DE506755C - Einrichtung zur Kompensation des Erdschlussstromes von Hochspannungsleitungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 11. SEPTEMBER 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 506755 KLASSE 21 c GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin⁴¹)

Zusatz zum Patent 502

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Februar 1928 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 1. April 1926.

Im Hauptpatent 502 770 ist eine Einrichtung zur Kompensation des Erdschlußstromes von Hochspannungsleitungen geschützt, deren Kennzeichen darin besteht, daß zur Kompensation an Stelle einer einfachen Drosselspule zum Zwecke der Unterdrückung der Oberwellen ein aus Drosselspulen und Kondensatoren zusammengesetztes Gebilde dient, dessen resultierender Blindwiderstand bei den den Oberwellen der Grundfrequenz entsprechenden Frequenzen ganz bestimmte positive (induktive) Werte annimmt. Im einzelnen besagt die Bemessungsregel, daß der Blindwiderstand der ganzen Einrichtung umgekehrt proportional der Frequenz der Oberwellen sein muß. Eine Ausnahme bildet die Oberwelle dreifacher Frequenz, bei welcher der resultierende Blindwiderstand möglichst hoch sein soll.

Nachdem durch das Hauptpatent diese grundlegende Bemessungsregel gegeben ist, ist es nicht mehr schwer, aus Kondensatoren und Drosseln ein Gebilde zusammenzusetzen, welches der geforderten Bedingung für irgendeine bestimmte Anzahl von Oberwellen genügt. Führt man nunmehr Bemessungsrechnungen für derartige, für die Kompensation mehrerer Oberwellen bestimmte Einrichtungen durch, so zeigt sich, daß ohne Verwendung besonderer Kunstgriffe außerordentlich große und daher kostspielige Kondensatoren erforderlich werden. Dies erscheint auch verständlich, wenn man bedenkt, daß für eine gegebene Schaltung eine bestimmte Relation zwischen der Leistung der erforderlichen Kondensatoren und der aus Erdschlußstrom und Phasenspannung gebildeten Erdschlußleistung bestehen muß. Da nun die letztere in modernen Netzen viele 1000 kVA betragen kann, so ist es auch kein Wunder, wenn die Kondensatoren der Kompensationsschaltung eine Leistung ähnlicher Größenordnung darstellen. Da der Einheitspreis, d. h. der auf die kVA-Leistung bezogene Preis von Kondensatoren heute ein Mehrfaches des Einheitspreises von Drosseln und Transformatoren beträgt, ist es wünschenswert, die Leistungen der Kondensatoren auf das kleinstmögliche Maß herabzudrücken. Es ist Gegenstand der Erfindung, eine grundsätzliche Regel für die Schaltung und Bemessung einer Kompensationseinrichtung für mehrere Oberwellen zu geben, welche geeignet ist, den Leistungsbedarf an Kondensatoren stark herabzusetzen.

Abb. ι zeigt die grundsätzliche Schaltung. In ihr bedeutet 1 die zur Kompensation der Grundwelle dienende Drossel, welche einer-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Hans Piloty in Berlin- Wilmersdorf.

seits an die Nullpunktschiene 2, andererseits in bekannter Weise an Erde angeschlossen ist. Parallel zu dieser Drossel ist die Oberwellenkompensationseinrichtung geschaltet. Diese besteht aus einem aus der Drossel 3 und der Kapazität 4 gebildeten, auf Grundfrequen'z abgestimmten Stromresonanzkreis sowie aus der eigentlichen Kompensationseinrichtung 5, welche in der Abb. 1 zunächst nur symbolisch durch ein Rechteck dargestellt ist. Diese letztere Einrichtung unterliegt der Bedingung, daß sie im Zusammenhang mit den übrigen Gliedern der Schaltung die Herstellung der durch das Hauptpatent geschützten, obenerwähnten ICompensationsbedingungen gewährleistet. Sie muß auf alle Fälle Kondensatoren enthalten.

Der Stromresonanzkreis 3, 4 ist es nun, welcher eine erhebliche Herabsetzung der Größe der in der Schaltung 5 erforderlichen Kondensatoren bewirkt. Die Größe der Kondensatoren hängt nämlich einerseits von ihrer Kapazität, andererseits von der höchsten Spannung ab, welcher sie ausgesetzt werden, und zwar ist das Produkt aus dem Quadrat dieser Spannung und der Kapazität ein ziemlich brauchbares Maß für ihre Größe. Der Stromresonanzkreis bewirkt nun, daß die Spannung der Grundwelle von der Schaltung 5 ferngehalten wird und lediglich an den Klemmen des Stromresonanzkreises auftritt. Die Kondensatoren der Schaltung 5 werden daher lediglich von Oberwellenspannungen beansprucht, so daß selbst bei einer verwickelten Schaltung mit vielen Kondensatoren und großen Kapazitäten die Leistung der Kondensatoren nicht übermäßig groß ausfällt.

Ein weiterer Vorteil des Stromresonanzkreises besteht darin, daß durch die Oberwellenkompensationseinrichtung kein Strom der Grundwelle fließt, so daß diese nicht auf die Abstimmung der Grundwellendrossel zurückwirkt. Grundwellen- und Oberwellenkompensation sind somit vollkommen unabhängig voneinander, und die zugehörigen Einrichtungen können insbesondere an räumlich getrennten Stellen untergebracht werden. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf den Fall, daß die Kompensationseinrichtung zwischen den Nullpunkt eines Transformators oder Kondensators und Erde eingeschaltet wird. Der Inbegriff, der aus den Einzelteilen i, 3, 4 und 5 bestehenden Einrichtung kann vielmehr bei jeder Kompensationsschaltung, insbesondere auch beim Löschtrahsformator, an die Stelle der zur Kompensation dienenden einfachen Induktivität treten.

Die Abb. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die Schaltung 5 60 so gewählt ist, daß außer der Grundwelle beispielsweise noch die 5., 7., 11. und 13. Oberwelle im Erdschlußstrom kompensiert werden kann. Sie enthält in Reihe mit dem Stromresonanzkreis 2, 4 vier parallel geschaltete 65 Glieder 6, 7, 8 und 9. Das Glied 6 ist eine einfache Drossel, jedes der anderen Glieder 7 bis 9 ist ein Spannungsresonanzkreis, gebildet aus einer Drossel und einem mit ihr in Reihe geschalteten Kondensator. Bei passen- 70 der Verfugung über die Dimensionen der einzelnen Schaltelemente läßt sich erreichen, daß die Frequenzcharakteristik der ganzen Oberwellenkompensationseinrichtung einschließlich Vorschaltstromresonanzkreis 3, 4, 75 d. h. diejenige Kurve, welche den Blindwiderstand dieser Einrichtung abhängig von der Frequenz darstellt, die Gestalt der Abb. 3 annimmt. Aus ihr ist zu ersehen, daß dieser Blindwiderstand, wie gefordert, bei Grund- 80 frequenz groß, bei den Frequenzen der ungeradzahligen und nicht dreifachen Oberwellen positiv, und zwar proportional der Frequenzen ausfällt. An Stelle des in Abb. 2 vorausgesetzten Gebildes 5 können auch an- 85 dere zusammengesetzte Gebilde, beispielsweise Drasselketten, Kondensatorketten oder Siebketten, treten.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Einrichtung zur Kompensation des Erdschlußstromes von Hochspannungsleitungen nach Patent 502 770, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der zur Kompensation der Grundwelle des Erdschlußstromes dienenden Induktivität (1) eine Oberwellenkompensationseinrichtung (3> 4) 5) geschaltet ist, welche ihrerseits aus einer Reihenschaltung eines auf 10c Grundfrequenz abgestimmten Stromresonanzkreises (3, 4) und einem aus Drosseln, Kondensatoren und Transformatoren zusammengesetzten Gebilde besteht.
2. 2. Einrichtung zur Kompensation des to; Erdschlußstromes von Hochspannungsleitungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Kompensation der 5., 7., 9. und 13. Oberwelle des Erdschlußstromes das in Reihe mit dem Stromresonanzkreise (3, 4) geschaltete Gebilde (5) aus vier parallel geschalteten Gliedern besteht, von welchen eines (6) eine Drossel oder ein Reihenschwingungskreis, die drei anderen Reihen-Schwingungskreise sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen