DE2430727A1

DE2430727A1 - Statische kompensationsvorrichtung mit eigensaettigungsdrossel

Info

Publication number: DE2430727A1
Application number: DE2430727A
Authority: DE
Inventors: Schirman Ananie
Original assignee: ACEC; Ateliers de Constructions Electriques de Charleroi SA
Current assignee: ACEC; Umicore NV SA
Priority date: 1973-06-27
Filing date: 1974-06-26
Publication date: 1975-01-09
Also published as: DE2430727B2; FR2235526A1; FR2235526B1; BE801562A; DE2430727C3

Description

ATELIERS DE CONSTRUCTIONS
EliECTRIQUES¹DE CHARIEROI (JLCEC)

Chaussee deCharleroi, 54
Saint Gilles

E R Ü S S E L / Belgien

Unser Zeichen: A 1706

Statische Kompensationsverrichtung mit Eigensättigungsdrossel

Statische Kompensationsvorrichtungen mit Eigensättigungsdrossel sind an sich bekannt und beispielsweise in der ACEC-Revue 1, T972/ S.3 bis 12, A. Schirman, "Les compensateurs statigues d'energie reactive" beschrieben. Eine Bauart einer statischen Kompensationsvorrichtung für ein Drehstromnetz enthält:

- eine Kondensatorbatterie, die in mehrere Gruppen unterteilt ist, wobei jede Gruppe mittels in Reihe geschalteter eisenloser Drosseln auf eine Frequenz abgestimmt ist, die einer harmonischen Komponente entspricht, welche in dem von der Anlage geforderten Strom erscheinen kann;

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- eine dreiphasige Drossel, die unter dem Einfluß der Nennspannung des Netzes, d.h. der Spannung, die stabilisiert werden soll, vollständig gesättigt ist; und

- drei einphasige Kondensatorbatterien, die jeweils

mit einer der drei Phasen der dreiphasigen Drossel in Reihe geschaltet sind.

Die Erfindung hat die Anordnung zum Ziel, die durch die einphasigen Kondensatorbatterien gebildet ist, welche mit der gesättigten Drossel in Reihe geschaltet sind und die Auswirkung des Restblindwiderstandes der gesättigten Drossel zum Verschwinden bringen. Durch die Erfindung soll diese Anordnung verbilligt werden und sie soll mit der Möglichkeit einer Anpassung an Parameter ausgestattet werden, vrelche bei der Herstellung einer statischen Kompensationsvorrichtung nur schwierig vorhersehbar sind.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Tranäb: mator, dessen Primärwicklungen mit den Wicklungen der sättigbaren Drossel anstelle der an sich bekannten einphasigen Kondensatorbatterien in Reihe geschaltet sind und dessen Sekundärwicklungen mit den einphasigen Kondensatorbatterien verbunden si'.id. Diese Anordnung aus Transformator und Kondensatorbatterien besitzt eine kapazitive Charakteristik und weist in bezug auf die Kondensatorbatterien, die sie ersetzt, mehrere unerwartete Vorteile auf. Sie ermöglicht, mit Hilfe von Anzapfungen der Primärwicklungen und/oder Sekundärwicklungen des Transformators die Kapazität einzustellen, die erforderlich ist, um die Auswirkung des Restblindwiderstandes der sättigbaren Drossel zum Verschwinden zu bringen. Sie ermöglicht, durch einen bestimmten Luftspalt in dem magnetischen Kreis des Transformators einen Sparrkreis für eine subharmonische Schwingung des Netzes zu bilden. Sie ermöglicht, durch die Wahl einer geeigneten Abmessung des magnetischen Kreises des Tranformators eine Sättigung desselben von einer bestimmten Überspannung ab zu erhalten und bildet somit

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eine Vorrichtung zum Schutz gegen die schädliche Wirkung der Überspannungen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer statischen Kompensationsvorrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine Abänderung eines Teils des in Fig. 1 gezeigten Schaltbildes.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Verbrauchernetz 1 über einen Schalter 2 mit einem speisenden Netz 3 verbunden. An dieses Netz 3 ist eine statische Kompensationsvorrichtung angeschlossen/ die einerseits eir.e Kondensatorbatterie enthält, welche in drei Gruppen 4, 4', 4" ;.5, 5¹, 5" ; 6, 6\, 6" unterteilt ist. Jede dieser Gruppen ist mit eisenlosen Drosseln I₁ 7', 7" ; 8, 8', 8"; 9, 9¹, 9" zu dem Zweck verbunden, sie jeweils auf eine bestimmte harmonische Komponente abzustimmen, im vorliegenden EaIl auf die fünfte, siebte und elfte Harmonische der Netzfrequenz. Die Schaltungsteile 1,2 und 4 Ms 9« sind in Pig.2 nicht dargestellt. Die iiompensatiqnsvorrichtung enthält andererseits eine bei der Nennspannung des Netzes sättigbare Drossel. Gemäß der bekannten Technik würde jede Phase 10, lO¹ und 10" dieser sättigbaren Drossel über eine einphasige Kondensatorbatterie an das Netz 3 angeschlossen sein. Gemäß Fig. 1 ist dagegen jede Phase 10, 10', 10" der sättigbaren Drossel mit dem Netz 3 über eine Primärwicklung 11, 11', 11" eines Transformators verbunden, dessen Sekundärwicklungen 12, 12', 12" an Kondensatorbatterien 13, 13¹, 13" angeschlossen sind. Die aus den Wicklungen 11, 11", 11", 12, 12', 12" und den Kondensatorbatterien 13, 13', 13" bestehende Anordnung zeigt bei der Netzfrequenz ein kapazitives Verhalten. Die Leerlaufinduktivität des Transformators kann durch Einstellen des.Luftspalts des magnetischen Kreises in bezug auf die Kapazität der Kondensa-

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torbatterien 13, 13', 13" derart reguliert werden, daß die Anordnung aus Transformator und Kondensatorbatterien einen Sperrkreis für eine subharmonische Schwingung bildet. Wenn durch das Vorsehen von Anzapfungen an den Primärwicklungen und/oder Sekundärwicklungen das Übersetzungsverhältnis dieses Transformators veränderlich ist, ist die Möglichkeit gegeben, auf sehr einfache Weise die Auswirkung des Restblindwiderstandes der sättigbaren Drossel mittels eines Kondensators bestimmter Kapazität zum Verschwinden zu bringen.

Gemäß Fig. 2, in welcher die Schaltungsteile 4 bis 9 von Fig. 1 nicht dargestellt sind, ist jede Phase 10, 10¹, 10" der sättigbaren Drossel mit dem Netz 3 über Primärwicklungen 14, 14', 14" eines Spartransformators verbunden, dessen Wicklungen 15, 15', 15" die Sekundärwicklungen bilden. Der magnetische Kreis enthält einen nicht dargestellten Luftspalt. Die Kondensatorbatterien 13, 13', 13" sind an die Anschlußenden der Sekundärwicklungen 15, 15', 15" angeschlossen. Anzapfungen 16, 16', 16" sind, im vorliegenden EaIl an den Primärwicklungen vorgesehen, damit das Übersetzungsverhältnis vor dem Inbetriebsetzen der statischen Kompensationsvorrichtung eingestellt werden kann. Durch Einregulieren des Luftspalts des an die Kondensatorbatterien 13, 13', 13" angeschlossenen Spartransformators auf einen bestimmten festen Wert ist es möglich, diese Anordnung bei,der Frequenz der Subharmonischen der Ordnungszahl zwei (bei der Hälfte der Netzfrequenz) in Resonanz zu bringen oder zu erreichen, daß diese Anordnung bei dieser Frequenz eine induktive Charakteristik aufweist, während ihre Charakteristik bei der Netzfrequenz kapazitiv ist und einen Absolutwert hat, der gleich dem des Restblindwiderstandes der sättigbaren Drossel ist.

Der Transformator gemäß Fig. 1 oder der Spartransformator gemäß Fig. 2 kann einen magnetischen Kreis haben, der bei einer Spannung sättigbar ist, die im wesentlichen größer

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ist als seine Nennbetriebsspannung U, beispielsweise bei einer Spannung, die 1,5 ü beträgt. Wenn das der Fall ist, so sättigt eine überspannung, die 1,5 U überschreitet, den magnetischen Kreis des Spartransformators, wodurch eine Verringerung des Blindwiderstandes seiner Primärwicklungen im wesentlichen unter den Absolutwert des Blindwiderstandes der Kondensatorbatterie 13, 13', 13" und demzufolge eine induktive Charakteristik für die Anordnung hervorgerufen wird.

Die Lösung gemäß Fig. 2, bei welcher von einem Spartransformator Gebrauch gemacht wird, bietet gegenüber der Lösung gemäß Fig. 1 beträchtliche Vorteile. In den Primärwicklungen des Spartransformators subtrahiert sich nämlich der induktive Strom von dem kapazitiven Strom, so daß diese Wicklungen und die Anschlußkontakte lediglich für ungefähr ein Drittel der Energie dimensioniert werden können, für die die Wicklungen der Lösung gemäß Fig. 1 vorgesehen sein müssen. Ebenso nehmen in dem Fall von Fig. 2 die Sekundärwicklungen nur ungefähr zwei Drittel der Leistung auf, für die die Sekundärwicklungen gemäß der Lösung von Fig. 1 vorgesehen sein müssen.

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Claims

Patentansprüche :

[ 1.) Statische Kompensationsvorrichtung mit Eigensätti- -^gungsdrossel, mit einer Kondensatorbatterie, die in mehrere Gruppen unterteilt ist, welche zur Abstimmung auf eine bestimmte harmonische Komponente der Netzfrequenz jeweils mit einer eisenlosen Drossel in Reihe geschaltet sind, und mit einer Drossel, die bei der Nennspannung des Netzes sättigbar ist, dessen Phasen jeweils mit einer einphasigen Kondensatorbatterie in Reihe geschaltet sind, gekennzeichnet durch einen Transformator, desen Primärwicklungen mit den Wicklungen der sättigbären Drossel anstelle der einphasigen Kondensatorbatterien in Reihe geschaltet sind und dessen Sekundärwicklungen mit einphasigen Kondensatorbatterien verbunden sind.
2. Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen und/oder Sekundärwicklungen des Transformators mit Abgleichanzapfungen versehen sind, damit der kapazitive Blindwiderstand der durch den Transformator und die einphasigen Kondensatorbatterien gebildeten Anordnung derart abgestimmt werden kann, daß er den Restblindwiderstand der sättigbaren Drossel zum Verschwinden bringt.
3. Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator einen magnetischen Kreis mit einem Luftspalt aufweist, dessen Wert so festgelegt ist, daß die durch den Transformator und die Kondensatorbatterien gebildete Anordnung einen Sperrkreis für eine subharmonische Schwingung bildet.
4. Kompensationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator ein Spartransformator ist.

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5. Kompensationsvorrichtung nach einem cer Ansprüche 1 bis 4/ dadurch gekennzeichnet·, daß der Transformator einen magnetischen Kreis hat, der von einer Spannung ab gesättigt wird, die größer als die Nennspannung des Netzes ist, an das er angeschlossen ist.

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