DE1813853C3 - Anordnung zur Anzapfung der Verbindungsleitung einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) in Serienschaltung - Google Patents

Description

Ilochspannungs-Gleichstrom-Übertrugungen (HGU₁ bestehen in ihrer heuligen Form aus zwei Stromrichterstationen, von denen die eine als Gleichrichter, die andere als Wechselrichter betrieben wird, und einer Gleichstromverbindiingsleitung. Es besteht nun das Verlangen, eine solche Zweipunktverbindung zur Entnahme oder ζικ Einspeisung von Leistung anzuzapfen. Hierzu vorgeschlagene Methoden (»Direct Current«, Vol. 8, Nr. 5, Mai 1963, S. 124 bis 129; K.W. iluddart, W. G. Watson: »Muiü-Tcrm'imü D. C. Transmission«, lEE-Conferenee on High-Voltage DC Transmission, Publication Nr. 17, Sept. 1966, S. 94 bis 98) für eine solche Anzapfung sehen entweder eine Zwischenstation vor, die für die volle Gleichspannung ausgelegt und zwischen den Polen der Gleichstromleitung angeschlossen ist — diese Anordnung soll im folgender! als Parallelschaltung bezeichnet weiden — oder aber eine Zwischenstation, die für den vollen Gleichstrom ausgelegt und in den Zug der Leitung eingeschleift ist — diese Anordnung wird im folgenden liIs .Serienschaltung bezeichnet. Beide Lösungen haben Vor- und Nachteile. Die Parallelschaltung hai: den Vorzug, daß die zwischen den I lauptstationcn der 11 ochspa η iHings-G I eichst rom-Übertragung übertragene Leistung und die in der Zwischenstation entnommenc oder eingespeiste Leistung unabhängig voneinander eingestellt werden können und daß die Spannung aul der Gleichstromleitung unabhängig von der Anzapfleistung etwa konstant bleibt. Die Auslegung der Stromriehterventile wie auch der ventilseitigen Transformatorwicklungen 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 enispricht hier ein relativ sehr kleiner Nennstrom. Die Parallelschaltung bedeutet den Übergang zur sogenannten UCH'l-Mchrpunkltcchnik mit ihren besonders komplizierten Steuer· und Regelungsproblemen. Außerdem besteht noch eir Bedarf nach Hochspannungs-Gleichstromschaltern, die bis heute jedoch nicht verfügbar sind.

Bei der Serienschaltung besteht demgegenüber die Unabhängigkeit in der Einstellung von Übertragungs- und Anzapfleistung nur eingeschränkt in dem Sinne, dal: die Nennleistung der Zwischenstation nur erreicht werden kann, wenn die Gleichstromlcitung Nennstroir führt. Diese Einschränkung kann jedoch in vieler Anwendiingsflällen ohne Nachteil in Kauf genommer werden. Der besondere Vorteil der Serienschallung liegt in ilcr günstigen Auslegung der Siromrichterveiui Ie und der veniilsciiigen l'ransformatorwieklungen, be denen Nennstrom und Ncnn-.p-innung in einen günstigen Verhältnis zur l.cMung stehen. Die auch hiei besiehende Aufgabe einer Isolation des vollen Gleich potentials gegen Irde lallt sich demgegenüber relativ leicht losen. Der Betrieb einer I lochspannungs-Gleieh ström I iherir;igung nut Anzapfung in Serienschallung läßt sich nut den einfachen Steuer- und Regelverfahrei Jer /weinunkttechnik durchführen. Gleichstromschal

ter werden nicht benötigt.

Ein wesentlicher Nachieil der .Serienschaltung besteht in der Schwierigkeit, die Anzapfleisiung 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 Stelltransformatoren bzw. durch die mit Stufenschalt?rn ausgerüsteten Stromrichtertransformatoren sind relativ enge Grenzer, gesetzt, und diese Lösung ist darüber hinaus recht aufwendig. Der naheliegende Gedanke, die Gittersteuerung der Stromriehlerveniile für diese Aufgabe heranzuziehen, wirft die Probleme des Blindleistungsverhaltens auf; denn bekanntlich geht etwa proportional zur Spannungsherabsteuerung 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 Drehstromnei/es mil einer aus diesem Verhalten des Stromrichters resultierenden hohen Blindleistung, die noch dazu — abhängig von der Stationsleistung — stark veränderlich ist, dürfte nur in wenigen Fällen als tragbar angesehen werden. Ganz besonders bei einer Hochspannungs-Gleiehstrom-Übertragung mit Anzapfung wird man davon ausgehen müssen, daß ein relativ schwaches Drehstromiieiz durch die Anzapfleistung verstärkt werden soll, wobei dieses Netz in seiner Blindleistungsbilanz durch die Anzapfung nicht gestört werden darf, sondern eher gestützt werden muß.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Anzapfung der Verbindungsleitung einer llochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) mittels einer aus steuerbaren Stromrichtern und nachgeschalteten Leistungstransformatoren bestehenden Anzapfstation in Scricnschaltung mit der Verbindungsleitung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Anordnung zur Anzapfung einer 1 loehspannungs-Gleiehstrom-Übertragung in Serienschaltung die Anz.apfspannung in weiten Grenzen verstellen zu können und dennoch den besonderen Anforderungen bei Verbindung der Zwischenstation mit einem relativ schwachen Drehstromnetz gerecht zu werden, d. h. insbesondere einen möglichst geringen und möglichst konstanten Blindleistungsbedarf zu erreichen und hierfür einfache Steuerverfahren anzugeben, die einen Übergang auf die komplizierte und aufwendige //(7i/-Mehrpunkttechnik erübrigen.

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

Demgemäß werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung zwei Steuerungsmethoden angewendet. Die eine, als I-Olgesieiierung bezeichnet, im gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ζ ir Ges\ inniing des Stellbelehls Im die Folgesteuerung der Slromrichlerhrucken dreh stromseitig ein i.ei-.ttings- oiler 1 rcquen/leisiiingsregler mit nachgeschaltetem Gleichspaniningsreglei xnrgese hen ist, dessen Ausgangssignal einer Umsehaliemiich tung zugeführt wird, die ihrerseits in Abhängigkeit wmi der Sollgleichspanniing ilen Stellbelehl zur Ausstelle nun' des uesamten μτϊπιΊμπμι Steuern inkelhereii'hes jeweils nur an einen der Gittersteuersätze der Stromrichterbrücken weitergibt, d. h. also, von voller Gleichrichteraussteuerung über Nullaussieuerung bis ztir Maximal zulässigen Wechselrichteraussteuerupg. s Anschließend wird, falls eine noch weitergehende Änderung der Anzapfspannung erforderlich ist, eine zweite .Stromrichterbrücke ausgesteuer: und so fort.

Nach der anderen Methode, die eine zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darstellt,

ίο ist vorgesehen, daß die Hauptsteuerung wie oben beschrieben nur jeweils durch gleichzeitige Änderung des Steuerwinkels einer Stromrichterbrücke erfolgt, während mittels eines Ulindleistungs- 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 Anzapfslation, besonders wenn diese atis vier Stromrichterbrücken aufgebaut ist, sieht einen einzigen Stromrichtertransformator mit vier geringfügig gegeneinander isolierten Sekundärwicklungen vor, wobei die jeweils zu einer Phase gehörenden Drehstromzuleitungen der verschiedenen Stromrichterbrücken durch

2s einen gemeinsamen Ilochspannungs-Durchführungsisolator an die Wicklungen geführt sind und jeder Hochspannungs-Durchführungsisolator eine der Briik kenzahl entsprechende Anzahl von Mittelspannungs-Durchführungen aufweist.

_}o Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer I lochspannungs-Gleichstrom-Übertragung mit Stromrichtungsumkehr und Polwendeschaltern eine Einrichtung zur Einschaltung der Anzapfstation in den anderen Leitungspol und Um-

/5 Schaltung auf die andere Stromrichtung vorgesehen, die zweckmäßigerweise aus Trennschaltern aufgebaut ist.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und den Figuren soll im folgenden Aulbau, Betrieb und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung zur Anzapfung einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung näher erläutert werden. Es zeigt

I'ig. 1 eine aus vier Stromrichterbrücken aufgebaute Anzapfstation mit den Trennschaltern für Umschaltung der .Stromrichtung und des Leiiungspoles.

F i g. 2 sehematisch 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 F i g. I sind mit I und 2 die beiden Pole der Verbindungsleitung der I lochspannungs-Gleiehstrom-Übertragung bezeichnet. In den Verlauf des l.eitungspoles 1 ist die Anzapfstaiion eingeschaltet. Diese besteht aus vier steuerbaren Stromrichierbrücken 3, 4, 5 und 6,

ss die gleichstromseitig in Reihe geschaltet sind und vom Gesamtstrom der I lochspan:iungs-Gleichst rom -Übertragung, der über den l.eitungspol ί fließt, durchflossen werden. Die Siromrichlerbrücken 3 bis b werden drehsiromseitiji von je einer Sekundäre icklunii 7, 8, 9

<«· linn IO eines gemeinsamen Sirnmnchteriranslormaiors .respeist. Die Primärwicklung Il liegi über einen I leistungsschalter 12 ,111 einem Drehsiromnetz I i. 111 das I nergie eingespeist oiler aus dein gegchenenlalls auch I nergie entnommen weiden soll. Die Vs icklungen 7 Ins

'•ι IO des Strumrichtertransliirmators sind ahw ei hselni! in Stein und Dieieck geschallet, um eine 12-pulsige RiK k\s ir kling aiii das Drehsii mnnelz ! 5 zu erreichen. Die in I ig I swuerhin eingezeu hneten I rennschal

ter 14 bis 16 dienen der [anschaltung der An/apfstation in den Leitungspol I. Die gestrichelt eingezeichneten Verbindungen sowie die Trennschaltor 17 bis 23 werden benötigt, falls die Anzapfstation auch in den Leitungspol 2 eingeschaltet werden soll, bzw. wenn die Stromrichlung in den Leitungspolen wechselt. Zur Einschaltung der Anzapfstation in den l.eitungspol 1 bei einer Stromriehtung von links nach rechts in I" i g. 1 sind die Schalter 14, 15, 20, 22 und 19 geschlossen, alle anderen offen. Im cin/.clncii sind die Trennschalter folgendermaßen angeordnet: Die zwei Trennschalter 16 und 19 liegen im Verlauf der Lcitungspole 1 und 2 und trennen diese auf. An den beiden Enden der Anzapfstation, die mit 24 und 25 bezeichnet werden, sind je zwei Schalter angeschlossen, die eine Polumschaltung der Station ermöglichen. Die Verbindung in den Leitungspolcn 1 und 2 stellen die Trennschalter 14 und 15 bzw. 17 und 18 dar. Würde beispielsweise die Stromrichlung in dem Leitungspol 1 umgekehrt sein, dann wären die Schalter 14,15, 21, 23 und 19 geschlossen und alle anderen offen. Für die beiden Slromrichtiingcn bei Einschalten der Station in den Leitungspol 2 sind dann die anderen Schalter zuständig. Diese Schaltungsmöglichkeiten bei verschiedenen Stromriehuingen sind dann besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise in einer /VGfAKabclverbindung durch Polwendeschallcr ein Energicriehtungswcchsel vorgenommen wird. Die Einschaltung der Anzapfstation wahlweise in den einen oder anderen Pol der Vcrbindmigsleitimg ermöglicht es, die Station auch dann in Betrieb zu hallen, wenn tier andere Pol wegen Störung (nler aus anderen Gründen abgeschaltet werden muli

Die Einstellung tier über die Anzapfstation ausim::.chbaren Leistung erfolgt mittels der Spannung, die in den Stromrichterbrücken mit Hilfe der (iittersteuening eingestellt wird, da der Gleichstrom in der Verbindungsleilung und damit in den Brücken vorgegeben ist. Grolle und Polarität der Spannung werden durch die Steuerungseinrichtung bestimmt, indem die Stromrichterbrücken bei Energieenlnahme im Wechselrichterbereich und bei l'.nergieeinspeisung im Gleiehrichiei bereich ausgesteuert werden. Die Gesamtspannung der An/apfsiation ergibt sich aus der Addition der Ein/elspnnnungen an ilen Stromriehlerhrüeken. Weiden /. Il bei dem in I·"ig. 1 ge/eigien Ausführungsbcispiel die Brücken 3 und 4 als Wechselrichter und die Brücken 5 und b als Gleichrichter maximal ausgesteuert, ist die Gcsamtspamiuug Null, bleiben die Wechsel nehUTgruppen maximal ausgesteuert und werden die Gleichrichlcrgruppeu in ilen Wechselriehteibereich umgoslcuerl, dann ergibt die Addition der vier l'.inzclspannungen die maximale Weehsclrichlerspan IHIiIi', d.h. die maximale GcgcnspaMMtiiig an der Aii/apfslatiou. Somit ist in diesem Rill die maximal aus der I lochspa IUiUMgS-G li'ii'hst nun-Übertragung cm iH'hmbare Lcislting erreicht. Werden dann die Wechsel lichleignippeii maximal in ilen Gleichrichterbcreieh umgesteuert, dann ist die maximal in die lloehspaii nuiigs GleichstromT 'bei'tragiiiig cinspcisbarc Leisiuni: ciTi'ii'hl. Durch entsprechende Einstellung des Slcuer winkels sind alle /.wischeiieiiistellinigi'M /wischen maximaler l'.MluahitiolciMuiig, kein l.eistuiigsatislausch und maximaler Linspcisclcisimii·. erreichbar, Neben der Einstellung der Gesamlspauiniiig an der An/aplstation werden gnuilll der ErliinliiMg die Brücken ntich Sn ('1'SIiMIi¹I t. dall der HliiulIcisiuMgshcdari möglichst l'i'iiii)' und miij'lichsl konslaiil ml lim den liliiullci sliuigslu-dail miii'lichsi i'eriur /ii hallen, wird von den im Beispiel gezeigten vier Stromrichterbrücken jeweils nur eine gesteuert, ihr Stcucrwinkel wird gemäß den Erfordernissen geändert, während die Steucrwinkel der restlichen drei Brücken konstant gehalten werden. Ist

s nun diese eine Brücke bei der Spannungseinstellung an die Greii/cn des Sieucrbcroichcs λ ■·-- 0 oder γ — γ min angekommen, dann wird der betreffende Sicuerwinkcl konstant gehalten, und die Spannung wird mittels des Steucrwinkels der nunmehr ablösenden

ίο Stromrichterbrückc weiter verändert. Diese Steucrungsart kann man als Folgesteuerung bezeichnen.

In Fig. 2 ist schematisch eine aus vier Stromrichterbrücken aufgebaute Anzapfstalion mit den zugehörigen Steucrungs- und Rcgelungscinrichtungen gezeigt, die zur Gewinnung und richtigen Anwendung der zur Folgesteuerung erforderlichen Stcllbefehlc vorgesehen sind. Die vier Stromrichterbrücken 3, 4, 5 und 6 sind über ihre Transformatorwicklungcn 7, 8, 9 und 10, die Primärwicklung 11 des Slromrichtertransformators und den Leistungsschalter 12 mit dem Drehstromnetz 13 verbunden. Die Gitter der einzelnen Ventile der jeweiligen Stromrichlcrbrückcn erhalten ihre Steuerimpulse von vier Gittersteuersätzen Sl3, .9/4, Sf 5 und St b. Die Frequenz des Drehstromnetzes 13 wird von einem Frcqucnzleistungsrcglcr 26 erfaßt und gemäß einer bestimmten Charakteristik entsteht am Ausgang des Frcquenzleistungsreglers 26 die Solleistung P₅₁₁H der Anzapfslation. Dieser Wert P_s„u wird einer zweiten Einrichtung 27 zugeführt, ebenso wie der Wert des Gleichstrom-Istwertes /,//.„der Hoehspannungs-Gleichstrom-llbertragung, der mil einem Stromwandler 28 in dem l.eitungspol 1 erfaßt wird. Aus diesen beiden Werten /'»,,« und /,<„, ermittelt die Einrichtung 27 den Glcichspannungssollwert /',/,„//, der einen Gleichspan nungsrcgler 29 beaufschlagt. Der Istwert der Gleich Spannung /',/,„ der Anzapfslation wird mittels eines GleichspaniHingswandlers 30, der zwischen den beiden Enden 24 und 25 der Anzapfslation liegt, ermittelt und beaufschlagt ebenfalls den Gleichspannungsregler 29.

Die am Ausgang dieses Reglers 29 anstehende Rcglergrölle wird einem Umschalter .31 zugeführt, ebenso wie der Sollwert I',(>,,//der Gleichspannung. Der Umschalter 31 hai vier Ausgänge, die über je eine Diode 52, Ii, 34 und .35 auf die vier Giltersteiiersät/e .SV 3. .Vf 4, .Si 5 und .Vi b geführt sind. Der Umschalter 31 entscheidet nun aufgrund der Sollspannung f',/.«>» welche Stromrichlerbrücke mittels der vom Gleich spannungsregler 29 gelieferten Keglergrölle zwecks Änderung des Sicuerwiukels beaufschlagt wird. Dii

restlichen drei Sliimrichlerbrücken werden dabe gleichzeitig mit ihrem minimal zulassigen Sleuerwinke λ --■ 0 oder }·„„„ ausgesteuert. RIr diese Stromrichter brücken ergibt sich dabei der geringstniögliche Blindlci stmigsbedarl. An einem Beispiel sei dies etwas iiähei

VS erläutert. Die Ati/apl'IcistuMg der Station sei bisher NuI gewesen und soll mm auf 0,8 des Maximalwerte: lioehgelahreii werden. Bei Leistung Null sind dii Brücken 3 und 4 im Wechselrichltrbereich und dii Brücken 5 und (v im Gleichrichterbeieich voll ausge

slnierl. Um die gewünschte An/apflcistiing zu errei clien, wird nun die Sollspannung (',/,„« und dii Ri'glergrölle am Eingang des Umschalters 31 angi'ho ben, Dei Umschalter 31 llllll nun die KeglcigröU' /UMilehst Min mil den Gilicrsteuersal/ ,Vf 5 cinwirkei und diese slciici I die Brücke 5 voll in den Wechselnd! terbereich, also bis /u )'„„„ aus. Damit ist muh ein GcsaiiilspaiiMuiig /',(„, von (),^r> der Gesamlspaimiiu erreicht. Diese Aussieucniiij¹, der Brücke 5 bleu'

nunmehr voll erhalten. Da die Spannung weiter erhöht werden soll, die Anzapfleistung hat ja noch nicht ihren Sollwert erreicht, schaltet der Umschalter 31 die Reglergrößc auf den Gitterstcucrsat/. 5/6 um, der nun die Ventile der Stromrichterbrücke 6 so weit aufstellen, wie es der Reglergrößc entspricht, hier also bis zur Gesamtspannung von 0,8. Das heißt also, daß die Brücke 6 von maximaler Glcichrichtcraussteuerung über den Wert Null bis zu einer Wechsclrichtcrspannung von 0,05 der Gesamtspannung bzw. 0,2 ihrer maximalen Brükkenspannung umgesteuert wird. In der Erzielung der gewünschten Gesamtspannung wird demnach die Steuerung der einzelnen Brücken, dem gleichen Stellbefehl folgend, nacheinander vorgenommen.

F i g. 3 zeigt das Diagramm des Blindlcistungsbedarfs in Abhängigkeit von der Spannung. Die Blindleistung ist mit ζ) bezeichnet und bezogen auf die Gleichstromlcistung PdN- Ebenso ist die Spannung I Ij, die vom Stcuerwinkel λ im positiven und vom Stcucrwinkel γ im negativen Bereich abhängig ist, auf die Nennspannung Uds bezogen. Bei dem Abszissenwerl 1 der bezogenen Spannung UJUdN ist die maximale Gleichrichterspannung erreicht, d.h., alle vier Stromrichlerbrückcn arbeiten im Gleichrichterbctrieb und die maximal vom Drchstromnctz an die Hochspannungs-Glcichstrom-Übertragung abgebbare Leistung ist damit erreicht. Konstanter Nennstrom sei in der Anlage immer angenommen. Ist der Abszissenwert - 1, dann liegt an der Anzapfslation die maximale Wechselrichterspannung als Gegenspannung an, und entsprechend ist damit die maximal aus der HGÜ entnehmbare l.eisiimg erreicht. Im Diagramm de;· I" i g. J stellt die mittlere, mit 42 bezeichnete und aus zwei Kreissegmenten zusammengeselzie Kurve den ungefähren Verlauf des Blindleistungsbedarfs einer aus zwei Stroinrichterbrükken aufgebauten Anzapfstaiion dar. Davon wird eine Brücke im Wechselrichterbereich ties Diagramms, also von 0 bis - I auf der Abszissenachse entsprechend ihrem gesinnten Steuerbereich von maximaler Gleich bis maximaler Wechsolrichterspannung, ausgesteuert, die andere von 0 bis 1 I im Gleichrichtetbereich des Diagramms, entsprechend ihrem gesamten Sleuerho reich von maximaler Weehselrichterspannung bis maximaler Gleiehriehlerspannung. Der Bliiulleislungs bedarf ist bei maximaler und minimaler Spannung sowie hei der Gesamtspannung Null am geringsten \ά\Λ beträgt dabei etwa 0,6 der Nennwirkleistiing /',/\ Bei etwa halber Nennspannung, wenn aKo eine der Brücken auf den Wert Null gesteuert ist (.\ ■■ W). isl der Bedarl jeweils iMii größten und hcti'ilgt elwn <),*> l'_lt\. J°

Die obere, mit 4.1 bezeichnete, kreisbogcnlörnügc Kurve stellt vergleichsweise den Verlaiil der Blindleistung hei einer Anz.npfstaiion dar, die uns einer oder aus zwei bzw. vier gleichmäßig gesteuerte!) Stromrichtcrbrücken besieht. Bei der Spannung 0, wenn nlso keine Leistung ausgetauscht wird, hat der llluidleisliingsbe iliirf sein Mnxiniuni und belrllgl etwa 1,3 eier Wiiknennleistiiiig /',«, Ein solcher Aufwand ist win scluilllich nichl /11 verurteil, /tiinnl zwischen maximaler und minimaler Spnniiiingsaiissteiierung die Schwankung des IlliiulleislungsbedarK von 0,6 his I₁) /',/,vsich lindert. Neben der slnlisehen Deckung des Gnindhediirfs von 0,(1 /',w mil Hilfe von Kondcnsnlorbnllorien inilßte also mich 0,7 !',in dynamisch gedeckt werden, oder dns Drehstromnel/ würde damit MnMiM. Besonders vor '*> leilhnfl isl deswegen eine An/npfsliilion, die mis vier SliomnchtorbrÜeken aufgebaut isl. Die Kurve des Blindleistungsbednrfs zeigt die untere Kurve in I'ig. J, die mit 44 bezeichnet und aus vier Krcissegmenter zusammengesetzt ist. Fine Stromrichtcrbrückc alleii wird dabei jeweils über ihren gesamten Stcuerwinkclbe reich, also von λ = 0 bis v_n„„ ausgesteuert und ist für eir Viertel der insgesamt maximal an der Anzapfstatior anstehenden Spannung ausgelegt. Soll nun beispiclswei se die maximale Leistung aus der Hochspannungs Gleichstrom-Übertragung in das angeschlossene Dreh stromnetz abgegeben werden, dann werden alle Brücken auf maximale Brückenwcchsclrichterspannun^ ausgesteuert. Die Gesamtspannung ergibt dann maxi male Gegenspannung, also - 1 in F i g. 3, in der den viei Spannungsbereichen von — t bis -0,5, -0,5 bis 0, 0 bi; + 0,5 und +0,5 bis +1, die Arbeitsbereiche dei Stromrichterbrücken 3, 4 5 und 6 entsprechen sollen Wenn nun die Spannung auf —0,5 zurückgenommer werden soll, dann wird beispielsweise die Brücke 6 vor maximaler Wechsclrichterausstcucrung auf maximale Gleichrichtcrausstcucrung gebracht. Die übrigen blei ben unverändert. Erst wenn darüber hinaus weitci zugesteuert werden soll, wird auch die Brücke 5 in ihrei Wcchselrichterausstcuerung zurückgenommen. Bei die scr Anordnung und Steuerung wird erreicht, daß die Blindleistung der Anzapfstation nur in dem relativ kleinen Bereich von etwa 0,6 bis 0,7 P./v schwankt um insgesamt wesentlich geringer ist als bei cinei Anzapfstation mit zwei Stromrichterbrücken oder gai einer bzw. mehreren gleichmäßig gesteuerten Brücken Zur Kompensation der Blindleistung wird üblicherweise eine Kondensatorbatterie auf der Drchstromseiic benutzt, /weckmäßigerweise wird man diese so grol: wählen, daß die Abweichungen der Blindleistungen be Diirchsieuern der Brücken nach oben und linien etw; gleich groß sind. In I' ig. 3 entspricht die gestrichelte Linie 45 bei elwa 0,65 dieser Forderung. Von Drehstromnot/ müssen dann lediglich die Abweichungen aufgefangen werden.

In dor Fig.? im neben dem Kegelkreis liir die .il· Haupisieuerung dienende Folgesteuerung noch cn weilerer Regelkreis eingezeichnet. Dieser besteht au* einem .Spannungsregler 36, dem der Still wert I' «.»ile; Drehstromnelzes 13 und über einen Spannungswandlei 37 der Istwert ('._m des Drehstromnelzes /iigcfiihr wird Der Spannungsregler 36 weisl vier parallele Ausgange auf. von denen je einer über eine Diode 18, 34 40, 4l auf einen der vier Gillersl'.'iiei salze .Si \ bis .SVf geführt isl. Dieser Kegelkreis und das daniii zusammen hängeiule SlcuoniugsvciTiilurii stollen eine vorteilhafte Ausgestaltung der I iliiuluni' elai. mil dessen HiIIo ehe SpiiniHingsehülliine in dein i'espcislon DrehMromnoi/ wesentlich verbessen werden kann. Bei gleich/eiligen Eingriff in die Gittersleuerung nllei Slromrichlerbrilk kon kann bei relnliv geringem Einfluß mil elie Gleichspannung eier An/upl'stiition und diimil auf elie Anziipfwirkloistung eier Bliiulleisluiigsboelnrf dei Stromiichlorbrik'kon erheblich vorilnderi worelon Durch Eingriff in ehe Itliiielloislungsbilnnz eles Dreh slroinnoizos lllßi sieh aber ilio Spnnnungshaliunt beeinflussen.

Die Einstellung eier Wirkleistung erfolgt also über elii Folgesteuerung ilureh Änderung dos Siotiorwinkol! jeweils nur einer Sliomrichlorbrücko, wie dies weitoi obon beschrieben wurilo. Die Einstellung der Blindlei slung wird elngegoii miltols elos Spnnniingsregleis 3( vorgonommon, der gleichzeitig mif nllo Stromrichter brücken über die Gittcrslotiersllt/e .Vi 3 his .Vf ft und du Dioelon .18 bis 41 einwirkt, wllhrenel boispiolswoiso ilii llnu|ilstoueruii|: über die Diode 31 nur auf eloi

/im n;t!i/(-

Gittersteuersatz .SV 6 und die Brücke 6 einwirkt und hier dominiert. Dabei haben die beiden gegensinnig geschalteten Dioden 41 und 35 die Punktion von Ablösedioden, d. h., nur das jeweils höhere Potential ist am Hingang des betreffenden Gittersteuersat/es 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.

Line gemäß der Erfindung aufgebaute Anzapfstaüon mit vier Stromrichterbrücken, die einen gemeinsamen Mehrwicklungstransformator haben, ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Anzapfleistung nur einen relativ gelingen Anteil der Übertragungsleistung beträgt. Die Hauptisolation des Stromrichtertransformators muß zwar die gesamte Gleichspannung der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage aufnehmen, doch ist die Spannung der vier Sekundärwicklungen auf der Brückenseite untereinander nur vergleichsweise gering. Während die Hauptisolation nur einmal vorgenoinmen werden muß, ist die Isolation der vcntilscitigen Wicklungen ein und derselben Phase gegeneinander vergleichsweise gering. Zweckmäßig ist weiterhin, daß für jede Phase der Sekundärwicklung des Stromrichtertransformators, d. h. für jede einzelne Phase eine

1 lochspannungs-Mehrfachdurehführung benutzt wird. In dieser Mehrfaclidurchführung werden mit geringer Isolation gegeneinander, aber insgesamt hoher Isolatii
gegen den Kessel des .Stromrichtertransformators, die Wicklungszuleitungen einer Phase nach außen an die zugehörigen Siromrichterbrücken geführt. In dein Ausführungsbeispiel nach I'ig. 2 mit vier Stromnchterbrücken werden also nur drei I lochspannungsdurchführungen benötigt, die je vier kleine Mittelspannungsdurchfülmmgen enthalten. Gegebenenfalls können diese Ilochspanniings-Mehrfachdurchführungen auch als Gebäudedurchführungen benützt werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen darin, daß ohne Stromverzweigung und ohne dadurch das Regelsystem der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung zu beeinträchtigen, eine Anzapfstation für eine Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung geschaffen wird, die nur relativ geringen Aufwand erfordert. Der Austausch 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 Leitungspole der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung aufrechterhalten werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Anordnung zur Anzapfung der Verbindungsleitung einer Hochspannungs-Gleichsirom-Übertragung (HGLJ) mittels einer aus steuerbaren Stromrichtern und nachgeschalteten Leistungstransformatoren bestehenden Anzapfstalion in .Serienschaltung mit der Verbindungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Stromrichter in zumindest zwei Stromrichterbrücken angeordnet sind, die glcichsiromseiiig in Reihe geschaltet und unabhängig voneinander derart steuerbar sind, daß sie dem gleichen Stellbefehl folgend nacheinander oder/und verschiedenen Stellbefehlen folgend gleichzeitig gesteuert werden.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung des Stellbefehls für die Folgesteuerung der Stromrichterbrücken (J, 4, 5, 6) drehstromseitig ein Leistungs- oder Frequenzleistungsregler (26, 27) mit nachgeschalietem Gleichspannungsregler (29) vorgesehen ist. dessen Ausgangssignal einer Umschalteinrichtung (.31) zugeführt wird, die ihrerseits in Abhängigkeit von der .Sollgleichspannung (IKism) den Stellbefehl zur Aussteuerung des gesamten vegügbaren Sieuerwinkelbereiehes jeweils nur an einen der Gittersteuersätze (.S'i 3 bis Si 6) der Stromrichterbrücken (3 bis

   6) weitergibt.

   J. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Reglern für die als I lauptsicMerung dienende und jeweils nur auf den Steuersatz einer .Stromrichterbrücke einwirkenden folgesteuerung, drehsiromseiiig ein Blindleistungsoder Spannungsregler (36) vorgesehen ist, der die anderen S'.iomrichterbrücken gemeinsam aussteuert.

   4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden .Stellbefehle über Ablösedioden (33 bis 35 und 38 bis 41) dem Eingang der Gittersteuersätze (Si 3 bis St 6) der einzelnen Stromrichterbrücken (3 bis6) zugeführt werden.

   5. 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 I lauptisolation für die volle Gleichspannung nur einmal notwendig ist, während die Sekundärwicklungen (7, 8, 9, 10) untereinander relativ gering isoliert sind.

   fa. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils zu einer Phase gehörenden Drehstromzuleitungen der verschiedenen Strom- ss richterbrücken durch einen gemeinsamen llochspannungs-Durchführungsisolator, die eine der Brückenzahl entsprechende Anzahl von Mittelspannungsdurehführungen aulweisi. .111 die Wicklunge,1 gefühlt sind. («1

   7. Anordnung nach einem der vorherigen Λnspi n ehe, dadurch gekennzeichnet, dall bei der einer H oehspanniings Gleichst rom-Übertragung mil

   S1 rom richtungsumkehr und.Od er PoIw endeschal ■ tern eine Einrichtung zur Einschaltung der -\nzapl '¹^ station in den anderen I .eitiingspol und/oder timschaliung aiii die ,liniere Si rom rieh tu ng ν orgesc

   8. 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 bis 23) aufgebaut ist.