DE542170C - Verfahren zur mittelbaren Regelung des Leistungsaustausches zwischen zwei ueber synchrone oder asynchrone Umformersaetze ohne Hintermaschinen gekuppelten Netzen - Google Patents

Description

• Verfahren zur mittelbaren Regelung des Leistungsaustausches zwischen zwei über synchrone oder asynchrone Umformersätze ohne Hintermaschinen gekuppelten Netzen Während der Parallelbetrieb von Netzen gleicher Periodenzahl über Kupplungsleitungen oder Kupplungstransformatoren seit langem geübt wird, wobei neuerdings zur beliebigen Regelung der Austauschleistungen eine Fernsteuerung zwischen Kupplungsstelle und Führerkraftwerk gelegentlich Verwendung findet, erschien der Parallelbetrieb von Netzen verschiedener Periodenzahl, welcher über Umformer erfolgen muß, wegen der Gefahr der Überlastung von gewöhnlichen, nicht regelbaren Umformern nur möglich bei Verwendung von Umformern besonderer Ausführung, welche eine Regelung ihrer Durchgangsleistung unabhängig vom Schlupf der gekuppelten Netze zulassen. So gibt es Asynchronumformer mit Hinter- und Steuermaschinen, welche eine Einstellung. ihrer Wirk- und Blindleistungsaufnahme am Umformer selbst unabhängig vom Schlupf der gekuppelten Netze gestatten. Es ist bekannt, in diesem Falle die Belastung des Umformers entweder auf einem eingestellten Wert zu halten oder von der Frequenz des beziehenden Netzes abhängig zu machen. In letzterem Falle kann noch eine Leistungsbegrenzung nach oben durch einen weiteren Regler vorgesehen sein. Es sind auch für die Kupplung von Netzen gleicher Stromart, aber verschiedener Periodenzahl, Maschinen bekannt, deren Ständer aus dem einen Netz gespeist wird, während der Läufer an das andere Energie abgibt. Der Läufer läuft in diesem Falle mit einer Geschwindigkeit um, welche dem Schlupf der beiden Netze entspricht. Durch Veränderung des Drehmoments, mit dem der Läufer angetrieben oder gebremst wird, läßt sich die Durchgangsleistung des Umformers beliebig einstellen. Die Verwendung von synchronen Umformern und von asynchronen ohne Hintermaschinen erschien dagegen bisher unmöglich, da deren Belastung beim Parallelbetrieb der gekuppelten Netze von der beiderseitigen Netzbelastung und der Leistungserzeugung der beiderseitigen Kraftwerke abhängt. Man hat daher die Lastaufnahme solcher Umformer nicht in, der Hand und kann deshalb auch ihre Überlastung nicht verhüten.
• Erfindungsgemäß ist ein Parallelbetrieb zwischen einem Ein- oder Mehrphasennetz und einem anderen Ein- oder Mehrphasennetz der n-fachen Periodenzahl auch mit Synchron- und einfachen Asynchronumformern (ohne Hintermaschinen) dadurch möglich, daß ein oder mehrere Kraftwerke des einen Netzes in Abhängigkeit von der gegenseitigen Stellung des Spannungsvektors der yt-fachen Periodenzahl des niederfrequenten Netzes einerseits und des Spannungsvektors des anderen Netzes anderseits geregelt werden. Ist die zz-fache Periodenzahl des niederfrequenten Netzes synchron mit der Periodenzahl des anderen Netzes, wie es bei Kupplung über Synchronumformer der Fall ist, so erfolgt die Reelung nach dem Phasen-1 winkel zwischen den- genannten Spannungs-' Vektoren. Ist die x-fache Periodenzahl des erstgenannten Netzes nicht synchron mit der Periodenzahl des anderen, wie bei der Kupplung über Asynchronumforrner, so erfolgt die Regelung der Kraftwerke nach dem -Schlupf zwischen den genannten Spannungsvektoren.
• Dieses Regelverfahren sei nunmehr erläutert an dem Beispiel einer Kupplung zwischen einem i62/3periodigen Einphasenbahnnetz und einem 5operiodigen Drehstromnetz der Landesversorgung. Nehmen wir zunächst an, die beiden Netze würden über Synchronumformer starr gekuppelt, so läuft der Spannungsvektor der dreifachen Einphasenperiodenzahl synchron mit dem Spannungsvektor der Drehstromseite. Je nach der Belastung der Synchronumformer wird der Phasenwinkel zwischen diesen beiden Spannungsvektoren größer oder kleiner sein. Mit zunehmender Belastung wird der Phasenwinkel größer. Man kann also aus dem Phasenwinkel der Spannungsvektoren die Belastung der Umformer erkennen. Wird der Phasenwinkel durch einen Phasenmesser in einem Einphasenkraftwerk angezeigt, so kann man die Maschinensätze dieses Kraftwerkes so regeln, daß der Phasenwinkel der Spannungen und damit die Belastung der synchronen Umformer einen beliebigen gewünschten Wert annimmt. Die Regelung kann sowohl von Hand geschehen als auch selbsttätig. Die selbsttätige Regelung kann z. B. so eingerichtet werden, daß bei Überschreitung der an einem Phasenmesser erkennbaren Vollbelastung der Umformer diese durch das Kraftwerk entlastet werden. Die selbsttätige Regelung kann auch nach Art einer Fahrplansteuerung erfolgen, derart, daß ein zeitlicher Leistungsfahrplan für die Umformerbelastung die Kraftwerksregler eines Einphasenkraftwerkes in solcher Weise beeinflußt, daß die vom Phasenmesser angegebene Umformerbelastung mit dem Fahrplan übereinstimmt.
• Kuppelt man die beiden Netze anstatt über Synchron- über Asynchronumformer, so findet dauernd ein Schlupf zwischen den genannten Spannungsvektoren der dreifachen Einphasenfrequenz und der Drehstromfrequenz statt. Die Belastung der Umformer ist in diesem Falle nicht dem Phasenwinkel, sondern dem Schlupf zwischen den beiden Spannungsvektoren proportional. An die Stelle des Phasenzeigers muß also hier der Schlupfzeiger treten. Die Steuerung der Kraftmaschinen eines oder mehrerer Einphasenkraft`,verke erfolgt so, daß der Schlupf zwischen den Spannungsvektoren und damit die Belastung der Umformer den gewünschten Wert annimmt.
• Würde man statt Synchron- oder Asynchronmaschinen sogenannte synchronisierte Asynchronmaschinen verwenden, welche die Eigenschaft haben, bei geringer Last synchron, bei großer Last asynchron zu laufen, so braucht man sinngemäß Phasenzeiger und Schlupfzeiger. Bei synchronem Lauf der Umformer regelt man nach dem Phasenzeiger, bei asynchronem nach dem Schlupfzeiger.
• Da die Spannung des Drehstromnetzes der Landesversorgung den Einphasenkraftwerken gewöhnlich leicht erreichbar ist - bei Gemeinschaftskraftwerken ist das ohne weiteres der Fall, bei reinen Bahnkraftwerken ist fast stets ein Drehstromanschluß vorhanden oder in der Nähe - so bereitet der Anschluß eines Phasen-oder Schlupfzeigers im Einphasenkraftwerk keine Schwierigkeiten. In Ausnahmefällen ist die Drehstromspannung durch eine besondere Leitung dem Bahnkraftwerk von der nächsten Drehstromstelle aus zuzuführen. Eine Fernübertragung von Meßwerten ist bei dem beschriebenen Verfahren in jedem Falle unnötig.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: _. Verfahren zur mittelbaren Regelung des Leistungsaustausches zwischen zwei über synchrone oder asynchrone Umformersätze ohne Hintermaschinen gekuppelten Netzen, deren Nennfrequenzen im Verhältnis ia zueinander stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungserzeu&ung in einem oder mehreren Kraftwerken eines der beiden Netze nach Maßgabe der gegenseitigen Stellung des Spannungsvektors des Netzes höherer Frequenz und desjenigen von ia-facher Frequenz des Netzes niedrigerer Periodenzahl erfolgt.
2. 2. Verfahren zur mittelbaren Regelung der über Synchronumformer übertragenen Leistung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungserzeugung der Kraftwerke entsprechend dem mit Hilfe eines Phasenwinkelmeßgerätes gemessenen Phasenwinkel zwischen den genannten Spannungsvektoren geregelt wird.
3. 3. Verfahren zur mittelbaren Regelung der über Asynchronumformer übertragenen Leistung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungserzeugung der Kraftwerke entsprechend dem mit Hilfe eines Schlupfmeßgerätes gemessenen Schlupf zwischen den genannten Spannungsvektoren geregelt wird. q. Verfahren zur mittelbaren Regelung der über Umformer, welche sowohl synchron wie asynchron betrieben werden können, übertragenen Leistung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungserzeugung der Kraftwerke bei synchronem Lauf entsprechend dem mit einem Phasenwinkelmeßgerät gemessenen Phasenwinkel, bei asynchronem Lauf entsprechend dem mit einem Schlupfmeßgerät gemessenen Schlupf zwischen den genannten Spannungsvektoren geregelt wird.