DE2713073B2 - Symmetrierungseinrichtung für ein Drehstromnetz - Google Patents
Symmetrierungseinrichtung für ein DrehstromnetzInfo
- Publication number
- DE2713073B2 DE2713073B2 DE2713073A DE2713073A DE2713073B2 DE 2713073 B2 DE2713073 B2 DE 2713073B2 DE 2713073 A DE2713073 A DE 2713073A DE 2713073 A DE2713073 A DE 2713073A DE 2713073 B2 DE2713073 B2 DE 2713073B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- phase
- transformer
- network
- balancing device
- rotating field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Symmetrierungseinrichtung für ein Drehstromnetz, das durch einen
unsymmetrischen Verbraucher belastet ist, mit Einspeisung einer symmetrischen Stromkomponente in Form
eines Gegensystems mittels eines selbstgeführten Stromrichters, der über einen Drehstrom-Transformator
mit vertauschter Phasenfolge an das Drehstromnetz angeschlossen ist, und mit einem netzgeführten
Stromrichter, der ebenfalls an das Drehstromnetz angeschlossen ist und über eine Glättungsdrossel den
selbstgeführten Stromrichter mit eingeprägtem Gleichstrom speist.
Eine solche Symmetrierungseinrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 47 819 bekannt. Diese
Symmetrierungseinrichtung beruht auf folgender Überlegung: Das von einem unsymmetrischen Verbraucher
im Drehstromnetz hervorgerufene Stromsystem läßt sich in ein symmetrisches mitläufiges und in ein
symmetrisches gegenläufiges Stromsystem zerlegen. Durch Einspeisung eines entsprechenden Gegenstromsystems
in das Drehstromnetz läßt sich der Verbraucher symmetrieren, indem der als Unsymmetrieleistung
bekannte Anteil der Scheinleistung, der keinen Wirkanteil hat, aufgebracht wird.
Die bekannte Symmetiierungseinrichtung benutzt
zur Lieferung des Gegenstromsystems einen selbstgeführten Wechselrichter mit steuerbaren Ventilen in
Drehstrombrückenschaltung, der über einen Drehstromtransformator mit vertauschter Phasenfolge an
das Drehstromnetz angeschlossen ist. Dieser Wechselrichter wiederum bezieht seinen Gleichstrom über eine
Glättungsdrossel aus einem Gleichrichter, der ebenfalls steuerbare Ventile in Drehstrombrückenschaltung besitzt
und über einen Netztransformator an das Drehstromnetz angeschlossen ist
Es hat sich gezeigt, daß der Aufwand bei dieser bekannten Symmetrierungseinrichtung recht groß ist;
denn die Netzwechselspannung des Drehstromnetzes wirkt auf die Gleichstromseite des Wechselrichters in
der Weise zurück, daß dort — bei einer Obersetzung des
Drehstromtransformators von 1:1— Spannungswerte vom Doppelten der Leiterspannung des Drehstromnetzes
auftreten. Die Zwischenkreisspannung enthält einen
ίο hohen Wechselspannungsanteil von doppelter Netzfrequenz.
Das hat eine hohe Beanspruchung der Ventile des Wechselrichters zur Folge und macht eine sehr
große Induktivität der Glättungsdrossel erforderlich. Diese große Induktivität wiederum verlangt einen
großen Steuerbereich des Gleichrichters wenn der eingeprägte Gleichstrom rasch geändert werden soll.
Aus der DE-AS 14 13 468 ist eine Einrichtung zur Symmetrierung eines Drehstromnetzes und gleichzeitig
auch zur Kompensation der symmetrischen Blindlei-
stung des Verbrauchers bekannt. Diese Einrichtung arbeitet nach dem Prinzip der Zerlegung in mit- und
gegenläufige Stromkomponenten mit zwei mechanisch gekuppelten Drehstrommaschinen, von denen die erste
als Phasenschieber für die symmetrische Blindleistung und als Antrieb für die zweite Maschine dient, deren
Ständerwicklung im gegenläufigen Sinne zum Netzdrehfeld in Serie mit der Ständerwicklung der
antreibenden Phasenschiebermaschine verbunden ist und deren Polrad zwei elektrisch aufeinander senkrecht
«ι stehende Polsysteme aufweist. Hierbei werden also
Symmetrierung und Blindleistungskompensation mit ein und derselben Einrichtung durchgeführt, während bei
der vorliegenden Erfindung lediglich eine Symmetrierungseinrichtung vorliegt. Weiterhin wird bei der
ir> bekannten Einrichtung zur Erzeugung des symmetrierenden
Gegensystems eine rotierende Synchronmaschine verwendet, während bei der vorliegenden Erfindung
hierzu ein statischer Stromrichter eingesetzt wird. Die rotierende Maschine muß zwei getrennte, elektrisch
■to aufeinander senkrecht stehende Erregerwicklungen und
somit vier Schleifringe aufweisen; jede Erregerwicklung ist von einem eigenen netzgeführten Stromrichter
gespeist. Eine solche Maschine ist — im Vergleich zu einem rotierenden Drehfeldtransformator, der im
v> Handel serienmäßig angeboten wird — verhältnismäßig
teuer. Weiterhin ist die Stellgeschwindigkeit einer rotierenden Symmetrierungseinrichtung gegenüber
einer Symmetrierungseinrichtung mit Stromrichtern begrenzt.
w Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der
eingangs genannten Symmetrierungseinrichtung den Gesamtaufwand zu verringern. Insbesondere soll
erreicht werden, daß eine Glättungsdrossel und ein Gleichrichter jeweils kleiner Auslegung zum Einstellen
des eingeprägten Gleichstroms ausreichen, so daß die Verluste gering bleiben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Drehstrom-Transformator ein über einen
Synchronmotor angetriebener, mit netzsynchroner
b{) Drehzahl rotierender Drehfeldtransformator ist, und
daß die Frequenz des vom selbstgeführten Stromrichter in den Läufer des Drehfeldtransformators eingespeisten
Stromes des Gegensystems gleich dem Wert der doppelten Netzfrequenz ist.
h5 Der rotierende Drehfeldtransformator kann insbesondere
in der Bauweise einer Schleifringläufermaschine ausgeführt und von einer an dasselbe Drehstromnetz
angeschlossenen Synchronmaschine angetrieben sein.
Die Eigenschaften des rotierenden Drehfeldtransformators sind beispielsweise in dem Buch »Elektrische
Maschinen« von Th. B ö d e f e I d und H. Sequenz, 1971, Springer-Verlag, Wien, New York, 3. Auflage,
Seiten 202 bis 203, beschrieben.
Häufig ist bei einem Verbraucher neben der Symmetrierungseinrichtung gleichzeitig auch eine Einrichtung
zur Blindleistungskompensation vorhanden, die einen rotierenden Phasenschieber umfaßt. Dieser
ohnehin vorhandene Phasenschieber kann nach einer Weiterbildung der Erfindung gleichzeitig auch zum
Antrieb des Drehfeldtransformators verwendet werden. Dadurch kann eine besondere Synchronmaschine
eingespart werden.
Der rotierende Drehfeldtransformator überträgt im vorliegenden Fall selbst keine Wirklast, läuft also
praktisch leer und erfordert zum Antrieb nur ein Antriebsaggregat kleiner Leistung, also z. B. nur einen
kleinen Synchronmotor. Ist nach Anschluß dc. Ständers
des netzsynchron rotierenden Drehfeldtransformators an das Drehstromnetz das Ständerdrehfeld so gerichtet,
daß die Läuferfrequenz Null ist, so ist der Drehfeldtransformator für das Drehstromnetz ohne Wirkung, d. h. an
den Läuferklemmen entsteht durch die Neuspannung keine Spannung, die sich dem Wechselrichter mitteilen
könnte. Wird bei dieser der Netzfrequenz entsprechenden Drehzahl in den Läufer ein Strom mit der doppelten
Netzfrequenz (z. B. mit 100 Hz) bei vertauschter Phasenfolge eingespeist, so überträgt er sich auf die
Ständerseite als das gewünschte Gegenstromsystem mit einfacher Netzfrequenz (z. B. 50 Hz).
Da an den Klemmen des Läufers keine transformatorische Spannung auftritt, ist der Höchstwert der
Spannung im Gleichstromkreis — im Gegensatz zum Gegenstand der DE-OS 22 47 819 - nicht durch die
Höhe der Netzwechselspannung bestimmt. Die Spannung im Gleichstromkreis ist nur bestimmt durch die
Höhe des vom Gleichrichter zu liefernden Gleichstroms und die für das Stromgegensyslem maßgeblichen
Impedanzen. Sie enthält eine sechspulsige Wechselspannung mit doppelter Netzfrequenz. Daher reichen
ein klein dimensionierter Gleichrichter und eine klein bemessene Glättungsdrossel zum Einstellen des Gleichstromes
aus.
Die Läuferwicklung des Drehfeldtransformators muß für eine Spannung isoliert sein, die sich aus der für das
Gegenstromsystem wirksamen Induktivität einschließlich derjenigen des Drehfeldtransformators und der
maximalen Stromänderungsgeschwindigkeit des Wechselrichterstroms ergibt. Diese Stromänderungsgeschwindigkeit
kann gering gehalten werden durch verhältnismäßig große Löschkondensatoren im Wechselrichter.
Eine große Kommutierungsdauer ist nicht nachteilig, weil keine Energieübertragung stattfindet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Figur näher erläutert.
Nach der Figur speist ein Drehstromnetz 3 mit den Phasenleitern R, S, Γ einen unsymmetrischen Verbraucher
4 mit einer Wechselspannung der Netzfrequenz f. Der Verbraucher 4 ist hier eine einphasige Last, z. B. ein
Lichtbogen-Schmelzofen. Weiterhin ist an das Drehstromnetz 3 eine ruhende Symmetrierungseinrichtung
10 angeschlossen. Diese Symmetrierungseinrichtung 10 sorgt für die Zufuhr der benötigten Unsymmetrieleistung
auf elektronischem Wege.
Die Symmetrierungseinrichtung 10 umfaßt einen selbstgeführten Stromrichter 11, der über eine Glättungsdrossel
12 mit eingeprägtem Gleichstrom gespeist wird. Der selbstgeführte Stromrichter 11 ist mit
doppelter Netzfrequenz If getaktet und arbeitet als Wechselrichter. Die wechselspannungsseitigen Anschlußklemmen
sind mit u, v, w bezeichnet Er ist mit zwei vertauschten Phasenleitungen über einen mit
netzsynchroner Drehzahl rotierenden Drehfeldtransformator 50 an das Drehstromnetz 3 angeschlossen.
Dadurch ist er in der Lage, je nach dir Höhe des
eingeprägten Gleichstroms und der zeitlichen Lage seiner Steuerimpulse ζ 11 ein beliebig einstellbares
symmetrisches Stromsystem mit einem zur Phasenfolge des Drehstromnetzes 3 umgekehrten Drehsinn zu
liefern, also ein Gegenstromsystem abzugeben, wie es zur Symmetrierung des einphasigen Verbrauchers 4
benötigt wird. Der Drehfeldtransformator 50 ist in der Bauweise einer Schleifringläufermaschine ausgeführt
Im einzelnen ist aus der Figur ersichtlich, daß der Ständer 51 des Drehfeldtransformators 50 direkt an das
Drehstromnetz 3 angeschlossen ist. Der Läufer 52 ist ebenfalls direkt mit den wechselspannungsseitigen
Klemmen u, v. w des Stromrichters 11 verbunden; allerdings sind hier die Anschlüsse für die Klemmen ν
und sv vertauscht. Der Läufer 52 wird mit netzsynchroner Drehzahl gedreht. Zum Antrieb ist eine besondere
Synchronmaschine 53 vorgesehen, die aus dem Drehstromnetz 3 gespeist wird. Da der Drehfeldtransformator
50 keine Wirklast überträgt, also praktisch leerläuft, erfordert er zum Antrieb eine nur klein bemessene
Synchronmaschine 53. Abweichend hiervon kann, falls am Drehstromnetz 3 gleichzeitig ein (nicht gezeigter)
rotierender Phasenschieber arbeitet, dessen Synchronmaschine zum Antrieb des Drehfeldtransformators 50
vorgesehen sein.
Der selbstgeführle Stromrichter 11 enthält gesteuerte
Hauptventile 21 bis 26 in Drehstrom-Brückenschaltung. Insbesondere können Thyristoren vorgesehen sein. Für
die Hauptventile 21 bis 26 wird eine an sich bekannte Kommutierungseinrichtung für Phasenfoigelöschung
verwendet. Diese enthält für jede Brückenhälfte einen Kommutiei ungskondensator 27a, 28a, 29a bzw. 276,2Sb,
29b sowie in Reihe mit jeweils einem der gesteuerten Hauptventile 21 bis 26 je ein ungesteuertes Kommutierungsventil
31 bis 36. Die Kommutierungskondensatoren 28a bis 29b sind jeweils zwischen Hauptventil und
zugehörigem Kommutierungsventil angeschlossen. — Der selbstgeführte Stromrichter 11 wird sechspulsig
betrieben (Pulszahl ρ = 6).
Die Glättungsdrossel 12 am Eingang des selbstgeführten Stromrichters 11 sorgt dafür, daß der speisende
Gleichstrom eingeprägt ist.
Der selbstgeführte Stromrichter Ii bezieht den
eingeprägten Gleichstrom aus einem üblichen netzgeführten Stromrichter 13 in grundsätzlich beliebiger
Schaltung. Der Stromrichter 13 ist über einen Netztransformator 17 ebenfalls an das Drehstromnetz 3
angeschlossen. Als netzgeführter Stromrichter 13 wird hier ein solcher mit gesteuerten Hauptventilen 41 bis 46
in Drehstrom-Brückenschaltung verwendet. Der Stromrichter 13 wird mit Hilfe von Steuerimpulsen ζ 13
sechspulsig betrieben (Pulszahl ρ = 6).
Zum Betrieb der Symmetrierungseinrichtung 10 ist folgendes zu sagen: Zunächst wird eier vom Drehstromnetz
3 abgeschaltete Drehfeldtransformator 51 durch die Synchronmaschine 53 auf netzsynchrone Drehzahl
hochgefahren. Danach wird der Ständer 51 an das Dreiistromnetz 3 angeschaltet. Ist nach diesem Anschluß
des Ständers 51 an das Drehstromnetz 3 das Ständerdrehfeld des Drehfeldtransformators 50 ent-
5 6
sprechend gerichtet, so ist die Läuferfrequenz Null. In könnte. Wird nun bei der netzsynchronen Drehzahl vom
diesem Fall ist der Drehfeldtransformator 50 für das eingeschalteten Stromrichter 11 in den Läufer 52 Strom
Drehstromnetz 3 ohne Wirkung, d. h. an den Klemmen mit der doppelten Netzfrequenz 2( bei verkehrter
des Läufers 52 entsteht durch die Netzwechselspannung Phasenfolge eingespeist, so überträgt er sich auf die
keine transformatorische Spannung, die an den r' Seite des Ständers 51 als das gewünschte Gegensystem
selbstgeführten Stromrichter Il weitergeleitet werden mit der einfachen Netzlrequenz f.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Symmetrierungseinrichtung für ein Drehstromnetz, das durch einen unsymmetrischen Verbraucher
belastet ist, mit Einspeisung einer symmetrischen Stromkomponente in Form eines Gegensystems
mittels eines selbstgeführten Stromrichters, der über einen Drehstrom-Transformator mit vertauschter
Phasenfolge an das Drehstromnetz angeschlossen ist, und mit einem netzgeführten Stromrichter, der
ebenfalls an das Drehstromnetz angeschlossen ist und über eine Glättungsdrossel den selbstgeführten
Stromrichter mit eingeprägtem Gleichstrom speist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstrom-Transformator
ein über einen Synchronmotor (53) angetriebener, mit netzsynchroner Drehzahl rotierender Drehfeldtransformaior (50) ist und daß
die Frequenz des vom selbstgeführten Stromrichter (11) in den Läufer (52) des Drehfeldtransformators
(50) eingespeisten Stromes des Gegensystems gleich dem Wert der doppelten Netzfrequenz (2/? ist.
2. Symmetrierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehfeldtransformator
(50) die Bauweise einer Schleifringläufermaschine besitzt
3. Symmetrierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zum
netzsynchronen Antrieb des Drehfeldtransformators (50) vorgesehene Synchronmotor (53) ein
rotierender Phasenschieber ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2713073A DE2713073C3 (de) | 1977-03-24 | 1977-03-24 | Symmetrierungseinrichtung für ein Drehstromnetz |
CH1576377A CH621440A5 (en) | 1977-03-24 | 1977-12-21 | Balancing device for a three-phase power system |
SE7803176A SE7803176L (sv) | 1977-03-24 | 1978-03-20 | Anordning for symmetrering av ett trefasnet |
JP3228878A JPS53118747A (en) | 1977-03-24 | 1978-03-20 | Threeephase system load balancer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2713073A DE2713073C3 (de) | 1977-03-24 | 1977-03-24 | Symmetrierungseinrichtung für ein Drehstromnetz |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2713073A1 DE2713073A1 (de) | 1978-10-05 |
DE2713073B2 true DE2713073B2 (de) | 1979-02-08 |
DE2713073C3 DE2713073C3 (de) | 1979-09-27 |
Family
ID=6004594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2713073A Expired DE2713073C3 (de) | 1977-03-24 | 1977-03-24 | Symmetrierungseinrichtung für ein Drehstromnetz |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS53118747A (de) |
CH (1) | CH621440A5 (de) |
DE (1) | DE2713073C3 (de) |
SE (1) | SE7803176L (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19729658A1 (de) * | 1997-07-11 | 1999-01-14 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum Betrieb einer Leitung |
CN107591813B (zh) * | 2017-08-08 | 2021-09-24 | 广西电网有限责任公司 | 一种功率负载接入配电网方法及负载均衡方法 |
CN109995058A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-07-09 | 国网青海省电力公司黄化供电公司 | 一种用于低压电网的治理三相不平衡的装置及其工作流程 |
-
1977
- 1977-03-24 DE DE2713073A patent/DE2713073C3/de not_active Expired
- 1977-12-21 CH CH1576377A patent/CH621440A5/de not_active IP Right Cessation
-
1978
- 1978-03-20 JP JP3228878A patent/JPS53118747A/ja active Pending
- 1978-03-20 SE SE7803176A patent/SE7803176L/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2713073A1 (de) | 1978-10-05 |
DE2713073C3 (de) | 1979-09-27 |
JPS53118747A (en) | 1978-10-17 |
CH621440A5 (en) | 1981-01-30 |
SE7803176L (sv) | 1978-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1613695A1 (de) | Schaltungsanordnung zur Umrichtung einer Mehrphasenspannung in eine Wechselspannung niedrigerer Frequenz | |
DE727335C (de) | Anordnung zur Bremsung und Drehzahlregelung von Asynchronmotoren mittels Gleichstromerregung | |
DE1809521A1 (de) | Antriebsordnung fuer Kraene u.dgl. | |
DE2226971A1 (de) | Phasenumformer | |
DE2713073C3 (de) | Symmetrierungseinrichtung für ein Drehstromnetz | |
EP0193067B1 (de) | Von einer Mehrphasen-Direktumrichteranordnung gespeister Drehstrommotor | |
DE2247819A1 (de) | Symmetrierungseinrichtung fuer ein drehstromnetz | |
DE3508261C2 (de) | ||
DE2126189B2 (de) | Anordnung zur umformung von wechselspannungssystemen | |
DE702539C (de) | Anordnung zum verlustlosen Betrieb eines aus einem Einphasenwechselstromnetz gespeisten Asynchronmotors | |
DE331313C (de) | Anlassverfahren fuer in Kaskaden geschaltete Gruppen elektrischer Maschinen | |
DE2654734C3 (de) | Zwischenkreisumrichter zur Speisung von Drehstrom-Hysteresemotoren | |
DE657211C (de) | Anordnung zur Erzeugung oder zur Aufnahme eines Gleichstroms von gleichbleibender Staerke | |
DE19500847A1 (de) | Verfahren und Schaltungsanordung zum Betreiben eines Drehfelderregten Stromrichtermotors | |
DE749323C (de) | Anordnung zur Erzielung des Gleichlaufes | |
DE2247867C3 (de) | Schaltungsanordnung zur Drehzahlsteuerung eines Wechselstrommotors | |
DE2348157C3 (de) | Umrichterschaltung für eine Drehfeldmaschine | |
DE622232C (de) | Umlaufender Frequenz- und Phasenzahlumformer | |
DE893210C (de) | Ein- und mehrphasige Frequenz- und Phasenwandlergruppe | |
DE744625C (de) | Kommutierungseinrichtung | |
DE480875C (de) | Anordnung bei Phasenzahlumformern nach dem Arno-Prinzip, bei der zum Ausgleich der Spannungsunsymmetie im Sekundaerteil des Umformers eine Zusatzmaschine mit gegenlaeufigem Drehfeld dient | |
AT245692B (de) | Drehzahlgesteuerter Stromrichtermotor | |
DE2641530C2 (de) | Einrichtung zum Erzeugen ein- oder mehrphasiger Wechselspannung mit einer im Generatorbetrieb arbeitenden Induktionsmaschine | |
DE1538185C (de) | Synchronmaschine mit relativ zum Rotor verdrehbarem Erregerfeld | |
DE2802970C2 (de) | Einphasen-Induktionsmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |