DE2211225C3

DE2211225C3 - Switching method for a high-voltage direct current transmission system

Info

Publication number: DE2211225C3
Application number: DE19722211225
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. 8521 Uttenreuth Becker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-03-08
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1978-11-02
Also published as: SE386779B; JPS48104047A; DE2211225B2; DE2211225A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltverfahren für eine Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage, die aus zwei über Leitungstrennschalter einerseits mit einer Gleichrichteranordnung und andererseits mit einer Wechselrichteranordnung verbundenen Leitungssystemen besteht und bei der die Erde als Rückleitung benutzt ist, bei welchem Schaltverfahren die den beiden Leitungssystemen zugeordneten Gleich- und Wechselrichteranordnungen auch an nur ein Leitungssystem an- und abschaltbar sind, wofür jeder Gleichrichteranordnung und jeder Wechselrichteranordnung jeweils ein Umschalter, mittels dessen eine Umpolung der Gleichrichter- bzw. Wechselrichteranordnung möglich ist, und jeweils ein zwischen den beiden Leitungssystemen liegender Koppelungsschalter zugeordnet sind.The invention relates to a switching method for a high-voltage direct current transmission system, the two over line disconnectors on the one hand with a rectifier arrangement and on the other hand with an inverter arrangement connected line systems and in which the earth as the return line what is used is the switching method in which the rectifier and inverter arrangements assigned to the two line systems are used can also be switched on and off to just one line system, for which every rectifier arrangement and each inverter arrangement has a changeover switch, by means of which polarity reversal of the rectifier or inverter arrangement is possible, and one between the two line systems horizontal coupling switch are assigned.

Ein solches Schaltverfahren ist durch die GB-PS Il 51 854 bekannt. Bei Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlagen sind die Leitungssysteme in der Regel so bemessen, daß sie einen wesentlich höheren Strom als den Nennstrom der Gleichrichteranordnung dauernd führen können. Aus diesem Grunde wird bei dem bekannten .Schaltverfahren im Falle einer Störung auf dem einen Leitungssystem die Gleich- und Wechselrichteranordnung dieses Leitungssystems auf das andere Leitungssystem umgeschaltet. Damit kann auch im Störungsfalle eines Leitungssystems eine wesentlich höhere Leistung als die halbe Übertragungsleistung der Hochspannungs-Gleichstroms-Übertragungsanlage übertragen werden. Bei einem solchen Schaltverfahren wirft das Anschalten der Gleich- und Wechselrichteranordnung an das intakte Leitungssystem keine Probleme auf. Schwierigkeiten treten jedoch beim Wiederabtrennen der Gleich- und Wechselrichteranordnung auf. Durch ein Sperren der Gleich- und Wechse'richteranordnung beim Wiederabtrennen von dem intakten Leitungssystem werden die Ki*ppelungsschalter zwischen den beiden Leitungssystemen lediglich von dem Laststrom entlastet Hingegen müssen diese Koppelungsschalter beim Wiederabtrennen den Ableitstrom zwischen dem intakten Leitungssystem und Erde schalten. Diese Ableitstrom kann in keinem FallSuch a switching process is known from GB-PS Il 51 854. For high-voltage direct current transmission systems the pipe systems are usually dimensioned in such a way that they have a significantly higher level Current can lead continuously than the rated current of the rectifier arrangement. For this reason, at the well-known .Schaltverfahren in the event of a fault on the one line system the same and Inverter arrangement of this line system switched to the other line system. So can even in the event of a line system malfunction, a significantly higher output than half the transmission output of the high-voltage direct current transmission system be transmitted. With such a switching method, switching on the equal and Inverter arrangement to the intact line system no problems. Difficulties arise, however when disconnecting the rectifier and inverter arrangement on. By locking the rectifier and inverter arrangement when disconnecting again The toggle switches are part of the intact pipeline system However, only have to be relieved of the load current between the two line systems this coupling switch when disconnecting the leakage current between the intact line system and Switch earth. This leakage current can in no case

J"> von einem Trenner unterbrochen werden. Es hat sich aber auch gezeigt, daß bei einer Verwendung von druckluftbeblasenen Wechselstromschaltern als Koppelungsschalter diese nicht immer in der Lage sind, den Ableitstrom zu unterbrechen.J "> be interrupted by a separator. It has but also shown that when using compressed air blown AC switches as coupling switches they are not always able to interrupt the leakage current.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schaltverfahren anzugeben, mit dem ein Wiederabtrennen der Gleich- und Wechselrichteranordnung von dem intakten Leitungssystem ohne den Einsatz von Gleichstromleistungsschaltern und ohne störende Rückwirkungen auf die Leitungsübertragung möglich ist.The invention is therefore based on the object of specifying a switching method with which a re-disconnection the rectifier and inverter arrangement from the intact line system without the use of direct current circuit breakers and is possible without disruptive repercussions on the line transmission.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß beim Wiederabtrennen der einen Gleichrichteranordnung und der einen Wechselrichteranordnung nach dem Anschalten an nur ein Leitungssystem obwohl diese Gleichrichteranordnung als auch die entsprechende Wechselrichteranordnung gesperrt und danach die der jeweiligen Gleich- und Wechselrichteranordnung zugeordneten Koppelungsschalter geöffnet sind und daß ferner die andere Gleichrichteranordnung in Abhängigkeit vom öffnen dieser beiden Koppelungsschalter kurzzeitig gesperrt ist. Durch das Sperren der Gleich- und Wechselrichteranordnung werden die Koppelungsschalter vom Laststrom entlastet. Durch das kurzzeitige Sperren derThe solution to the problem is achieved according to the invention in that when re-separating the a rectifier arrangement and the one inverter arrangement after being switched on to only one Line system although this rectifier arrangement as well as the corresponding inverter arrangement locked and then the coupling switches assigned to the respective rectifier and inverter arrangement are opened and that furthermore the other one The rectifier arrangement is temporarily blocked depending on the opening of these two coupling switches is. By blocking the rectifier and inverter arrangement, the coupling switches are disconnected from the load current relieved. By temporarily blocking the

anderen Gleichrichteranordnung während des öffnens der beiden Koppelungsschalter wird der Ableitstrom unterbrochen, so daß diese Koppelungsschalter ohne Gefahr der Beschädigung geöffnet werden können. Außerdem können als Koppelungsschalter einfache Trenner verwendet werden.Another rectifier arrangement during the opening of the two coupling switches is the leakage current interrupted so that this coupling switch can be opened without risk of damage. In addition, simple isolators can be used as coupling switches.

Bei Verwendung von elektronischen Steuereinrichtungen für das Steuern der Gleichrichteranordnung läßt sich ein für das in Abhängigkeit vom Öffnen der KoppelungsschaWer erfolgende Sperren der Gleichrichteranordnung erforderliches Steuersignal in einfacher Weise dadurch herleiten, daß mindestens einem der Koppelungsschalter ein Potentiometer zugeordnet ist, dessen Abgriff in Abhängigkeit von der Stellung des beweglichen Kontaktes des Koppelungsschalters verstellbar ist.When using electronic control devices for controlling the rectifier arrangement for the blocking of the rectifier arrangement, which takes place depending on the opening of the coupling switch Derive required control signal in a simple manner that at least one of the Coupling switch is assigned a potentiometer, the tap of which depends on the position of the movable contact of the coupling switch is adjustable.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird der Gegenstand der Erfindung nachfolgende näher beschrieben.The subject matter of the invention is based on an exemplary embodiment shown in the drawing described in more detail below.

Eine Einspeisestation a ist über die beiden Leitungssy-A feed station a is via the two line systems

bo sterne Ll, L2 mit einer Verteilerstation b verbunden. Als Rückleitung wird zwischen beiden Stationen die Erde benutzt. In der Einspeisestation sind zwei Gleichrichteranorclnungcn GR 1 und GR 2 vorgesehen, die jeweils von einer Drehstrom-Spannungsqucllebo star Ll, L2 connected to a distribution station b . The earth is used as the return line between the two stations. Two rectifier devices GR 1 and GR 2 are provided in the feed station, each from a three-phase voltage source

h"· gespeist werden. |edem Gleichspannungsanschlußpol der Gleicirrichtcninordriungcn GRi und GR 2 ist jeweils ein Trennschalter Tal bis Ta 4 zugeordnet, l'erner ist für jede Glcichrichteranordnung ein Um-h "· are fed. | Each DC voltage connection pole of the Gleicirrichtcninordriungcn GRi and GR 2 is assigned an isolating switch Tal to Ta 4, l'her is a converter for each rectifier arrangement.

22 Π 22522 Π 225

schalter Ua I bzw, Ua 2 vorgesehen, der gegenüber den entsprechenden Trennschaltern Ta 1, Ta 2 bzw. Ta 3, Ta 4 verriegelt ist. Mittels dieses Umschalters können die Gleichrichteranordnungen gegenüber den Leitungssystemen umgepolt werden. Im Normalbetrieb ist der negative Anschlußpol der einen Gleichrichteranordnung GR 1 und der positive Anschlußpol der anderen Gleichrichteranordnung GR 2 über den entsprechenden Trennschalter Ta 2 bzw. Ta 3 mit Erde verbunden, so daß das eine über einen Leitungstrennschalter Ta 5, eine Glättungsdrossel Dr und den Trennschalter Ta 1 mit dem anderen Gleichspannungsanschiußpol der Gleichrichteranordnung GR 1 verbundene Leitungssystem L 1 positive Spannung und das andere über einen Leitungstrennschalter Ta 6, eine Glättungsdrossel Dr und den Trennschalter Ta 4 mit dem anderen Gleichspannungsanschiußpol der Gleichrichteranordnung GR 2 verbundene Leitungssystem L 2 negative Spannung gegenüber Erde führt. Zwischen der Glättungsdrossel Dr und dem Leitungstrennschalter Ta 5 des Leitungssystems L 1 und der Glätiungsdrossel Dr und dem Leitungstrennschalter Ta6 des Leitungssystems L 2 ist ein Koppelungsschalter Ta 7 angeschlossen.switch Ua I or Ua 2 is provided, which is locked with respect to the corresponding disconnectors Ta 1, Ta 2 or Ta 3, Ta 4. By means of this switch, the polarity of the rectifier arrangements can be reversed in relation to the line systems. In normal operation, the negative terminal of one rectifier arrangement GR 1 and the positive terminal of the other rectifier arrangement GR 2 are connected to earth via the corresponding disconnector Ta 2 or Ta 3 , so that one of them is connected to a line disconnector Ta 5, a smoothing choke Dr and the disconnector Ta 1 line system L 1 connected to the other DC voltage connection pole of the rectifier arrangement GR 1 carries positive voltage and the other line system L 2 connected to the other DC voltage connection pole of the rectifier arrangement GR 2 carries negative voltage to earth via a line disconnector Ta 6, a smoothing choke Dr and the disconnector Ta 4 . Dr between the smoothing reactor and the line disconnector Ta 5 of the piping system L 1 and the Glätiungsdrossel Dr and the line disconnector Ta6 of the piping system L 2 is a linking switch Ta 7 is connected.

In der Verteilerstation b ist die gleiche Schalteinrichtung wie in der Einspeisestation a vorgesehen. An die Stelle der Gleichrichteranordnungen treten dort lediglich Wechselrichteranordnungen WR1 und WR 2. Jedem Gleichspannungsanschiußpol der Wechselrichteranordnungen ist jeweils ebenfalls ein Trennschalter TbI bis Tb 4 zugeordnet. Desgleichen ist für jede Wechselrichteranordnung ein Umschalter Ub 1 bzw. Ub 2 vorgesehen, mit dem die WechselrichteranordnUiigen umgepolt werden können. Zwischen jedem Leitungssystem und der zugeordneten Wechselrichteranordnung ist ein Leitungstrennschalter Tb 5 bzw. Tb 6 vorgesehen. Wie in der Einspeisestation a ist auch in der Verteilerstation b vom Leitungssystem L1 bzw. L 2 gesehen hinter den Leitungstrennschaltern Tb 5 und Tb 6 ein Koppelungsschalter Tb 7 angeschlossen.The same switching device as in the feed station a is provided in the distribution station b. In place of the rectifier arrangements, there are only inverter arrangements WR 1 and WR 2. Each DC voltage connection pole of the inverter arrangements is also assigned an isolating switch TbI to Tb 4. Likewise, a changeover switch Ub 1 or Ub 2 is provided for each inverter arrangement, with which the polarity of the inverter arrangements can be reversed. A line disconnector Tb 5 or Tb 6 is provided between each line system and the associated inverter arrangement. As in the feed station a , a coupling switch Tb 7 is connected behind the line disconnectors Tb 5 and Tb 6, as seen from the line system L 1 or L 2 , in the distribution station b.

Der besseren Übersicht wegen ist in der Zeichnung für jedes Leitungssytem nur eine Gleichrichteranordnung bzw. Wechselrichteranordnung dargestellt. Entsprechend den jeweils vorliegenden Spannungsverhältnissen können mehrere Gleichrichteranordnungen bzw. Wechselrichteranordnungen in Reihe geschaltet werden. Wi^ bereits eingangs erwähnt, sind die Leitungssysteme in ihrer Stromtragfähigkeit größer dimensioniert als die im Normalbetrieb einspeisenden Gleichrich'.eranordnungen, so daß im Notfall eine größere Leistung ohne Überlastungsfe^fahr für das Leitungssystem übertragen werden kann. In der Zeichnung sind die Schaltstsllungen der einzelnen Schalter so dargestellt, daß beide Gleichrichteranordnungen GR 1 und GR 2 in das Leitungssystem L 1 einspeisen und beide Wcchselrichteranordnungen WR 1 und WR 2 von dem Leitungssystem L 1 gespeist werden.For a better overview, only one rectifier arrangement or inverter arrangement is shown in the drawing for each line system. Several rectifier arrangements or inverter arrangements can be connected in series in accordance with the voltage ratios present in each case. As already mentioned at the beginning, the line systems are larger in their current carrying capacity than the rectifier arrangements that feed in during normal operation, so that in an emergency a greater power can be transmitted without overloading the line system. In the drawing, the switching positions of the individual switches are shown in such a way that both rectifier arrangements GR 1 and GR 2 feed into the line system L 1 and both inverter arrangements WR 1 and WR 2 are fed from the line system L 1.

Das Wiederabtrennen der Gleichricheranordnung GR 2 von dem Leitungssystem L\ geht wie folgt vor sich. Zunächst wird die Gleichrichteninordnung GR 2 gesperrt und damit der über diese Gleichrichteranordnung fließende Lasistrom abgeschaltet. Sodann wird der Koppelungsschalter Ta 7 geöffnet. Infolge des nach aem Sperren der Gleichrichteranordnung GR 2 noch über den Koppelungsschalter Ta 7 fließenden Ableiistromes entsteht beim öffnen des Koppelungsschalters ein Lichtbogen, der von diesem Koppelungsschalter nichi gelöscht werden kann. Um diesen Lichtbogen zum Erlöschen zu bringen, wird die dem Leitungssystem L 1The disconnection of the rectifier arrangement GR 2 from the line system L \ proceeds as follows. First, the rectifier arrangement GR 2 is blocked and thus the laser current flowing through this rectifier arrangement is switched off. Then the coupling switch Ta 7 is opened. As a result of the discharge current still flowing via the coupling switch Ta 7 after aem blocking of the rectifier arrangement GR 2 , an arc occurs when the coupling switch is opened which cannot be extinguished by this coupling switch. In order to extinguish this arc, the line system L 1

ίο zugeordnete Gleichrichteranordnung GR 1 kurzzeitig gesperrt. Das Sperren der Gleichrichieranordnung GR J wird in Abhängigkeit vom öffnen des Koppelungsschalters Ta 7 gesteuert. Mit dem Erlöschen des Lichtbogens am Koppelungsschalter Ta 7 ist das Abtrennen der Gleichrichteranordnung GR 2 von dem Leitungssystem L1 abgeschlossen, und die Gleichrichteranordnung GR 1 kann wieder gezündet werden und in das Leitungssystem L 1 einspeisen.ίο assigned rectifier arrangement GR 1 blocked for a short time. The blocking of the rectifying arrangement GR J is controlled as a function of the opening of the coupling switch Ta 7. When the arc is extinguished at the coupling switch Ta 7, the separation of the rectifier arrangement GR 2 from the line system L 1 is completed, and the rectifier arrangement GR 1 can be re-ignited and feed into the line system L 1.

Um die in das Leitungssystem L1 eingespeiste größere Leistung in der Ver'.eilerr'.ation b entnehmen 7ii können, wird die dem fehlerbehafteten Leitungssystem L 2 zugeordnete Wechselrichteranordnung WR 2 ebenfalls zu der Wechselrichteranordnung WR1 parallel an das Leitungssystem L1 geschadet DasIn order to be able to extract the higher power fed into the line system L 1 in the distribution system b 7ii, the inverter arrangement WR 2 assigned to the faulty line system L 2 is also damaged parallel to the inverter arrangement WR 1 on the line system L 1

Anschalten der Wechselrichteranordnung JVR 2 an das Leitungssystem L 1 kann zu beliebiger Zeit erfolgen. Im gesperrten Zustand der Wechselrichteranordnung WR 2 wird zunächst der Leitungstrennschalter Tb 6 und danach die Trennschalter TbZ und Tb4 geöffnet.The inverter arrangement JVR 2 can be connected to the line system L 1 at any time. In the locked state of the inverter arrangement WR 2 , the line disconnector Tb 6 and then the disconnectors TbZ and Tb4 are opened first.

JO Anschließend wird der Umschalter U'o2 geschlossen und damit die Wechselrichteranordnung WR 2 umgepolt. Über den Koppelungsschalter 72>7 kann die Wechselrichteranordnung WR 2 nunmehr an das Leitungssystem L1 geschaltet werden. Nach dem Schließen des Koppelungsschalters Tb7 wird die Wechselrichteranordnung gezündet.JO The changeover switch U'o2 is then closed and the polarity of the inverter arrangement WR 2 is reversed. The inverter arrangement WR 2 can now be switched to the line system L 1 via the coupling switch 72> 7. After the coupling switch Tb7 is closed, the inverter arrangement is ignited.

Beim Abtrennen der Wechselrichteranordnung WR 2 von dem Leitungssystem L 1 wird diese zunächst wieder gesperrt und danach der Koppelungsschalter Tb 7 When the inverter arrangement WR 2 is disconnected from the line system L 1, it is initially blocked again and then the coupling switch Tb 7

4» synchron zu dem Koppelungsschalter Ta 7 in der Pinspeisestation a geöffnet. Das Öffnen des Koppelungsschalters Tb 7 muß synchron zu dem Öffnen des Koppelungsschalters Ta 7 erfolgen, da auch an diesem Koppelungsschalter infolge des Ableitstromes ein4 »open synchronously with the coupling switch Ta 7 in the pin feed station a. The opening of the coupling switch Tb 7 must take place synchronously with the opening of the coupling switch Ta 7 , since this coupling switch is also activated as a result of the leakage current

« Lichtbogen brennt, der durch das Sperren der Gleichrichteranordnung GR 1 gelöscht werden muß. Die für das Sperren der Gleichrichteranordnung GR 1 zulässige Dauer bestimmt sich au« den Daten des Übertragungssystems und der an dieses angeschlossenen Geräte.«The arc is burning, which must be extinguished by blocking the rectifier arrangement GR 1. The duration permissible for blocking the rectifier arrangement GR 1 is determined by the data of the transmission system and the devices connected to it.

Wenn die Steuerung der Gleichrichteranordnungen GR ί und GR 2 über elektronische Steuereinrichtungen erfolgt, so ist es besonders vorteilhaft, das öffnen dei Koppelungsschalters Ta 7 über ein mit diesem verbunIf the control of the rectifier arrangements GR ί and GR 2 takes place via electronic control devices, it is particularly advantageous to open the coupling switch Ta 7 via a connection with this

denes Potentiometer zu erfassen. Beim öffnen des Koppelungsschalters wird der Abgriff des Potentiometers verstellt und somit ein entsprechendes Steuersignal geliefert.to detect the potentiometer. When the coupling switch is opened, the potentiometer is tapped adjusted and thus supplied a corresponding control signal.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims;

1, switching method for a high-voltage direct current transmission system, the two via line disconnector on the one hand with a rectifier arrangement and on the other hand there is line systems connected to an inverter arrangement and in which the earth is the return line is used in which switching method the DC and associated with the two line systems Inverter arrangements can also be switched on and off on just one line system, for which everyone does Rectifier arrangement and each inverter arrangement each have a switch, by means of which Polarity reversal of the rectifier or inverter arrangement is possible, and each one between the Coupling switches lying on both line systems are assigned, characterized in that that when the one rectifier arrangement and one inverter arrangement are disconnected again after connecting to only one line system, this rectifier arrangement as well the corresponding inverter arrangement is also blocked and then that of the respective rectifier and Inverter arrangement associated coupling switches are open and that also the different rectifier arrangement depending on the opening of these two coupling switches is temporarily blocked.

2. A circuit for performing the method according to claim 1, characterized in that at least one of the coupling switches (valley or Tb T) is assigned a potentiometer whose tap is adjustable as a function of ν, η of the position of the movable contact of the coupling switch.