DE2031309B2 - Steuersystem für eine Hoch-Gleichspannungs-Übertragungsstrecke - Google Patents
Steuersystem für eine Hoch-Gleichspannungs-ÜbertragungsstreckeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für die Gleichrichter und Wechselrichter einer Hoch-Gleichspannungs-Übertragungsstrecke
mit einer ersten Steuereinheit zur Erzeugung eines ersten Steuersignals für Gleichrichter (bzw. den Wechselrichter) und mit
einer zweiten Steuereinheit zur Erzeugung eines zweiten Steuersignals für den Wechselrichter (bzw. den
Gleichrichter), mit einem der ersten Steuereinheit vorgegebenen Hauptsteuersignal, das den übertragenen
Strom bestimmt, wobei mit der ersten Steuereinheit Einrichtungen zur Übertragung eines Steuersignals an
die zweite Steuereinheit verbunden sind, welche zweite Steuereinheit mit einer Prüfeinrichtung zur Prüfung des
übertragenen Steuersignals verbunden ist, welche je ein Prüfsignal zur Freigabe der zweiten Steuereinheit und
zurück zur ersten Steuereinheit zu deren Freigabe dann sendet, wenn das übertragene Steuersignal fehlerfrei
empfangen worden ist.
Steuersysteme dieser Art (französische Patentschrift 15 33 507) werden zur Steuerung der Wechselstrom-Gleichstrom-
sowie Gleichstrom-Wechselstromumsetzer in einer Hoch-Gleichspannungs-Übertragungsslrekkc
verwendet.
Bei der Steuerung derartiger Umsetzer werden die Gleichrichter- und Wechselrichter-Ströme derart gesteuert,
daß sie proportional zu gesonderten örtlichen von einem Hauptbefehlssignal abgeleiteten Befehlssignalen
sind, wobei der Wechselrichter-Strombefehl kleiner ist als der Gleichrichterstrombefehl, und zwar
um eine Stromspanne von beispielsweise 0,1 pro Einheit. Da sich das Übertragungsglied, beispielsweise eine
Hochspannungsleitung, über eine große Entfernung erstrecken kann, muß mindestens eines dieser örtlichen
Befehlssignale zu einer entfernt angeordneten Station übertragen werden. Zu diesem Zweck wird eine
Fernmeldeübertragungsstrecke verwendet, um das Sienal beisDielsweise in Diuitalformat zu übertragen.
Bei einer derartigen Anordnung können alle in das übertragene Signal eingeführten Fehler in einfacher
Weise durch übliche Verfahren festgestellt werden, beispielsweise durch die Einführung von Paritäts-Bits,
wobei im Falle eines Fehlers das örtliche Strombefehlssignal auf seinem vorangegangenen Wert gehalten wird.
Diese bekannten Systeme weisen befriedigende Betriebseigenschaften auf, solange die Nachrichtenübertragungsstrecken
zwischen Gleichrichter und Wechselrichter einwindfrei arbeiten. Wenn jedoch ein Fehler
dieser Nachrichtenübertragungsstrecke auftritt, besteht unter bestimmten Bedingungen die Gefahr, daß das
LeistungsübertragungEsystem zusammenbricht Dies ist
dann der Fall, wenn das Hauptsteuersignal einer Leistungsverringerung entspricht und dieser Befehl
zwar dem Gleichrichter zugeführt wird, während der entfernt angeordnete Wechselrichter weiter mit der
honen Leistung arbeitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei dem keine Gefahr einer fehlerhaften Betriebsweise bei Ausfali der Nachrichtenübertragungsstrecke besteht.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. 2 angegebene Erfindung
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und WeiterbiUungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Steuersystem verhindert das Wirksamwerden des Hauptsteuersignals in abso'ut
sicherer Weise, wenn dieses Hauptsteuersignal dazu führen würde, daß die in die Hoch-Gleichspannungs-Übertragungsstrecke
eingespeiste Leistung kleiner wird als die am Wechselrichter umgesetzte Leistung. Auf
diese Weise ergibt sich keine Gefahr eines Zusammen- y> bruchs des Hoch-Gleichspannungs-Übertragungssystems.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
In der Zeichnung ist ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform des Steuersystems dargestellt.
An einer als Gleichrichter in einer (nicht gezeigten) Hoch-Gleichspannungs-Übertragungsstrecke arbeitenden
Umformerstation ist — vergleiche dazu die Zeichnung — eine erste Steuereinheit t angeordnet, \ί
während eine zweite Steuereinheit 2 an der den Wechselrichter bildenden und am anderen Ende der
Hoch-Gleichspannungs-Übertragungsstrecke angeordneten Umformerstation angeordnet ist. Die erste
Steuereinheit 1 empfängt ein Hauptsteuersignal /, aus w
welchem ein proportionales erstes Steuersignal /' für Gleichrichterröhren abgeleitet wird. Zwischen der
ersten Steuereinheit 1 und der zweiten Steueieinheit 2
ist eine Zweiweg-Nachrichten· Übertragungsstrecke 3,4 eingeschaltet, wobei die zweite Steuereinheit 2 in v-,
Abhängigkeit von dem über diese Nachrichtenübertragungsstrecke übertragenen Steuersignal ein örtliches
zweites Steuersignal /" für die Wechselrichterröhren erzeugt. Die Nachrichtenübertragungsstrecke kann
durch Signalleitungen, eine Funkübertragungsstrecke, M) Lichtstrahlen oder andere Einrichtungen gebildet sein.
Die erste Steuereinheit I weist eine Taktsignalquelle in Form eines Taktimpulsgenerators 5 auf. der eine
stetige Folge kurzer Impulse mit 50 Millisekunden-Intervallen erzeugt- Das Hauptsteuersignal / wird einem h5
Analog-/Digitalu'nsetzer 6 zugeführt, dessen Ausgangssignal in Abhängigkeit von den Ausgangsimpulsen des
Taktgenerator 5 in Form einer 11-Bit-Binärgröße ausgelesen wi'd. Diese in ungefähr 100 Mikrosekunden
ausgelesene pai «diele digitale Ausgangsgröße wird an
ein UN D-Verknüpfungsglied 8 und zusätzlich an ein UN D-Verknüpfungsglied 9 angelegt, wobei letzterem
ebenfalls die Taktimpulse über eine Verzögerungsschaltung 10 zugeführt werden.
Wenn man daher davon ausgeht, daß der Taktimpuls zur Zeit / = 0 erzeugt wird, so wird beispielsweise zum
Zeitpunkt t = 300 Mikrosekunden der Digitalwert über das Verknüpfungsglied 9 an eine Kodiereinheit 12
angelegt, in der nach bekannten Regeln zusätzliche Paritäts-Bits hinzugefügt werden, worauf dann das
Ausgangssignal der Kodiereinheit mit Hilfe eines Senders 13 über die Nachrichtenübertragungsstrecke 3
zu einem Empfänger 14 in der zweiten Steuereinheit 2 übertragen wird.
Das empfangene Signal wird in ein Register 15 eingegeben, dessen Ausgangssignal durch eine Fehlerfeststellungsvorrichtung
16 überprüft wird. Wird kein Fehler festgestellt, so wird durch diese Schaltung ein
Impuls erzeugt, der ein UND-Verknüpfungsglied 17
öffnet, durch welches das Register 15 ausgelesen wird. Der Inhalt dieses Registers 15 wird dann in ein weiteres
Register 18 überführt und dann durch einen Digital/ Analog-Umsetzer 19 in eine analoge Gleichspannung
umgewandelt und an eine Summiervorrichtung 20 angelegt, in der eine feste, einen Strombefehl Al
darstellende Spannung subtrahiert wird, um das zweite Steuersignal /"zu erzeugen. Der Strombefehl Al wird
subtrahiert, um eine Stromdifferenz zwischen dem Wechselrichter und dem Gleichrichter zu erzeugen.
Zusätzlich zur beschriebenen öffnung des UND-Verknüpfungsgliedes
17 wird die Impulsausgangsgröße der Fehlerfeststellvorrichtung 16 von einem Sender 21 über
die Nachrichtenübertragungsstrecke 4 zu einem Empfänger 22 in der ersten Steuereinheit 1 übertragen.
Durch eine Schaltung 23 wird das empfangene Signal auf Fehler überprüft und sodann über ein ODER-Verknüpfungsglied
24 an ein UND-Verknüpfungsglied 8 angelegt, um so den Digitalwert vom Analog-Digitalwandler
6 in ein Register 25 einzugeben. Dieser Zyklus muß natürlich vor Abiauf von f = 50 Millisekunden
vollendet sein, d. h. vor dem Anlegen des nächsten Taktimpulses von dem Taktgenerator 5 an den
Analog-Digitalwandler 6; der Zyklus dauert typischerweise / = 46 Millisekunden.
Der Inhalt des Registers 25 wird in einem Digital-Analog-Umsetzer 26 in eine Analog-Gleichspannung
umgewandelt., um das erste Steuersignal /'zu bilden.
Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Schaltung weist die erste Steuereinheit 1 eine Vergleichseinrichtung
28 auf, welche das erste Steuersignal /'mit dem Hauptsteuersignal / vergleicht. Wenn das Hauptsteuersignal
das kleinere von beiden ist, erzeugt die Vergleichseinrichtung als logische Ausgangsgröße eine
»0«; wenn dagegen das Hauptsteuersignal größer ist, so wird eine »1« als logische Ausgangsgröße erzeugt. Mit
dem Ausgang der Vergleichseinrichtung 28 ist ein UND-Verknüpfungsglied 29 verbunden, welches zusätzlich
Impulse vom Taktgenerator 5 empfängt, so daß unter der Voraussetzung, daß die Vergleichseinrichlung
einen »!«-Pegel erzeugt, dieser letztgenannte Impuls an ein einstufiges Register 30 angelegt wird. Dieses
Register wird auf diese Weise in einen Zustand gebracht, der dem Zustand der Vergleichseinrichtung
zur Zeit t = 0 entspricht, wobei das Register bis zum nächsten Taktimpuls in diesem Zustand verbleibt.
Der Ausgang dieses Registers steht mit einem weiteren UN D-Verknüpfungsglied 31 in Verbindung,
welches Taktimpulse über eine Verzögerungsschaltung 32 empfängt, die eine Verzögerung von 250 Mikrosekunden
aufweist. Die Ausgangsgröße des UND-Verknüpfungsgliedes
31 wird schließlich ihrerseits — wenn eine solche Ausgangsgröße vorhanden ist — an das
bereits erwähnte ODER-Verknüpfungsglied 24 angelegt.
Wenn angenommen wird, daß im Betrieb das Hauptsteuersignal / ansteigt, so wird der neue Wert
über die Nachrichtenübertragungsstrecke 3 zur zweiten Steuereinheit 2 übertragen, und wenn der Wert richtig
empfangen wird, so wird das Register 18 auf diesen neuen Wert eingestellt. Wenn das übertragene Signal
nicht fehlerfrei ist, so verbleibt das Register 18 auf dem vorangegangenen Wert.
Das Hauptsteuersignal / wird weiterhin an die Vergleichseinrichtung 28 der ersten Steuereinheit 1
angelegt, und unter diesen Bedingungen, d. h. wenn / größer ist als /', wird das Register 30 dazu gebracht, den
logischen Pegel »1« zur Zeit f = 0 anzunehmen. Bei t = 250 Mikrosekunden wird die Ausgangsgröße dieses
Registers über das UND-Verknüpfungsglied 31 und das ODER-Verknüpfungsglied 24 an das UND-Verknüpfungsglied
8 zu dessen Freigabe angelegt, so daß das Register 25 auf diesen neuen Wert gebracht wird. Auf
diese Weise wird das erste Steuersignal /' in richtiger Weise auf den neuen Wert gebracht, und zwar
unabhängig von dem von der zweiten Steuereinheit 1 angenommenen Zustand und unabhängig davon, ob das
während der laufenden 50-Millisekunden-Taktperiode über die Nachrichtenübertragungsstrecke 4 rückübertragene
Prüfsignal richtig empfangen wird oder nicht.
Wenn nun angenommen wird, daß das Hauptsteuersignal kleiner wird, so nimmt das Register 30 den
logischen Wert »0« an, und bei t — 250 Mikrosekunden wird das Register 25 nicht auf einen neuen Wert
gebracht. Jeder Befehl zur Änderung des Wertes dieses Registers kann nunmehr nur durch das über die
Nachrichtenübertragungsstrecke 4 zurückübertragene Prüfsignal bewirkt werden, wobei dies seinerseits nur
unter der Voraussetzung erfolgen kann, daß das Register 18 in der zweiten Steuereinheit 2 in richtiger
Weise auf einen neuen Wert gebracht wurde, d. h. daß das über die Nachrichtenübertragungsstrecke 3 übertragene
Signal fehlerfrei ist.
Demgemäß wird während jeder vorgegebenen Taktperiode das zweite Steuersignal /" stets unmittelbar
bei Empfang eines richtigen Signals auf den neuesten Wert gebracht; die Erneuerung des Wertes
ίο des ersten Steuersignals /'erfolgt entweder unmittelbar
oder nach Empfang des Prüfsignals, erfolgt jedoch stets in der Weise, daß sogar eine zeitweise Verminderung in
der Differenz zwischen /'und /"dargestellt wird, so daß niemals die Übertragung über die Hoch-Gleichspan-
nungs-übertragungsstrecke zusammenbrechen kann.
Dies gilt, unabhängig davon, ob die Nachrichtenübertragungsstrecken 3 und/oder 4 lediglich durch eine Störung
beeinträchtigt sind, oder ob eine oder beide Nachrichtenübertragungsstrecken vollständig ausgefallen sind.
Im letzteren Fall verbleibt das Register 18 ständig auf dem letzten richtigen Wert, und zwar ebenso wie das
Register 25 bei Ausfall des H auptsteuersignals.
Obwohl das Steuersystem unter Bezugnahme auf ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, sei
darauf hingewiesen, daß Abänderungen ohne weiteres erkennbar sind. Beispielsweise ist bei der dargestellten
Ausführungsform die erste Steuereinheit, an die das Hauptsteuersignal / angelegt wird, dem Gleichrichter
zugeordnet; diese erste Steuereinheit kann jedoch
JO ebenso gut auch dem Wechselrichter zugeordnet sein,
wobei die zweite Steuereinheit dann dem Gleichrichter zugeordnet ist und wobei in diesem Falle ferner die
Logik der Vergleichseinrichtung 28 umgekehrt würde, und das Signal AI würde dann — anders als gezeigt —
J5 vom Ausgang des Digital/Analog-Umsetzers 26 abgezogen.
Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß die in der vorstehenden Beschreibung erwähnten Zeitperioden
nicht unbedingt bindend sind. Ferner können die ersten und zweiten Steuersignale /', /" sowohl Strombefehlsals
auch Leistungsbefehlssignale sein, ohne daß das Prinzip des Steuersystems geändert werden muß.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Steuersystem für die Gleichrichter und die Wechselrichter einer Hoch-Gleichspannungs-Übertragungsstrecke.
mit einer ersten Steuereinheit zur Erzeugung eines ersten Steuersignals für den Gleichrichter und mit einer zweiten Steuereinheit
zur Erzeugung eines zweiten Steuersignals für den Wechselrichter, mit einem der ersten Steuereinheit
vorgegebenen Hauptsteuersignal, das den übertragenen Strom bestimmt, wobei mit der ersten
Steuereinheit Einrichtungen zur Übertragung eines Steuersignals an die zweite Steuereinheit verbunden
sind, welche zweite Steuereinheit mit einer Prüfeinrichtung zur Prüfung des übertragenen Steuersignals
verbunden ist, welche je ein Prüfsignal zur Freigabe der zweite»! Steuereinheit und zurück zur ersten
Steuereinheit zu deren Freigabe dann sendet, wenn das übertragene Steuersignal fehlerfrei empfangen
worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinheit (1) eine Vergleichseinrichtung
(28) zum Vergleich des jeweils vorliegenden Wertes des Hauptsteuersignals (I) mit dem ersten
Steuersignal (l')mii dem zuletzt vorgegebenen Wert
und Einrichtungen (6, 8, 24, 25, 30-32) zur Änderung des Wertes des ersten Steuersignals (I')
einschließt, welche Einrichtungen (6, 8, 24, 25, 30—32) unabhängig von dem Prüfsignal eine
Änderung des ersten Steuersignals (I') nur dann einleiten, wenn bei einer Änderung des Hauptsteuer- m
signals dieses größer wird als das noch vorhandene erste Steuersignal (I') und daß diese Einrichtungen
(6,8,24,25,30—32) nur bei Empfang des Prüfsignals
eine Änderung des ersten Steuersignals (I') einleiten, wenn bei einer Änderung des Hauptsteuersignals )■>
dieses kleiner wird als das noch vorhandene erste Steuersignal (V).
2. Steuersystem für die Gleichrichter und die
Wechselrichter einer Hoch-Gleichspannungs-Übertragungsstrecke, mit einer ersten Steuereinheit zur
Erzeugung eines ersten Steuersignals für den Wechselrichter und mit einer zweiten Steuereinheit
zur Erzeugung eines zweiten Steuersignals für den Gleichrichter, mit einem der ersten Steuereinheit
vorgegebenen Hauptsteuersignal das den übertra- 4r> genen Strom bestimmt, wobei mit der ersten
Steuereinheit Einrichtungen zur Übertragung eines Steuersignals an die zweite Steuereii.heit verbunden
sind, welche zweite Steuereinheit mit einer Prüfeinrichtung zur Prüfung des übertragenen .Steuersignals ίο
verbunden ist, welche je ein Prüfsignal ziir Freigabe
der zweiten Steuereinheit und zurück zur ersten Steuereinheit zu deren Freigabe dann sendet, ν.·»ηη
das übertragene Steuersignal fehlerfrei empfangen worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste v,
Steuereinheit (1) eine Vergleichseinrichtung (28) zum Vergleich des jeweils vorliegenden Wertes des
Hauptsteuersignals (I) mit dem ersten Steuersignal (I') mit dem zuletzt vorgegebenen Wert und
Einrichtungen (6,8,24,25,30—32) zur Änderung des bo
Wertes des ersten Steuersignals (I') einschließt, welche Einrichtungen (6, 8, 24, 25, 30—32)
unabhängig von dem Prüfsignal eine Änderung des ersten Steuersignals (I')nur dann einleiten, wenn bei
einer Änderung des Hauptsteuersignals dieses M kleiner wird als das noch vorhandene erste
Steuersignal (V) und daß diese Einrichtungen (6, 8, 24. 25.30—32^ nur bei Rmnfane des Prüfsienals eine
Änderung des ersten Steuersignals (I') einleiten, wenn bei einer Änderung des Hauptsteuersignals
dieses größer wird als das noch vorhandene erste Steuersignal (I')
3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die erste Steuereinheit eine
Taktsignalquelle (5) aufweist, daß bei jedem Ausgangsimpuls dieser Taktsignalquelle die Vergleichseinrichtung
(28) angesteuert wird, daß deren Ausgangssignal in einem Register (30) gespeichert
wird und daß die erste Steuereinheit (1) weiterhin Verzögerungseinrichtungen (32) derart einschließt,
daß das gespeicherte Ausgangssignal durch den gleichen, jedoch verzögerten Taktimpuls abgetastet
wird.
4. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von
der ersten zur zweiten Steuereinheit übertragene Steuersignal Digitalformat aufweist und Paritätsbits
einschließt,
5. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten
und zweiten Steuersignale (V, I") Strombefehlssignale sind.
6. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten -and zweiten
Steuersignale (V. I")Leistungsbefehlssignale sind.
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