DE2429235A1

DE2429235A1 - Stromrichterstation fuer hochspannungsgleichstromuebertragungsanlage

Info

Publication number: DE2429235A1
Application number: DE2429235A
Authority: DE
Inventors: Lars-Erik Dipl Ing Juhlin; Goete Dipl Ing Liss
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1973-06-26
Filing date: 1974-06-18
Publication date: 1975-01-16
Also published as: SE7308925L; DE2429235B2; US3962625A; FR2235515B1; JPS5036921A; CA1004730A; CH569386A5; GB1464887A; SE373989B; FR2235515A1

Description

Patentanwälte
Dipi.-Ing. Helmut Missling 63 Giessen 21.5.74

Dipl.-Ing. Richard Schiee Bismarckstrasse 43

_ . . . . _D . Telefon: (0641) 71019

Dr.-Ing. Joachim Boecker . .

Boe/Er 12.143

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebοläget Västeras/Schweden

Stromrichterstation für Hochspannungsgleichstromübertragungs anlage

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromrichterstation zur elektrischen Verbindung einer Hochspannungsgleichstrom-Übertragungsleitung mit einem Wechselstromnetz mit einer Anzahl gleichstrom- wie wechselstromseitig parallelgeschalteter Stromrichter und einem Sollwertgeber zur Einstellung einer bestimmten Übertragungsgröße zwischen der Gleich- und Wechselstromseite der Station, wobei jeder Stromrichter seinen eigenen Regler hat, der an den genannten Sollwertgeber für die Station angeschlossen ist.

Eine solche Stromrichterstation wird im Zusammenhang mit Hochspannungsgleichstromübertragungsanlagen verwendet, bei denen verschiedene Wechselstromnetze durch eine Hochspannungsgleichstromleitung verbunden sind. Jedes Wechselstromnetz ist dabei über eine Stromrichterstation an die Hochspannungs-

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spannungsglexchstromleitung angeschlossen. Um die gewünschte Größe der zu übertragenen Leistung zu erhalten, ist es üblich, jede Station mit mehreren Stromrichtern auszurüsten, die wechselstromseitig regelmäßig parallel geschaltet sind und gleichstromseitig entweder in Reihe oder parallel zueinander an die Gleichstromleitung angeschlossen sind. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den letziv-genannten Fall, und die Station wird, wie oben erwähnt, von einem Sollwertgeber gesteuert, der normalerweise einen Steuerbefehl von einem übergeordneten Steuersystem für die gesamte Energieübertragung zur Steuerung der Belastung der einzelnen Stationen empfängt.

Bei einer Station mit parallel geschalteten Stromrichtern sind bestimmte Bedingungen zu erfüllen. Die erste Bedingung ist, daß der Stromsollwert normalerweise für alle parallelarbeitenden Stromrichter gleich groß sein und der Stromsollwert für den einzelnen Stromrichter gleichzeitig auf Null herabsetzbar sein soll, damit der Stromrichter abgeschaltet werden kann. Außerdem soll der Sollwert für den Gesamtstrom der Station davon abhängig sein, ob ein Stromrichter abgeschaltet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromrichterstation der eingangs genannten Art zu entwickeln, die die eben genannten Forderungen erfüllt.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Stromrichterstation der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der Eingang jedes Reglers über je ein Begrenzungsglied an den Ausgang"des Sollwertgebers angeschlossen ist, und daß die Ausgangsseite aller Begrenzungsglieder an ein gemeinsames Summierungsglied angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal dem Eingang des Sollwertgebers zugeführt wird.

Durch diese Schaltung der Stromrichterstation erhält man eine Übereinstimmung zwischen dem von außen vorgegebenen Sollwert und dem Summensollwert, den die Stromrichter von dem gemeinsamen Sollwertgeber empfangen.

Vorzugsweise sind die Begrenzungsglieder zwischen den beiden Grenzwerten Null und maximal zulässige Belastung des betreffenden Stromrichters umschaltbar, d.h., jedes Begrenzungsglied wird auf einen dieser Grenzwerte eingestellt. Normalerweise werden nämlich gleiche Stromrichter in einer Station verwendet, sodaß man eine gleichmäßige Verteilung der Belastung auf alle im Betrieb befindlichen Stromrichter wünscht.

Ferner muß das übergeordnete Steuersystem Rücksicht auf die Anzahl der" in einer Station in Betrieb befindlichen Strom-

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richter nehmen, damit, wenn der maximal zulässige Summensollwert in der Station den für die Station bestimmten Steuerbefehl unterschreitet, dieser Steuerbefehl in"entsprechendem Umfang reduziert wird.

Anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.

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Die Station verbindet ein Wechselstromnetz V mit einer Höchspannungsgleichstromübertragungsleitung L, die ihrerseits an eine oder mehrere Stromrichterstationen angeschlossen ist, wobei mindestens eine Station als Gleichrichter und mindestens eine als Wechselrichter arbeitet.

Die gezeigte Station hat drei Stromrichter I - III, die sowohl gleichstrom- und wechselstromseitig parallel geschaltet sind. Jeder Stromrichter enthält einen Stromrichtertransformator und eine Ventilbrücke, die nicht im Detail gezeigt sind. Mit ihrem einen Pol sind die Stromrichter an die Gleichstromleitung L und mit ihrem anderen Pol an Erde angeschlossen. In der Erdverbindung liegt ein Transduktor 11 zum Messen des Gleichstroms des Stromrichters.

Der Transduktor 11 ist an einen Stromregler 12 angeschlossen, der beispielsweise gemäß der Deutschen Offenlegungsschrift 1 811 199 aufgebaut sein kann und durch den der Gleichstrom des Stromrichters auf einen bestimmten gewünschten Wert gesteuert wird.

Der Sollwert für diesen Gleichstrom wird von einem zu der Station gehörenden Sollwertgeber 1 bereitgestellt, dessen Eingang 2 ein Steuersignal von einem nicht gezeigten Steuersystem für sämtliche an die Gleichstromleitung L angeschlossenen Stromrichterstationen zugeführt wird. Das Steuersignal

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am Eingang 2 bestimmt den Sollwert für eine bestimmte Übertragungsgröße der Station und damit die gewünschte Belastung der Station. Im gezeigten Fall ist angenommen, daß das Steuersignal am Eingang 2 die gewünschte Übertragungsleistung der Station bestimmt.

Der Ausgangswert des Sollwertgebers 1 wird den Regelkreisen 12 für sämtliche Stromrichter unter Zwischenschaltung von Begrenzungsgliedern 13 zugeführt, sodaß alle Stromrichter mit demselben Stromsollwert arbeiten. Um sicherzustellen, daß dieser Stromsollwert den richtigen Wert hat, werden die Ausgangssignale der Begrenzungsglieder 13 an ein Summierungsglied 3 angeschlossen, dessen Ausgangssignal einem Multiplikationsglied 4 zugeführt wird. Der zweite Eingang des Multiplikationsgliedes 4 ist über einen Spannungsteiler 5 an die Gleichstromleitung L angeschlossen, sodaß die Ausgangsgröße des Multiplikationsgliedes 4 der Gesamtleistung der Station entspricht.-

Die Begrenzungsglieder 13 haben einen Steuereingang 14, über den diese Kreise auf den Grenzwert Null oder die maximal zulässige Belastung an dem entsprechenden Stromrichter eingestellt werden können. Das Abschalten eines Stromrichters geschieht daher einfach dadurch, daß man das betreffende Begrenzungsglied 13 auf Null stellt. Damit entfällt zugleich ein Eingangssignal des Summengliedes 3, wodurch die Ausgangs-

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signale des Summengliedes 3 und des Multiplikationsgliedes entsprechend verkleinert werden. Das bedeutet, daß die Differenz der Eingangsgrößen des Sollwertgliedes 1 zunimmt, sodaß auch dessen Ausgangssignal anwächst, wodurch der Strom in den übrigen Stromrichtern der Station heraufgeregelt wird. Soll der abgeschaltete Stromrichter wieder eingeschaltet werden, so wird das zugehörige Begrenzungsglied 13 auf den oberen Grenzwert gesteuert, sodaß das Ausgangssignal des Sollwertgebers 1 zum Regler 12 gelangt und der Stromrichter hochgesteuert wird. Gleichzeitig wachsen die Ausgangssignale des Summengliedes 3 und des Multiplikationsgliedes 4 an, sodaß der Sollwertgeber 1 sein Ausgangssignal soweit verringert, daß der Summenstrom gleich dem gewünschten Strom der ganzen Station wird.

Dadurch, daß alle Stromrichter denselben Stromsolwert erhalten,, erreicht man eine gleichmäßige LastverteiLung auf die Stromrichter.

Um beim Ein- oder Ausschalten eines Stromrichter einen weichen Übergang zu erhalten, erfolgt die Umschaltung der Begrenzungsglieder 13 vorzugsweise mit einer gewissen Zeitkonstanten. Dank der Rückführung über die Glieder 3 und 4 wird dabei sichergestellt, daß der Summenstrom der ganzen Station während des gesamten Umschaltvorganges konstant bleibt, sodaß

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der Übergang des Belastungsstromes zwischen dem einen Stromrichter und den übrigen Stromrichtern kontinuierlich erfolgt.

Die Eingänge 14 der Begrenzungsglieder 13 sind vorzugsweise an erforderliche Schutzkreise für die betreffenden Stromrichter angeschlossen, wobei die erwähnte Zeitkonstante klein sein soll. Darüberhinaus werden diese Eingänge vorzugsweise an das nicht gezeigte Hauptsteuersystem für alle Stromrichterstationen angeschlossen, wobei die Begrenzungsglieder zum Ein- und Ausschalten der einzelnen Stromrichter wie auch der ganzen Station von außen verwendet werden können.

Beim Einschalten einer StäJIon werden die einzelnen Stromrichter auf übliche Weise durch den Anschluß an Gleich- und Wechselstromnetze sowie Einstellung und Aktivierung der verschiedenen Steuerkreise vorbereitet. Am besten wird der Regler 12 bei einem maximalen Siaierwinkel in Bereitschaft gelegt, um starke Einschaltstromstöße zu vermeiden. Ferner sollen die Stufenschalter an den verschiedenen Stromrichtertransformatoren auf gleiche Stufen eingestellt werden, um für alle Stromrichter dieselbe Spannung zu erhalten. Danach werden die Begrenzungsglieder jeweils eines zur Zeit, freigegeben, und da diese parallel an den Ausgang des Sollwertgebers 1 angeschlossen sind, wird die Belastung gleichmäßig auf die eingeschalteten Stromrichter verteilt. Beim Abschalten einer Station werden die Begrenzungsglieder einzeln auf Mull gestellt.

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Wenn das Signal am Eingang 2 des Sollwertgebers 1 die zulässige GesamtbeTastung der eingeschalteten Stromrichter übersteigt, so stellen die Begrenzungsglieder 13 sicher, daß den eingeschalteten Stromrichtern keine größeren Stromsollwerte zugeführt werden, als es mit Rücksicht auf deren Nennstrom oder zulässigen Maximalstrom zulässig ist. Das hat zur Folge, daß das Ausgangssignal des Multiplikationsgliedes ständig kleiner ist als das Signal am Eingang 2 des Sollwertgebers* Selbst wenn dies für die betroffene Station nur von geringer Bedeutung ist, so kann es doch für die gesamte Gleichstromübertragung eine Störung des Steuersystems bedeuten. Aus diesem Grunde muß die Anzahl der eingeschalteten und ausgeschalteten Stromrichter ermittelt und dem Hauptsteuersystem mitgeteilt werden, damit die Steuerbefehle für die einzelnen Stationen dem Verhältnis der Belastungsmöglichkeiten der einzelnen Stationen untereinander angepasst werden können.

Der Sollwertgeber 1 ist in seinem Aufbau ein Verstärker.

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Claims

Patentansprüche

[ 1. ) Stromrichterstation zur elektrischen Verbindtang einer Hochspannungsgleichstromübertragungsleitung mit einem Wechselstromnetz mit einer Anzahl gleichstrom- wie wechselstromseitig parallelgeschalteter Stromrichter und einem Sollwertgeber zur Einstellung einer bestimmten Übertragungsgröße zwischen der Gleich- und Wechselstromseite der Station, wobei jeder Stromrichter seinen eigenen Regler hat, der an den genannten Sollwertgeber für die Station angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang jedes Reglers (12) über je ein Begrenzungsglied (13) an den Ausgang des Sollwertgebers (1) angeschlossen ist und daß die Ausgangsseite aller Begrenzungsglieder an ein gemeinsames Summierungsglied(3) angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal dem Eingang des Sollwertgebers (1) zugeführt wird,
2. Stromrichterstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsglieder (13) zwischen den Grenzwerten Null und maximal zulässige Belastung des zugehörigen Stromrichters (I-III) umschaltbar sind.
3. Stromrichterstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsglieder (13) über einen Steuereingang (14) teils von den Schutzkreisen für den betreffenden Stromrichter (I-III) und teils von äußeren Steuerkreisen für de Station steuerbar sind.

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Αλ
4. Stromrichterstation nach einem der' Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung zwischen den Grenzwerten der Begrenzungsglieder (13) mit einer bestimmten Zeitkonstante geschieht.

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