DE2531578C3 - Phasenschiebereinrichtung für Spannungen eines elektrischen Netzes - Google Patents
Phasenschiebereinrichtung für Spannungen eines elektrischen NetzesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Phasenschiebereinrichtung air die Spannungen eines elektrischen
Netzes, die dreiphasige Mehrwicklungstransformatoren
enthält.
Die Erfindung kann zur Steuerung des Betriebes elektrischer Energieübertragung mit erhöhter Ubertragungsfähigkeit
eingesetzt werden.
Die Leitungen für die elektrische Energieübertragung mit erhöhter Übertragungsfähigkeit werden als
dreiphasige Leitungen ausgeführt. Die Leitungen werden aneinander auf Minimalabstand genähert im
Hinblick auf die Überspannungen zwischen den Phasen. Die Regelung der Phasenverschiebung zwischen
den Leitungsspannungen verschiedener Dreiphasensysteme ändert die elektromagnetische Wechselwirkung
zwischen den Leitungen nach Betrag und Phase und somit auch die höchste Ubertragungsfähigkeit.
Eine symmetrische Regelung der Phasenverschiebung
JS zwischen den Leitungsspannungen verschiedener Dreiphasensysteme
sichert eine Änderung der höchsten Übertragungsfähigkeit in einem weiten Bereich, wobei
die übertragenden Leitungen nicht verändert werden. Die Verwirklichung der Vorteile der elektrischen
Energieübertragung mit erhöhter Ubertragungsfähigkeit hängt vom Vorhandensein der Phasenschiebereinrichtungen
ab. Die Regelung der Phasenverschiebung kann sowohl stufenlos als auch diskret sein.
Die stufenlose Regelung gestattet es, die Einstellmöglichkeiten der elektrischen Energieübertragungen mit
erhöhter Ubertragungsleistung am besten auszunutzen. Ein Vorteil der diskreten Regelung sind Einfachheit,
hohe Zuverlässigkeit und schnelle Wirkung. Die Anwendung der diskreten Regelung ist besonders
so vorteilhaft bei einer scharf ausgeprägten Belastungskurve für intermittierenden Betrieb.
Eine bekannte Phasenschiebereinrichtung (SU 76 718) für die Spannungen eines elektrischen Netzes
enthält drei Transformatoren, deren Primärwicklun-
ss gen an ein Drehstrornnetz angeschlossen sind. Die
Primärwicklungen der drei Transformatoren sind in Reihe zu drei Primärstromkreisen geschaltet, die in
Stern oder Dreieck miteinander verbunden sein können. Die Sekundärwicklungen der drei Transfermatoren
sind in Reihe zu Sekundärstromkreisen geschaltet, die in Stern oder Dreieck zueinander angeordnet
sein können. Die Transformatoren weisen zwei entgegenwirkende Gleichstromvormagnetisierungs^'icklungen
auf, von denen die eine eine Anfangs-
(>5 vormagnetisierung erzeugt und die zweite als Steuerwicklung
dient. Zur Erhaltung einer Phasenänderung im Bereich von ± 120° werden die Vormagnetisierungsf
dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (2) der wicklungen auf zwei von drei Schenkeln des Transfer-
mators und die Steuerwicklungen auf den drei Schenkeln
des Transformators angeordnet.
Im Ausgangszustand ist die Steuerwicklung stromlos,
während über die Anfangsvormagcetisierungswicklung ein Gleichstrom fließt, der die Schenkel der
entsprechenden Transformatoren in den Zustand der magnetischen Sättigung überführt. Infolgedessen wird
die Speisenetzspannung an die Primärwicklung des ungesättigten Transformators angelegt. In den Sekundärwicklungen
sind die Phasenspannungen der Transformatoren gleich Null, während die Ausgangsspannung
der Sekundärwicklungen gleich der Spannung der Sekundärwicklung des ungesättigten Transformators
nach Betrag und Phase ist. Hierbei bilden die Ausgangsspannungen aller drei Stromkreise der Sekundärwicklungen
ein Drehstromsystem für die Ausgangsspannungen. Bei der Zuführung eines Gleichstromes
zur Steuerwicklung geht ein Schenkel eines Transformators aus dem ungesättigten in den gesättigten
Zustand und ein gesättigter Schenkel eines Transformators in den ungesättigten Zustand über. Die Ausgangsspannung
jedes Stromkreises der Sekundärwicklung ändert ihre Phase um 120°. Bei Änderung der Flußrichtung des Gleichstromes in der Steuerwicklung
ändert sich die Phase der Ausgangsspannung jeder Gruppe der SAundärwicklungen um - 120°.
Die bekannte Einrichtung gewährleistet keir e symmetrische Regelung des Phasenverschiebungswinkels
zwischen den zwei Systemen der Ausgangsspannungen, was für die Betriebsbedingungen für elektrische
Energieübertragungen mit erhöhter Ubertragungsleistung erforderlich ist, und sie geht in den Belastungskreis als hoher Längswiderstand ein. Darüber hinaus
übersteigt der Wert der installierten Transformatorenleistung die Höchstlast um das Dreifache.
Die genannten Nachteile beschränken die Anwendungsmöglichkeit der bekannten Einrichtung zur
Regelung der Phasenverschiebung zwischen den Spannungen des Dreiphasensystems für die elektrische
Energieübertragung mit erhöhter Ubertragungsleistung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Phasenschiebereinrichtung für die Spannungen eines
elektrischen Netzes zu schaffen, die es gestattet, eine zielgerichtete Einwirkung auf die Betriebsführung
der elektrischen Energieübertragung mit erhöhter Ubertragungsleistung durch symmetrische Regelung
der Phasenverschiebung zwischen den zwei Leistungsspannungen verschiedener Dreiphasensysteme auszuüben
und hierbei die installierte Leistung sowie den in den Belastungskreis eingehenden Widerstand zu
vermindern.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgegangen von einer Phasenschiebereinrichtung für die Spannungen
eines elektrischen Netzes, die dreiphasige Mehrwicklungstransformatoren enthält, deren Primärwicklungen
und deren Sekundärwicklungen zu Drehstromsystemen verbunden sind und die Steuerwicklungen
aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein erster Drehstromtransformator weitere Sekundärwicklungen
hat. die es gestatten, Ausgangsspannungen von zwei Drehstromsystemen zu bilden, wobei
die Sekundärwicklungen eines zweiten Drehstromiransformators an ihren Enden zu einem Drchslromsystem
verbunden und an den Anfang einer jeden von ihnen mindestens zwei Sekundärwicklungen des ersten
DrphstromtrHnsforrnators :i η Beschlossen sind, und
daß außerdem die Sieaerwicklungen eines jeden Drehstromtransformators an entsprechende, die
Steuerwicklungen kurzschließende Schaltapparate gekoppelt sind, wodurch eine Änderung der Phasenverschiebung
zwischen den Ausgangsspannungen der Drehstromsysteme ermöglicht wird.
Zweckmäßigerweise sind die Enden der Sekundärwicklungen sämtlicher Phasen des zweiten Drehstromtransformators
an einen gemeinsamen Nullpunkt
ίο geschaltet, und an die Anfänge der Sekundärwicklungen
jeder Phase des zweiten Drehstromtransformators sind die Anfänge der Sekundärwicklungen der zwei
anderen Phasen des ersten Drehstromtransformators angeschlossen.
Es kann auch zweckmäßig sein, wenn die Sekundärwicklungen des zweiten Drehstromtransformators im
Dreieck geschaltet sind, dessen jeder Eckpunkt mit dem gemeinsamen Punkt von gleichsinnig hintereinandergeschalteten
zugehörigen Sekundärwicklungen des ersten Drehstromtransformators verbunden ist,
bei denen die Spannungsphase eines jeden Paares der hintereinandergeschalteien Sekundärwicklungen mit
der dem Eckpunkt des Dreiecks gegenüberliegenden Spannungsphase der Sekundärwicklung des zweiten
Drehstromtransformators übereinstimmt.
In einer weiteren Ausgestaltung weist der erste Drehstromtransformator dritte und vierte Sekundärwicklungen
auf, deren Enden jeweils an die Enden einer der ersten zwei Sekundärwicklungen angeschlossen
sind, die mit ihnen und mit den zugehörigen Sekundärwicklungen des zweiten Drehstromtransformators ungleichnamig
sind.
Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Enden der Sekundärwicklungen aller Phasen
des zweiten Transformators an einen gemeinsamen Nullpunkt geschaltet, während an die Anfänge jeder
von ihnen der gemeinsame Punkt der zwei gleichsinnig hintereinandergeschalteten Sekundärwicklungen des
ersten Drehstromtransformators angeschlossen ist, deren Spannungsphase nach der vorgegebenen Phasenfolge
des elektrischen Netzes auf die Spannungsphase der zugehörigen Sekundärwicklung des zweiten Drehstromtransformators
folgt.
Die erfindungsgemäße Phasenschiebereinrichtung für die Spannungen eines elektrischen Netzes gestattet
es, durch Kurzschließen der Steuerwicklungen eine symmetrische Änderung der Phasenverschiebung zwischen
den zwei Drehstromsystemen zu verwirklichen. An sich ist aus der DE-OS 20 34 638 eine Finrichtung
zur gestuften Querregulierung bei Drehstromtransformatoren bekannt, mit der Größe und Phase
der Ausgangsspannung gegenüber der Speisespannung geändert werden können, und bei der von der Aufteilung
der Wicklungen Gebrauch gemacht wird. Dabei kann die Längsregulierung zur Spannungsünderung
und die Querregulierung zur Phasendrehung getrennt durch zwei Transformatoren erfolgen oder durch einen
Transformator, wobei die Wicklungen zur Querregulierung mit der Sekundärwicklung jeder Transformaho
torphase vereinigt sind und aus zwei Spulen bestehen, die an den Kernen der beiden anderen Phasen angeordnet
sind. Dadurch unterscheidet sich die Phase der von den Querregulierungswicklungen abgenommenen
Spannung um 90 von der der zugehörigen Sekundärwicklung.
Bei vorliegendem Erfindungsgegenstand mit zwei Transformatoren besteht dagegen keine magnetische
Verbindune zwischen den im Strom zusammenne-
schalteten Sekundärwicklungen des einen Transformators und den mit ihnen vereinigten zugehörigen
Sekundärwicklungen des anderen Transformators. Dadurch können abwechselnd die Steuerwicklungen
des einen oder des anderen Transformators kurzgeschlossen werden und ein Phasenverschiebungswinkel
von 0 oder 180' eingestellt werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. la, Ib, lc, ld, 5a, 5b, 9a, 9b, 13a, 13b
elektrische Prinzipschaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 16 Zeigerdiagramme,
die den statischen Zustand der Eir.richtungen erläutern,
Fig. 17 eine Prinzipschaltung der Schaltapparate.
Die Phasenschiebereinrichtung für die Srannungen eines elektrischen Netzes enthält zwei dreiphasige
Mehrwicklungstransformatoren. Die Primärwicklungen \\\xA (Fig. 1 a) und WißA der Phase A, WixB und
W11I11 der Phase B sowie Wuc und Wlßc der Phase C
des ersten und des zweiten Drehstromtransformators λ bzw. ft liegen in Reihe und sind im Stern mit einem
gemeinsamen Punkt O geschaltet. An die Anfänge 1 der Primärwicklungen WUA/WlxB/WlxC des ersten
Transformators \ sind Spannungen ÜA/LJB/ty des speisenden
Drehstromsystems angelegt. Der erste Drehstromtransformator α weist Sekundärwicklungen
W2JW2JW2xC und WiJW2JWixC der jeweiligen ,0
Phasen ABjC auf. Der zweite Drehstromtransformator /i weist Sekundärwicklungen W2ßAjW2ßB und
WUc der jeweiligen Phasen AjBjC auf (Fig. 1 b).
Die Sekundärwicklungen W2ßA,'W2ßB/W2ßc der jeweiligen
Phasen AjBjC sind mit ihren Enden 2 im Stern mit einem gemeinsamen Punkt O' geschaltet.
Nachfolgend sind überall durch die Ziffer 1 die Anfänge der Wicklungen und durch die Ziffer 2 die
Enden der Wicklungen bezeichnet.
An den Anfang 1 der Sekundärwicklung W2ßA
des /weilen Transformators β sind der Anfang 1 der
Sekundärwicklung W2lB und der Anfang 1 der Sekundärwicklung
W2:lC des ersten Transformators λ angeschlossen.
An den Anfang 1 der Sekundärwicklung W2ßB des zweiten Transformators ft sind der Anfang 1
der Sekundärwicklung W2 1 >c und der Anfang 1 der
Sekundärwicklung W2xA des ersten Transformators λ
angeschlossen. An den Anfang 1 der Sekundärwicklung W2ßC des zweiten Transformators β sind der
Anfang 1 der Sekundärwicklung WixA und der Anfang
1 der Sekundärwicklung W2,B des ersten Transformators
λ angeschlossen.
Die auf den Punkt O' bezogenen Ausgangsspannungen
Ü'JÜyty und ÜAjiSB'jUc bilden jeweils zwei
Ausgangsspannungs-Dreiphasensysteme. Die Steuerwicklungen WYxA/WYxB und WYxC des ersten Transformators
λ sind im Stern und an einen Schaltapparat 3 (Fig. 1 c) geschaltet. Die Steuerwicklungen WYßJ
WYßB und WYßc des zweiten Transformators β sind
gleichfalls in Stern und an einen Schaltapparat 4 (Fig. 1 d) geschaltet. In den nachstehend beschriebenen
Schaltungen der Einrichtung werden die Schaltungsanordnung der Steuerwicklungen WYJWYßB/
WYßc/WYJWyJWYxC und deren Anschluß an die
Schaltapparate 3 bzw. 4 beibehaäten. fi5
In F i g. 2 ist ein Zeigerdiagramm der Ausgangsspannungen
ÜA/ÜB/UC und ÜX/Ug'/ty' für den Fall
dargestellt, bei dem die Schaltapparate 3 bzw. 4 (Fig. 1) abgeschaltet, die Steuerwicklungen WYlA
WyJWy^c und WyßAjWrßB/Wyßc also geöffnet sind.
Falls alle Parameter der beiden Transformatoren gleich sind, so gleichen die Sekundärspannungen V2li
O2JLJ2xC und V2xJUiJUi1C, (Fig. 2) des ersten
Transformators \ und U2ßJU2ßH,!U2ßc des zweiten
Transformators /( einander betragsmäßig. Die Ausgangsspannungen ÜA/UB/ty und ϋχ/Üß'.'Uc' werden
durch geometrische Summierung der Sekundarspan-UJUJUJUiJUi JU^d ÜjU
nungen
Ü
Ü
Ü2ßAjU2ßB:
hd
| U2ßC der beiden Transformatoren | ÜA = | U2ßA - | entsprechenden |
| Gleichungen: | Ub — | ||
| ty = | U2ßc ^ | (D | |
| ύχ = | U2ßA H | (2) | |
| UB = | ϋ2βΒΛ | (3) | |
| Uc = | ii . -1 | (4) | |
| (5) | |||
| I- ULb < | (6) | ||
| !- i'Lc, | |||
| - ULa ■ | |||
| y U211 , | |||
| - u2xA , | |||
| - ü„R |
gebildet.
Der Phasenverschiebungswinkel θ zwischen den
Ausgangsspannungen CA und ÜA/ÜB und ÜB'/Üc
und LJc ist gleich 60°:
In Fig. 3, 4 sind Zeigerdiagramme der Ausgangsspannungen
für einen Phasenverschiebungswinkcl (-> gleich 0 oder 120° dargestellt.
In Fig. 5a sind die Primärwicklungen WWA und
WißAjWlaB und WlßB/Wl!lC und W1 ßc des ersten Transformators
λ und des zweiten Transformators /i ähnlich
wie in F i g. 1 a gekoppelt. Die Sekundärwicklungen W2ßAjWßB und Wlßc (Fig. 5b) des zweiten
Transformators sind über ihre Enden 2 in Stern mit einem gemeinsamen Punkt O' geschaltet. An den Anfang
1 einer jeden Sekundärwicklung W2ßAjW2ßB und
W2ßc des zweiten Drehstromtransformators β sind
jeweils über den gemeinsamen Punkt zwei gleichsinnig hintereinandergeschaltete Sekundärwicklungen
W2aB und W'ijW^c und WiJW2lA und WilA des
ersten Drehstromtransformators angeschlossen, deren Spannungsphase nach der vorgegebenen Phasenfolge
des elektrischen Netzes auf die Spannungsphase der entsprechenden Sekundärwicklung des zweiten Drehstromtransformalors
β folgt.
In Fig. 6 ist ein Zeigerdiagramm der Ausgangsspannungen
ÜA/ÜB/Ü(- und ÜA'jÜB/Üc' für den Fall
wiedergegeben, in dem Schaltapparate 3, 4 (F i g. 1) abgeschaltet sind. Falls alle Parameter der beiden
Transformatoren gleich sind, so gleichen die Sekundärspannungen Ü2JÜ2JU2xC und ÜiJÜiJÜLc des
ersten Transformators α und Ü2ßA/U2pB/Ülßc des zweiten
Transformators ^i einander betragsmäßig. Die Ausgangsspannungen ÜAIÜBltylUXIÜB'IÜC' werden
durch geometrische Summierung der Sekundärspannungen U2JU2JU2xCfUiJUiJUi1C des ersten
Transformators α und U2ßAfU2ßB/U2ßc des zweiten
Transformators β gebildet:
| UÄ = | u2ßA + | UiaB, | (7) |
| ÜB = | ü2ßB + | ÜLc , | (8) |
| ty = | Ü2ßc + | Ui^j1, | (9) |
| UX = | ü2ßA + | ü2lB, | (10) |
| Üb = | ü2ßB + | Ü2xC, | (H) |
| ty' = | Ü2ßc + | ü2lA. | (12) |
Der Phasenverschiebungswinkel H zwischen den Ausgangsspannungen U[ und Ό\'ίύΒ und l)ß'/U(' und
Üc' ist gleich 90".
In F i g. 7, 8 sind Zeigerdiagramme der Ausgangsspannungen
ÜA und U'A'/Üg und ÜB'/Üc für einen
Phasenverschiebungswinkel (-) gleich 0 und 180' wiedergegeben.
In F i g. 9 sind die Primärwicklungen WtOiA und
WißA/WlaB und WißB/WilC und W1 ßc des ersten Transformators
λ und des zweiten Transformators β hinter
einander- und zu einem Stern zusammengeschaltet. Die Sekundärwicklungen W2ßA/W2ßB/W2ßc des zweiten
Transformators /< sind in Dreieck geschaltet. An den der Sekundärwicklung W2ßc des zweiten Transformators/i
gegenüberliegenden Eckpunkt des Dreiecks i.s sind über den gemeinsamen Punkt gleichsinnig hintereinandergeschaltete
Sekundärwicklungen W2,c und
W2xC des ersten Transformators λ angeschlossen. An
den der Sekundärwicklung W2ßA des zweiten Transformators
β gegenüberliegenden Eckpunkt sind über den gemeinsamen Punkt gleichsinnig hintereinandergeschaltete
Sekundärwicklungen W2^ und W2xA des
ersten Transformators λ angeschlossen. An den der Sekundärwicklung W2fB des zweiten Transformators β
gegenüberliegenden Eckpunkt sind über den gemeinsamen Punkt gleichsinnig hintereinandergeschaltete
Sekundärwicklungen W2aB und W2'xB angeschlossen.
!n Fig. 10 ist ein Zeigerdiagramm der Ausgangsspannungen
ÜA/Üg/Üc und ÜA'/Üß/Üc für den Fall
wiedergegeben, in dem die Schaltapparate 3 und 4 abgeschaltet sind. Bei gleichen Parametern der beiden
Transformatoren, jedoch bei einem Ubertragungsverhältnis Kr des zweiten Transformators β
Kß = f3-K,, (13)
worin Kx das Übertragungsverhältnis des ersten
Transformators α bedeutet, beträgt der Phasenverschiebungswinkel
Θ 90°.
In Fig. 11,12 sind Zeigerdiagramme der Ausgangsspannungen
ÜA und ÜA/ÜB und U8"/Üc und l/<f' für
einen Phasenverschiebungswinkel Θ gleich 0 und 180° dargestellt.
In Fig. 13a sind die Primärwicklungen WllA/
wißJwi*B/Wl0B/WllC/WlßC des ersten Drehstromtransformator
α und des zweiten Drehstromtransformators β ähnlich wie in Fig. la gekoppelt. In
Fig. 13b sind die Sekundärwicklungen W2ßJW2ßB/
W2ßc über ihre Enden 2 in Stern mit dem gemeinsamen
Punkt O' geschaltet. An den Anfang 1 der Sekundärwicklung W20A des zweiten Transformators β
sind die Anfänge der Sekundärwicklungen W218 und
W2tzC und an deren Enden 2 jeweils die Enden 2 der
Sekundärwicklungen W2aJC und W^ des ersten Transformators
ot angeschlossen. An den Anfang 1 der Sekundärwicklung WlßB des zweiten Transformators β
sind die Anfänge 1 der Sekundärwicklungen W2aA und
W2ac und an deren Enden 2 jeweils die Enden 2 der
Sekundärwicklungen W2"x'c und FF2'^ des ersten Transformators
α angeschlossen. An den Anfang 1 der Sekundärwicklungen W2ßc des zweiten Transformators
sind die Anfänge 1 der Sekundärwicklungen W2xB
und Wi^1 und an deren Enden 2 jeweils die Enden 2
der Sekundärwicklungen W1"^ und W2aB des ersten
Transformators α angeschlossen. Die Steuerwicklungen der beiden Transformatoren sind an die Schalteinrichtungen
ähnlich, wie in F i g. 1 c, 1 d dargestellt, angeschlossen.
In Fig. 14 ist ein Zeigerdiagramm der Ausgangsspannungen
UA/ÜB/Clc und UA/ÜB'/Uc' für den Fall
dargestellt, in dem die Schaltapparate 3 und 4 abgeschaltet sind. Der Phasenverschiebungswinkel (■) zwischen
den Ausgangsspannungen Ü'A und ÜA/UB und
ÜB'/Ür und Üc' beträgt so wie auch in der vorhergehenden
Schaltung der Einrichtung 90°.
In F i g. 15,16 sind Zeigerdiagramme der Ausganesspannungen
für einen Phasenverschiebungswinkel θ gleich 0 und 180° wiedergegeben.
Fig. 17 zeigt eine elektrische Prinzipschaltung des
Schaltapparates 3 und dessen Anschlußschaltung für die Steuerwicklungen WYllA/WYaB und WYaC des ersten
Transformators β. Ähnlich sind die Schaltung des Schaltapparates 4 und dessen Anschlußschaltung für
f 4 υ -...Γ 1 ..« A !-
π·- duigtuaui. rvia
apparat 3 werden zwei statische Wechselstrom-Zweiwegschalter 5 bzw. 6 eingesetzt. Der statische Zweiwegschalter
5 weist zwei in Gegenreihenschaltung liegende Thyristoren 7 bzw. 8 auf, zu denen zwei in
Gegenreihenschaltung liegende Dioden 9 bzw. 10 parallel geschaltet sind. Der Verbindungspunkt 11
der Thyristoren 7 bzw. 8 und der Verbindungspunkt 12
der Dioden 9 bzw. 10 sind miteinander und mit dem Minuspol einer Steuersignalquelle gekoppelt. Die
Steuerelektroden der Thyristoren 7 bzw. 8 sind über Widerstände 13 bzw. 14 jeweils an den Pluspol der
Steuersignalquelle gelegt. Der Verbindungspunkt 15 ist an die Steuerwicklung WYaA und der Verbindungspunkt 16 an die Steuerwicklung WYaC angeschlossen.
Der zweite statische Zweiwegschalter 6 ist analog aufgebaut und an die Steuerwicklungen WYaA und
WYaB gekoppelt. Die Schaltapparate 3 bzw. 4 können
unmittelbar zu den Primärwicklungen WlaA/WlxB/
WlaC/WlßA/WlßB/Wlßc des ersten und des zweiten
Transformators parallel geschaltet werden.
Betrachten wir zwei Betriebsarten der Einrichtung, bei denen der eine der Schaltapparate 3 bzw. 4 eingeschaltet
ist. Bei der ersten Betriebsart ist der Schaltapparat 3 (F i g. 1) ein- und der Schaltapparat 4 abgeschaltet.
Bei der Zuführung eines Steuersignals zu den Steuerelektroden der Thyristoren 7,8 (F i g. 17) werden
die Thyristoren leitend, wobei bei positiver Halbwelle der Thyristor 7 und die Diode 10 und bei negativer
Halbwelle der Thyristor 8 und die Diode 9 leiten. Der statische Zweiwegschalter 6 arbeitet analog, und
die Steuerwicklungen WYaA/WYxB und WYlC des ersten
Transformators α erweisen sich daher als kurzgeschlossen.
Infolgedessen werden die Spannungen UA/ÜB/ÜC
(Fig. la, 5a, 9a, 13a) praktisch vollständig an die
Primärwicklungen WlßA/WlßB/Wi.c des zweiten Transformators
β angelegt, der hierbei die gesamte Belastung übernimmt. Die Spannungen an den Primärwicklungen
Wioa/Wi^/Wi.c und an sämtlichen Sekundärwicklungen
des ersten Transformators α sind nahe Null, und der Phasenverschiebungswinkel θ (F i g. 3,
7, 11, 15) zwischen den Ausgangsspannungen UA
und UXIUi und ÜB/Üa und Üc ist ungefähr gleich
Null. Zweckmäßig wird diese Betriebsart der Einrichtung bei Leerlauf und geringen Belastungen der
Wechselstrom-Energieübertragungsleitungen erhöhter Ubertragungsleistung ausgenutzt. Hierbei ist die
Leistung des zweiten Transformators β ungefähr gleich einem halben Wert der maximalen Belastung. Die
zweite Betriebsart der Einrichtung wird dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltapparat4 (Fig. Id)
eingeschaltet und der Schaltapparat 3 abgeschaltet ist. Hierbei werden die Steuerwicklungen WrtA/WYSB/
WYßc des zweiten Transformators β kurzgeschlossen.
Infolgedessen werden die Spannungen UA/ÜB/ÜC praktisch
vollständig an die Primärwicklungen WUAj
w\*bIWUc des ersten Transformators α angelegt, der
hierbei die gesamte Belastung übernimmt. Die Spannungen an den Primärwicklungen W1 ßJW1 ^JWxßc
und an den Sekundärwicklungen W1QjW1QgIW1Q1.
des zweiten Transformators β sind nahe Null. Der Phasenverschiebungswinkel Θ zwischen den Ausgangspunkten
ÜA und ÜÄ'/Üß und Üg/Ül und Ül'
kann hierbei 120" (F i g. 4) oder 180° (F i g. 8, 12, 16)
betragen. Zweckmäßig wird diese Betriebsart der Einrichtung bei großen Belastungen der Energieüberlragungsleitungen
erhöhter Übertragungsleistung Tür Wechselstrom ausgenutzt.
Da die Leistung des ersten Transformators α gieich
der maximalen Lastleistung und die Leistung des
10
zweiten Transformators βgleich der halben maximalen
Lastleistung ist, so beträgt der Wert der installierten Leistung der Einrichtung das Anderthalbfache der
maximalen Lastleistung. Darüber hinaus setzt die
s Ausnutzung bei der Einrichtung von zwei hintereinandergeschalteten
Transformatoren \ und // den in den Lastkreis hineingetragenen Längswiderstand
herab.
Die vorliegende Phasenschiebereinrichtung für die
ίο Spannungen eines elektrischen Netzes gestattet es
also, in Abhängigkeit von der Belastung der Leitung durch Kurzschließen der Steuerwicklungen des einen
Transformators die Übertragung erhöhter Leistung von der einen Betriebsart, bei der zwischen benach-
is harten Leitungen ein Phasenverschiebungswinkel (-)
gieich O" eingestellt ist, in die eine Betriebsart einer Phasenverschiebung von 120° oder 180° überzuführen.
Hierzu 9 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Phasenschiebereinrichtung für die Spannungen eines elektrischen Netzes, die dreiphasige
Mehrwicklungstransformatoren enthält, deren Primärwicklungen und deren Sekundärwicklungen
zu Drehstromsystemen verbunden sind und die Steuerwicklungen aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein erster Drehstromtransformator (α) weitere Sekundärwicklungen (WixJ
Wirf/Mi,*;) hat, die es gestatten, Ausgangsspannungen
(UI/Üb/Uc und Oi'/Ui'/Uc) von zwei
Drehstromsystemen zu bilden, wobei die Sekundärwicklungen (W2ßJW2ßB/W2ßc) eines zweiten Drehstromtransformators
OS) an ihren Enden (2) zu einem Drehstromsystem verbunden und an den
Anfang (1) einer jeden von ihnen mindestens zwei Sekundärwicklungen (WiJWiJWiJW2JW2J
W2xC) des ersten Drehstromtransformators (λ) angeschlossen
sind und außerdem die Steuerwicklungen (WrxJWf1JWrxC und WrßJWYßB/WYßc)
eines jeden Drehstromtransformators (« und /J) an entsprechende, die Steuerwicklungen (W1xJWfJ
WrJWfßJWrßB/Wrtc) kurzschließende Schaltapparate
(3,4) gekoppelt sind, wodurch eine Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Ausgangsspannungen
(ÜA/ÜB/UC und Üi'/Üi'/Üc) der
Drehstromsysteme ermöglicht wird.
2. Phasenschiebereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (2) der
Sekundärwicklungen (W2. J W2ßB/W2ßc) sämtlicher
Phasen des zweiten Drenstromtransformators (ß) an einen gemeinsamen Nullpunkt (0') geschaltet
und an die Anfänge (1) der Sekundärwicklungen (W2ßA/W2ßB/W2ßC) jeder Phase des zweiten Drehstromtransformators
(/?) die Anfänge (1) der Sekundärwicklungen (W2'aB und W2JW2xA und WiJ
W2,,, und W{%A) der zwei anderen Phasen des ersten
Drenstromtransformators (x) angeschlossen sind.
3. Phasenschiebereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen
(W2ßJW2ßB/W2ßc) des zweiten Drehstromtransformators
(ß) im Dreieck geschaltet sind, dessen jeder Eckpunkt mit dem gemeinsamen Punkt
von gleichsinnig hintereinandergeschalteten zugehörigen Sekundärwicklungen (WiaA und W2xJ
W2aB und WiJW2xC und WixC) des ersten Drenstromtransformators
(α) verbunden ist, bei denen die Spannungsphase eines jeden Paares der hintereinandergeschalteten
Sekundärwicklungen (WixA und W2JW2xB und WiJW2aC und W2'aC) mit der
dem Eckpunkt des Dreiecks gegenüberliegenden Spannungsphase der Sekundärwicklung (W2ßJ
W2ßB/W2ßc) des zweiten Drehstromtransformators
{ß) übereinstimmt.
4. Phasenschiebereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Drehstromtransformator (n) dritte und vierte Sekundärwicklungen
(WiaJWi'x'JWi'JWi'JWi'J W1 11Jc) aufweist, deren Enden (2) jeweils an die
Enden (2) einer der ersten zwei Sekundärwicklungen (W1J W2J W1JWiJ WiJ WiaC) angeschlos ■
sen sind, die mit ihnen und mit den zugehörigen Sekundärwicklungen des zweiten Drehstromtransformators
(ß) ungleichnamig sind.
5. Phasenschiebereinrichtung nach Anspruch 1,
Sekundärwicklungen (W2ßJW2ßB/Wlßc) aller Phasen
des zweiten Transformators an einen gemeinsamen Nullpunkt (O1) geschaltet sind, während an
die Anfänge (1) jeder von ihnen der gemeinsame Punkt der zwei gleichsinnig hintereinandergeschalteten
Sekundärwicklungen (WilB und W2JWi1C
und W2JWilB und W2lB) des ersten Drehstromtransformators
(λ) angeschlossen ist, deren Spannungsphase nach der vorgegebenen Phasenfolge
des elektrischen Netzes auf die Spannungsphase der zugehörigen Sekundärwicklung (W2ßJW2ßB/W2ßc)
des zweiten Drehstromtransformators (ß) folgt.
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| SU742048088A SU603008A1 (ru) | 1974-07-22 | 1974-07-22 | Устройство дискретного регулировани фазового сдвига напр жений сети |
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| SU742048097A SU600622A1 (ru) | 1974-07-22 | 1974-07-22 | Устройство дискретного регулировани фазового сдвига напр жений сети |
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