DE2311534B2

DE2311534B2 - Filteranordnung fuer eine zwischen einem drehstromnetz und einem gleichstromnetz angeordnete stromrichterschaltung

Info

Publication number: DE2311534B2
Application number: DE19732311534
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 8520 Erlangen; Povh Dusan Dr.-Ing. 8500 Nürnberg; Schraudolph Manfred Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Henniger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-03-08
Filing date: 1973-03-08
Publication date: 1976-11-11
Also published as: US3935551A; ZA74908B; NO740784L; AT329677B; NO142152B; FR2220916B3; FR2220916A1; ATA182074A; JPS49126241A; NO142152C; DE2311534A1; CA1007719A; GB1468721A; SE393907B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filteranordnung für eine zwischen einem Drehstioinnetz und einem Gleichstromnetz angeordnete Stromrichterschaltung, welche Filteranordnung je Phase mehrere auf unterschiedliche Frequenzen von Obeischwingungsströmen abgestimmte Hochpässe aufweist, die parallel zwischen der jeweiligen Phase des Drehstromnetzes und Erde angeschlossen sind.

Eine solche Filteranordnung ist durch die DT-OS 1927415 bekannt. Bei dieser bekannten Filteranordnung sind zusätzlich zu parallel an jede Netzphase angeschlossenen Filtern noch mit jeder Netzphase in Reihe liegende Filter vorgesehen. Die parallel angeschlossenen Filter können verschiedenartig aufgebaut sein. So ist es aus der genannten Offenlegungsschrift bekannt, ein derartiges Filter aus zwei Reihenresonanzkreisen und einem Hochpaß aufzubauen. Von den beiden Reihenresonanzkreisen ist der eine auf die Frequenz des 5. Oberschwingungsstroines und der andere auf die Frequenz des 7. Oberschwingungsstromes abgestimmt. Der Hochpaß ist für den 11. und die darüberliegenden Oberschwingungsströniie vorgesehen. Außerdem kann ein solches Filter nur aus Hochpässen bestehen. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel dieser Offenlegungsschrift sind neben den in jeder Phase in Reihe liegenden Filtern noch drei Hochpässe parallel an jede Netzphase angeschlossen. Über die Abstimmung dieser Hochpässe ist in der genannten Offenlegungsschrift jedoch nichts ausgesagt.

Die Frequenz der in einer Stromrichterschaltung mit dreiphasiger Stromrichterbrücke auftretenden Oberschwingungsströme ergibt sich aus folgender Beziehune:

f_Y={kp±l)f_l

Darin bedeuten: Zc= i, 2, 3, 4 ...

p = 6
Z₁ = Netzfrequenz

In Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlagen werden in der Regel zwölfpulsige Stromrichterschaltungen verwendet. Diese Stromnchterschaltuneen haben den Vorteil, daß sich bei genau

ίο svmmetrischer Ausbildung der Schaltungen die für einen ungeradzahligen Faktor k ergebenden Oberschwingungsströme aufheben. Somit können bei derartigen Stromrichterschaltungen auch die entsprechend abgestimmten Filter entfallen. Da aber eine

genaue Symmetrierung der Stromrichterschaltung nicht möglich isi, treten auch in zwölfpulsigen Stromrichterschaltungen bei ungeradzahligem Faktor k noch Oberschwingungsströme mit einem geringen Restanteil auf. Diese Restanteile können zu erhebli-

ao chen Störungen führen, wenn sich das Netz bei den Frequenzen dieser Oberschwingungsströme in Parallelresonanz mit den vorhandenen Filtern befindet. Da sich die Netzimpedanz infolge von Zu- und Abschaltungen fortwährend ändert, ist zu bestimmten Zeiten

immer wieder eine Parallelresonanz zwischen dem Netz und den Filtern zu erwarten. Aus diesem Grunde müssen auch bei zwölfpulsigen Stromrichterschaltungen Maßnahmen getroffen werden, um die sich aus einem ungeradzahligen Faktor k errechnenden Ober-

schwingungsströme auszufiltern. Damit muß auch bei zwölfpulsigen Stromrichterschaltungen zur Sicherung eines störungsfreien Betriebes ein ebenso großer Aufwand an Filtern getrieben werden wie bei den übrigen Stromrichterschaltungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filteranordnung für eine zwischen einem Drehstromnetz und einem Gleichstromnetz angeordnete Stromrichterschaltung so auszubilden, daß bei zwölfpulsiger Ausführung der Stromrichterschaltung ein störungs-

freier Betrieb auch bei vermindertem Aufwand an Filterkreisen gewährleistet ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß bei zwölfpulsiger Ausführung der Stromrichterschaltung die Filteranordnung insgesamt nur aus zwei Hochpässen besteht, wobei der eine Hochpaß so ausgelegt ist, daß seine Anfangsfrequenz kleiner als die Frequenz des 5. Oberschwingungsstromes und seine Resonanzfrequenz gleich oder größer als die Frequenz des 11. Oberschwingungsstromes ist und der andere Hochpaß so ausgelegt ist, daß seine Resonanzfrequenz höher als die Resonanzfrequenz des einen Hochpasses ist.

Durch eine solche Auslegung der Hochpässe wird eine ausreichende Dämpfung aller Harmonischen erreicht. Durch die angegebene Wahl der Anfangs- und Resonanzfrequenz des einen Hochpasses wird eine ausreichende Dämpfung der niederen Harmonischen gewährleistet. Der andere Hochpaß, dessen Resonanzfrequenz höher gewählt ist, bewirkt eine ausreichende Dämpfung der höheren Harmonischen.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird der Gegenstand der Erfindung nachfolgend näher beschrieben.

Mit 1 ist in der Zeichnung eine aus steuerbaren Ventilen 2 bis 7 bestehende dreiphasige Stromrichterbrücke bezeichnet. Mit ihren Gleichspannungsanschlüssen liegt diese Stromrichterbrücke 1 an einer

Gleichspannung U . Die Wechselspannungsan-Schlüsse dieser Stromrichterbrücke sind mit den Sekundärwicklungen eines dreiphasigen Transformators 8 verbunden. Die Primärwicklungen dieses Transformators 8 sind an die drei Phasen R, S, Γ eines Wechselspannungsnetzes angeschlossen.

Mit jeder Phase des Wechselspannungsnetzes sind rwei Hochpässe verbunden. Der eine Hochp~ß besteht aus einem Kondensator Cl, mit dem die Parallelschaltur;£einer Induktivität Ll und eines ohmschen '° Widerstandes Rl in Reihe geschaltet ist. Der andere Hochpaß ist schaltungsmäßig gleich aufgebaut und besteht aus einen Kundensator Cl, einer Induktivität Ll und einem ohmschen Widerstand Rl. Die Hochpasse sind für alle Phasen gleich ausgelegt und daher »5 jeweils auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Wie bereits eingangs erwähnt, treten bei zwölfpulsigen Stromrichterschalrungen die sich bei ungeradzahligem Faktor k ergebenden Oberschwingungsströme noch mit einem bestimmten Restanteil auf. Störende Einflüsse durch die Restanteile dieser Oberschwingungsströme werden bei einer Filterkreisan-Ordnung mit Hochpässen mit Sicherheit dadurch vermieden, daß die Anfangsfrequenz mindestens eines Hochpasses Cl, Ll, Kl unterhalb der Frequenz des fünften Oberschwingungsstromes liegt. Unter Anfangsfrequenz des Hochpasses wird die Frequenz verstanden, bei der die Impedanz des Hochpasses den gleichen Wert hat wie bei der Frequenz unendlich. Durch diese Auslegung des einen Hochpasses Cl, Ll, Rl wird erreicht, daß dieser Hochpaß schon ab der fünften Harmonischen wirksam ist und somit auch die Restanteile des fünften und siebten Oberschwingungsstromes ausreichend bedämpft.

Bei zwölfpulsigen Stromrichterschaltungen wird die Resonanzfrequenz des einen Hochpasses Cl, Ll, Rl gleich oder größer als die Frequenz des elften Ober-Schwingungsstromes gewählt. Die Resonanzfrequenz des anderen Hochpasses Cl, Ll, Rl wird zweckmäßigerweise auf die Frequenz des vierundzwanzigsten Oberschwingungsstromes eingestellt. Mit zwei derartigen Hochpässen Cl, Ll, Rl und Cl, Ll, Rl ist es möglich, die in einer Stromrichterschaltung vorkommenden Oberschwingungsströme hinreichend klein zu halten. Die Anordnung zweier solcher Hochpasse hat weiterhin den Vorteil, daß der Hochpaß für die Oberschwingungsströme höherer Ordnungszahl mit einem kleineren Kondensator ausgerüstet werden kann als bei einer Kombination eines solchen Hochpasses mit auf die einzelnen Frequenzen der OberSchwingungsströme abgestimmten Filtern.

Die beschriebene Filterkreisanordnung zeichnet sich somit durch einen wesentlich verminderten Materialaufwand aus. Außerdem werden die durch die Restanteile der sich aus ungeradzahligem Faktor k errechnenden Oberschwingungsströme möglichen Störungen sicher vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

23 11 634 Patentansprüche:

1. Filteranordnung für eine zwischen einem Drehstromnetz und einem Gleichstromnetz angeordnete Stromrichterschaltung, welche Füteranordnung je Phase mehrere auf unterschiedliche Frequenzen von Oberschwingungsströmen abgestimmte Hochpässe aufweist, die parallel zwischen der jeweiligen Phase des Drehstroninetzes und Erde angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwölfpulsiger Ausführung der Stromrichterschaltung die Filteranordnung insgesamt uur aus zwei Hochpässen (Cl, Ll, Al und Cl, Ll, Rl) besteht, wobei der eine Hochpaß (Cl, Ll, Rl) so ausgelegt ist, daß seine Anfangsfrequenz kleiner als die Frequenz des 5. Oberschwingungsstromes und seine Resonanzfrequenz gleich oder größer als die Frequenz des 11. Oberschwingungsstromes ist und der andere Hochpaß (C2, Ll, Rl) so ausgelegt ist, daß seine Resonanzfrequenz höher als die Resonanzfrequenz des einen Hochpasses ist.

2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des anderen Hochpasses (C2, Ll, Rl) gleich der Frequenz des 24. Oberschwingungsstromes ist.