DE2124870A1 - Verfahren zur aktiven Aufkopplung und/oder zur passiven Kurzschließung von tonfrequenten Rundsteuersignalströmen in Hochspannungsenergieversorgungsnetzen - Google Patents

Description

• Verfahren zur aktiven Aufkopplung und/oder zur passiven Kurzschliessung von tonfrequenten Rufl(1steuersignalströmen in Hochspannungsenergieversorgungsnetzen.
• In der Rundsteuersendetechnik haben tonfrequente Schwingkreise die folgenden Aufgaben; Erstens als aktive Elemente zur Aufprägung der tonfrequenten Signale auf das Netz (Kopplungen) und zweitens als passive Elemente zur Beeinflussung des Netzes in seiner Eigenschaft als tonfrequenter Uebertragungskanal (Sperren,Saugkreise).
• Entsprechend der dreiphasigen Struktur der Energieversorgungsnetze haben diese Schwinkreise im allgemeinen ebenfalls dreiphasigen Aufbau.Der Einfachheit halber wird in der Beschreibung vorzüglich die einphasige Ersatzterminologie benutzt.
• Im Prinzip kommen als Rundsteuerschwingkreise alle aus der Nachrichtentechnik bekannten Vierpole in Frage.Zufolge des Anschlusses an das Energieversorgungsnetz und des diesbezüglichen besonderen Betriebes, sowie der vorwiegend kostenbildenden 50Hz-Gesichtspunkte in Strom und Spannung haben hiervon wenige praktische Bedeutung.
• Die vorliegende Erfindung betrifft den einfachen Serieresonanzkreis,wie er in der Rundsteuersendetechnik als Saugkreis oder für Parallelankopplung seit langem verwendet wird. Sie befasst sicri insbesondere damit,wie zu verfahren ist,um einem solchen Schwingkreis im Rahmen seiner Aufgabe eine besonders vorteilhafte Anpassungsfähigkeit und Betriebsbeweglichkeit zu verleihen.
• Die Fig.1 zeigt den bekannten Serienresonanzkreis,bestehend aus den Reaktanten XC (genannt Resonanzbatterie REB) und XL (genannt Resonanzdr@ssel RED).Er ist an den Klemmen 1,2 an das Energieversorgungsnetz,das mit seiner tonfrequenten Impedanz ZN bezeichnet ist,angeschlossen.An seinen klemmen 34 ist ein Parallelkopplungstransformator PKT zuge schaltet und auf der Unterspannungsseite desselben ein Kurzschlusschütz SK, ein Signaltastschütz ST und ein Tonfrequenzgenerator GE.
• Die Fig.2 zeigt die gleiche Anordnung,bei der der Parallelkopplungstransformator PKT durch sein Ersatzbild mit der Hauptinduktivität XH und der Streuinduktivität Xß dargestellt ist.Da die Streuinduktivitäten xS vernachlässigbar klein gegenüber der Hauptinduktivität XH sind,kann die Fig.2 ersetzt werden durch das vereinfachte Bild der Fig.3.
• Beim aktiven Sendebetrieb wird die tonfrequente Signalspannung des Generators GE mit Hilfe des Tastschützes ST im gewünschten Signalrythmus an die Unterspanungsseite des Transformators PKT gele gt und von dessen @berspannungsseite über das auf die Signalfrequenz abgestimmte Serien@esonanzfilter REB/RED dem Ueberlagerungsnetz ZN zugeleitet,in welchem dann die dieserweise aufgeprägten Rundsteuersignalströme fliessen.
• Wenn der Serienresonanzkreis REB/RED led ich als passives Filter zur Kurzschliessung von durch die Netzimpedanz ZN fliessenden Signalströmen verwendet werden soll,wird bei geöffnetem Tastschütz ST mit Hilfe eines Kurzschlusschützes SK die Hauptinduktivität des Parallelkopplungstransformators PKT kurzgeschlossen.
• Insbesondere beim Anschluss der Filter an Ebenen sehr hoher Spannung ist es üblich zum Schutze der induktiven Teile in den Sendepausen die Reaktanzbatterie mit Hilfe von Sternpunkttrennern SPT kurzzuschliessen.
• Zur Erzeugung der Signalfrequentspannung werden entweder elestrodyaamische oder elektronische Generatoreinheiten GE verwendet Die Figur 4 zeigt schematisch eine elektrodynamische einheit GE.
• Ein vom iSetz N gespeister Motor M treibt beispielsweise einen asynchronen Frequenzwandler G an,der @om Netz N erregt wird und dessen innere Induktivität mit Hilfe einer Kapazität XK kompensiert ist.
• Die Figur 5 zeigt eine elektronische Einheit GE in einer beispielsweisen prinzipiellen Struktur.Ueber einen an das Netz N angeschlossenen Gleichrichter GR wird ein Ywechselrichter WR gespeist,welcher Rechteckszüge cler Signalfrequenz erzeugt.
• Mit Hilfe eines Filters F wird die Grundwelle der Rechteckszüge herausgesiebt,sowie deren unerwünschten Oberwellen bestmöglichst kurzgeschlossen.Bei diesen Sendern wird die Signaltastung meist primär an den Gittern der Thyristoren bewerkstelligt.Das Schütz ST dient dann nur noch der Abtrennung von der Kopplungsseite in den Sendepausen.
• Die Generatoreinheiten GE sind im Sendebetrieb dem Rückgriff der Netzspannung über das Ankopplungsfilter REB/RED ausgesetzt.Dieser Rückgriff kann insbesondere bei grossen Anlagen und bei Ankopplung an hohe Spannungsebenen ins Gewicht fallen.
• Ebenfalls wird es unteisolchen Verhältnissen schwierig den Parallelkopplungstransformator PKT zu bauen.
• Um die bekannten Vorteile des einfachen Serienresonanzkreises auch unter derartigen, erschwerten Umständen wahrnehmen zu können betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur aktiven Aufkopplung und/oder zur passiven Kurzschliessung von tonfrequenten Rundsteuersignalströmen in Hochspannungsenergieversorgungsnetzen mittels mindestens einem netzseitig parallel angeschlossenen Filter mit einer Durchlasstelle fur die Signalfrequenz (Signalankopplungs-bzw.Saugkreis SAK) und einem diesem Filter für den aktiven Sendebetrieb vorgeschalteten Transformator (Parallelkopplungstransformator PKT),welcher üblicherweise für den passiven Betrieb des Filters durch ober-oder unterspannungsseitiges Kurzschliessen eliminiert wird und welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist,dass der Hauptinduktivität (XH) des Parallelankopplungstransformators (PKT) unterspannungsseitig ein Reaktanzzweipol (XP) parallel zugeschaltet wird, der derart ausgebildet ist,dass er zusammen mit der Hauptinduktivität (XE) einen resultierenden Reaktanzzweipol (XP,XH) bildet,welcher nebst mindestens einer Nullstelle bei der Frequenz f=O noch mindestens eine Unendlichkeitsstelle (Sperrstelle) im Bereich zwischen der Frequenz f=O und der Signalfrequenz f=fo aufweist.
• Der@Reaktanzzweipol (XP) ist in der Fig.6 eingezeichnet.Die Fig.7 zeigt das mit der Fig.6 identische Schema,wobei der Parallelkopplungstransformator (PKT) ersetzt ist durch sein reduziertes Ersatzbild,die Hauptinduktivität (XH).Der Reaktanzzweipol (XP) wird als Apparateeinheit gebaut und als solche bezeichnet als Parallelanpassungsfeld PAF.Der Serienresonanzkreis,bestehend aus der Reaktanzbatterie REB und der Reaktanzdrossel RED wird mit Signalankopplungs-bzw.Saugkreis SAK bezeichnet.Der gesamte Ankopplungsaufbau,bestehend aus dem Schwingkreis SAK, dem Parallelankopplungstransformator PKT und dem Parallelanpassungsfeld PAF wird als Parallelankopplungseinheit bezeichnet.Der Kurzschlusschalter SK wird,wie im einleitenden Teil der bekannten Technik beschrieben,benutzt für den passiven Betrieb des Schwingkreises SAK.
• Es ist im besonderen vorteilhaft,dass der gemäss der Erfindung parallelgeschaltete Reaktanzzweipol XP derart ausgebildet wird,dass der resultierende Reaktanzzweipol XP,XH nebst der Null stelle bei der Frequenz f=O und nebst mindestens einer Unendlichkeitsstelle im Frequenzbereich zwischen der Frequenz f=O und der Signalfrequenz f=fo eine zweite Null stelle in diesem Bereich aufweist,wobei diese zweite Nullstelle bei der Frequenz f= fN (gN Frequenz der Grundwelle des Versorgungsnetzes -Netzfrequenz) gelegt ist, so dass für den aktiven Sendebetrieb der Parallelankopplungstransformator PKT bezüglich dem über das Filter SAK aus dem Netz rückgreifenden 50Hz-Strom (f=fN) wie ein Stromwandler ausgebildet werden kann0 Das ermöglicht es, insbesondere bei grossen Signalleistungen und bei Aufkopplung auf sehr hohe Spannungseb enen, den Parall elkopplungstransfo rmato r PKT ./.
• wirtschaftlich günstig zu bauen.Die Fig.8 zeigt ein derartiges beispielsweises resultierendes Reaktanzdiagramm XP,XH.
• Die Figuren 9.10 und 11 zeigen einfachste Beispiele für den zugeschalteten Reaktanzzweipol XP.Oberhalb dem Schaltschema ist jeweils die zugehörige Reaktanz XP ausgezogen und die zugehörige Reaktanz XH gestrichelt eingetragen.Unterhalb dem Schaltschema ist die entsprechende - resultierende Reaktanz XP,XH dargestellt.
• Im Beispiel der Fig.8 sind im Frequenzbereich von f = O bis f = fO zwei Unendlichkeitsstellen gelegt,derart,dass die zweite Unendlichkeitsstelle aa der obern Grenze dieses Bereiches bei £ = fo liegt,so dass fAr den aktiven Sendebetrieb der Parallelankopplungstransformator PKT zusammen mit dem Parallelreaktanzzweipol XP für den Signal strom annähernd wie ein idealer Uebertrager in der Senderichtung wirkt.Auf diese Weise ist nebst für- die Netzrückwirkung auch für die Senderichtung eine optimale Anpassung erzielt.
• Im Beispiel der Figur 9 ist der Parallelreaktanzzweipol XP eine einfache Kapazität.Die Sperrstelle ist bei der Signalfrequenz f = 9 gelegt.Eine Nullstelle bei der Netzfrequenz £ = X ist in diesem Falle nicht möglich,so dass der vorhin genannte Vorteil für den Bau des Parallelkopplungstransformators PKT nicht wahrgenommen werden kann.
• Im Beispiel der Fig.10 ist der Parallelreaktanzzweipol XP aufgebaut als eine Reihenschaltung einer Kapazität und einer Induktivität.Hier kann der Parallelkopplungstransformator PET mit einer Nullstelle bei £ = fN als Stomwandler ausgebildet werden, indessen hat der tonfrequente Leistungsverlust höhere Werte,da für den resultierenden Reaktanzzweipol XP,XH bei f = £0 keine Sperrstelle gelegt werden kann.
• Im Beispiel der Fig.11 ist der Reaktanzzweipol XP aufgebaut aus der Reikhenschaltung einer Kapazität und einer Induktivität und aus einer zu dieser Reihenschaltung parallel geschalteten Eapazität.Dieses Beispiel ist die einfachste Schaltung,bei der gleichzeitig eine Nullstelle bei f N X und eine Unendlichkeitsstelle bei f = fo gelegt werden können,bei der also sowohl optimale Voraussetzungen für den Bau des Parallelkopplungstransformators PKT und für die Anpassung in der Senderichtung geschaffen werden können.
• Im Beispiel der Fig.8 ist der Parallelreaktanzzweipol XP aufgebaut aus der Parallelschaltung zweier Reihenschaltungen aus einer Kapazität und einer Induktivität. Hier ergeben sich für den resultierenden Reaktanzzweipol XP,XH drei Nullstellen und drei Unendliohkeitsstellen,wobei die- zweite Nullstelle-- bei.
• £ = X und die-zweite Unendlichkeitsstelle bei f = fo gelegt ist.
• Zum Kurzschliessen des. Netzrückgriffes kann die dritte Nullstelle f1 beispielsweise bei der 5. oder 7@ Netzharmonischen gelegt werdenswenn die Signalfrequenz z.B. bei 217Hz oder 183Hz liegt.Beim Zuschalten weiterer Reihenschaltungen im Reaktanzzweipol XP würde man weitere Nullstellen,z.B. zur Kurzschliessung der 3.,5. und 7.Harmonischen gewinnen.Der Aufwand wächst indessen rasch.
• In den-Fällen,wo man eine Nullstelle des resultierenden Rea@tanzzweipols XP,XH an die Stelle f = fN legt,könnte das Kurzschlusschiitz SK grundsätzlich weggelassen werden. Seine Verwendung in den-Sendepausen empfiehlt sich trotzdem zur.
• thermischen Entlastung des Reaktanzzweipoles XP.Dieser wird zweckmässig zu einer selbständigen Baueinheit,genannt Parallelanpassungsfeld PAF,ausgebildet,in welche auch das Kurzschlussschütz SK einbezogen werden kann.
• Um die Anpassungsfähigkeit und Betriebsbeweglichkeit im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens weiter zu erhöhen ist es vorteilhaft,bei dem üblicherweise aus einer Reihenschaltung aus der Reaktanzbatterie -REB und der Resktanzdrossel @@@@ bestehenden Signalankopplungs-bzw.Saugkreis SAK die Reaktanzdrossel als Reaktanztransformator RET auszubilden,wobei auf der Unterspannungsseite dieses Transformators eine veränderbare Reaktanz,vorzugsweise eine veränderbare Kapazität angeschlossen ist.Das jcredit;(.dec)zeigt jcredit;(.dec)die jcredit;(.dec)Fig.12 jcredit;(.dec)mit jcredit;(.dec)einer jcredit;(.dec)veränderbaren jcredit;(.dec)Kapazität jcredit;(.dec)CA.jcredit;(.dec) Das jcredit;(.dec)entsprechende jcredit;(.dec)Ersatzschema jcredit;(.dec)ist jcredit;(.dec)in jcredit;(.dec)der jcredit;(.dec)Fig.13 jcredit;(.dec)dargestelltjcredit;(.dec) mit jcredit;(.dec)dem jcredit;(.dec)Uebersetzungsverhältnis jcredit;(.dec)ü jcredit;(.dec)des jcredit;(.dec)Reaktanztransformators jcredit;(.dec) RET.Die jcredit;(.dec)resultierende jcredit;(.dec)induktive jcredit;(.dec)Reaktanz jcredit;(.dec)XL jcredit;(.dec)des jcredit;(.dec)Schwing-jcredit;(.dec) kreises jcredit;(.dec)SAK jcredit;(.dec)ist jcredit;(.dec)gegeben jcredit;(.dec)durch jcredit;(.dec)die jcredit;(.dec)Parallelschaltung jcredit;(.dec)derjcredit;(.dec) Hauptinduktivität jcredit;(.dec)XHR jcredit;(.dec)des jcredit;(.dec)Reaktanztransformators jcredit;(.dec)RET jcredit;(.dec)mitjcredit;(.dec) dem jcredit;(.dec)übersetzten jcredit;(.dec)Kapazitätswert jcredit;(.dec)CA/ü2.Insbesondere jcredit;(.dec)bei Ankopplung jcredit;(.dec)an jcredit;(.dec)sehr jcredit;(.dec)hohe jcredit;(.dec)Spannungsebenen jcredit;(.dec)mit jcredit;(.dec)den jcredit;(.dec)entsprechendenjcredit;(.dec) anspruchsvollen jcredit;(.dec)tonfrequenten jcredit;(.dec)Impedanzverhältnissen jcredit;(.dec)ist jcredit;(.dec)esjcredit;(.dec) wichtig, dass jcredit;(.dec)man jcredit;(.dec)die jcredit;(.dec)Rundsteuerschwingkreise jcredit;(.dec)ohne jcredit;(.dec)Eingriffjcredit;(.dec) auf jcredit;(.dec)der jcredit;(.dec)Netzspeiseseite,also jcredit;(.dec)ohne jcredit;(.dec)Einschränkung jcredit;(.dec)des jcredit;(.dec)Netz-jcredit;(.dec) betriebes jcredit;(.dec)auf jcredit;(.dec)die jcredit;(.dec)örtliohen jcredit;(.dec)Gegebenheiten jcredit;(.dec)einstimmen jcredit;(.dec)kann.jcredit;(.dec) Der jcredit;(.dec)Reaktanztransformator jcredit;(.dec)ermöglicht jcredit;(.dec)es jcredit;(.dec)weiter jcredit;(.dec)jederzeit jcredit;(.dec)eine jcredit;(.dec) Umstimmung jcredit;(.dec)auf jcredit;(.dec)eine jcredit;(.dec)andere jcredit;(.dec)Signalfrequenz jcredit;(.dec)vorzunehmen,z.B. jcredit;(.dec) dadurch jcredit;(.dec)dass jcredit;(.dec)mittels jcredit;(.dec)fernangesteuerter jcredit;(.dec)Schutze jcredit;(.dec)an jcredit;(.dec)Stufenab-jcredit;(.dec) griffen jcredit;(.dec)die jcredit;(.dec)Abstimmreaktanz jcredit;(.dec)CA jcredit;(.dec)verändert jcredit;(.dec)wird.Auf jcredit;(.dec)diese jcredit;(.dec)Weisejcredit;(.dec) kann jcredit;(.dec)z.B. jcredit;(.dec)auch jcredit;(.dec)der jcredit;(.dec)zum jcredit;(.dec)passiven jcredit;(.dec)Saugkreis jcredit;(.dec)inaktivierte jcredit;(.dec)Schwing-jcredit;(.dec) kreis jcredit;(.dec)SAK jcredit;(.dec)in jcredit;(.dec)den jcredit;(.dec)Sendepausen jcredit;(.dec)auf jcredit;(.dec)eine jcredit;(.dec)der jcredit;(.dec)Signalfrequenzjcredit;(.dec) benachbarte jcredit;(.dec)Netzharmonische,etwa jcredit;(.dec)auf jcredit;(.dec)die jcredit;(.dec)vierte, zum jcredit;(.dec)zusätzlichenjcredit;(.dec) Schutz jcredit;(.dec)der jcredit;(.dec)Rundsteuerempfänger jcredit;(.dec)umgestimmt jcredit;(.dec)werden.Die jcredit;(.dec)ver-jcredit;(.dec) änderbare jcredit;(.dec)Reaktanz jcredit;(.dec)wird jcredit;(.dec)zusammen jcredit;(.dec)mit jcredit;(.dec)ihren jcredit;(.dec)Steuerelementenjcredit;(.dec) zweckmässig jcredit;(.dec)als jcredit;(.dec)selbständige jcredit;(.dec)Baueinheit,der jcredit;(.dec)Äbstimmschalt- jcredit;(.dec) anlage jcredit;(.dec)ASA aufgebaut.
• Die jcredit;(.dec)Fig.l jcredit;(.dec)w Beispiel jcredit;(.dec)einer jcredit;(.dec)dreiphasigen jcredit;(.dec)Ausfahrung jcredit;(.dec)desjcredit;(.dec) Reaktanztransformators jcredit;(.dec) RET jcredit;(.dec)und jcredit;(.dec)der jcredit;(.dec)Abstimmschaltanlage jcredit;(.dec)ASAjcredit;(.dec) im jcredit;(.dec)Rahmen jcredit;(.dec)eines jcredit;(.dec)lediglich jcredit;(.dec)als jcredit;(.dec)passiver jcredit;(.dec)Saugkreis jcredit;(.dec)an einjcredit;(.dec) llOkV-Versorgungsnetz jcredit;(.dec) angeschlossenen jcredit;(.dec)Schwingkreises jcredit;(.dec)SAK. jcredit;(.dec) An's jcredit;(.dec)Netz jcredit;(.dec)angeschlossen jcredit;(.dec)ist jcredit;(.dec)die jcredit;(.dec)Reaktanzbatterie jcredit;(.dec)REB mit jcredit;(.dec)ihrem Sternpunkttrenner jcredit;(.dec)SP.Hieran jcredit;(.dec)folgt jcredit;(.dec)der jcredit;(.dec)hochspannungsseitigejcredit;(.dec) Anschluss jcredit;(.dec)der jcredit;(.dec)Baueinheit jcredit;(.dec)RET jcredit;(.dec)und jcredit;(.dec)an jcredit;(.dec)letztere jcredit;(.dec)ist jcredit;(.dec)nieder-jcredit;(.dec) spannungsseitig jcredit;(.dec)die jcredit;(.dec)Baueinheit jcredit;(.dec)ASA angeschlossen.Der jcredit;(.dec)oberspannungsseitige jcredit;(.dec)Sternpunkt jcredit;(.dec)3,4 jcredit;(.dec)des jcredit;(.dec)Reaktanztransformators jcredit;(.dec)RET kird jcredit;(.dec)zweckmässigerweise jcredit;(.dec)nach jcredit;(.dec)oben jcredit;(.dec)unter jcredit;(.dec)den jcredit;(.dec)Deckel jcredit;(.dec)gezogen,jcredit;(.dec) wo jcredit;(.dec)sich, wie jcredit;(.dec)in jcredit;(.dec)der jcredit;(.dec)Figur jcredit;(.dec)gestrichelt jcredit;(.dec)angedeutet,drei jcredit;(.dec)Domejcredit;(.dec) anbringen jcredit;(.dec)lassen.Diese jcredit;(.dec)Dome jcredit;(.dec)ermöglichen jcredit;(.dec)es jcredit;(.dec)den jcredit;(.dec)oberspannungs- jcredit;(.dec) seitigen Sternpunkt an Ort und Stelle zu öffnen und an auf die Dome aufzusetzende Durchfhhrungen anzuschliessen.An diese Durchführungen kann dann ,wie in den Figuren 1,2,3 und 6 beschrieben zur Aktivierung des Schwingkreises SAK bzw. zur Parallelaufkopplung der Parallelkopplungstransformator PKT angeschlossen werden.Das ist in dreiphasiger Ausführung,in Fortsetzung zur Fig.14,in der Fig.15 dargestellt.In der gesamten Baueinheitenkette sind die Einheiten REB,RET,ASA und PKT für Freiluftaufstellung vorgesehen, während die Einheit PAF zweckmässig in den gleichen Räumlichkeiten untergebracht wird wie die Generatoreinheit GE. Der möglichst mühelose Ausbau von passiven Saugkreisen SAK zu aktiven Parallelaufkopplungen ist wichtig angesichts der im Verlaufe der Zeit unvermeidlichen Netzumgestaltungen.
• Die im Einzelnen erläuterte Anpassungsfähigkeit und Betriebsbeweglichkeit soll noch an Hand des Beispieles der Fig.16 verdeutlicht werden.Die Fig.16 zeigt in einphasiger Darstellung eine tonfrequente Signalaufkopplung auf ein llOkV-Versorgungsnetz an einer Uebergabestelle 220/110kV.Die Uebergabe ist dargestellt durch einen Dreiwickeltransformator @@ mit einer Uebergabeleistung 220/110kV von z.B. 200MVA,und seinen beiden Leistungsschaltern S1 und S2.Die Tonfrequenzimpedanz des 220kV-Netzes sei ZK.Die gesamte sogenante Fremd-bzw. Rückschlussimpedanz ZR setzt sich zusammen aus der Impedanz ZK und der Streureaktanz des Umspanners US.Die Tonfrequenzimpedanz des zu überlagernden llOkV-Netzes ist mit ZN bezeichnet Das Beispiel der Fig.16 beinüaltet sowohl die Möglichkeit aktiver Parallelüberlagerung als auch aktiver Reihenüber lagerung,wie auch aktiver Reihenüberlagerung mit passiver ######## Absaugung und aktiver Parallelüberlagerung mit passiver Sperrung.Der Ankopplungspunkt auf das 110kV-Netz ist zwischen die Unterspannungsseite des Umspanners US und den Schalter Sl gelegt,so dass der Aufwand für ein spezielles Schalt feld für die Ankopplungsmittel entfällt.
• Die Reihenkepplungseinheit RKE ist in bekannter Weise aufgebaut aus dem Reihenkopplungstransformator RKT,der Transformatorschaltanlage TSA und der Kondensatorschaltanlage KSA.
• Mit Hilfe des in TSA enthaltenen Trenners SO kann der Parallelschwingkreis geöffnet und damit für passive und aktive Zwecke unwirksam gemacht werden.Aequivalent entspricht ihm beim Reihenschwingkreis der Sternpunkttrenner SPT.
• Die Tonfrequenzerzeugung erfolgt mit Hilfe der Generatoreinheit GE,im Sinne der Figuren 4 oder 5,elektr@dynamisch oder elektronisch. In jedem Fall ist in Bildern der vorliegenden Beschreibung der Klarheit halber unter dem Blocksymbol GE stets ein Apparat zu yerstehen,der eine,sinusfdrmige Signal-Spannung an seinen Ausgangsklemmen abgibt.
• Die Parallelkopplungseinheit PKE ist,wie im Vorausgegangenen beschrieben,aufgebaut aus dem Schwingkreis SAK,bestehend aus der Reaktanzbatterie REB,dem Sternpunkttrenner SPT,dem Reaktanztransformator RET und der Abstimmschaltanlage ASA,sowie aus dem Parallelkopplungstransformator PXT mit dem beigeordneten Parallelanpassungsfeld PAF und dem Kurzschlusschalter SK.
• Reine Reihe@einspeisung erfolgt,bei geöffneten Trennern TR und TP,über das Kopplungsanpassungsfeld KAF,den geschlossenen Trenner T3 auf die Reihenkopplungseinheit RKE bei geschlossenem Trenner BO-.Der Schwingkreis KAF dient dazu den Rtlckgriff aus dem Netz über die Reihenkopplung gegenüber der Generatoreinheit GE auf tragbare Werte herabzusetzen.
• Reine Parallelüberlagerung erfolgt,bei g@öffnetem Kurzschlussschalter Sk,über den geschlossenen Trenner Tlauf die Parallelk@pplungseinh@it PKE und von de über den geschlossenen Trenner fr und über eines ges@hlessene@ Trenner TR oder TP auf das Netz.
• Hierbei ist die Reihenk@pplungseinheit RU durch Oeffnen des Trenners 80 als Schwingkreis unwirksam gemacht.
• Reine Reihenüberlagerung kann dann einige Schwierigkeiten bereiten,wenn etwa im zu überlagernden Verbrauchernetz weitere Umspanner 220/110kV oder direkte Kraftwerkseinspeisungen vorliegen,die man aus Gründen der Kosteneinsparung nicht sperren will, so dass die Tonfrequenzimpedanz ZN nicht hinreichend gross ist gegenüber der Rückschlussimpedanz ZR.Man pflegt dann den Rückschluss ZR zu eliminieren durch Zuschalten eines niederohmigen künstlichen Rückschlusses in der Form eines Saugkreises.In der Fig.16 wird das erreicht indem man durch Schliessen des Kurzschlusschalters SK die Parallelkopplungseinheit PKE zu einem passiven Saugkreis macht und die Trenner T und TR schliesst.Es liegt dann die Sachlage vor gemäss -dem Ersatzbild der Fig.17.
• Reine Parallelüberlagerung kann ihrerseits dann einige Schwierigkeiten bereiten,wenn die Rückschlussimpedanz ZR zu viel Tonfrequenzleistung verbraucht oder zu unerträglichen Signalausstreuungen auf die übergeordnete Versorgungsebene fahrt.
• Man pflegt dann die Rückschlussimp@danz ZR zu eliminieren durch Zuschaltung eises hochohmigen Tonfrequenzwiderstandes in der Form einer Sperre.In der Fig.16 wird das erreicht indem bei geöffnetem Trenner T3 durch Schliessen des Trenners SO die Reihenkopplungseinheit RKE zu einer passiven Sperre macht und indem die aktivierte Parallelkopplungseinheit RKE über die Trenner T und TP an das Ueberlagerungsnetz gelegt wird.Ss liegt dann die Sachlage vor gemäss dem Ersatzbild der Fig.18 In der Praxis wird überwiegend von Reihenüberlagerung mit passivem Saugkreis Gebrauch gemacht.Am Beispiel der Fig.16 ist aufgezeigt worden,dass man eine grosse BetriebsfleXibilität gewinnen kann,wenn der Saugkreis zusätzlich zur Aufkopplung aktiviert wird.Das ist vorallem bei Grossanlagen bezüglich der Reservebetriebsführung wichtig.So ist es dann z.B. möglich bei Ausfall der Reihenkopplung den Betrieb vorübergehend durch reine Parallelüberlagerung aufrechtzuerhalten0 Die zusätzliche Aktivierung des Saugkreises wird wesentlich erleichtert durch Massnahmen für den jederzeitigen reibungslosen Ausbau wie sie beim Reaktanztransformator RET beschrieben worden sind.Es ist dannvorallem auch wichtig,dass der zusätslioh erforderliche Apparateaufwand wirtschaftlich klein gehalten werden kann.Das wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass mit Hilfe des Parallelanpassungsfeldes PAF der Parallelkoppluagstransformator PKT als verhältnismässig kleiner Stromwandler ausgerührt werden kann.Das Parallelanpassungsfeld PAF gestattet es gleichzeitig durch das Kurzschliessen des 50Hz-Netzrückgriffes das Kopplungsanpassungsfeld KAF einzusparen.
• Wenn das Kopplungsanpassungsfeld KAF für Reihenüberlagerung schon vorhanden ist,kann es auch für die Parallelüberlagerung über den geschlossenen Trenner T2 mitbenutzt werdendes beinhaltet dann lediglich einen, wenn auch im Grundsätzlichen nicht notwendigen, zusätzlichen Schutz für die Generatoreinheit GE.
• Die Fig.19 und die Fig.20 sind vereinfachte Darstellungen der Fig.17 bzw. der Fig.18.Die Rückschlussimpedanz ZR ist sinngemäss vernachlässigt.Der Widerstand des Saugkreises SAK bzw. der Parallelkopplungseinheit PKE ist als innerer Widerstand Ri und die tonfrequente Impedanz ZN des Ueberlagerungsnetzes als äusserer Widerstand Ra bezeichnet.Nach der bekannten Ri/Ra -Beziehung ist für optimale Signaileistungsübergabe an das Netz Ri möglichst klein zu halten gegenüber Ra.Verkleinerung von Ri kann erreicht werden durch Verkleinerung der Schwingkreisreaktanzen oder durch Vergrösserung des Gütefaktors.
• Halbierung von Ri bedeutet im ersten Fall Verdoppelung der Reaktanzbatterie REB,was ausserordentlich kostspielig wäre.
• Gerade bei Grossanlagen ist man deshalb bestrebt Ri durch möglichst hohe Gütefaktoren klein zu machen.Sehr hohe Gütefaktoren bedeuten aber grosse Abstimmempfindlichkeit,bei der schon Alterungserscheinungen oder äussere- Impedanzeinflüsse in's Gewicht fallen könnenOEs ist deshalb für den wirtschaftlichen Bau von Grossrundsteueranlagen von entscheidender Bedeutung, dass man ohne nennenswerten Eingriff in den Betrieb jederzeit eine Anpassung der Abstimmung vornehmen kann, wie es mit Hilfe des Reaktanztransformators RET und der Abstimmschaltanlage ASA in vorteilhafter Weise möglich gemacht ist.

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur aktiven AuSkopplung und/oder zur passiven Kurzschliessung von tonfrequenten Rundsteuersignalströmen in Hochspannungsenergieverscrgungsnetzen mittels mindestens einem netzseitig parallel anges¢hlossenen-Filter mit einer Durchlasstelle für die Signalfrequenz (Signalankopplungs-bzw. Saugkreis SAK) und einem diesem Filter für den aktiven Sendebetrieb torgeschalteten Transformator (Parallelankopplungstransformator PKT),welcher üblicherweise für den passiven Betrieb des Filters durch ober-oder unterspannungsseitiges Kurzschliessen eliminiert wird, dadurch gekennzeichnet'dass der Hauptinduktivität (XH) des Parallelankopplungstransformators (PKT) unterspannungsseitig ein Reaktanzzweipol (XP) parallel zugeschaltet wird, der derart ausgebildet ist,dass er zusammen mit der Hauptinduktivität (IH) einen resultierenden Reaktanzzweipol (XP,XH) bildet, welcher nebst mindestens einer Nullstelle bei der Frequenz f = 0 noch mindestens eine Unendlichkeitsstelle (Sperrstelle) im Bereich wischen der Frequenz f = 0 und der Signalfrequenz f = f0 aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,dass der parallel geschaltete Reaktanzzweipol (XP) derart ausgebildet ist,dass der resultierende Reaktanzzweipol (XP,XH) nebst der Nullstelle bei der Frequenz f = 0 und nebst mindestens einer Unendlichkeitsstelle im Frequenzbereich zwischen der Frequenz f = 0 und der Signalfrequenz f = fo eine zweite Nullstelle in diesem Bereich aufweist,wobei diese zweite Null stelle bei der Netzfrequenz £ = gelegt wird, so dass für den aktiven Sendebetrieb der Parallelankopplungstransformator (PKT) bezüglich dem über das Filter (SAK) aus dem Netz rückgreifenden 50Hz-Strom (f = ) wie ein Stromwandler ausgebildet werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet,dass im Frequenzbereich von f = O bis f = fo zwei Unendlichkeitsstellen gelegt werden, derart dass die zweite Unendlichkeitsstelle an der @bern Grenze dieses Bereiches bei f = fo liegt, so dass für den aktiven Sendebetrieb der Parallelankopplungstransformator (PKT) zusammen mit dem Parallelreaktanzzweipol (XP) für den Signalstrom annähernd wie ein idealer Uebertrager in der Senderichtung wirkt.

4. Verfahren nach Anspruch dadurch gekennzeichnet'dass der Parallelreaktanzzweipol (XP) eine Kapazität ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,dadurch gekennzeichnet,dass der Parallelreaktanzzweipol (XP) aufgebaut ist als eine Reihenschaltung einer Kapazität und einer Induktivität.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet,dass der Parallelreaktanzzweipol (XP) aufgebaut ist aus einer Reihenschaltung einer Kapazität und einer Induktivität und aus einer zu dieser Reihenschaltung parallel geschalteten Kapazität.

7e Verfahren nach Anspruch dadurch gekennzeichnet,dass der Parallelreaktanzzweipol (Xp) aufgebaut ist aus der Parallelschaltung von mindestens zwei Reihenschaltungen aus eniner Kapazität und einer Induktivität.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,dadurch gekennzeichnet,dass der Reaktanzzweipol (XP) zu einer selbständigen Baueinheit (Parallelanpassungsfeld PAF) ausgebildet ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,wobei der Signalankopplungs-bzw. Saugkreis (SAK) in bekannter Weise aufgebaut ist aus einem einfachen Reihenschwingkreis, bestehend aus einer Reaktanzdrossel (RED) und einer Reaktanzbatterie (REB),dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktanzdrossel (RED) zu einem Reaktanztransformator (RET) ausgebildet ist,wobei auf der Unterspannungsseite dieses Transformators eine veränderbare Reaktanz,vorzugsweise eine veränderbare Kapazität angeschlossen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass der Reaktanztransfor;ator (RET),ausgebildet als dreiphasige Einheit,am Deckel mit drei Domen ausgerüstet ist, die es ermöglichen, auch durch spätere Montage,an Ort und Stelle im Betriebseinsatz'entweder für passiven Betrieb des Signalankopplungskreises (SAK) die hochspannungsseitigen Wicklungsenden des Reaktanztransformators (RET) unter Deckel zum Sternpunkt zu schliessen oder diesen Sternpunkt zu öffnen und mittels dreier auf die Dome aufsetzbarer Durchführungen für aktiven Sendebetrieb die Durchschaltung zum Parallelankopplungstransformator (PKT) zu bewerkstelligen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10,dadurch gekennzeichnet,dass die veränderbare Reaktant des Reaktanztransformators (RET) zu einer selbständigen Baueinheit (Abszimmschaltanlage ASA) ausgebildet ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 118 dadurch gekennzeichnet'dass die Abstimmreaktanz mittels ferngesteuerter Schütze an Stufenabgriffen für Betrieb mit wah1-weisen Signalfrequenzen verändert wirt.

1J, Verfahren nach Anspruch 12,dadurch gekennzeichnet,dass in den Sendepausen die Abstimmung des Saugkreis (SAK) automatisch auf eine der Signalfrequenz benachbarte Harmonische der Netzfrequenz gelegt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 13,dadurch gekennzeichaet,dass unter Verwendung bekannter Reihenkopplungseinheiten (RKE) durch Inaktivierung oder Aktivierung von Baueinheiten der Parallelankopplungseinheit (PKE) wahlweisebaktive Reihenüberlagerung mit passivem Saugkreisbetrieb der Parallelankopplungseinheit (PKE) oder aktive Parallelüberlagerung mit passivem Sperrbetrieb der Reihenkopplungseinheit (RKE) gefahren wird.

L e e r s e i t e