ja noch nicht ihren Sollwert erreicht, schal tet der Umschalter 31 die Reglergröße auf den Gittersteuersatz St6 um, der nun die Ventile der Stromrichterbrücke 6' soweit aufsteuert, wie es der Reglergröße entspricht, hier also bis zu Gesaratspannung von 0,8. Das heißt also, daß die Brücke 6 von maximaler Gleichrichteraussteuerung über den Wert Null bis zu einer Wechselrichterspannung von 0,05 der Gesamtspannung bzw. 0,2 ihrer maximalen Brückenspannung umgesteuert wird. In der Erzielung der gewünschten Gesamtspannung wird demnach die Steuerung der einzelnen Brücken, dem gleichen Stellbefehl folgend, nacheinander vorgenommen.

Fig. 3 zeigt das Diagramm des Blindleistungsbedarfs in Abhängig keit von der Spannung. Die Blindleistung ist mit 'Q bezeichnet und bezogen auf die Gleichstromleistung P^w· Ebenso ist die Spannung U., die vom Steuerwinkel (X¹"im positiven und vom Steuerwinkel /"im negativen Bereich abhängig ist, auf die ^fö&Jspannung U,_Ä bezogen. Bei dem Abszissenwert 1 der bezogene! Spannung U^/U,** ist die maximale GleicBspiEnung erreicht, d.h., alle vier Stromrichterbrücken arbeiten im Gleichrichterbetrieb und die maximal vom Drehstromnetz an die HGÜ abgebbare Leistung ist damit erreicht. Konstanter Nennstrom sei in der Anlage immer angenommen. Ist der Afcszissenwert -1, dann liegt an der Anzapfstation die maximale Wechselriohterspannung als Gegenspan-

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nung an und entsprechend ist damit die maximal aus der HG-Ü entnehmbare leistung erreicht. Im Diagramm der E¹Ig. 3 stellt die mittlere, mit 42 bezeichnete und aus zwei Kreissegmenten zusammengesetzte Kurve den ungefähren Verlauf des Blindleistungsbedarfs einer aus zwei Stromrichterbrücken aufgebauten Anzapfstation dar. Davon wird eine Brücke im Wechselrichterbereich des Diagramms, also von 0 bis -1 auf der Abszissenachse entsprechend ihrem gesamten Steuerbereich von maximaler Gleichbis maximaler Wechselrichterspannung, ausgesteuert, die andere von 0 bis +1 im Gleichrichterbereich des Diagramms, entsprechend ihrem gesamten Steuerbereich von maximaler Wechsel- bis maximaler Gleichrichterspannung. Der Blindleistungsbedarf ist bei maximaler und minimaler Spannung sowie bei der Gesa&tspannung Null am geringsten und beträgt dabei etwa 0,6 der Wirknennleistung Ρ·,«. Bei etwa halber Nennspannung, wenn also eine der Brücken auf den Wert Null gesteuert ist (& = 90°), ist der Bedarf jeweils am größten und beträgt ca. 0,9

Die obere, mit 43 bezeichnete, kreisbogenförmige Kurve stellt vergleichsweise den Verlauf der Blindleistung bei einer Anzapfstation, die aus einer oder aus zwei bzw, vier gleichmäßig ■ gesteuerten Stromrichterbrücken besteht, dar. Bei der Spannung 0, wenn also keine Leistung ausgetauscht wird, hat der Blind-. leistungsbedarf sein Maximum und beträgt ca. 1,3 der Wirknennleistung Pj^. Ein solcher Aufwand ist wirtschaftlich nicht zu vertreten, zumal zwischen maximaler und minimaler Spannungsaussteuerung die Schwankung des Blindleistungsbedarfs von 0,6 "bis 1,3 Pj_n sich ändert. Neben der statischen Deckung des Grundbedarfs von 0,6 Ρ-,ν, mit Hilfe von Kondensatorbatterien müßte also noch 0,7 P_dN dynamisch gedeckt werden oder das Drehstromnetz würde damit belastet. Besonders vorteilhaft ist deswegen eine Anzapfstation, die aus vier StromriohterbrÜcken aufgebaut ist. Die Kurve des ,Blindleistungsbedarfs zeigt die untere Kurve in Fig. 3, die mit 44 bezeiohnet und aus vier Kreissegmenten zusammengesetzt ist. Eine Stromriohterbrüoke allein

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wird dabei jeweils über ihren gesamten Steuerwinkelbereich, also von IA. = 0 bis ^_m^y, ausgesteuert und ist für ein Viertel

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der insgesamt maximal an der Anzapfstation anstehenden Spannung ausgelegt. Soll nun beispielsweise die maximale Leistung aus der HGÜ in das angeschlossene Drehstromnetz abgegeben werden, dann werden alle Brücken auf maximale Brückenwechselrichterspannung ausgesteuert. Die Gesamtspannung ergibt dann maximale Gegenspannung, also -1 in Pig. 3, in der den vier Spannungsbereichen von -1 bis -0,5, -0,5 bis 0,0, 0,0 bis +0,5 und +0,5 bis +1,0, die Arbeitsbereiche der Stromrichterbrücken 3,4,

5 und 6 entsprechen sollen. Wenn nun die Spannung auf -0,5 zurückgenommen werden soll, dann wird beispielsweise die Brücke

6 von maximaler Wechselrichteraussteuerung auf maximale Gleichrichteraussteuerung gebracht. Die übrigen bleiben unverändert Erst wenn darüberhinaus weiter zugesteuert werden soll, wird auch die Brücke 5 in ihrer Wechselrichteraussteierung zurückgenommen. Bei dieser Anordnung und Steuerung wird erreicht, daß die Blindleistung der Anzapfstation nur in dem relativ kleinen Bereich von ca. 0,6 bis 0,7 P^_n schwankt und insgesamt wesentlich geringer ist als bei einer Anzapfstation mit zwei Strorarichterbrücken oder gar einer bzw. inehreren^leichmäßig gesteuerten Brücken. Zur Kompensation der Blindleistung wird üblicherweise eine Kondensatorbatterie auf der Drehstromseite benützt. Zweckmäßigerweise wird man diese so groß wählen, daß die Abweichungen der Blindleistungen bei Durchsteuern der Brükken nach oben und unten etwa gleich groß sind. In Pig. 3 ent-Bpricht die gestrichelte Linie 45 bei ca. 0,65 dieser Forderung. Vom Drehstromnetz müssen dann lediglich die Abweichungen aufgefangen werden.

In der Pig. 2 ist neben dem Regelkreis für die als Hauptsteuerung dienende Folgesteuerung noch ein weiterer Regelkreis eingezeichnet, Dieser besteht aus einem Spannungsregler 36, dem der Sollwert U^₈₀]J ^des Dtfehstromnetzes 13 und über einen Spannungswandler^Uer Istwert U^„^ des Drehstromnetzes zuge-

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führt wird. Der Spannungsregler 36 weist vier parallele Aus- gänge auf, von denen je einer über eine Diode 38,39,40,41 auf einen der vier G-ittersteuersätze St3 bis St6 geführt ist. Dieser Regelkreis und das damit zusammenhängende Steuerungsverfahren stellen eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, mit dessen Hilfe die Spannungseehaltung in dem gespeisten Drehstromnetz wesentlich verbessert werden kann. Bei gleichzeitigem Eingriff in die Gittersteuerung aller Stromrichterbrücken kann bei relativ geringem Einfluß auf die Gleichspannung der Anzapfstation und damit auf die Anzapfwirkleistung der Blindleistungsbedarf der Stromrichterbrücken erheblich veränder werden. Durch Eingriff in die Blindleistungsbilanz des Drehstromnetzes läßt sich aber die Spannungs-&ehaltung beeinflussen.

Die Einstellung der leistung erfolgt also über die Folgesteuerung durch Änderung des Steuerwinkels jeweils nur einer Stromrichterbrücke, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Die Einstellung der Blindleistung wirt^f??els des Spannungsreglers 36 vorgenommen, der gleichzeitig auf alle Stromrichterbrücken über die Gittersteuersätze St3 bis St6 und die Dioden 38 bis 41 einwirkt, während beispielsweise die Hauptsteuerung über die Diode 35 nur auf den Gittersteuersatz St6 und die Brücke 6 einwirkt und hier dominiert. Dabei haben die beiden gegensinnig geschalteten Dioden 41 und 35 die Funktion von Ablösedioden, d.h., nur das jeweils höhere Potential ist am Eingang des betreffenden Gittersteuersatzes wirksam. Statt des Spannungsreglers 36 kann auch ein Blindleistungsregler vorgesehen werden dem eine beliebige Abhängigkeit von der Spannung oder anderen Größen des Drehstromnetzes gegeben werden kann.

Eine gemäß der Erfindung aufgebaute Anzapfstation mit vier Stron richterbrücken, die einen gemeinsamen Mehrwicklungstransformator haben, ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Anzapfleistung nur einen relativ geringen Anteil der HGÜ-Übertragungsleistung beträgt. Die Hauptisolation des Strömrichtertransfor-

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mators muß zwar die gesamte Gleichspannung der HGÜ-Anlage aufnehmen, doch ist die Spannung der vier Sekundärwicklungen auf der Brückens#eite untereinander nur vergleichsweise gering. Während die Hauptisolation nur einmal vorgenommen werden muß, ist die Isolation der ventilseitigen Wicklungen ein und derselben Phase gegeneinander vergleichsweise gering. Zweckmäßig ist weiterhin, daß für jede Phase der Sekundärwicklung des Stromrichter transformator s, d.h. für jede einzelne Phase eine Hochspannungs-Mehrfachdurchführung benutzt wird. In dieser Mehrfachdurchführung werden mit geringer Isolation gegeneinander, aber insgesamt hoher Isolation gegen den Kessel des Stromrichtertrans formators, die Wicklungszuleitungen einer Phase nach außen an die zugehörigen Stromrichterbrücken geführt. In dem Ausführungs beispiel nach Pig. 2 rait vier Stromrichterbrücken werden also nur drei Hochspannungsdurchführungen benötigt, die je vier kleine Mittelspannungsdurchführungen enthalten. Gegebenenfalls können diese Hochspannungs-Mehrfachdurchführungen auch als Gebäudedurchführungen benützt werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen darin, daß ohne Stromverzweigung und ohne dadurch das Regelsystem der HGÜ zu beeinträchtigen, eine Anzapfstation für eine HGÜ geschaffen wurde, die nur relativ geringen Aufwand erfordert. Der Austausc der Leistung ist in beiden Richtungen mit einem Minimum bzw. einem möglichst konstanten Betrag von Blindleistung möglich. Durch die vorgesehenen Schalter kann auch ein Betrieb bei verschiedenen Stromrichtungen und bei Einschaltung in die beiden Netzpole der HGÜ aufrechterhalten werden.

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Claims

-H- " 685/68 Patentansprüche:

1. Anordnung.zur Anzapfung der YerbindungsTeitung einer Hochspannungs-Gleichström-iJbertragung (HGÜ) mittels einer aus steuerbaren Stromrichtern und_nachgeschalteten Leistungs-

■ transformatoren bestellenden Anzapf station, dadurch gekennzeichnet, dal3 zumindest zwei Stromrichterbrücken vorgesehen sind, die gleichstromseitig in Reihe geschaltet und die unabhängig voneinander derart steuerbar sind, daß sie den gleichen Stellbefeiil folgend nacheinander oder/und verschiedenen Stellbefehlen folgend gleichzeitig gesteuert werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,« daß zur Gewinnung des StelXbefehls für die Folgesteuerung der Stromrichterbrücken (3,4,5,6) drehstromseitig ein Leistungs- oder Frequenzleistungsregler (26,27) mit nachgeschaltetetn Gleichspannungsregler (29)"Vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal einer.Umschalteinrichtung (31) zugeführt wird, die ihrerseits in Abhängigkeit von der Sollgleichspannung (U, ,,) den Stellbefehl zur Aussteuerung des gesamten verfügbaren Steuerwinkelbereiches jeweils nur an einen der Gittersteuersätze (St3 - St6) der S troiiricht erbrücken (3-6) weitergibt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Reglern für die als Hauptsteuerung dienende und jeweils nur auf den Steuereatz einer Stromrichterbrücke einwirkenden Polgesteuerung, drehstromseitig ein Blindleistungs- oder Spannungsregler (36) vorgesehen ist, der die anderen Stromrichterbrücken gemeinsam aussteuert...

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stellbefehle über Ablösedioden (33-35 und 3.8.-41) dem Eingang der Gittersteuereätze (St3-St6)der einzelnen '

^) zugeführt werden.

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Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Stromrichterbrücken ein gemeinsamer Transformator mit einer der Brückenzahl entsprechenden Anzahl von Sekundärwicklungen (7,8,9»10) vorgesehen ist und die Sekundärwicklungen (7,8,9,10) so angeordnet sind, daß die Hauptisolation für die volle Gleichspannung nur einmal notwendig ist, während die Sekundärwicklungen (7,8,9,10) untereinander relativ gering isoliert sind.

Anordnung nacn Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils zu einer Phase gehörenden Drehstromzuleitungen der verschiedenen Stromrichterbrücken durch einen gemeinsamen iloclispannungs-Durchführungsisolator, die eine der Brückenzahl entsprechende Anzahl von Mittelspannungsdurchführungen aufweist, an die Wicklungen geführt sind.

Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer HGÜ mit Stromrichtungsumkehr und/oder Polwendeschaltern eine Einrichtung zur Einschaltung der Anzapfstation in den anderen Leitungspol und/oder Umschaltung auf die andere Strornrichtung vorgesehen ist.

Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einschaltung der Anzapfstation in den anderen Leitungspol und Umschaltung auf die andere Stromrichtung aus Trennschaltern (14 - 23) aufgebaut ist.

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