DE2102926C3

DE2102926C3 - Schalteinrichtung für eine für ein Wechselstromnetz bestimmte Kondensatorbatterie

Info

Publication number: DE2102926C3
Application number: DE2102926A
Authority: DE
Inventors: Kjell Dipl.-Ing. Frank; Lennart Johansson
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1970-02-09
Filing date: 1971-01-22
Publication date: 1979-10-25
Also published as: SE353821B; CA933591A; DE2102926B2; AT303204B; FI48025C; FI48025B; NO129880B; GB1329492A; FR2078243A5; NL7101646A; CH521678A; DK134837C; JPS461067A; US3703680A; DK134837B; DE2102926A1; JPS537629B2; US3703679A; BE762288A

Description

Ein solcher Anschluß einer Kondensatorbatterie mittels eines Thyristorschalters ist vor allem von Bedeutung in Netzen, in denen große Schwankungen der reaktiven Leistung auftreten. Das kann in Industriegebieten de·- Fall sein, in denen große Arbeitsmaschinen und Anlagen mit für das Netz ungünstigen Beiastungsverhältnissen vorkommen, indem man einen Thyristorschalter zum Ein- und Ausschalten einer Kondensatorbatterie benutzt, kann man eine so große Regelgeschwindigkeit erreichen, daß Kondensatorbatterien als Phasenkompensatoren, zumindest in einem Teil der Fälle, bedeutend teurere rotierende Synchronkompensatoren ersetzen können.

Der Anschluß eines Batterieteils geschieht am einfachsten, indem man eine konstante Steuerspannung an die Steuerelektroden der antiparallelen Thyristoren legt, so daß die Thyristoren ganz einfach als Dioden arbeiten. Hierbei können jedoch beim Ein- und Ausschalten der Batterie Probleme mit Schaltüberspannungen auftreten.

Sollen solche Überspannungen vermieden werden, muß das Ein- und Ausschalten der Batterie sowie das Umschalten zwischen den Thyristoren während des Betriebs bei Nullstrom erfolgen, d. h. bei oder kurz vor den positiven und negativen Amplitudenwerten der Netzspannung. Die verschiedenen Thyristoren sind auf diese Weise für je eine Halbperiode leitend, was eine Umpolarisierung der entsprechenden Kondensatorzweige bedeutet. Das bedeutet aber wiederum, daß beim Abschalten der Batterie oder Teilen der Batterie diese Teile mit voller Spannung liegenbleiben und außerdem bei voller Spannung in Bereitschaft gehalten werden sollen, so daß sie beim Wiedereinschalten in die Maximalspannung des Netzes eingeschaltet werden können, ohne daß irgendwelche Schaltstöße auftreten.

Das genannte übliche Vorgehen bedeutet jedoch ein Problem bei der Wahl von Kondensatoren. Die Batterie mit voller Spannung in Bereitschaft zu halten, führt zu einer Gleichspannungsbelastung, die es erforderlich macht, daß die Batterie aus Gleichspannungskondensatoren aufgebaut wird, da das Dielektrikum in Wechse!- Spannungskondensatoren nicht für längere Perioden Gleichspannung ausgesetzt werden sollte. Solche Gleichspannungskondensatoren sind jedoch bedeutend teurer als gewöhnliche Wechselspannungskondensato-

ren.

Aus der FR-PS 6 20 205 ist es bekannt, daß die Isolation eines Gleichspannungskabels durch langfristige Belastung mit einem geringen Querstrom durch die Isolation allmählich durch elektrolytische Vorgänge Schaden nimmt und daß diese Schäden durch Umkehrung des durch die Isolation fließenden Querstromes zum Teil rückgängig gemacht werden können. Um daher die Lebensdauer eines Gleichspannungskabels zu verlängern, wird in der FR-PS 6 20 205 vorgeschlagen,

das gesamte Gleichspannungsnetz in gewissen Zeitab-"Uänden umzupolen, damit die zuvor nach und nach im Gleichspannungskabel entstandenen Schaden durch Umkehrung der Richtung des Querstromej zwischen den beiden Adern des Kabels wieder abgebaut werden. Eine solche Umschaltung bedeutet notwendig eine Stillsetzung aller angeschlossenen Gleichstromverbraucher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erläuterte GJ jichspannungsbelastung der abgeschalteten Kondensatoren so niedrig zu halten, daß preiswerte Wechselspannungskondensatoren verwendet werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Schalteinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch eine derartige Ausbildung der Steuerorgane, daß bei reduzierter Blindleistungsaufnahme der Batterie die Steüerorgane zumindest einiger der Thyristorschalter Steuerimpulse abgeben, die diese Thyristorschalter mit einer Frequenz, die nur ein Bruchteil der Netzfrequenz ist, jeweils bei Maximalwerten der Netzspannung abwechselnd in die eine und andere Richtung einschalten. Die Thyristoren werden also so gesteuert, daß die Kondensatoren auch in den Bereitschaftsperioden ständig umpolarisiert werden, d. h. wenn die Kondensatoren im Prinzip unbelastet sind. Dadurch vermeidet man reine Gleichspannungsbeanspruchungen der Kondensatoren und kann die bedeutend billigeren Wechselspannungskondensatoren verwenden, deren Dielektrikum keine längere Gleichspannungsbeanspruchunp jo verträgt.

Die Frequenz zum Umpolarisieren während der Bereitschaftsperioden kann innerhalb eines ziemlich weiten Bereichs gewählt werden, wobei die obere Grenze 1 bis 10 Hz nicht übersteigen sollte, wenn die Batterie im großen und ganzen abgeschaltet sein soll, ebenso ergibt eine Umschaltfrequenz über diese Größe hinaus eine Störfrequenz, die z. B. in Beleuchtungsanlagen störend sein kann. Die untere Grenze wird von der Zeit bestimmt, in der die Kondensatoren mit angemessener Sicherheit einer Gleichstrombelastung ausgesetzt werden können, ohne daß eine Tendenz zu Gasbildung im Dielektrikum entsteht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Kondensatorbatterie mit zugehöriger Schalteinrichtung,

Fig.2 Spannungs- und Stromkurven dieser Batterie sowohl bei voller Blindleistungsaufnahme als auch während der Bereitschaftsperioden bei Ausbildung der Schalteinrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 3 und 4 Beispiele für die Steuerorgane der Thyristorschalter gemäß der Erfindung und

F i g. 5 Spannungskurven für die verschiedenen Stufen des Organs gemäß F i g. 4.

F i g. 1 zeigt ein einphasiges Wechselstromnetz mit zwei Leitern 1 und 2, zwischen denen eine aus drei parallelen Zweigen 3, 4,5 bestehende Kondensatorbatterie mit Hilfe von Thyristorschaltern 6, 7, 8 eingeschaltet ist. Diese Thyristorschalter bestehen aus zwei antiparallelgeschalteten Thyristorzweigen A und B. In der Figur ist nur ein Kondensator in jedem Zweig gezeigt, während es in Wirklichkeit eine große Anzahl reihen- und parallelgeschalteter Kondensatoren sind, die der Nennspannung, dem Nennstrom und der Nennkapazitanz des betreffenden Kondensatorteils entsprechen. Außerdem sind in jedem Thyristorschalter nur zwei antiparailelgeschaltete Thyristoren gezeigt, während der Thyristorschalter in Wirklichkeit aus zwei antiparallelen Zweigen besteht, von denen jeder reihen- und parallelgeschaltete Thyristoren hat, die der Nennspannung und dem Nennstrom des jeweiligen Kondensatorteils entsprechen.

Die Thyristorschalter sind mit je einem Steuerorgan 9, 10, 11 versehen, mit deren Hilfe diese Schaltorgane zwischen Steuerlagen für Normalbetrieb und Bereitschaft gesteuert werden. Diese in Fig.3 näher beschriebenen Steuerorgane werden wiederum von einer Anordnung 12 in Abhängigkeit von der reaktiven Leistung im Netz 1,2 gesteuert, so daß bei zunehmender induktiver Belastung im Netz mehr Kondensatorzweige eingeschaltet werden, während bei abnehmender induktiver Belastung ein oder einige Kondensatorzweige in Bereitschaftslage versetzt werden.

Um das Prinzip für den Aufbau der Steuerorgane 9 bis 11 gemäß der Erfindung zu erläutern, verweisen wir auf F i g. 2, in der Spannungs- und Stromkurven für Netz und Kondensatoren sowie die Steuerimpulse für die Thyristoren angegeben sind.

In Fig.2 entspricht die Kurve (1, 2) der Netzspannung zwischen den Leitern 1 und 2. Bei Normalbetrieb, d. h. normaler Belastung eines Kondensatorzweiges, bekommt die Kurve für die Kondensatorspannung dasselbe Aussehen, während der Kondensatorstrom / 90° in der Phase voreilt, wie in der zweiten Kurve in F i g. 2 angedeutet ist. Bei jedem Nulldurchgang des Stromes, was Maximalspannung am Kondensator bedeutet, soll der Strom zwischen den Thyristoren A und B eines Thyristorschalters umgeschaltet werden. Der Grund hierfür ist, daß eine Umschaltung zu einem anderen Zeitpunkt Spannungs- und Stromsprünge mit sich bringen würde, die Schaltüberspannungen verursachen würden. Die Steuerimpulse a und b für die Thyristoren A und B müssen daher gemäß F i g. 2, dritte und vierte Reihe, verteilt werden.

Die fünfte Reihe von Fig. 2 zeigt die Kondensatorspannung Uk, wie sie gemäß der Erfindung während der Bereitschaftsperiode aussehen soll. Abschalten der Batterie erfolgt ganz einfach durch Abschalten der normalen Steuerimpulse der Thyristoren, wobei der zuletzt leitende Thyristor beim nächsten Nulldurchgang des Stromes gesperrt wird, wenn die Kondensatorspannung gleichzeitig ein Maximum der einen oder anderen Polarität beträgt. In Fig.2 hat die Kondensatorspannung Uk negative Polarität bis zu dem Zeitpunkt 11, zu dem der Thyristor B einen Zündimpuls erhält, siehe F i g. 2B. Hierdurch wird der Kondensator während der nächstfolgenden Halbperiode il-r2 mit einem Ladungsstrom /' gemäß Fi g. 2 wieder aufgeladen, so daß die Kondensatorspannung Uk positiv wird.

Unter anderem auf Grund eines eingebauten Streuungswiderstandes nimmt die Kondensatorspannung nach und nach ab, was ungünstig ist, da eine niedrigere Kondensatorspannung sowohl bei Umpolarisierung während der Bereitschaftsperiode sowie beim Wiedereinschalten des Kondensators Spannungsstöße verursacht. Man muß daher den betreffenden Thyristor in gewissen Abständen einschalten, um die Ladung, wie im Zeitpunkt i3 gezeigt, aufrechtzuerhalten. Dieser Zeitpunkt entspricht dem Maximalwert der Netzspannung, und wenn die Unterhaltungsimpulse ausreichend oft kommen, zweckmäßigerweise jede Periode, ist die Entladung des Kondensators gering und die Spannungsstöße beim Unterhaltungsaufladen vernachlässigbar. Aus F i g. 2B geht hervor, daß die Umpolarisierungsim-

pulse mit den normalen Steuerimpulsen gemäß F i g. 2b synchron sind. Dagegen liegen die Unterhaltungsimpulse in Gegenphase zu den normalen Steuerimpulsen.

Im Zeitpunkt 14 stellt man sich vor, daß der Bedarf an Netzkapazität so zugenommen hat, daß der betreffende Kondensatorzweig wieder eingeschaltet werden soll, was dadurch geschieht, daß man die normalen Steuerimpulse gemäß F i g. 2a und b wieder einschaltet. Dadurch wird beim nächsten Spannungsmaximum der Thyristor gezündet, der an der Reihe ist.

Aus F i g. 2 ist nun das Programm ersichtlich, das man zum Steuern der Thyristoren eines Kondensatorzweiges abwechselnd im Normalbetrieb und in Bereitschaftsperioden benötigt. Für den ersten Fall benötigt man synchrone Impulse der Netzfrequenz gemäß Fig.2a und b, für den zweiten FaI! synchrone Impulse zum Umpolarisieren, aber mit bedeutend niedrigerer Frequenz, d. h. innerhalb der obengenannten Grenzen. Weiter können Unterhaltungsimpulse in Gegenpnase zu den normalen Steuerimpulsen erforderlich sein. Hält sich die Umpolarisierungsfrequenz in der Nähe der oberen Frequenzgrenze, wo z. B. jede halbe Sekunde die Umpolarisierung erfolgt, können die Unterhaltungsimpulse möglicherweise ausgelassen werden. Nähert man sich dagegen einer niedrigeren Grenze, wo die Umpolarisierungsintervalle z. B. sich einer Minute nähern können, sind die Unterhaltungsimpulse notwendig, wenn man Schaltüberspannungen vermeiden will. Weiter können diese Unterhaltungsimpulse bei jedem Spannungsmaximum in entsprechender Richtung oder nur bei einigen dieser Spannungsmaxima eingeschaltet werden.

Zweckmäßigerweise versieht man jedes Steuerorgan mit verschiedenen Generatoren, die die obengenannten Impulsserien abgeben können, und einem System zum Ein- und Ausschalten dieser Impulsserien in Abhängigkeit von dem Signal der Anordnung 12. Fi g. 3 zeigt ein Beispiel eines der Steuerorgane 9 bis 11.

Anordnung 12 gibt ein Signal, wenn die betreffende Kondensatorengruppe mittels der Thyristoren A und B eingeschaltet werden soll, und wenn das Signal von 12 aufhört, geht der Thyristorschalter in Bereitschaftslagc über. Die Thyristoren A und S werden von 12 über zwei verschiedene Paare von UND-Gliedern 18, 19 und 20, 21 gesteuert, wobei das erste Paar von 12 über einen Signalumkehrer 17 gesteuert wird. Dies bedeutet also, daß die UND-Glieder 20 und 21 aktiviert werden, wenn 12 Signal gibt, während 18 und 19 gesperrt sind auf Grund dessen, daß das Signal von 17 Null ist. Verschwindet dagegen das Signal von 12, werden 20 und 21 gesperrt, während der Umwandler 17 Signal an 18 und 19 gibt.

Die Netzspannung über den Leitern 1, 2, die aus der ersten Kurve in Fig. 2 ersichtlich ist wird an einem Impulsgenerator 14 angeschlossen, der aus der Netzspannung die beiden Impulsserien auf die Ausgänge a und b herleitet Diese beiden Impulsserien entsprechen den positiven und negativen Amplituden der Netzspannung und sind als dritte und vierte Kurve in Fig.2 gezeigt Es sind diese beiden Impulsserien, die die Thyristoren A und B steuern sollen, wenn die Kondensatorgruppe eingeschaltet ist und dies geschieht über die UND-Glieder 20,21 und ODER-Glieder 34,35 sowie 36, 37. Die Impulse über die Ausgänge a und b sollten an den Maximalpunkten der Netzspannung oder kurz davor eintreffen, so daß die Thyristoren leitend werden, wenn die Spannung den Maximalpunkt passiert hat und das Wiederaufladen des Kondensators beginnen soll.

Fällt das Signal von 12 weg, werden die UND-Glieder 20, 21 gesperrt, so daß die normalen Steuerimpulse der Thyristoren wegfallen. Der gerade leitende Thyristor wird beim nächsten Nulldurchgang gesperrt, was bedeutet, daß die Kondensatorgruppe bis zur Maximaispannung in der einen Richtung aufgeladen liegenbleibt. Während der darauffolgenden Bereitschaftsperiode sollen die Kondensatoren mit einer gewissen niedrigen

ίο Frequenz umpolarisiert werden, die von Impulsgeneratoren 15 und 16 gesteuert wird, deren Ausgangsimpulse in F i g. 2, (15) und (16), gezeigt werden. Die Periodenlänge für diese Impulse soll normalerweise mindestens fünf- bis zehnmal länger sein als die der Netzspannung,

sie ist aber der Übersichtlichkeit wegen in Fig. 2 bedeutend kürzer gewählt worden. Im übrigen können Phasenlage und Periodenlänge für diese Impulse unabhängig von Phasenlage und Periodenlänge der Netzspannung gewählt werden.

Geht man von der Kurve Uk in F i g. 2 aus, in der der Kondensator am Anfang negative Spannung in der oberen Hälfte hat, soll der Thyristor B bei der nächsten umpoiarisierung leitend werden. Die Glieder 18 und 19 haben bereits ein Eingangssignal von 17, da das Signal von 12 Null ist. Wird der Ausgang von 16 positiv, wird das Glied 19 ein Signal an ein UND-Glied 23 geben, was bedeutet, daß die Impulse b von 14 gemäß der Kurve (23) in F i g. 2 durch 23 gehen und einen Kippschalter 27 umschalten, der dabei ein Ausgangssignal gibt. Das Ausgangssignal von 27 hält an, bis der Signalimpuls von 16 aufhört, wobei ein derivierendes Organ 25 einen Impuls — (25) in Fig. 2 — abgibt, der den Kippschalter 27 auf NuIi zurückschaltet. Das Ausgangssignal von 27 bekommt daher das mit der Kurve (27) in Fig. 2 gezeigte Aussehen. Das Signal von 27 hat zur Folge, daß ein derivierendes Organ 29 bei Einleitung dieses Signals einen Impuls — (29) in F i g. 2 — gibt, der den Thyristor S zum Zeitpunkt /1 zündet. Man sieht, daß die Zündung des Thyristors B zum Umpolarisieren mittels der normalen Steuerimpulse von Ausgang ödes Generators 14 erfolgt.

Um die Kondensatorspannung während der Bereitschaftsperiode aufrechtzuerhalten, wird das Signal von 19 über ein ansprechverzögerndes Organ 31 an ein anderes UND-Glied 33 angeschlossen. Dies führt zur Verzögerung des Signals 16 um eine Periode der Netzspannung 1, 2, um zu vermeiden, daß die Unterhaltungsimpulse schon zum Zeitpunkt (2 eingeschaltet werden, was unnötig ist, da zu diesem Zeitpunkt

so B aufhören soll zu leiten. Auf der anderen Seite ist das Organ 31, zumindest im Prinzip, nicht absolut notwendig und kann daher ausgelassen werden. Das Signal von 31 wird in der Kurve (31) in Fig.2 gezeigt und hat zur Folge, daß das UND-Glied 33 Impulse vom Ausgang a des Generators 14 durchläßt welche Impulse durch das ODER-Glied 37 den Thyristor Bbeeinflussen. In Fi g. 2, wo die Periodenlänge zum Umpolarisieren nur 2,5mal die Periodenlänge des Netzes ist, wird nur ein Unterhaltungsimpuls (33) in jeder Halbperiode der Umpolarisierung auftreten, und zwar zum Zeitpunkt f 3.

Jeder der Thyristorschalter 6 bis 8 hat ein

Steuerorgan 9 bis 11 gemäß F i g. 3. Diese Steuerorgane werden wiederum, wie erwähnt vom Organ 12 gesteuert das die Kondensatorgruppen in Abhängigkeit

vom Bedarf an Kompensierungskapazitanz des Netzes ein- und ausschaltet Eventuell kann dabei ein permutierendes Organ 13 eingeschaltet sein, z.B. in Form eines Ringzählers, so daß bei teilweiser Belastune

der Kondensatorbatterie diese Belastung gleichmäßig über alle Gruppen verteilt wird.

Aus demselben Grund sollten auch die niederfrequenten Impulse der Impulsgeneratoren 15 und 16 für die verschiedenen Steuerorgane 9 bis 11 im Verhältnis zueinander fest verschoben sein, so daß die Umpolarisierung der verschiedenen, in Bereitschaft liegenden Kondensatorgruppen nicht in derselben Periode der Netzspannung erfolgt.

Dieses letztere Prinzip kann dahin weiterentwickelt werden, daß die Generatoren 15 und 16 mit variabler Frequenz und Impulslänge ausgeführt werden. Durch eine ausreichend feine Aufteilung der Batterie in parallele Zweige kann man eine kontinuierliche Steuerung der Kapazitanz von dem vollen Wert auf den Wert eines Zweiges erreichen, wobei im letzteren Fall die Belastung ständig von einem Zweig der Batterie auf einen anderen übertragen wird. Dabei entfallen die Umpolarisierungsstromimpulse gemäß Fig.2B ganz, und man erhält fortlaufend eine völlig gleiche Belastungsverteilung über alle Kondensatorzweige.

Hierbei kann das Steuerorgan im Verhältnis zu F i g. 3 in gewissem Umfang vereinfacht werden, wie aus F i g. 4 hervorgeht, wo gezeigt wird, wie die Klemmen a und b des Steuerimpulsgenerators 14 von F i g. 3 über zwei UND-Glieder 38,39 an den beiden Thyristoren A und B eines Thyristorschalters 7 angeschlossen sind. Einem zweiten Eingang dieser UND-Glieder werden die Impulse von einer Phase eines mehrphasigen Impulsgenerators 40 mit variabler Impulslänge und Ausgangsphasen 41 bis 45 zu fünf Thyristorschaltern einer Kondensatorbatterie mit fünf Zweigen zugeführt. Die Impulslänge wird von einem Regler 12 in Fig. 1 gesteuert.

Die Variation der Impulse vom Generator 40 und die entsprechenden Kondensalorspannungen gehen aus Fig. 5 hervor, wo die erste Reihe die Netzspannung (1, 2) zeigt. Die nächsten fünf Reihen 1 bis 5 zeigen die Kondensatorspannungen von fünf Kondensatorzweigen bei niedrigster Kapazitanz, d. h., daß nur ein Kondensatorzweig je Halbperiode umpolarisiert wird. Dies wird erreicht, wenn die Impulslänge des Generators 40 die Hälfte der Periodenlänge des Netzes ist. Diese Impulse sind in den Reihen 41 bis 45 in F i g. 5 mit ganz durchgezogenen Linien abgebildet. Bei nur fünf Kondensatorzweigen werden die Impulszüge vom Generator 40 einander gemäß Reihe 41 bis 45 in F i g. 5 ablösen. In Wirklichkeit ist jedoch die Anzahl der Kondensatorzweige weit größer, um eine ausreichende Anzahl Stufen in der Regelung zu erhalten. Die Reihen 6 bis 10 in Fig.5 zeigen die Kondensatorspannungen der nächsten Stufe der Regelung, bei der die Thyristorschalter drei Halbperioden nacheinander aktiv sind. Dies geschieht dadurch, daß die Impulse vom Impulsgenerator 40 mit den gestrichelten Teilen verlängert werden. Auf diese Weise werden ständig drei Kondensatorzweige gleichzeitig umpolarisiert, so daß man eine dreifache Kapazitanz im Verhältnis zu den Reihen 1 bis 5 erhält. Die Thyristorschalter gemäß F i g. 5 müssen immer eine ungerade Anzahl halber Netzperioden auf einmal aktiv sein, so daß eine Einschaltperiode auch eine Umpolarisierung des entsprechenden Kondensatorzweiges bedeutet, so daß keine Gleichspannungskomponente über dem Kondensatorzweig auftritt.

Weiter ist ersichtlich, daß der Kondensatorzweig, der leitend wird, dieselbe Ladepolarität haben muß wie der Zweig, der abgelöst wird, weshalb die Anzahl Kondensatorzweige ungerade sein muß. Die Anzahl der Kondensatorzweige kann daher mit 2-n+l ausgedrückt werden, wobei η eine ganze Zahl ist. Die Phasenzahl des Steuerimpulsgenerators 40 muß dabei auch 2-/7+1 sein. Weiter muß die Periodenlänge des Steuerimpulsgenerators (2 ■ n+\) mal der halben Periodenlänge des Netzes betragen, und die Impulslänge der Ausgangsimpulse des Generators (2 · a+1) mal der halben Periodenlänge des Netzes, wobei a eine ganze Zahl ist, die von 0 bis η variieren kann. Die Stufenzahl der Batterie ist η und jede Stufe wird von der Kapazitanz von zwei Kondensatorzweigen repräsentiert. Hierbei ist vorausgesetzt daß jeder Kondensatorzweig allein eine so kleine Kapazitanz hat, daß die Reihen 1 bis 5 in F i g. 5, wo nur ein Kondensatorzweig zur Zeit aktiv ist, ein Abschalten der Kondensatorbatterie bedeuten, also vernachlässigbare Kapazitanz im Verhältnis zu der vollen Kapazitanz. 1st das nicht der Fall, sollten Möglichkeiten gegeben sein, die Frequenz des Steuerimpulsgenerators 40 zu reduzieren, so daß seine Periodenlänge k · {2 ■ n+1) mal der halben Periodenlänge des Netzes wird. Auf diese Weise wird die Batterie beim Abschalten auf dieselbe Art wie gemäß Fig.3 und 4 umpolarisiert, nämlich mit einer niedrigeren Frequenz der ganzen Batterie als 1 Hz.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schalteinrichtung für eine für ein Wechselstromnetz bestimmte Kondensatorbatterie mit mehreren parallelen Zweigen, von denen jeder durch einen Thyristorschalter mit Thyristoren in beiden Stromrichtungen am Netz angeschlossen ist, wobei jeder Thyristorschalter von einem Steuerorgan derart gesteuert ist, daß bei voller Blindleistungsaufnahme der Batterie die Thyristoren der einen und der anderen Richtung synchron mit den in der jeweiligen Richtung auftretenden Maximalwerten der Netzspannung abwechselnd eingeschaltet werden, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Steuerorgane (9, 10, 11), daß bei reduzierter Blindleistungsaufnahme der Batterie die Steuerorgane (9, 10, 11) zumindest einiger der Thyristorschalter (6, 7, 8) Steuerimpulse abgeben, die diese Thyristorschalter mit einer Frequenz, die nur ein Bruchteil der Nelzfrequenz ist, jeweils bei Maximalwerten der Netzspannung abwechselnd in die eine und andere Richtung einschalten.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Steuerorgane (9,10,11), daß während des Betriebes von Batteriezweigen mit niedrigerer Schaltfrequenz als die Netzfrequenz in den betreffenden Zweigen zur Aufrechterhaltung der Kondensatorspannung zusätzliche Steuerimpulse an die betreffenden Thyristoren bei Maximalwerten der Netzspannung gegeben werden, die im Verhältnis zu den ursprünglichen Steuerimpulsen um 180° phasenverschoben sind.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerorgane (9,10,11) der Thyristorschalter (6, 7, S) von einem am Netz angeschlossenen Regler (12) in Abhängigkeit von der reaktiven Leistung des Netzes gesteuert sind.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Regler (12) und den Steuerorganen (9, 10, II) der Thyristorschalter ein Permutierungsorgan (13) eingeschaltet ist, derart, daß bei reduzierter Blindleistungsaufnahme der Kondensatorbatterie die verschiedenen Zweige in zyklischer Folge ein- und ausgeschaltet werden.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Permutierungsorgan ein mehrphasiger Impulsgenerator (40) ist, dessen Phasenzahl gleich der Anzahl der parallelen Kondensatorzweige und dessen Impulslänge variabel ist.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 5, in der die Anzahl paralleler Kondensatorzweige 2 · n+1 ist, wobei η eine ganze Zahl ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Periodenzeit des Impulsgenerators (40) (2 ■ n+1)mal der halben Periodenzeit des Netzes (1, 2) ist, während die Impulslänge (2 · a+1) mal der halben Periodenzeit des Netzes ist, wobei a eine ganze Zahl ist, die zwischen 0 und η variieren kann

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Steuerorgane (9,10,11), daß bei den mit niedrigerer Schaltfrequenz als die Netzfrequenz betriebenen Batteriezweigen die Umpolarisierungszeitpunkte der einzelnen Zweige auf voneinander verschiedene Nulldurchgänge der Netzspannung fallen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung für eine für ein Wechselstromnetz bestimmte Kondensatorbatterie mit mehreren parallelen Zweigen, von denen jeder durch einen Thyristorschalter mit Thyristoren in beiden Stromrichtungen am Netz angeschlossen ist, wobei jed°r Thyristorschalter von einem Steuerorgan derart gesteuert ist, daß bei voller Blindleistungsaufnahme der Batterie die Thyristoren der einen und der anderen Richtung synchron mit den in der jeweiligen Richtung auftretenden Maximalwerten der Netzspannung abwechselnd eingeschaltet werden. Eine solche Schalteinrichtung ist im wesentlichen bekannt aus der DE-AS 12 18 604.