DE2430727C3

DE2430727C3 - Statische kompensationsvorrichtung mit eigensaettigungsdrossel

Info

Publication number: DE2430727C3
Application number: DE2430727A
Authority: DE
Inventors: Schirman Bruessel 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: 1978-06-01
Also published as: BE801562A; FR2235526A1; FR2235526B1; DE2430727B2; DE2430727A1

Description

Die Erfindung betrifft eine statische Kompensationsvornchtung eines mehrphasigen Wechselspannungsnetzes der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Statische Kompensationsvorrichtungen mit sättigbarer Drossel sind beispielsweise aus der ACEC-Revue .1, 1972, S. 3-12, A. Schirman, »Les compensateurs statiques d'energie roactive«, bekannt. Danach enthält eine Bauart einer statischen Kompensationsvorrichtung für ein mehrphasiges Wechselspannungsnetz:

— mehrere auf bestimmte harmonische Komponenten der Netzfrequenz abgestimmte mehrphasige Resonanzkreise aus Luftdrossel und Kondensatorbatterie;

— eine Schaltungseinheit, bestehend aus einer bei Netz-Nennspannung sättigbaren mehrphasigen Drossel, deren offene Enden der Phasenwindungen jeweils über einen Reihenkondensator an die Leiter des mehrphasigen Netzes geschaltet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, in der Schaltungseinheit, bestehend aus einer bei Netz-Nennspannung sättigbaren mehrphasigen Drossel, deren offene Enden der Phasenwindungen jeweils über einen Reihenkondensator an die Leiter des mehrphasiges) Netzes geschaltet sind, die Auswirkung des Restblindwiderstandes der sättigbaren Drossel zum Verschwinden zu bringen, die Schaltungseinheit zu verbilligen und mit der Möglichkeit einer Anpassung an solche Parameter auszustatten, die bei der Herstellung einer statischen Kompensationsvorrichtung nur schwierig vorhersehbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Es ist zwar bereits bekannt, in aus Drosselspule und Kondensator bestehenden Schwingungskreisen die Kondensatoren über einen Transformator spannungsmäßig übersetzt anzuschließen, um die Kapazität relativ klein halten zu können (DE-PS 3 06 268, DE-PS 9 38 080, DE-AS 11 92 313, FR-PS 11 98 492). Durch die Erfindung wird jedoch eine spezielle Anordnung einer statischen Kompensationsvornchtung geschaffen, die in bezug auf die Reihenkondensatoren, die sie ersetzt, überraschende Vorteile bringt, insbesondere einen Schutz gegen die schädliche Auswirkung von Überspannungen schafft.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche. Danach ist der Luftspalt in dem magnetischen Kreis des Transformators so ausgelegt, daß die durch den Transformator und den Reihenkondensator gebildete Anordnung einen Sperrkeis für eine subharmonische Schwingung bildet, und ferner ist es möglich, daß die Primärwicklungen und/oder die Sekundärwicklungen des Transformators mit Abgleichanzapfungen versehen sind, damit der kapazitive Blindwiderstand der durch den Transformator und die Reihenkondensatoren gebildeten Anordnung derart abstimmbar ist, daß er den Restblindwiderstand der sättigbaren mehrphasigen Drossel zum Verschwinden bringt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der Transformator ein Spartransformator ist, dessen Primärwicklungen und Anschlußkontakte für ein Drittel der Energie dimensioniert sind, die der Wicklungsauslegung eines Transformators mit getrennten Wicklungen zugrunde liegt

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

F i g. 1 ein Schaltbild einer statischen Kompensationsvorrichtung nach der Erfindung und

F i g. 2 eine Abänderung eines Teils des in F i g. 1 gezeigten Schaltbildes.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Verbrauchernetz 1 über einen Schalter 2 mit einem mehrphasigen Wechselspannungsnetz 3 verbunden. An dieses mehrphasige Wechselspannungsnetz 3 ist eine statische Kompensationsvorrichtung angeschlossen, die einerseits eine Kondensatorbatterie enthält, welche in drei Gruppen 4, 4', 4"; 5, 5', 5"; 6, 6', 6" unterteilt ist. Jede dieser Gruppen ist mit Luftdrosseln 7, 7', 7"; 8, 8', 8"; 9,9', 9" zu dem Zweck verbunden, sie jeweils auf eine bestimmte harmonische Komponente der Netzfrequenz abzustimmen, im vorliegenden Fall auf die fünfte, siebte und elfte Harmonische der Netzfrequenz. Die Kompensationsvorrichtung enthält andererseits eine bei der Netz-Nennspannung sättigbare mehrphasige Drossel. Gemäß der bekannten Technik würde das offene Ende der Phasenwindungen 10, 10' und 10" der sättigbaren mehrphasigen Drossel über einen Reihenkondensator an die Leiter des mehrphasigen Netzes 3 geschaltet sein.

Gemäß F i g. 1 ist dagegen jede Phasenwindung 10,10', 10" der sättigbaren Drossel mit dem mehrphasigen Wechselspannungsnetz 3 über eine Primärwicklung 11, 11', 11" eines Transformators verbunden, dessen Sekundärwicklungen 12,12', 12" an Reihenkondensatoren 13, 13', 13" angeschlossen sind. Die aus den Primärwicklungen 11, 11', 11" und den Sekundärwicklungen 12, 12", 12" und den Reihenkondensatoren 13, 13', 13" bestehende Anordnung zeigt bei Netzfrequenz ein kapazitives Verhalten.

Gemäß F i g. 2, in welcher die Schaltungsteile 4 bis 9 gemäß F i g. 1 nicht dargestellt sind, ist das offene Ende jeder Phasenwindung 10, 10', 10" der sättigbaren mehrphasigen Drossel mit dem mehrphasigen Wechselspannungsnetz 3 über Wicklungsteile, die als Primärwicklungen 14, 14', 14" eines Spartransformators bezeichnet sind, verbunden und dessen Wicklungsteile 15, 15', 15" als Sekundärwicklungen des Spartransformators bezeichnet werden. Der magnt.ische Kreis enthält einen nicht dargestellten Luftspalt. Die Reihenkondensatoren 13, 13', 13" sind an die Enden der Sekundärwicklungen 15, 15', 15" angeschlossen. Im vorliegenden Fall sind Abgleichanzapfungen 16,16', 16" an den Primärwicklungen vorgesehen, damit das Übersetzungsverhältnis vor dem Inbetriebsetzen der statischen Kompensationsvorrichtung eingestellt werden kann. Durch Einstellen des Luftspalts de an die Reihenkondensatoren 13, 13', 13" angeschlossenen Spartransformators auf einen bestimmten festen Wert ist es möglich, diese Anordnung bei der Frequenz der Subharmonischen mit der Ordnungszahl zwei 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 mehrphasigen Drossel ist

Der Transformator gemäß F i g. 1 oder der Spartransformator gemäß F i g. 2 können einen magnetischen Kreis haben, der bei einer Spannung sättigbar ist, die im wesentlichen größer ist als seine Betriebs-Nennspannung LJ, beispielsweise bei einer Spannung, die 1,5 IJ beträgt. Wenn das der Fall ist, so sättigt eine Überspannung, die 1,5 LJ überschreitet, den magnetischen Kreis des Spartransformators, wodurch eine Verringerung des Blindwiderstandes seiner Primärwicklungen im wesentlichen unter den Absolutwert des ßlindwiderstandes der Reihenkondensatoren 13, 13', 13" und demzufolge eine induktive Charakteristik für die Anordnung hervorgerufen wird.

Die Lösung gemäß F i g. 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 F i g. 1 vorgesehen sein müssen. Ebenso nehmen in dem Fall von F i g. 2 die Sekundärwicklungen nur ungefähr zwei Drittel der Leistung auf, für die die Sekundärwicklungen gemäß der Lösung von F i g. 1 vorgesehen sein müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Statische Kompensationsvorrichtung eines mehrphasigen Wechselspannungsnetzes mit auf bestimmte harmonische Komponenten der Netzfrequenz abgestimmten mehrphasigen Resonanzkreisen aus Luftdrossel und Kondensatorbatterie und mit einer Schaltungseinheit, bestehend aus einer bei Netz-Nennspannung sättigbaren mehrphasigen Drossel, deren offene Enden der Phasenwindungen jeweils über einen Reihenkondensator an die Leiter des mehrphasigen Netzes geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reihenkondensator (13, 13', 13") in die Schaltungseinheit über einen Transformator eingefügt ist, dessen magnetischer Kreis oberhalb eines über der Netz-Nennspannung liegende.i Spannungswertes gesättigt ist.

2. Statische Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt im magnetischen Kreis des Transformators so ausgelegt ist, daß die durch den Transformator und den Reihenkondensator (13,13', 13") gebildete Anordnung einen Sperrkreis für eine subharmonische Schwingung bildet.

3. Statische Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen (11, 11', 11"; 14, 14', 14") und/oder die Sekundärwicklungen (12, 12', 12"; 15, 15', 15") des Transformators mit Abgleichanzapfungen (16,16', 16") versehen sind, damit der kapazitive Blindwiderstand der durch den Transformator und die Reihenkondensatoren (13, 13', 13") gebildeten Anordnung derart abstimmbar ist, daß er den Restblindwiderstand der sättigbaren mehrphasigen Drossel zum Verschwinden bringt.

4. Statische Kompensationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator ein Spartransformator ist, dessen Primwärwicklungen (14, 14', 14") und Anschlußkontakte für ein Drittel der Energie dimensioniert sind, die der Wicklungsauslegung eines Transformators mit getrennten Wicklungen zugrunde liegt.

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