DE526731C - Einrichtung zur gleichzeitigen UEbertragung von Einphasen- und Mehrphasenstrom ueber eine Mehrphasenleitung und einen davon unabhaengigen zusaetzlichen Leiter - Google Patents

Description

• Einrichtung zur gleichzeitigen Übertragung von Einphasen- und blehrphasenstrom über eine blehrphasenleitung und einen davon unabhängigen zusätzlichen Leiter Im Patent 454 636 sind bereits Einrichtungen angegeben, die die gleichzeitige übertragung von einphasigem Wechselstrom über Mehrphasensysteme gestatten. Diese Einrichtungen waren dadurch gekennzeichnet, daß als Schwingungskreis für den zu überlagernden Einphasenstrom jeweils zwei in bezug auf das Mehrphasensystem in gleicher Phase liegende und parallel arbeitende Leiter dienten. Es war also hierbei notwendig, daß entweder zwei getrennte, jedoch parallel arbeitende Mehrphasen-, z. B. Drehstromsysteme vorhanden waren, oder daß wenigstens innerhalb eines Mehrphasensystems ein Leiter gegabelt wurde.
• Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Einrichtung, die es gestattet, - Einphasenwechselstrom auch über nicht parallel arbeitende Teile eines Mehrphasenstrom übertragenden Leitungssystems, z. B. eines Drehstromsystems, gleichzeitig zu übertragen. Es genügt also beispielsweise eine einfache Drehstromleitung zur Mitübertragung von Einphasenstrom beliebiger Frequenz. Die erfindungsgemäße Einrichtung stellt also gegenüber der Einrichtung nach Patent 454636 einen Fortschritt dar, der es insbesondere gestattet, beispielsweise die linke und die rechte Mastseite einer Drehstromdoppelleitung unabhängig voneinander für Doppelfrequenzbetrieb zu benutzen, ohne daß eine Verkettung der linken und rechten Mastseite in Kauf genommen werden muß.
• Die hierzu benötigte Anordnung besteht grundsätzlich darin, daß ein oder mehrere Leiter des Mehrphasenleitungssystems einerseits und ein oder mehrere nicht zum gleichen Mehrphasenleitungssystem gehörende Leiter andererseits als Schwingungskreis für den zu überlagernden Einphasenstrom benutzt werden. Dabei kann der nicht mit .dem Mehrphasensystem identische Teil des Schwingungskreises von einem besonderen Leiter, der in diesem Falle isoliert ist, oder aber auch durch eine Schiene oder Erdleitung gebildet sein; außerdem werden durch die erfindungsgemäße Anordnung die die einzelnen Leiter verbindenden Wicklungen (der Transformatoren oder Drosselspulen) miteinander magnetisch oder elektrisch so verkettet, daß entweder nur die Einphasenschwingung oder nur die Mehrphasenschwingung dem Leitungssystem zugeführt oder aus ihm ausgesondert werden kann, obwohl auf dem Leitungssystem selbst beide Schwingungen vorhanden sind.
• Die technische Durchführung dieses Gedankens sei an einigen Ausführungsbeispielen näher beschrieben: In Abb. i seien die Drehstromsammelschienensysteme R S T und R' S' T' durch eine einfache Drehstromleitung mit den Phasen zs v w verbunden. Die Übertragung des Drehstroms spielt sich in bekannter Weise ab. Um zusätzlichen Einphasenstrom über diese Leitung mit übertragen zu können, wird am Anfang der Drehstromleitung ein Transformator angeschlossen, der sekundär eine normale Dreiphasenwicklung in Sternschaltung besitzt, die infolgedessen für die Drehstromkomponenten als Nullpunkt wirkt. Die Primärwicklung des Transformators besteht ebenfalls aus drei Spulen, die jedoch hintereinander geschaltet sind, so daß sie von ein und demselben Einphasenstrom in Reihe durchflossen werden, wobei jedes Drittel der ganzen Wicklung auch ein Drittel der Einphasenspannung aufnimmt. Für den Einphasenfluß besitzt dieser Transformator einen magnetischen Rückschluß (vierter oder auch fünfter Schenkel oder drei getrennte Einphasentransformatoren). Der Kürze halber ist im weiteren Verlauf der Beschreibung diese Transformatorkombination von Drehstromnullpunkts- und Einphasentransformator als Drei-Einphasentransformator bezeichnet. Hierdurch wird folgendes erreicht: Der vom Einphasengenerator e erzeugte Einphasenstrom setzt die Primärwicklung unter Spannung. Jede Spule übersetzt ihren Spannungsanteil untereinander gleichphasig auf die Sekundärseite und bringt somit alle drei Leiter des Drehstromsystems gleichmäßig gegenüber seinem Nullpunkt unter eine zusätzliche Einphasenspannung. Bringt man dieselbe Einrichtung am Ende der Drehstromleitung an, erdet die Nullpunkte dieser beiden Drei-Einphasentransformatoren oder verbindet sie durch eine Schienenleitung oder auch einen besonderen isoliertenLeiter, so findet die zusätzliche Einphasenspannung einen Rückweg, so daß im Hochvoltkreis ein zusätzlicher Einphasenstrom fließen kann. Die Abnahme dieses Einphasenstroms am Ende der Leitung erfolgt in analoger Weise wie am Anfang durch die Niedervoltwicklung des Drei-Einphasentransformators.
• Die der reinen Drehstromübertragung dienenden Dreiphasentransformatoren behalten ihren isolierten Nullpunkt, der auch über eine Erdschlußlöschspule an Erde gelegt sein kann; dadurch kann kein Einphasenstrom über sie fließen und sie übertragen transformatorisch nur die Drehstromschwingung auf ihre Niedervoltseite.
• Abb. 2 zeigt eine andere technische Ausführungsart des Grundgedankens in folgender Weise: Die Einphasenspannung wird wieder im Einphasengenerator e erzeugt und durch den normalen Einphasentransformator t1 auf die gewünschte Übertragungsspannung gebracht. Die Einführung dieser zusätzlichen Einphasenspannung in das Drehstromsystem erfolgt durch eine Zickzackdrossel z, die für die Drehstromkomponente in an sich bekannter Weise einen Nullpunkt bildet, die Einphasenstromkomponente jedoch reaktanzfrei durchtreten läßt, da der Einphasenstrom, wie durch Pfeile angedeutet, die beiden Wicklungshälften jedes Schenkels der Zickzackdressel in entgegengesetztem Sinne durchfließt und somit ein Einphasenfluß im Eisen nicht erzeugt wird. Genau die gleiche Anordnung wird am Ende der Leitung eingebaut; durch Erdung (oder Verbindung durch eine Schienenleitung oder einen besonderen isolierten Leiter) der Einphasentransformatoren t1 und t, entsteht ein geschlossener Weg für den Einphasenstrom über die Hochvoltleitung als Hinweg und über die Verbindung der Drosselnullpunkte als Rückweg. Bemerkt sei, daß an Stelle der Verbindung zwischen den Drosselnullpunkten auch irgendein anderes Drehstromleitungssystem als Rückweg für den Einphasenstrom benutzt werden kann, wenn dieses in gleicher Weise wie das erste mit Zickzackdrosseln oder Drei-Einphasentransformatoren versehen wird. Dabei können dann beide Drehstromsysteme asynchron gegeneinander arbeiten und brauchen nicht parallel geschaltet zu sein.
• Die erfindungsgemäße Einrichtung hat mit der Anordnung nach Patent :j.54 636 den Vorzug gemein, daß eine besondere Einphasenbahnstroinübertragungsleitung erspart werden kann. Sie bietet darüber hinaus noch einen wesentlichen Fortschritt dadurch, daß keine Doppelleitung zur Verfügung stehen muB, sondern der Doppelfrequenzbetrieb bereits auf einer Einfachleitung eingerichtet werden kann. Bei Vorhandensein einer Drehstromdoppelleitung kann daher die linke und rechte Mastseite unabhängig voneinander für Einphasenstromübertragung mitbenutzt werden, wodurch insbesondere im Störungsfalle eine Mastseite völlig spannungsfrei gemacht werden kann, während sowohl die Drehstrornwie die Einphasenstromübertragung auf der anderen Mastseite weiter durchführbar bleibt. Auch bietet die Anordnung die Möglichkeit, durch Erdung des Nullpunkts der Drei-Einphasentransformatoren oder Zickzackdrosseln die Isolationsbeanspruchung des Drehstromsystems auf die Phasenspannung (Betriebsspannung) zu beschränken und die bei Isolation für verkettete Spannung noch verfügbare Isolationsfestigkeit für die zusätzliche Überlagerung der Einphasenspannung zu benutzen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur gleichzeitigen Übertragung von Einphasen- und Mehrphasen- Strom über eine .Zehrphasenleitung und einen davon unabhängigen zusätzlichen Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß an örtlich beliebig wählbaren Aufnahme- und Entnahmestellen des Einphasenstroms künstliche, durch den zusätzlichen Leiter miteinander verbundene Nullpunkte für das Mehrpliasensystem gebildet sind, deren vom Mehrphasenstrom nur magnetisierte Wicklungen ent«-eder als transformatorische Ühertrager des Einphasenstroms dienen oder bei konduktiver Zuführung und Entnahme des Einphasenstroms den Durchtritt desselben reaktanzfrei vermitteln. a. Einrichtung nach Anspruch r für die Übertragung von Einphasenbahnstrom über eine Drehstromleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullpunkte als Transformatoren mit magnetischem Rückschluß für den Einphasenstrom ausgebildet sind, deren Ober:pannungswicklungen in Stern geschaltet sind und deren jeweils in Reihe geschaltete Unterspannungswicklungen die Anschlußpunkte für die Bahnstromerzeuger bzw. das Fahrleitungssystem bilden. J 3. Einrichtung nach Anspruch z für die Übertragung von Einphasenbahnstrom über eine Mehrphasenleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullpunkte als Zickzackdrosselspulen ausgebildet sind, derart, daß die Einphasenamperewindungen je Schenkel sich aufheben, und daß zwischen dem zusätzlichen Leiter und den Nullpunkten normale Einphasentransformatoren angeordnet sind, die die Einphasenleistung vom Stromerzeuger und zur Fahrleitung übertragen. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der die Nullpunkte verbindende zusätzliche Leiter bei gleichzeitiger Verwendung von Erdschlußlöschspulen im Mehrphasensystem für die im Erdschlußfall auftretende Spannung isoliert ist.