DE2311534C3 - Filteranordnung für eine zwischen einem Drehstromnetz und einem Gleichstromnetz angeordnete Stromrichter-Schaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filteranordnung für eine zwischen einem Drehstromnetz und einem Gleichstromnetz angeordnete Stromrichterschaltung welche Faseranordnung je Phase mehrere auf unterschiedliche Frequenzen von Oberschwingungsströmen 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. Oberschwingungsstromes und der andere auf die Frequenz des 7. Oberschwingungsstromes

. abgestimmt. Der Hochpaß ist für den 11. und die dar-, überliegenden Gberscnwingungsströme vorgesehen.

• -Außerdem kann ein solches Filier nur aus Hochpässen bestehen. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel dieser Offenlegungsschrift sind neben den in jeder Phase in Reihe Hegenden 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 Beziehung:

/γ = (k /ι t I) /ι
Darin bedeuten: k *> I, 2, 3, 4 ,..

/, S= Netzfrequenz

In Hochspannungs-Gleichstrum-Übcrtragungsiin-Uigen werden in der Regel zwölfpulsige Stromrichter-Schaltungen verwendet. Diese Stromrichterschaltungen haben den Vorteil, daß sich bei genau ίο symmetrischer Ausbildung der Schaltungen die für einen ungeradzahligen Faktor k ergebenden Oberschwingungsströ.nc aufheben. Somit können bei derartigen Stromrichterschaltungen auch die entsprechend abgestimmten Filter entfallen. Da aber eine

>5 genaue Symmcrrierung der Stromrichterschaltung nicht möglich ist, treten auch in zwölfpulsigen Stromrichterschaltungen bei ungeradzahligem Faktor k noch Oberschwingungsströme mit einem geringen _s% Restanteil auf. Diese Restanteile können zu erheblichen 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 Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Filteranordnung für eine zwischen einem Drehstromnetz und einem Gleichstromnetz angeordnete Stromrichterschaltung so auszubilden, daß bei zwölfpulsiger Ausführung der Stromrichterschaltung ein störungsfreier Betrieb auch bei vermindertem Aufwand an Filterkreisen gewährleistet ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß be< zwölfpulsiger Ausführung der Stromnchterschaltung die Filteranordnung insgesamt nur aus zwei Hochpässen besteht, wobei der eine Hochpaß so ausgelegt ist, daß seine Anfangsfrequenz kleiner als die Frequenz des 5. Oberschwingungsstro- _A mes 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 at, einer

23 I 1

Gleichspannung U₁., Die Wccluelspanniingsanschliisse dieser Stromrichtcrbrücke sind mil dun Sekundärwicklungen eines dreiphasigen Transformator;. 8 verbunden, Die Primärwicklungen dieses Transformators 8sind an die drei Phasen R₁S, Teincs S Wechsclspannungsnctzes angcschloss ·π.

Mit jeder Phase des Wechselspannungsnetzes sind zwei Hochpässc verbunden. Der eine Hochpaß besteht aus einem Kondensator Cl, mit dem die Parallelschaltung siner Induktivität LX und eines ohmschen »° Widerstandes RX in Reihe geschaltet ist. Der andere Hochpaß ist schaltungsmäßig gleich aufgebaut und besteht aus einem Kondensator CZ, einer Induktivität Ll und einem ohmschen Widerstand R2. Die Hochpässe sind für alle Phasen gleich ausgelegt und daher »5 jeweils auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Wie bereits eingangs erwähnt, treten bei zwölfpulsigen Stromrichterschaltungen die sich bei ungeradzahligem Faktor k ergebenden Oberschwingungs- ^ ströme noch mit einem bestimmten Restanteil auf. Störende Einflüsse durch die Restanteile dieser Oberschwingungsströme werden bei eine; Filterkreisanordnung mit Hochpässen mit Sicherheit dadurch vermieden, daß die Anfangsfrequenz mindestens eines *5 Hochpasses CX, LX, RX unterhalb der Frequenz des fünften Oberschwingungsstromes liegt. Unter Anfangsfrequenz des Hochpasses wird die Frequenz verständen, bei der die Impedanz des Hochpasses den gleichen WuI hiil wie bei der frequenz uncmllivli Durch diese Auslegung des einen Hochpii.ssei. Cl ,1.1. RX wird erreicht, daß dieser Jloehpaß .schon ab der fünften Harmonischen wirksam ist und somit auch du· Restanteile des fünften und siebten Obcrschwin gungsstromcs ausreichend bedampft.

Bei zwölfpiilsigen Stromrichterschaltungen wird die Resonanzfrequenz des einen Hochpasses Cl, LX, /ti gleich oder größer als die Frequenz des elften Obcrscbwingungsstromes gewählt. Die Resonanzfrequenz des anderen Hochpasses CZ, LZ, RZ wird zweckmäßigerweise auf die Frequenz des vierundzwanzigsten Oberschwingungsstrornes eingestellt. Mit zwei derartigen Hochpässen Cl₁ LX, RX und CZ, LZ, Rl ist es möglich, die in einer Stromrichterschaltuiig vorkommenden Oberschwingungsströme hinreichend klein zu halten. Die Anordnung zweier solcher Hochpässe 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 (2)

1. 23 I 1 534

   Patentansprüche:

   1, FiltcranorrJnung für cine zwischen einem Drehslromnetz und einem Gleichstromnetz angeordnete Stromrichterschaltung, welche Filteranordnung je Phase mehrere auf unterschiedliche Frequenzen von Oberschwingungsströmen abgestimmte Hochpässe aufweist, die parallel zwischen der jeweiligen Phase des Drehstromnetzes und Erde angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwölfpulsigcr Ausführung der Stromnchterschaltung die Filteranordnung insgesamt nur aus zwei Hochpässen (Cl, Ll, Rl und C2, Ul, 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, R2) so ausgelegt ist, daß seine Resonanzfrequenz höher als die Resonanzfrequenz des einen Hochpasses ist.
2. 2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des anderen Hochpasses (Cl, L2, R2) gleich der Frequenz des 24. Oberschwingungsstromes ist.