DE2933708A1 - Verfahren zur steuerung eines gleichstrom-hochspannungsuebertragungssystems und regeleinrichtung zu dessen ausfuehrung - Google Patents
Verfahren zur steuerung eines gleichstrom-hochspannungsuebertragungssystems und regeleinrichtung zu dessen ausfuehrungInfo
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Description
VERFAHREN ZUR STEUERUNG EINES GLEICHSTROM-HOCHSPANNUNGSÜBER-TRAGUNGSSYSTEMS UND REGELEINRICHTUNG ZU DESSEN AUSFÜHRUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft daa Gebiet der elektrischen Energieübertragung, und genauer genommen, Verfahren zur
Steuerung θ Ines Glelchstrom-Hochspannungsübertragungssystema und
Regeleinrichtungen zu dessen Aueführung·
Die Erfindung kann zum Schutz der steuerbaren Ventile von
Stromrlohtern in Gleichstrom- Hochspannungaübertragungssystemen unter Störbetriebszuatänden verwendet werden. Besondere
vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung zum Schutz von steuerbaren Ventilen der Stromrichter in Hochspannungs-Gleich-
- und Wechselrichterstationen, die mit verschiedenen Frequenzen betriebene energetische Systeme verbinden, unter Störbetriebsbedingungen verwendet werden.
Ein Glelchatrom-Hoohapannungaübertragungsayatem enthält
üblicherweise ' am Sendeende des Systeme angeordnete Mehrphaeen-BrückengleIchrichter mit steuerbaren Ventilen und an
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dessen Empfangsende angeordneten Mehrphasen-Brückenwechselrichter mit steuerbaren Ventilen.
Das Entstehen eines Störbetriebszustands in einem solchen
elektrischen Energieübertragungssystem ist in der Regel mit einer Störung der normalen Schaltfolge der steuerbaren Ventile, verbunden. Diese Störung entsteht bei der Frühzündung eines
Ventils, darunter auoh beim Durchschlag des Ventils in der Durchlaßrichtung, oder bei einer Wiederzündung: des Ventils unmittelbar nach dessen Verlöschen, oder auch, umgekehrt, bei
ainem Zündausfall des Ventils. Solche Störbetriebszustände
führen im allgemeinen zum Entstehen von Kurzschlüssen in den Stromrichterkreisen über die Ventile einer und derselben Phase, wodurch eine Erhöhung der Größe des gleichgerichteten
Stroms, d.h. des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließ- I enden Stroms, hervorgerufen wird, sowie au einer Vergrößerung des Zeitabschnitts, während dem der Strom durch die Ventile fließt. Das führt seinerseits zu einer Überhitzung der
Ventile und zu deren möglichen Ausfall sowie zu einem Abfall der durch das elektrische Energieübertragungssystem zu übertragenen Leistung. Außerdem erhöht sich bei einem Anstieg des
gleichgerichteten Stroms die Wahrscheinlichkeit einer Verminderung der Löschwinkel in den übrigen steuerbaren Ventilen
der mit dem Kurzschluß behafteten Brücke sowie in den steuerbaren Ventilen d«r sonstigen Brücken. Dabei wird unter dem
Löschwinkel das Intervall in elektrischen Graden verstanden, bis naoh dem Augenblick, wenn der das Ventil durchfließende Strom bis auf den Nullwert abfällt, d.h. naoh dem Löschmoment dee Ventils, ein Zeitpunkt folgt, wenn das Potential an
der Anode des Ventils größer als das Potential an dessen Ka-
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tode wird. Eine solche Verminderung der Löschwinkel geschieht
infolge einer Vergrößerung der Schaltwinkel bei den Ventilen
des Wechselrichters bei einem Anstieg des gleichgerichteten Stroms. Der Schaltwinkel des Ventils stellt ein Intervall in
elektrischen Graden dar, in dem der durch das VentilfLießende
Strom nach der Durchgabe des Züudimpulses an das der Zündfolge
nach folgende Ventil derselben Ventilgruppe der Brücke bis auf den Nullwert abfällt. Eine übermäßige Verminderung des
Löschwinkels des Ventils kann dazu führen, daß die Zeit vom Löschmoment bis zum Zeitpunkt, wenn das Potential an seiner
Anode größer als das Potential ah seiner Katode wird, für die vollständige Deionisation des Ventils nicht ausreicht und dasselbe
in eingeschaltetem Zustand bleibt. Auf diese Weise geschieht
eine weitere Störung der Schaltfolge der Ventile, die ihrerseits die Wahrscheinlichkeit einer Verminderung der Löschwinkel
auch an den anderen Ventilen und also auch die Wahrscheinlichkeit
einer Weiterentwicklung der Störung noch mehr erhöht.
Wie bekannt, besitzt das an der Wechselrichterseite eingeschaltete
Energieübertragungssystem einen bedeutenden Innenwiderstand. In diesem Fall führt der infolge einer Störung der
Schaltfolge der Ventile entstehende Anstieg des gleichgerichteten Stroms zu einer Verzerrung der Wechselspannung am
Ausgang des Wechselrichters, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Verminderung der Löschwinkel der Ventile und die Wahrscheinlichkeit
einer Weiterentwicklung der Störung noch mehr vergrößert wird.
Es ist ein Verfahren zur Steuerung des Gleiohstrom-Hoch-
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spaanungsübertxagungssystems bekannt, das die negativen Auswirkungen einer Störung der Schaltfolge der Ventile des Wechselrichters abschwächt, in dem bei einem Zündausfall eines von
den Ventilen dea Wechselrichters eine Frühzündung des nächsten an der Reihe stehenden Ventils des Wechselrichters derselben
Ventilgruppe der Brücke zustande gebracht wird (s.z.B. den Aufsatz Melik-Sarkisov, B.S."Zaschita elektroperedachi postoyannogo toka" ("Schutz der elektrischen Gleichstromübertragung1'),
veröffentlicht in der Zeitschrift "Izoestija Nauchno-issledovatelskogo institute postojannogo toka "Mitteilungen des WIssenschaftliehen Forschungsinstituts für Gleichstrom11), Sammelheft 2, 1957, S.84-95). Die Frühzündung des der Zündfolge nach folgenden Ventils des Wechselrichters gewährleistet
das rechtzeitige Erlöschen des stromleitenden Ventils derselben Gruppe, und vermeidet auf diese Weise das Entstehen eines
Kurzschlusses in den Kreisen des Wechselrichters.
Die Frühzündung des Ventils bedeutet jedoch eine schroffe Änderung (Vergrößerung) des Einachaltwinkels des Ventils, d.h.
des Intervalls in elektrischen Graden, in dem nach dem Augenblick, wenn das Potential an der Anode des Ventils größer als
das Potential an dessen Katode wird, der Zeitpunkt der Durchgabe des Zündimpulses folgt. Diese schroffe Änderung des Einschalt winke Is ruft eine Verminderung der Gleichspannung am
Wechselrichter und einen bedeutenden Anstieg des gleichgerichteten Stroms hervor, woduroh, wie schon oben gesagt,
die Wahrscheinlichkeit einer Verminderung der LÖsohwinkel der
sonstigen Ventile des Wechselrichters und der Weiterentwicklung der Störung vergrößert wird.
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Außerdem schützt dieses Verfahren in keiner Weise die Ventile des Wechselrichters bei Störungen der Schaltfolge der
Ventile des Wechselrichters, die mit einer unvorgesehenen Frühzündung eines Ventils verbunden sind.
Es ist ein Verfahren zur Steuerung des Gleichstrom-Hochspannungsübertragungssystems bekannt, das in der Aufrechterhaltung des geringsten Löschwinkels der Ventile des Wechselei nem
richters auf -^ . vorgegebenen Niveau durch eine Regelung
der Einschaltwinkel der Ventile des Wechselrichters besteht (s.z.B. Urheberschrift der UdSSR Nr. 466822). In diesem Fall
erhöht jedoch die schroffe Änderung der Einschaltwinkel der Ventile des Wechselrichters aus den oben angegebenen Gründen
die Wahrscheinlichkeit einer Weiterentwicklung der Störung.
Eine Regelung der Einsehaltwinkel der Ventile des Wechselrichters mit einer Zeitverzögerung in bezug auf die Änderung
der IiÖschwinkel ist ebenfalls unzweckmäßig, da in diesem Fall die Änderung der E ins ehalt winkel zu spät erfolgt,
um die Weiterentwicklung der Störung zu vermeiden.
Ss ist ein Verfahren zur Steuerung eines Gleichstrom-
-Hochspannungssystems, das einen am Sendeende des Systems angeordneten Gleichrichter mit steuerbaren Ventilen und einen am
besteht
erbaren Ventilen aufweist, bekannt, dasein der Aufrechterhaltung des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden
Stroms in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Wert durch
die Regelung der Einschaltwinkel der Ventile des Gleichrichters und Verminderung des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms im Fall, wenn wenigstens ein von den
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nachfolgend angegebenen, den Zustand des elektrischen Energieübertragungssystems
kennzeichnenden Parametern die vorgegebenen
Grenzen über- bzw. unterschreitet: gleichgerichteter Strom oder dessen Spannung, Wechselstrom oder dessen Spannung
oder auch deren Ableitungen über die Zeit, Frequenz des Wechselstroms oder dessen Spannung und Leistungsfaktor
(s.z.B. ΠΕ-AS. 1943646). In diesem Verfahren geschieht
beim Auftreten eines Kurzschlusses in irgendeiner Phase des Wechselrichters eine Herabsetzung des vorgegebenen Werts des
vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms. Die Herabsetzung des vorgegebenen Werts des gleichgerichteten
Stroms gewährleistet eine Regelung der Einschaltwinkel der Ventile des Gleichrichters, die dem Anstieg des gleichgerichteten
Stroms und also auch der Verminderung der Löschwinkel der Ventile des Wechselrichters infolge einer Vergrößerung
der Schaltwinkel entgegenwirkt und dadurch die Wahrscheinlichkeit einer Weiterentwicklung der Störung herabsetzt.
Die Herabsetzung des vorgegebenen Werts des gleichgerichteten Stroms erfolgt jedoch nach diesem Verfahren in einem gewissen
Zeitabstand nach dem Entstehen des Kurzschlusses. Gleichzeitig kann in diesem Zeitintervall eine Störung der
Schaltfolge der anderen Ventile entstehen, was zu einer Entwicklung der Störung, bevor eine Änderung der Einschaltwinkel
der Ventile des Gleichrichters zustande kommt, führen kann.
Im angegebenen Zeitintervall geschieht auch ein Lastabwurf
im elektrischen Energieübertragungssystem, was einen
negativen Einfluß auf die Betriebsbedingungen der Verbraucher
der elektrischen Energie ausübt.
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Außerdem kann die Abweichung der oben angegebenen Parameter dea elektrischen Energieübertragungssystems durch
Störungen der Schaltvorgänge, die zu einer Herabsetzung des
gleichgerichteten Stroms führen, hervorgerufen werden. In diesem Fall wird eine weitere Herabsetzung des gleichgerichteten
Stroms in Übereinstimmung mit dem bekannten Verfahren zu einer
Unterbrechung der Übertragung der erforderlichen Leistung durch das System führen, waa sich desgleichen negativ auf die
Betriebsbedingungen der Verbraucher der elektrischen Energie ausübt·
Es ist eine Regeleinrichtung zur Steuerung des Gleichstrom-Hochspannungsübertragungssystems, das einen am Sendeende des Systems angeordneten Gleichrichter mit steuerbaren
Ventilen und einen am Empfangsende des Systems angeordneten Wechselrichter mit steuerbaren Ventilen enthält, bekannt, die
eine Einrichtung zur Steuerung der Einsehaltwinkel der Ventile
des Gleichrichters, einen Geber des vom Gleichrichter zum
Wechselrichter fließenden Stroms, eine Einrichtung zur Formierung des vorgegebenen Werts des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms und eine Komparatorschaltung, deren Ausgang mit der Einrichtung zur Steuerung der Einschaltwinkel der Ventile des Gleichrichters und deren Eingänge entsprechend mit dem Stromgeber und dem Ausgang der Einrichtung
für die Formierung des vorgegebenen Stromwerts verbunden sind, enthält, in der die Einrichtung zur Formierung des vorgegebenen Stromwerte eine Umsehaltverrichtung, deren Ausgang
mit dem Eingang der Komparatorschaltung verbunden ist, und
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deren einem Eingang ein Signal zugeleitet wird, das dem Wert des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden und die
Übertragung der vorgegebenen Leistung vom Gleichrichter zum Wechselrichter gewährleistenden Stroms entspricht, sowie
eine Programmsteuereinrichtung, deren Ausgang mit dem anderen Eingang der Umschaltvorrichtung verbunden ist, für die Umschaltung der Umschaltvorrichtung und die Zuleitung an den
mit der Einrichtung zur Formierung des vorgegebenen Stromwerts verbundenen Eingang der Komparator schaltung des Signals, der
eine Herabsetzung des vorgegebenen Stromwerts hervorruft, wenn ein von den den Zustand des elelctrisohen Energieübertragungssystems kennzeichnenden Parametern, und zwar: der gleichgerichtete Strom oder dessen Spannung, der Wechselstrom oder dessen Spannung oder auch ihre Ableitunge über die Zeit sowie die
Frequenz des Wechselstroms oder dessen Spannung und der Leistungsfaktor, die festgelegten Grenzen über- bzw. unterschreiten, enthält (s. oben angegebene EED-Auslege>sonrift Nr. 1943646)^
Dieser Einrichtung sind dieselben Nachteile, wie auch dem Verfahren, eigen.
Die Erfindung bezweckt die erwähnten Nachteilen zu beseitigen
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung des Gleichstrom-Hochspannungsübertragungssystems
und eine Regeleinrichtung für dessen Ausführung zu entwickeln,
die eine solche der Entstehung von Störungen der Sohaltfolge der Ventile des Wechselrichters entgegenwirkende Einwirkung
auf die Einsehaltwinkel der Ventile der Stromrichter eines
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$ elektrischen Energieübertragungssystems auszuüben gestatten,
welche eine schnelle Rückwirkung auf eine Störung der Schaltfolge der Ventile des Wechselrichters und in einigen Fällen
auch auf die Bedingungen, welche die Störung der Schaltfolge hervorrufen, noch bevor eine solche Störung tatsächlich eingetreten ist, gewährleistet.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Verfahren zur Steuerung eines Gleichstrom-Hochspannungsübertragungssystems, das einen am Sendeende des Systems angeordneten Gleichrichter mit steuerbaren Ventilen und einen am Empfangsende des
Systems angeordneten Wechselrichter mit steuerbaren Ventilen aufweist, welches eine Aufrechterhaltung des vom Gleichrichter
zum Wechselrichter fließenden Stroms in Übereinstimmung mit
dessen vorgegebenem Wert durch eine Regelung der Einschaltwinkel der Ventile des Gleichrichters und eine Änderung des
vorgegebenen Werts des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms umfaßt, erfindungsgemäß beim Abfall des geringsten von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters
unter einen im voraus festgelegten Wert der vorgegebne
Wert des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms in Übereinstimmung mit der Größe der Differenz zwischen
dem im voraus festgelegten Wert und dem geringsten von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters so geändert wird,
daß bei einer Vergrößerung der Differenz zwischen dem im voraus festgelegten Wert und dem geringsten von den Löschwinkeln
der Ventile des Wechselrichters der vorgegebene Wert des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Strome sioh ver-
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mindert, und bei einer Verminderung der Differenz zwischen dem im voraus festgelegten Wert und dem geringsten von den
Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters der vorgegebene Wert des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden
Stroms sich vergrößert, wobei sich der vorgegebene Wert des
vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms gleich
als
oder größer^der minimal zulässige Wert des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms einstellt.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die
Herabsetzung des vorgegebenen Werts des vom Gleichrichter zum
Wechselrichter fließenden Stroms sofort nach dem Eintreffen
einer Information über die unzulässige Verminderung des Löschwinkels jedes beliebigen Ventils des Wechselrichters. Bei einer
Störung der öchaltfolge der Ventile des Wechselrichters geschieht die Herabsetzung des vorgegebenen Werts des gleich-
richteten Stroms unmittelbar nach dem Zeitpunkt, wenn das Potential an der Anode des Ventils größer als das Potential an
dessen Katode wird, und der Strom durch das Ventil weiterfließt. Das gewährleistet eine schnelle Einwirkung auf die Einschaltwinkel dei Ventile des Gleichrichters, die dem Anstieg
des gleichgerichteten Stroms und der Verminderung der Lösohwinkel der sonstigen Ventile des Wechselrichters entgegenwirkt,
wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Weiterentwicklung der
Störung sowie die Zeit, während der der Lastabwurf vorgeht, vermindert werden. In einzelnen Fällen geschieht die Herabsetzung des vorgegebenen Worts des gleichgerichteten Stroms
gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren sogar früher als die
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Störung der Schaltfolge der Ventile des Wechselrichters entsteht, wenn der Löschwinkel irgendeines von don Ventilen des
Wechselrichters zu klein wird und sich eine reelle Gefahr des Auftretens eines Kurzschlusses ausbildet, wodurch die Wahrscheinlichkeit
des Entstehens eines Störung herabgesetzt werden kann. In Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren erfolgt die Herabsetzung des vorgegebenen Werts des gleichgerichteten Stroms in Abhängigkeit von der Größe der
Löschwinkel der Ventile des Wechselrichters; deshalb führt eine Störung des Schaltvorgangs an den Ventilen des Gleichrichters
zu keiner automatischen Herabsetzung des gleichgerichteten
Stroms und der übertragenen Leistung, wodurch die Betriebsbedingungen
für die Verbraucher der elektrischen Energie verbessert werden.
Die Notwendigkeit der Aufrechterhaltung des vorgegebenen
Werts des gleichgerichteten Stroms auf einer minimal zulässigen
Hohe wird dadurch bedingt, daß bei geringen Stromwerten das
Einschalten der Ventile des Wechselrichters unsicher wird. Es ist zweckmäßig beim Erreichen duroh den geringsten
Löschwinkel der Ventile des Wechselrichters seines minimalen zulässigen Werts den vorgegebenen Wert des vom Gleichrichter
zum Wechselrichter fließenden Stroms gleich dem minimalen zulässigen Wert des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden
Stroms einzustellen. Das ergibt die Möglichkeit zur Gewährleistung einer maximalen Wirkung gegen den Anstieg des
gleichgerichteten Strom, wenn der Löschwinkel irgendeines
von den Ventilen des Wechselrichters sich so weit vermindert, daß die Wahrscheinlichkeit dessen, daß die Deionisation des
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Ventils nicht vollständig zustande kommen wird, der Eins nabe
liegt.
Die gestellte Aufgabe wird auch, dadurch gelöst, daß die
Regeleinrichtung zur Steuerung des Gleichstrom-Hochspannungsübertragungssystems,
das einen am Sendeende des Systems angeordneten Gleichrichter mit steuerbaren Ventilen und einen
am Empfangsende des Systems angeordneten Wechselrichter mit
steuerbaren Ventilen aufweist, welche eine Einrichtung zur Steuerung der Einsehaltwinkel der Ventile des Gleichrichters,
einen Geber das vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms, eine Einrichtung zur Formierung des vorgegebenen
Werts des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms und eine Komparator schaltung, deren Ausgang mit der
Einrichtung zur Steuerung der Einschaltwinkel der Ventile des Gleichrichters und die Eingänge entsprechend mit dem Stromgeber
und dem Ausgang " der Einrichtung für die Formierung des vorgegebenen Stromwerts verbunden sind, enthält,
erfindungagemäß eine Meßschaltung zur Formierung eines dem geringsten
von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters entsprechenden Signals aufweist, und die Einrichtung zur Formierung
des vorgegebenen Stromwerts eine Subtraktionsschaltung, deren einer Eingang mit dem Ausgang der Meßschaltung verbunden
ist und dem zweiten Eingang ein dem im voraus festgelegtem Wert des Löschwinkele entsprechendes Signal zugeleitet wird,
einen Begrenzer, der den Durchgang des Signals durch ihn verhindert,
wenn der geringste von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters den im voraus festgelegten Wert überschreitet,
und dessen Eingang mit dem Ausgang der Subtraktions-
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schaltung verbunden ist, eine zweite Subtraktionsschaltung,
deren einer Eingang mit dem Ausgang des Begrenzers verbunden ist und dem zweiten Eingang ein dem Wert des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden und die Übertragung der vorgegebenen Leistung vom Gleichrichter zum Wechselrichter gewährleistenden Stroms entsprechendes Signal zugeleitet wird,
sowie einen Begrenzer des Signals nach seinem Minimalwert, dessen Eingang mit dem Ausgang der zweiten Sub-rtraktionsschaltung
verbunden ist unddexm Ausgang den Ausgang der Einrichtung zur
Formierung des vorgegebenen Stromwerts darstellt, zur Begrenzung des minimalen Werts des Signals, das vom Ausgang der Einrichtung zur Formierung des vorgegebenen Stromwerts an den
Eingang der Komparatorschaltung durchgegehen wird, auf dem
Niveau, das dem minimalen zulässigen Wert des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms entspricht, enthält.
Zur Gewährleistung einer maximalen Herabsetzung des gleichgerichteten Stroms, wenn der geringste von den Löschwinkeln
der Ventile des Wechselrichters den minimal zulässigen Wert erreicht, kann die Einrichtung zur Formierung des vorgegebenen Stromwerts ein Nullorgan, dessen einer Eingang mit dem
Ausgang der Meß schaltung verbunden ist und cbssea anderem Eingang ein dem minimalen zulässigen Wert des geringsten von den
Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters entsprechendes Signal zugeleitet wird, und eine Selektivschaltung, die zwischen dem Eingang des Begrenzers des Signals nach seinem Mi—
nlmalwert und dem Ausgang der zweiten Subtraktionssohaltung
so eingeschaltet wird, daß der eine Eingang der Selektivschaltung mit dem Ausgang der zweiten Subtraktionsschaltung, der
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andere Eingang der Selektivschaltung mit dem Ausgang des Nullorgans und der Ausgang der Selektivschaltung mit dem Eingang
des Begrenzers des Signals nach seinem Minimalwert verbünden Ist, was zur Durchgabe an den Eingang des Begrenzers des Signals
nach seinem Minimalwert eines Signals vom Ausgang der zweiten Substraktionsschaltung, wenn der gerinste von den
Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters größer als sein minimaler zulässiger Wert wird, und zur Durchgabe an den Eingang
des Begrenzers des Signals nach seinem Minimalwert eines Signals, das das Auftreten an seinem Ausgang eines Signals bedingt,
welches dem minimal zulässigen Wert des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms entspricht, wenn der
geringste von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters geringer als sein minimaler zulässiger Wert wird, dient.
Die vorliegende Erfindung gewährleistet eine Verminderung der Wahrscheinlichkeit einer Entstehung und Weiterentwicklung
einer Störung im Laufe des Betriebs eines Gleichstrom- -Hochspannungsübertragungssystems, das einen am Sendende des
Systems angeordneten Gleichrichter mit steuerbaren Ventilen und einen am Empfangsende des Systems angeordneten Wechselrichter
mit steuerbaren Ventilen aufweist, sowie eine Verbesserung der Betriebsbedingungen für die Verbraucher der
elektrischen Energie bei einem Lastabwurf und einer Störung des SchaltVorgangs an den Ventilen des Gleichrichters.
Im folgenden wird die Erfindung
durch die Beschreibung von Ausführungebeispielen mit Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
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die ..
Pig. 1 Kurven,vdie Änderung des vorgegebenen Werts des
Pig. 1 Kurven,vdie Änderung des vorgegebenen Werts des
im Gleichstrom-Hoohspannungsübertragungssystem vom Gleichrichter
zum Wechselrichter fließenden Stroms in Abhängigkeit von der Änderung des kleinsten der LÖschwi:akel der Ventile
des Wechselrichters kennzeichnen;
Fig. 2 das Blockschaltbild des Gleichstrom-Hochspannungsübertragungssystems
gemäß der Erfindung;
Fig. 3a-3f Strom- und Spannungskurven für verschiedene
Punkte der Wechselrichterbrücke des in der Fig. 2 dargestellten elektrischen Energieübertragungssystems.
Die Steuerung des elektrischen Energieübertragungssystems im Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
erfolgt folgenderweise:
Im Laufe der Übertragung der elektrischen Energie durch das elektrische Energieübertragungssystem wird der geringste
Wert gemessen, den die Löschwinkel der Ventile des Wechselrichters in jedem Zyklus annehmen. In Übereinstimmung mit dem
gemessenen Wert wird der vorgegebene Wert des von dem am Sendeende des Systems angeordneten Gleichrichter zu dem am
Empfangsende angeordneten Wechselrichter fließenden Stroms eingestellt und und es wird der vom Gleichrichter zum Wechselrichter
fließende Strom im Übereinstimmung mit dem vorgegebenen
Wert durch die entsprechende Änderung der Einschaltwinkel der Ventile des Gleichrichters aufrechterhalten.
Die Kurve 1 in der Fig. 1 stellt die Änderung des vorgegebenen Werts Id des vom Gleichrichter zum Wechselrichter
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fließenden Stroms in Abhängigkeit vom Winkel 6 der den geringsten von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters
ausdrückt, dar. Falls die Löschwinkel sämtlicher Ventile des Wechselrichters einen gewissen im voraus festgelegten Wert
So überschreiten, so wird der vom Gleichrichter zum Wechselrichter
fließende Strom im Übereinstimmung mit seinem vorgegebenen
Wert I. aufrechterhalten, der die Übertragung der vorgegebenen Leistung vom Gleichrichter zum Wechselrichter
gewährleistet (Abschnitt 2 der Kurve 1). Der Wert <$o wird
ausgehend von der maximal zulässigen Wahrscheinlichkeit gewählt, daß die Deionisation des Ventil des Wechselrichters
nicht vollständig zustande kommen kann und das Ventil eingeschaltet bleibt. Für die Hochspannungsthyristoren beträgt
der Wert Q0 etwa 13° bei einer Wahrscheinlichkeit des
Nichterlöschens des Ventils von etwa 40%.
Falls der Löschwinkel Irgendeines von den Ventilen des
Wechselrichters geringer als der Wert O0 wird, z.B. infolge
eines Spannungsabfalls im empfangenden Energieübertragungssystem, der Zuschaltung einer zusätzlichen Last an den Wechselrichter
oder eines Kurzschlusses der Ventile in einer von den Phasen des Wechselrichters, wird der vorgegebene Wert des
vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms proportional der.Vergrößerung der Differenz zwischen dem geringsten
von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters und dem Winkel Oq herabgesetzt. Anders gesagt, wird
der vorgegebene Stromwert um so mehr herabgesetzt, je geringer
der Wert wird, den der geringste von den Löschwinkeln der
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P1 Ventile des Weohselriohtetfs annimmt (Abschnitt 3 der Kuril
ve 1). Infolge der Herabsetzung des vom Gleichrichter zum § Wechselrichter fließenden Stroms werden die Schaltwinkel
der Ventile des Wechselrichters vermindert und also ihre jj Löschwinkel vergrößert. Das setzt die Wahrscheinlichkeit
des Auftretens eines Kurzschlusses in den Kreisen des Wechselrichters herab, und falls ein solcher Kurzschluß doch zustande kommt, wird die Wahrscheinlichkeit einer Weiterentwicklung der Störung vermindert.
Der vorgegebene Stromwert wird mit der Verminderung der Löschwinkel der Ventile des Wechselrichters so lange
herabgesetzt, bis er bei einem gewissen Wert 6| des geringsten von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters
das Niveau des minimalen zulässigen Werts ^m^n des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms erreicht, un-
dessen
t er halb v das Einschalten der Ventile des Gleichrichters
und Wechselrichters unsicher wird (Abschnitt 5 der Kurve 1 und dessen mit einer gestrichelten Linie dargestellte Fortsetzung).
Bei einer nachfolgenden Vergrößerung des geringsten von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters, d.h. bei
einer Verminderung der Differenz zwischen dem geringsten von den Löschwinkeln und dem Winkel Oq steigt der vorgegebene
Wert des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms proportional der Verminderung der angegebenen Differenz In Übereinstimmung mit dem Abschnitt 3 der Kurve 1 an.
Bei einer weiteren Vergrößerung des geringsten von den Löschwinkeln bis auf den Werts OO wird der vorgegebene Stromwert
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wieder gleich Ido eingestellt.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsvariante
der Erfindung wird die Herabsetzung des vorgegebenen Stromwerts mit der Verminderung des geringsten der Löschwinkel
desgleichen im Bereich von Ido bis Idmin durchgeführt,
jedoch, wenn der geringste von den Löschwinkeln den minimalen zulässigen Wert On^n erreicht, wird der vorgegebene
Stromwert gleich I/>m<n eingestellt, wonach bei einer
weiteren Verminderung des geringsten von den Löschwinkeln der vorgegebene Stromwert gleich I^ ^n bleibt (Abschnitt 4 der
Kurve 1). Der Wert 0 min wird in diesem Fall so gewählt, daß
man mit einem hohen Wahrscheinlichkeitsgrad erwarten kann,
daß die vollständige Deionisation des Ventils nicht zustande kommt und das Ventil trotz der Zündung eines anderen Ventils
derselben Gruppe eingeschaltet bleibt. Pur die Hochspannungsthyristoren
beträgt der Winkel d min etwa 4° bei einer Wahrscheinlichkeit
dessen, daß das Ventil eingeschaltet bleibt, gleich etwa 90%. Das ergibt die Möglichkeit, den vorgegebenen
Stromwert maximal herabzusetzen, wenn der Kurzschluß in den Kreisen des Wechselrichters praktisch unvermeidbar ist.
Bei einer Änderung des vorgegebenen Werts der vom Gleichrichter zum Wechselrichter zu übertragenden Leistung ändert
sich auch der vorgegebene Wert des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms. Die Änderung des vorgegebenen
Stromwerts bei einem verminderten Wert der zu übertragenden Leistung, dem der vorgegebene Wert 1^0 entspricht, der geringer
als Idö ist, wird in Form der Kurve dargestellt. In Über-
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einstimmung mit der Kurve 5 wird bei einer Verminderung des
geringsten von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters unterhalb des Werts O0 der vorgegebene Wert des vom
Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms proporti--...
onal der Erhöhung der Differenz zwischen dem geringsten Löschwinkel
und dem Wert öq vermindert (Abschnitt 3'der
Kurve 5). Bei einer weiteren Verminderung des geringsten
von den Löschwinkeln wird der vorgegebene Stromwert solange herabgesetzt bis er den Wert I, , ^e i ^em Wer* ^χ erreicht, wonach bei einer Verminderung des geringsten von den
Löschwinkeln unterhalb O -j^ der vorgegebene Stromwert gleich
^d min bleit)"t# ^*· eine* Vergrößerung der Löschwinkel der
Ventile des Wechselrichters steigt auch der vorgegebene
Stromwert in Übereinstimmung mit dem Abschnitt 3' der Kurve
5 an. Wenn der geringste von den Löschwinkeln den Wert O0
erreicht, wird der vorgegebene Stromwert gleich Il eingestellt;
bei einer weiteren Vergrößerung der Löschwinkel bleibt der vorgegebene Stromwert unveränderlich. (Abschnitt
2'der Kurve 5).
In Fig. 2 ist das Blockschaltbild des Gleichstrom-Hochspannungsübertragungssystems
dargestellt, das eine SegeleInrichtung
aufweist, welche die Änderung des vorgegebenen Werts des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms
in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Verfahren ausführt. In Übereinstimmung mit der Pig· 2 enthält das elektrische
Energieübertragungssystem einen Gleichrichter 6, der aus
zwei Gleichrichterbrücken 7 besteht, die mit Thyristoren ausgeführt
und am Sendeende des elektrischen Energieübertragungs-
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systems angeordnet sind. Die Gleichrichterbrücken 7 werden
mit Drehstrom von den Schienen ö über einen Dreiphasentransformator
9 gespeist. Die von den Brücken 7 gleichgerichtete Spannung wird über die Glättungsdrosselspulen IO und 11 dem
Wechselrichter 12 zugeleitet, der aus zwei Wechselrichterbrük- |
ken 15 besteht, die mit Thyristoren ausgeführt und an dem | Empfangsende des elektrischen Energieübertragungssystem angeordnet
sind. Die von den Wschselrichterbrücken 13 invertierte
Drehstromspannung gelangt über den Dreiphasetransformator 14 an die Schienen 15. Die Steuerelektroden der Thyristoren
der Gleichrichterbrücken 7 sind mit den entsprechenden Ausgängen
der Einrichtung 16 zur Steuerung der Einsehaltwinkel
der Thyristoren der Gleichrichterbrücken 7 verbunden. Diese Einschaltwinkel werden in Übereinstimmung mit dem Wert des
der Steuereinrichtung 16 vom Ausgang der Komparatorschaltung 17 zukommenden Signals eingestellt. Dem einen Eingang 18 der
Komparatorschaltung 17 wird das Signal vom Geber des vom Gleichrichter 6 zum Wechselrichter 12 fließenden Stroms,
der einen an einer von den Ausgangsleitungen des Gleichrichters 6 angeordneten Stromwandler 19 darstellt, zugeleitet.
Das elektrische Energieübertragungssystem enthält desgleichen eine Einrichtung 20 zur Formierung des vorgegebenen
Werte des vom Gleichrichter 6 zum Wechselrichter 12 fließenden Stroms. Das von der Formlerungseinrichtung 20 formierte
und dem vorgegebenen Stromwert proportionale Signal wird dem
anderen Eingang 21 der Komparatorschaltung 17 zugeleitet. Die Steuerelektroden der Thyristoren der Wechselrichterbrücken
I^ sind mit den entsprechenden Ausgängen der Einrioh-
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tung 22 zur Steuerung der Einsehaltwinkel der Thyristoren der
Wechselrichterbrücken 13 verbunden. Diese Einschaltwinkel werden in Übereinstimmung mit dem Wert des der Steuereinrichtung
22 vom Ausgang der Komparatorsehaltung 23 zukommenden
Signals eingestellt, wobei dem einen Eingang 24 der letzteren ein dem vorgebenen Wert des geringsten Löschwinkels der
Thyristoren der Wechselrichterbrücken 13 proportionales Signal zugeleitet wird, und deren anderer Eingang 25 mit dem
Ausgang der Meßschaltung 26 verbunden ist, die das dem ge-: ringsten von den Löschwinkeln der Thyristoren der Wechselriohterbrücken
13 proportionale Signal formiert. Die Steuereinrichtung 22 enthält ein (in der Zeichnung nicht dargestelltes)
integrierendes Glied, das die Regelung der Einschaltwinkel der Thyristoren der Wechselrichterbrücken 13 mit einer
Zeitverzögerung in bezug auf die Änderung des Signals am Ausgang der Komparatorschaltung 23 gewährleistet.
Zur Formierung des dem geringsten Löschwinkel proportionalen Signals werden der Meßschaltung Signale von dem der
Schiene 15 zugeschalteten Dreiphasen-Spannungswandler 27 und
von dem den Phasenleitungen, die die Wechselrichterbrücken
13 mit dem Transformator 14 verbinden, zugeschalteten Stromwandler
28 zugeleitet. Als Meßschaltung 26 ist eine Schaltung verwende*, die . den Lösohwinkeln der Thyristoren proportionale
Signale formiert, diese Signale miteinander vergleicht und ein dem geringsten Löschwinkel proportionales Signal formiert.
Eine solche Schaltung ist beschrieben z.B. in dem oben angegebenen Urheberschein der UdSSR Nr.466822.
Jede von den WeohseIrichterbrücken 13 stellt eine Drei-
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phasenbrücke dar, in deren jede Phase je zwei in Reihe geschaltete
Thyristoren eingeschaltet sind: 29 und 30, 31 und
32, 33 und 34. Die Thyristoren 29» 31 und 33 bilden eine
Gruppe in der die Katoden der Thyristoren miteinander verbunden sind; die Thyristoren 30, 32 und 34 bilden eine andere
Gruppe, in der die Anoden der Thyristoren miteinander
und die Katoden der Thyristoren mit den Anoden der ersten Gruppe, die in die entsprechenden Phasen der Brücke 13 eingeschaltet
werden, Verbunden sind. Die Gleichspannung von den Gleichrichterbrücken 7 wird von der einen Seite den miteinander
verbundenen Katoden der Thyristoren 29» 31 und 33 und von der anderen Seite den miteinander verbundenen Anoden der
Thyristoren 30, 32 und 34 zugeleitet. Die invertierte Drehstromspannung wird zwischen den Verbindungspunkten der Thyristoren
in jeder Phase abgegriffen. Die Gleichrichterbrücken
7 stellen Dreiphasenbrücken dar, deren Schaltungen analog
der Schaltung der Wechrichterbrücke 13 sind.
Die Formierungseinrichtung 20 enthält eine Subtraktionsschaltung
35» einen Begrenzer, der einen Verstärker-Begrenzer 36 darstellt, eine Subtrakti-Qnsschaltung 37 und
einen Begrenzer des Signals nach seinem Minimalwert, der eine Verstärker-Begrenzer 38 darstellt. Bin Eingang 39 der Subtraktionsschaltung
35 ist mit dem Ausgang der Meßschaltung 26 verbunden ; dem anderen Eingang 40 der Subtraktionsschaltung
35 wird das dem im voraus festgelegten Wert O des
Löschwinkels proportionale Signal zugeleitet. Der Eingang des Verstärkers-Begrenzers 36 ist mit dem Ausgang der Subtraktionsschaltung
35 und sein Ausgang mit dem Eingang 41 der
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Subtraktionsschaltung 37 verbunden, deren anderem Eingang das dem Wert I00 des vom Gleichrichter 6 zum Wechselrichter 12
fließenden und die Übertragung der vorgegebenen Leistung vom Gleichrichter 6 zum Wechselrichter 12 gewählleistenden
Stroms proportionale. Signal zugeleitet wird. Der Ausgang des Verstärker -Begrenzers 38 stellt den Ausgang der Pormierungseinrichtung
20 für die Formierung des vorgegebenen Stromwerts dar und ist mit dem Eingang der !Comparatorsehalturig 17 verbunden.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsvariante der
Erfindung ist der Eingang des Verstärkers-Begrenzors 38 direkt
mit dem Ausgang der Sub trakt ions schaltung 37 verbunden.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführangsvariante
der Erfindung enthält die Formierungseinrichtung 20 zusätzlich
ein Nullorgan 43 und eine Selektivschaltung 44. Das
Nullorgan 43 enthält eine Komparatorschaltung 45 und eine
Schaltung 46 mit zwei stabilen Zuständen,deren Eingang mit dem Ausgang der Komparatorschaltung verbunden ist. Sin Eingang
47 der Komparatorschaltung 45 ist mit der Meß schaltung
26 verbunden, dem anderen Eingang 48 der Komparatorschaltung 45 wird das dem minimalen zulässigen Wert<T. des Löschwinkels
der Thyristoren der Wechselrichterbrücken proportionales Signal zugeleitet. Ein Eingang 49 der Selektivschaltung
44 ist mit dem Ausgang der Subtraktionsschaltung 37 und deren
anderer Eingang 50 mit dem Ausgang der Schaltung 46 mit den zwei stabilen Zuständen verbunden. Der Ausgang der Selektivschaltung
44 1st mit dem Eingang des Verstärker -Begrenzers 38 verbunden.
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Die Subtralct ioasschalt ung 35 formiert am Ausgang ein positives
Signal, wenn das Signal an ihrem Eingang 40 das Signal
am Eingang 39 überschreitet, und fomiert am Ausgang ein
negatives Signal, wenn das Signal an ihrem Eingang 40 geringer als das Signal an ihren Eingang 39 ist. Der Verstärker-Begrenzer
36 formiert ein seinem Eingangssignal proportionales Ausgangssignal, wenn das Eingangssignal positiv ist,
und formiert ein der Null gleiches Signal, wenn sein Eingangssignal negativ ist. Der Verstärker-Begrenzer 38 begrenzt
das Ausgangssignal nach seinem Minimalwert auf einem Niveau,
das dem minimalen zulässigen Wert Id min des vom Gleichrichter
6 zum Wechselrichter 12 fließenden Stroms entspricht.
Das Nullorgan 43 und die Selektiv schaltung 44 sind so ausgeführt,
daß, wenn das Signal am Eingang 47 der Komparatorschaltung
45 das Signal am ihrem Eingang 48 überschreitet,
das Ausgangssignal der Schaltung 46 mit den zwei stabilen
Zuständen ein solches Vorzeiohen hat, welches den Durchgang dieses Signals durch die Selektivschaltung 44 verhindert und
den Durchgang durch diese Schaltung des Signals vom Auegang der Subtraktionsschaltung 37 gewährleistet, und wenn das Signal
am Eingang 47 der Komparatorschaltung 45 geringer als
das Signal an ihrem Eingang 48 ist, so hat das Ausgangssignal der Schaltung 46 mit den zwei stabilen Zuständen ein
anderes Vorzeichen, das den Durchgang dieses Signals duroh die Selektiv schaltung 44 gewährleistet und den Durchgang durch
diese Schaltung des Signals vom Ausgang der Subtraktionsschaltung
37 verhindert; dabei liegt im letzten Pail das Niveau
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des Signals am Ausgang der Schaltung 46 mit den zwei stabilen Zuständen unterhalb der Begrenzungsschwelle des Verstärker
-Begrenzers 38.
Die Selektivschaltung 44 stellt eine Relaisschaltung
oder eine Schaltung mit Diodenschaltern dar.
Die Signale an den Eingängen 24 und 48 der Komparatorschaltungen
23 und 45 und an den Eingängen 40 und 42 der Subtraktionsschaltungen 35 und 37 werden entsprechend von
den Quellen 51, 52, 53 und 54 der Bezugssignale zugeleitet,
jede von denen ein mit stabilisierter Gleichspannung gespeistes (in der Zeichnung nicht dargestelltes) Potentiometer
darstellt.
FaIs das elektrische Energieübertragungssystem eine Gleich- und Wechselrichter-Unterstation darstellt, die zwei
mit verschiedenen Frequenzen betriebene Energiesysteme verbindet, so sind ihre Teile nahe zueinander (in einem Gebäude)
angeordnet. Falls jedoch das elektrische Energieübertragungssystem zwei weit voneinander entfernte Energiesysteme verbindet,
so wird der Eingang 21 der Komparatorschaltung 17 mit
dem Ausgang des Verstärkers-Begrenzers 38 mit Hilfe eines Fernübertragungskanals verbunden.
Im Laufe des Betriebs werden an den Eingängen 24 und
der Komparator schaltungen 23 und 45 und an den Eingängen 40
und 42 der Subtraktionsschaltungen 35 und 3? mit Hilfe der
Bezugssignalquellen 51, 52, 53 und 54 Signalpegel eingestellt,
die entsprechend proportional dem vorgegebenen Wert des geringsten
von den Löschwinkeln der Thyristoren des Weohsel-
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richters (etwa 15°), dem minimalen zulässigen .Vert omin
des Löschwinkels der Thyristoren der »Vechselrichterbrücken
13 (etwa 4°), dem in voraus festgelegten Wert ο des Löschwinkels der Thyristoren der Wechselrichterbrücken 13 (etwa
13°) und dem Wert des die Leistungsübertragung gewährleistenden
Stroms sind.
Beim normalen Betrieb des elektrischen Energieübertrag
ungasy st ems werden die Einsehaltwinkel der Thyristoren
der Wechselrichterbrücken 13 so eingestellt, daß der geringste von den Löschwinkeln der Thyristoren gleich dessen vorgegebenen
Wert eingehalten wird. Bei einer Abweichung des geringsten
von den Löschwinkeln von seinem vorgegebenen Wert tritt am Ausgang der Komparatorschaltung 23 ein Verstimmungssignal auf, in Übereinstimmung mit dem die Steuereinrichtung
22 die Einsehaltwinkel der Thyristoren der Wechselrichterbrücken
13 in einer solchen Weise ändert, daß der geringste von den Löschwinkeln der Thyristoren gleich dem vorgegebenen
Wert wird. So lange bis der geringste von den Löschwinkeln sich so ändert, daß er höher als der im voraus festgelegte
Wert üQ bleibt, überschreitet das Signal am Eingang 39 der
Subtraktionsschaltung 35 das Signal an ihrem Eingang 40, das
Ausganges ignal der S üb trakt ions schaltung 35 ist negativ und
das Signal am Ausgang der Subtraktionsschaltung 37 ist proportional
dem Signal an ihrem Eingang 42, d.h. dem Wert des die Übertragung der vorgegebenen Leistung gewährleistenden
Stroms. Ist der Ausgang der üubtraktions schaltung 37 direkt
mit dem Eingang des Verstärker -Begrenzers 38 verbunden, so
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wird das Signal am Ausgang des letzteren und am Eingang 21 der Komparatorschaltung 17 dem Strom 1^0 proportional sein.
Die Steuereinrichtung 16 stellt die Einschaltwinkel der Thyristoren
der Gleichrichterbrücken 7 so ein, daß die Signale an den Eingängen 18 und 21 der Komparatorschaltung 17 gleich
sind, d.h. daß der vom Gleichrichter 6 zum Wechselrichter 12 fließende Strom gleich IdQ wird.
Wenn der geringste von den Löschwinkeln der Thyristoren der Wechselrichterbrücken 13 unter. den im voraus festgelegten
Wert (T0 abfällt dann wird das Signal am Eingang
der Subtraktionsschaltung 35 geringer als das Signal an ihrem
Eingang 40 und am Ausgang der Subtrakt ions schaltung 35 wird ; ein positives Signal formiert, das der Differenz zwischen
den Signalen an ihren Eingängen 39 und 40 proportional ist. Das Ausgangssignal des Verstärker -Begrenzers 36 ist in diesem
Fall dem Ausgangssignal der ßubtraktionssehaltung 35»
d.h. der Differenz zwischen dem im voraus festgelegten Wert O0 und dem geringsten von den Löschwinkeln der Thyristoren
der Wechselrichterbrücken 13 proportional, und am Ausgang der
Subtraktionsschaltung 37 wird ein Signal formiert, dag der Differenz zwischen dem Signal an ihrem Eingang 42, welches
dem Strom I proportional ist, und dem Ausgangssignal des
Verstärker -Begrenzers 36 proportional ist. Ist der Ausgang der Subtraktionsschaltang 37 direkt mit dem Eingang des Verstärkers-Begrenzers
38 verbunden, so ist sein Ausgangssignal,
so lange das Eingangssignal des Verstärker -Begrenzers 38 oberhalb der Begrenzungsschwelle bzw. gleich dieser
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bleibt, dem Wert 1^0* vermindert um einen Wert»
der seinerseits der Differenz zwischen dem im voraus festgelegten Wert 6 0 des Löschwinkels und dem geringsten von
den Löschwinkeln der Thyristoren der Wechselrichterbrücken 13 proportional ist; fällt aber das Eingangssignal des Verstärker.
-Begrenzers 3a unter die Begrenzungsschwelle ab,
so bleibt sein Ausgangssignal auf einem konstanten Niveau, das dem minimalen zulässigen Strom I^ min entspricht. Im Übereinstimmung
mit dem Signal, das dem Eingang 21 der Komparatorschaltung 17 vom Ausgang des Verstärker -Begrenzers 38 zukommt,
ändert die Steuereinrichtung 16 die Einschaltwinkel der Thyristoren der Gleichrichterbrücken 7 in einer solchen
Weise, daß der gleichgerichtete Strom proportional der Verminderung
des geringsten von den Löschwinkeln der Thyristor ren der Wechselrichterbrücken 13 inbezug auf den im voraus
iestgelegtem Wert, jedoch nicht unterhalb des minimalen zulässigen
Werts des gleichgerichteten Stroms herabgesetzt wird.
Palis die Formierungseinrichtung 20 ein Nullorgan 43
und eine Selektivschaltung 44 enthält, so wird, solange
der geringste von den Löschwinkeln der Thyristoren der
Wechselrichterbrücken 13 dessen minimalen zulässigen Wert O ,
überschreitet, das Signal am Ausgang des Verstärkers-Begren^
zers 38 und am Eingang 21 der Komparatorschaltung 17 so
formiert, wie das oben beschrieben ist. In diesem Fall überschreitet
das Signal am Eingang 47 der Komparator schaltung
43 das Signal an ihrem Eingang 48 und am Ausgang der Schaltung
46 mit den zwei stabilen Zuständen wird ein Signal formiert, bei dem zum Eingang des Verstärker -Begrenzers 38
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das Signal vom Ausgang der Subtraktionsschaltung 37 durchgeht.
Bei einer Verminderung des geringsten von den Löschwinkeln der Thyristoren des Wechselrichters 12 bis unterhalb
des minimalen zulässigen Werts σ min wird das Signal
an Eingang 47 der Komparatorschaltung 45 geringer als das
Signal an ihrem Eingang 48, das Signal am Ausgang der Schaltung 46 mit den zwei stabilen Zuständen ändert sein Vorzeichen
und geht zum Eingang des Verstärker -Begrenzers 38 durch, wodurch sich am Ausgang des Verstärker -Begrenzers 38 ein Signal
einstellt, das dem minimalen zulässigen Wert I^ min des
Stroms entspricht und das an den Eingang 21 der Eomparatorschaltung 17 durchgegeben wird. In Übereinstimmung mit diesem
Signal ändert die Steuereinrichtung 16 die Einschaltwinkel
der Thyristoren der Gleichrichterbrücken 7 in einer solchen
Weise, daß der Wert des vom Gleichrichter 6 zum Wechselrichter 12 durchfließenden Stroms gleich dessen minimalen zulässigen
Wert eingestellt wird.
Die Verminderung des geringsten von den Löschwinkeln der Thyristoren der Wechselrichterbrücken 13 bedingt ein entsprechendes
Verstimmungssignal am Ausgang der Komparatorschaltung
23» das bestrebt ist, die Einschaltwinkel der Thyristoren
der WechseIrichterbrücken zu. verändern. Diese Änderung
des Einschaltwinkels geschieht jedoch infolge des Vorhandenseins eines integrierenden Glieds in der Steuerschaltung
22 zu langsam, wodurch sie keinen Anstieg des gleichgerichteten Stroms hervorruft.
Die Änderung der Löschwinkel der Thyristoren des Wechselrichters
beim Betrieb der erfindungsgemäßen Kege!einrichtung
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wird durch die Pig. 3 illustriert, in der die Kurven des Verlaufs der sich in der Wechselrichterbrücke IJ (Fig.2) beim
Ausschalten der Thyristoren 29 und 34 und Einschalten der Thyristoren ausbildenden Ströme und Spannungen dargestellt
Ln Übereinstimmung mit der Fig. 3 fließt im Zeitpunkt
t^ der Strom in der Wechselrichterbrücke 13 (Fig.2) durch die
Thyristoren 29 und 34; die sonstigen Thyristoren der Brücke sind gesperrt. Die durch die Thyristoren 29 und 34 fließenden
Ströme sind mit durchgezogenen Linien in Fig. 3a bzw. Fig.3b gezeigt. Im Zeitpunkt tp trifft ein Zündimpuls an die Steuerelektrode
des Thyristors 31 (Fig. 2) ein. Der Strom durch den Thyristor 31 ist in der Fig. 3c dargestellt, aus der
ersichtlich ist, daß nach dem Eintreffen des Zündimpulses
im
der Strom Thyristor 31 (Fig. 2) im Laufe einer gewissen Zeit von Null bis auf den stationären Wert ansteigt und diesen stationären Wert im Zeitpunkt t, erreicht (Fig, 3). Mit dem Anstieg des Stroms im Thyristor 31 (Fig.2) fällt der Strom im Thyristor 29 bis auf den Nullwert ab, da das Potential von dessen Anode in bezug auf die Anode des Thyristors 31 negativ ist, wie das aus der Fig. 3d ersichtlich ist, die die I Spausänderung zwischen den Anoden der Thyristoren 29 und 31 (Fig. 2) zeigt. Das vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t^ (Fig. 3) in elektrischen Graden gemessene Intervall stellt den Schaltwinkel dar. Das Potential an der Anode des Thyristors 29 (Fig. 2) in bezug auf die Anode des Thyristors 31 wird positiv im Zeitpunkt t^ (Fig. 3). Das vom Zeltpunkt t,
der Strom Thyristor 31 (Fig. 2) im Laufe einer gewissen Zeit von Null bis auf den stationären Wert ansteigt und diesen stationären Wert im Zeitpunkt t, erreicht (Fig, 3). Mit dem Anstieg des Stroms im Thyristor 31 (Fig.2) fällt der Strom im Thyristor 29 bis auf den Nullwert ab, da das Potential von dessen Anode in bezug auf die Anode des Thyristors 31 negativ ist, wie das aus der Fig. 3d ersichtlich ist, die die I Spausänderung zwischen den Anoden der Thyristoren 29 und 31 (Fig. 2) zeigt. Das vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t^ (Fig. 3) in elektrischen Graden gemessene Intervall stellt den Schaltwinkel dar. Das Potential an der Anode des Thyristors 29 (Fig. 2) in bezug auf die Anode des Thyristors 31 wird positiv im Zeitpunkt t^ (Fig. 3). Das vom Zeltpunkt t,
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bis | |||||
tervall stellt den Löschwinkel des Thyristors 29 dar (Fig.2).
Dieses Intervall muß ausreichend groß sein, so daß eine vollständige Deionisation des !Thyristors 29 zustande kommen kann»
nachdem der Stromdurchfluß durch ihn im Zeitpunkt t, (Pig.3)
aufhört. Anderenfalls wird sich der Thyristor 29 (Fig.2) nach dem Zeitpunkt t^ (Pig. 3) wieder in eingeschaltetem
Zustand befinden, und nach dem Einschalten des Thyristors 30 (Fig. 2) im Zeitpunkt t,- (Fig. 3) geschieht ein Kurzschluß
der Wechselrichterbrücke 13 (Pig. 2) über die Thyristoren
29 und 30· Der Strom durch den Thyristor 30 ist in
der Fig. J>e dargestellt.
Beim Betrieb der Regeleinrichtung wir im Pail einer Verminderung
des Löschwinkels des Thyristors 29 (Pig. 2) bis unterhalb des Werts, bei dem dessen Wiedereinschaltung wahrscheinlich
wird, d.h. unterhalb des Werts Q , das Signal
am Ausgang der ließschaltung 26 geringer als das Signal am
Eingang 40 der Subtraktionsschaltung 55· Das führt zu einer
Verminderung des Signals am Eingang 21 der Komparatorschal-
tung 17, wodurch seinersets eine der Abweichung des Löschwinkels
des Thyristors 29 vom Winkel O proportionale Herabsetzung
aes Werts des gleichgerichteten Stroms in Übereinstimmung mit dem, wie das ausführlich oben beschrieben
wurde, hervorgerufen wird. Infolgedessen sinkt der durch den Thyristor 29 fließende Strom ab, was eine Verminderung
des Schaltwinkels und einen schnelleren Abfall des Stroms durch den Thyristor 29 bis auf den Nullwert hervorruft. Der
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in diesem Fall durch den Thyristor 29 fließende Strom ist mit einer gestrichelten Linie in der Fig.3a dargestellt,
aus der ersichtlich ist, daß der Thyristor 29 (Fig.2) dabei im Moment tC (Fig. 3), d.h. früher als im Moment t, , vollständig
erlischt, wodurch sich der Löschwinkel des Thyristors 29 (Fig.2) um einen entsprechenden Wert vergrößert,
wodurch eine? wiederholte! Selbstzündung des Thyristors 29 vorgebeugt
wird. Der Strom durch den Thyristor 34 in. diesem
Fall ist durch die gestrichelte Linie in Fig. 3c gezeigt.
Im Fall, wenn der Thyristor 29 (Fig. 2) aus irgendwelchen Gründen, z.B. wegen eines Durchschlags, einer unvölst
and igen Deionisation oder wegen dem Fehlen einer Zündung des Thyristors 34 im nötigen Augenblick (Fig. 2) nach dem
Zeitpunkt t^(Fig. 3) doch in eingeschaltetem Zustand bleibt,
wird dadurch ein unverzügliches Auftreten des Nullsignals am Ausgang der Meßschaltung 26 (Fig.2) hervorgerufen, d.h. der
Löschwinkel des Thyristors 29 ist in diesem Fall gleich Null, und infolgedessen wird dem Eingang 21 der Komparatorschaltung
17 ein dem minimalen zulässigen Wert I^ min des gleichgerichteten
Stroms proportionales Signal zugeleitet in Übereinstimmung mit dem, wie das oben ausführlich beschrieben wurde.
Als -b'olge dessen stellt die Steuereinrichtung 16 solche
E ins ehalt winkel der Thyristoren der GIe iohricht erbrücken ein,
die eine Herabsetzung des gleichgerichteten Stroms oder mindestens
eine maximale Wirkung gegen dessen Anstieg gewährleisten woduroh eine Vergrößerung der Sohaltwinkel und eine
Verminderung der Löschwinkel der sonstigen Thyristoren der Wechselriohterbrücken 13 verhindert wird.
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Wie das aus dem oben beschriebenen ersichtlich ist, erfolgt
die Verminderung des vorgegebenen Stromwerts mit HiI-fe
der erfindungsgemäßen Einrichtung unmittelbar nach dem Zeitpunkt t,, (fig. 3), wodurch eine sehr schnelle Reaktion
auf Kommutatiohsstörungen oder eine unzulässige Verminderung
der Löschwinkel der Thyristoren der Wechselrichterbrükken
15 (Fig.2) gewährleistet wird.
Die vorliegende Erfindung gewährleistet die Verminderung der Wahrscheinlichkeit der Entstehung und Entwicklung einer
Störung im L auf epes Betriebs eines Gleichstrom- Hochspannungsübertragungssystems
sowie eine Verbesserung des Betriebs der Verbraucher elektrischer Energie. Bei einem Einschaltwinkel
der Ventile des Wechselrichters von 145° gewährleistet
die vorliegende Erfindung eine Herabsetzung des gleichgerichteten Stroms vom 20CX) bis auf 500 Ampere in 4 Millisekunden
nach den Entstehen des Kurzschlusses in einer Phase der Weohselrichterbrüoke.
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Claims (1)
- • ·PATENTANSPRÜCHE:f 1.JVerfahren zur Steuerung eines Gleichstrom-HochspannungstTDertragungssystems, das einen am ^endeendo des elektrischen Energieübertr.agungssystems angeordneten Gleichrichter mit steuerbaren Ventilen und einen am Empfangsende des elektrischen Energieübertragungssystems angeordneten Wechselrichter mit steuerbaren Ventilen aufweist, welches eine Aufrechterhaltung des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Wert durch eine Regelung der Sinsohaltwinkel der Ventile des Gleichrichters und eine Änderung des vorgegebenen. Werts des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms umfaßt, d adurch gekennzeichnet, daß beim Absinken des geringsten von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrioh- I ters (12) unter einen im voraus festgelegten Wert der vorgegebene Wert des vom Gleichrichter (6) zum Wechselrichter (12) fließenden Stroms in Übereinstimmung mit der Größe der Differenz zwischen dem im voraus festgelegten Wert und dem geringsten von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrioh- Iters (12) so geändert wird, daß bei einer Vergrößerung der Differenz zwisohen dem im voraus festgelegten Wert und dem geringsten von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters (12) der vorgegebene Wert des vom Gleichrichter (6) zum Wechselrichter (12) fließenden Stroms sich vermindert, und bei einer Verminderung der Differenz zwischen dem im voraus festgelegten Wert und dem geringsten von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters (12) der vorgegebene Wert dee vom Gleichrichter (6) zum Wechselrichter (12) fließenden Stroms1 30013/0325"2" 2933709sich vergrößert, wobei sich ddr vorgegebene Wert des vom Gleichrichter (6) zum Wechselrichter (12) fließenden Stromsals
sich gleich oder größer~T3er minimal . zulässige.. Wert des vom Gleichrichter (6) zum Wechselrichter (12) fließenden Stroms einstellt.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß beim Erreichen durch den geringsten von den Löachwinkeln der Ventile des Wechselrichtersbe (12) des minimal zulässigen Werts der vorgegebne Wert des vom Gleichrichter (6) zum Wechselrichter (12) fließenden Stroms gleich dem minimalen zulässigen Wert des vom Gleichrichter (6) zum Wechselrichter (12) fließenden Stroms eingestellt wird.5. Regeleinrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Steuerung des Gleichstrom-Hochspannungsübertragungssystems, das einen am Sendeende des elektrischen Energieübertragungssystems angeordneten Gleichrichter mit steuerbaren Ventilen und einen am Empfangsende des elektrischen Energieübertragungssystems angeordneten Wechselrichter mit stuerbaren Ventilen aufweist, welche eine Einrichtung zur Steuerung der Einschaltwinkel der Ventile des Gleichrichters, einen Geber des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Stroms, eine Einrichtung zur Formierung des vorgegebenen Werts des vom Gleichrichter zum Wechselrichter fließenden Strome und eine Komparator schaltung, deren Ausgang mit der Einrichtung zur Steuerung der Einsehaltwinkel der Ventile des Gleichrichters und die Eingänge entsprechend mit dem Stromgeber und mit dem Ausgang der Einrichtung zur Formierung des vorgegebenen Stromwerts verbun-130013/0325_3_ 2933703den sind, enthält dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Meßschaltung (26) zur Formierung eines dem geringsten von den Lösch»inkeln der Ventile des Wechselrichters \ (12) entsprechenden Signals aufweist, und die Einrichtung(20) zur Formierung des vorgegeben Stromwerts eine Subtraktionsschal tung (55)ι deren einer Eingang(39) mit dem Ausgang der Meßschaltung (26) verbunden ist und dem zweiten Eingang (40) ein dem im voraus festgelegten Wert des Löschwinkels entsprechendes Signal zugeleitet wird, einen Begrenzer (36), der den Durchgang des Signals durch ihn verhindert, wenn der geringste von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters (12) den im voraus festgelegten Wert überschreitet, und dessen Eingang mit dem Ausgang der Subtraktionsschaltung (35) verbunden ist, eine zusätzliche Subtraktionsschaltung (37)» deren einer Eingang (41) mit dem Auegang des Begrenzers (36) verbunden ist und dem anderen Eingang (42) ein dem Wert des vom Gleichrichter (6) zum Wechselrichter (12) fließenden und die Übertragung der vorgegebenen Leistung vom Gleichrichter (6) zum Wechselrichter (12) gewährleistenden Stroms entsprechendes Signal zugeleitet wird, sowie einen Begrenzer (38) des Signals nach seinem Minimalwert, dessen Eingang mit dem Ausgang der zusätzlichen Subtraktionsschaltung (37) verbunden ist und der Ausgang den Ausgang der Einrichtung (20) zur Formierung des des vorgegebenen Stromwerts dar stellt, zur Begrenzung des minimalen Werts des Signals, das vom Ausgang der Einrichtung (20) zur Formierungdes vorgegebenen Stromwerts an den Eingang (21) der Komparatoschaltung (17) durchgeben wird, auf einem Niveau, das dem minimalen zulässigen Wert des vom Gleichrichter (6) zum Wechsel-130013/0325• •••••••••If293370arichter (12) fließenden Stroms entspricht, enthält.4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennze ichnet, daß die Einrichtung (20) zur Formierung des vorgegebenen Stromwerts ein Nullorgan (4J), dessen einer Eingang (47) mit dem Ausgang der Meßschaltung (26) ver-dessenbund en ist und -v andere01 Eingang (48) ein dem minimalen zulässigen Wert des geringsten von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters entsprechendes Signal zugeleitet wird, und eine Selektiv schalt ung (44) enthält, die zwischen dem Eingang des Begrenzers (38) des Signale nach seinem Minimalwert und dem Ausgang der zusätzlichen Subtraktionsschaltung (37) so eingeschaltet wird, daß der eine Eingang (49) der Selektivschaltung (44) mit dem Ausgang der zusätzlichen Subtraktionsschaltung (37) ι eier andere Eingang (50) der Selektivschaltung (44) mit dem Ausgang des Nullorgans (43) und der Ausgang der Selektivschaltung (44) mit dem Eingang des Begrenzers (38) des Signals nach seinem Minimalwert verbunden ist, was zur Durchgabe an den Eingang des Begrenzers (38) des Signals nach seinem Minimalwert eines Signals vom Ausgang der zusätzlichen Subtraktionsschaltung (37), wenn der ger-ingste von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters (12) größer als sein minimaler zulässiger Wert wird, und zur Durchgabe an den Eingang des Begrenzers (38) des Signals nach seinem Minimalwert eines Signals, das das Auftreten an seinem Ausgang eines Signals bedingt, welches dem minimalen zulässigen Wert des vom Gleichrichter (6) zum Wechselrichter (12) fließenden Stroms entspricht, wenn der geringste von den Löschwinkeln der Ventile des Wechselrichters (12) geringer als sein minimaler zulässiger Wert wird, dient. 130013/0325
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2933708A DE2933708A1 (de) | 1979-08-21 | 1979-08-21 | Verfahren zur steuerung eines gleichstrom-hochspannungsuebertragungssystems und regeleinrichtung zu dessen ausfuehrung |
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DE2933708A DE2933708A1 (de) | 1979-08-21 | 1979-08-21 | Verfahren zur steuerung eines gleichstrom-hochspannungsuebertragungssystems und regeleinrichtung zu dessen ausfuehrung |
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DE2933708A1 true DE2933708A1 (de) | 1981-03-26 |
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ID=6078876
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DE2933708A Withdrawn DE2933708A1 (de) | 1979-08-21 | 1979-08-21 | Verfahren zur steuerung eines gleichstrom-hochspannungsuebertragungssystems und regeleinrichtung zu dessen ausfuehrung |
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DE (1) | DE2933708A1 (de) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2000422A1 (de) * | 1969-01-08 | 1970-07-23 | Hitachi Ltd | Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von Thyristoren |
FR2053963A5 (de) * | 1969-07-04 | 1971-04-16 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
DE2101081A1 (de) * | 1970-01-27 | 1971-08-12 | Asea Ab | Stromnchterstation mit parallel geschalteten Stromrichtern |
DE2333638A1 (de) * | 1972-07-10 | 1974-01-31 | Asea Ab | Stromrichterstation mit parallelen stromrichtern |
-
1979
- 1979-08-21 DE DE2933708A patent/DE2933708A1/de not_active Withdrawn
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