DE614025C

DE614025C - Arrangement to increase the stability of the power transmission with several parallel lines

Info

Publication number: DE614025C
Application number: DES105723D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-08-21
Filing date: 1932-08-04
Publication date: 1935-06-08

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Erhöhung der Stabilität der Kraftübertragung mit mehreren Übertragungsleitungen, bei denen, wenn eine fehlerhafte Leitung ausgeschaltet wird, die gesunde Leitung oder die gesunden Leitungen die gesamte Leistung übertragen sollen.The invention relates to an arrangement for increasing the stability of the power transmission with multiple transmission lines in which if a faulty one Line is switched off, the healthy line or all of the healthy lines To transfer power.

Bei Leistungsübertragungen entsteht eine Instabilität oder ein Außertrittfallen fast immer infolge einer Winkeländerung zwischen den Spannungsvektoren am Erzeuger- und Verbraucherende, die durch einen Fehler in einem der Stromkreise oder durch den Ausschaltvorgang' hervorgerufen wird. Bekanntlieh kann eine Übertragungsleitung eine bestimmte Leistung nur bei einem bestimmten Winkel zwischen den Spannungsvektoren am Erzeuger- und Verbraucherende übertragen. Dieser Winkel wird durch die Größe der Reaktanz der Leitung bestimmt. Wird eine der Leitungen infolge eines Fehlers ausgeschaltet, so wird die Reaktanz des Netzes vergrößert, so daß die gesunden. Leitungen erst dann dieselbe Leistung übertragen können, wenn derIn the case of power transmissions, instability or falling out of step almost arises always as a result of an angle change between the voltage vectors at the generator and End of load caused by a fault in one of the circuits or by the switch-off process' is caused. As is known, a transmission line can have a specific Transfer power only at a certain angle between the voltage vectors at the producer and consumer end. This angle is determined by the size of the reactance of the line. Will be one of the Lines are switched off as a result of a fault, the reactance of the network is increased, so that the healthy. Lines can only transmit the same power if the

as Winkel zwischen den Spannungsvektoren sich proportional vergrößert hat. Dies setzt eine Schwingung voraus, durch welche ein Außertrittfallen hervorgerufen werden kann.the angle between the stress vectors has increased proportionally. This presupposes an oscillation through which one falls out of step can be evoked.

Die erwähnte Stabilitätsgrenze, welche man als die dynamische Stabilitätsgrenze bezeichnet, ist von so großer Bedeutung, daß man die Leitung so bemißt, daß sie bei der maximalen Übertragungsleistung ungefähr an der halben statischen Stabilitätsgrenze arbeitet, um einen genügenden Spielraum für die oben beschriebenen Schwingungen zu erhalten.The mentioned stability limit, which is called the dynamic stability limit, is of so great importance that the line is so dimensioned that it is at the maximum Transmission power at about half the static stability limit works to one to obtain sufficient leeway for the vibrations described above.

Bei einer langen Übertragungsleitung wird die Größe des Stromes, der bei einer gegebenen Spannung über die Leitung gesandt werden kann, im wesentlichen durch die Reaktanz der Leitung begrenzt, weil bei solchen langen Leitungen die Leitungs reaktanz vergleichbar oder größer ist als die Reaktanz zwischen der EMK der Synchronmaschinen und der Leitung. . ⁴⁵ _; In the case of a long transmission line, the amount of current that can be sent over the line at a given voltage is essentially limited by the reactance of the line, because with such long lines the line reactance is comparable to or greater than the reactance between the emf of the Synchronous machines and the line. . ⁴⁵ _;

Gemäß der Erfindung werden Mittel vorgesehen, um die Reaktanz der gesunden Leitungen von mehreren parallelen Leitungen zu vermindern, wenn eine der Leitungen ausgeschaltet wird, um den Stoß auf das Netz auf ein Minimum zu verringern. Mit anderen Worten, es. wird die Reaktion des Netzes nach dem Schaltvorgang gleich oder annähernd gleich der Reaktanz des Netzes vor dem Schaltvorgang gemacht. Man kann auch die Reaktanz etwas größer wählen, um die Winkel-According to the invention, means are provided to reduce the reactance of the healthy lines of several parallel lines when one of the lines is switched off, in order to minimize the impact on the network. In other words, it. the reaction of the network after the switching process is made equal to or approximately equal to the reactance of the network before the switching process. The reactance can also be chosen to be somewhat larger in order to

änderung·, die während der wenigen Perioden auftritt, während deren der Fehler bestehen bleibt, mindestens teilweise Rechnung zu tragen.Change · that occurs during the few periods during which the error persists remains to be at least partially taken into account.

Zur Ausführung der Erfindung wird entweder in jede Leitung eine Kapazität in Reihe eingeschaltet, die normalerweise kurzgeschlossen ist, und deren Kurzschluß aufgehoben wird, wenn eine der Leitungen ausgeschaltet ίο wird, oder es wird eine Reiheninduktanz verwendet, die beim Ausschalten einer Leitung kurzgeschlossen wird.To carry out the invention, a capacitance is either in series in each line switched on, which is normally short-circuited, and its short-circuit canceled is when one of the lines is switched off ίο, or a series inductance is used, which is short-circuited when a line is switched off.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar in Fig. ι ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Reihenkondensatoren und in Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit Reihendrosselspulen. In the drawing, two exemplary embodiments of the invention are shown, namely in Fig. ι an embodiment of the invention with series capacitors and in Fig. 2 an embodiment with series reactors.

In Fig. ι besteht die Übertragungsleitung aus drei Dreiphasenstromkreisen 3, 4, 5. Diese Stromkreise stellen die Leitungsabschnitte einer langen Leitung dar. Sie sind an ihren " Enden, wie durch 6 und 7 angedeutet, miteinander verbunden. An jedem Ende eines Leitungsabschnittes sind zwei Schalter vorgesehen, nämlich ein Schalter 8, welcher zum Ausschalten des Leitungsabschnittes dient, wenn in diesem ein Fehler aufgetreten ist, und ein Hilfsschalter 9, welcher parallel zu den Kapazitäten 10 liegt. Die zum Ausschalten der Leitungsstrecke dienenden Schalter werden im allgemeinen so ausgebildet, daß sie ihren Schaltvorgang sehr schnell beendigen. Der zusätzliche Schalter 9 wird für eine kleinere KVA-Leistung bemessen als der Hauptschalter 8, weil er durch die Kondensatoren 10 überbrückt ist. Im allgemeinen wird daher der zusätzliche Schalter 9, um den Lichtbogen zu unterbrechen, einen geringeren Abstand seiner Schalterkontakte erfordern, so daß er wesentlich schneller als der Hauptschalter 8 arbeiten wird.In Fig. Ι the transmission line consists of three three-phase circuits 3, 4, 5. These Circuits represent the line sections of a long line. They are on theirs "Ends, as indicated by 6 and 7, connected together. At each end of a line section two switches are provided, namely a switch 8, which is used to switch off the line section, if an error has occurred in this, and an auxiliary switch 9, which is parallel to the Capacities 10 lies. The switches that are used to turn off the line section are generally designed so that they complete their switching process very quickly. Of the additional switch 9 is dimensioned for a smaller KVA power than the main switch 8 because it is bridged by the capacitors 10. In general, therefore the additional switch 9 to interrupt the arc, a smaller distance require its switch contacts, so that it is much faster than the main switch 8 will work.

In der Zeichnung sind Konstruktionseinzelheiten der Schalter und der zur Steuerung der Schalter dienenden Relais nicht dargestellt, da man als Schalter und Relais irgendwelche bekannten Konstruktionen verwenden kann. Die Relais sind schematisch dargestellt als ein Apparat, welcher sowohl auf die Spannung als auch auf den Strom des Leitungsabschnittes anspricht, an welchen er angeschlossen ist. Die Anschlüsse sind durch die Verbindungsleitungen bzw. Wandler 13 dargestellt. Beim Ansprechen der Relais 12 werden Kontakte 14 geschlossen, die im Stromkreis der Ausschaltspule 15 des.Schalters 8 liegen, wodurch ein starker Gleichstrom einer Batterie 16 oder einer anderen geeigneten Spannungsquelle der Ausschaltspule 15 zugeführt wird, so daß ein sehr schnelles Öffnen der Schalter gewährleistet ist. Wenn der Hauptschalter offen oder nahezu offen ist, werden zusätzliche Kontakte 17 geöffnet, welche den Stromkreis seiner Ausschaltspule unterbrechen, um Zerstörungen) durch den starken Auslösestrom zu vermeiden. Wenn der Hauptschalter 8 offen oder nahezu offen ist, wird ferner ein zweiter Hilifskontakt 18 geschlossen, durch welchen ein Relais 19 von derselben Batterie 16 oder einer anderen Spannungsquelle e-rregt wird. Das Relais 19 spricht augenblicklich an und schließt Stromkreise 20 und 21, durch welche die Ausschaltspulen 22 der Hilfsschalter 9 in den zwei gesunden Leitungsabschnitten erregt werden, so daß diese Hilfeschalter ausgeschaltet und die Reihenkondensatoren der beiden gesunden Leitungsabschnitte eingeschaltet werden.In the drawing are construction details of the switches and those for controlling the Switches serving relays are not shown, since they are known as switches and relays Can use constructions. The relays are shown schematically as an apparatus which responds to both the voltage as well as responding to the current of the line section to which it is connected. The connections are represented by the connecting lines or transducers 13. At the Responding to the relay 12 contacts 14 are closed, which are in the circuit of the opening coil 15 des.Schalters 8 are, whereby a strong direct current from a battery 16 or another suitable voltage source of the Trip coil 15 is supplied, so that a very quick opening of the switch is guaranteed is. When the main switch is open or nearly open, additional contacts are made 17 open, which interrupt the circuit of its trip coil to avoid damage) to avoid due to the strong tripping current. If the main switch 8 is open or almost open, a second one is also Auxiliary contact 18 closed, through which a relay 19 from the same battery 16 or another voltage source is excited. The relay 19 responds instantly and closes circuits 20 and 21, through which the opening coils 22 of the auxiliary switch 9 in the two healthy line sections are energized, so that this help switch is turned off and the series capacitors of the two healthy line sections are switched on will.

Im allgemeinen ist es erwünscht, diese Kapazitäten in die Leitungsabschnitte einzuschalten, nachdem der Hauptschalter 8 des fehlerhaften Abschnittes vollständig geöffnet ist, so daß der Fehlerstrom nicht durch die vorzeitige Einschaltung der Reihenkapazitäten in die gesunden Leitungen vergrößert wird.In general, it is desirable to switch these capacities into the line sections, after the main switch 8 of the defective section is fully open, so that the fault current is not through the premature activation of the series capacities in the healthy lines is increased.

Jedoch entsteht auch in dem Falle, daß die Hauptschalter 8 an beiden Enden einer fehlerhaften Leitungsstrecke nacheinander ansprechen, wie es der Fall ist, wenn der Fehler sehr nahe an einem der Enden der Leitung entsteht, kein Schaden durch Einfügung der Reihenkapazitäten an dem Ende des gesunden Leitungsabschndttes, welches dem Fehler benachbart ist.However, even in the event that the main switches 8 are defective at both ends Address line sections one after the other, as is the case if the fault is very close to one of the ends of the line arises, no damage is caused by inserting the row capacities at the end of the healthy Line section which is adjacent to the fault.

Es können auch besondere Mittel vorgesehen werden, um die Leitung nach Beseitigung des Fehlers wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückzuversetzen. In der vorliegenden Erfindung sind diese Mittel nicht dargestellt.Special means can also be provided to keep the line open after elimination of the error back to its original state. In the present invention, these are means not shown.

Fig. 2 zeigt in einpoliger Darstellung ein Mehrphasenübertragungssystern, wobei drei Phasenlaiter in üblicher Weise durch eine einzige Linie dargestellt sind. Die Synchronmaschine oder die Synchronmaschinen am Erzeuger- und Verbraucherende sind durch Kreise 30 bzw. 31 angedeutet. Die drei parallelen Leitungen sind mit 32, 33 und 34 bezeichnet. Jede Leitung ist an jedem ihrer Enden mit einem Hauptschalter 35 und einem Hilfsschalter 36 versehen. Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist dieser Hilfsschalter 36 im normalen Betriebe offen und liegt parallel zu einer Induktanz 37, die in Reihe mit der Leitung liegt. Zur Betätigung der Auslösespule 39 des Hauptschalters 35 sind, ähnlich wie in Fig. 1, Relais 38 vorgesehen, die beim Schließen ihrer Kontakte 40 die Auslösespule erregen. Die Wirkungsweise der Hilfsschalter 36 in Fig. 2 ist von der Wirkungsweise der Schalter 9 in Fig. 1 verschieden, weil es bei der Ausführung nach Fig. 2 not-Fig. 2 shows a single-pole representation of a polyphase transmission system, three phase transmitters being represented in the usual manner by a single line. The synchronous machine or the synchronous machines at the generator and consumer ends are indicated by circles 30 and 31, respectively. The three parallel lines are labeled 32, 33 and 34. Each line is provided with a main switch 35 and an auxiliary switch 36 at each of its ends. In the arrangement according to FIG. 2, this auxiliary switch 36 is open during normal operation and is parallel to an inductance 37 which is in series with the line. To actuate the trip coil 39 of the main switch 35, similar to FIG. 1, relays 38 are provided, which energize the trip coil when their contacts 40 are closed. The mode of operation of the auxiliary switches 36 in FIG. 2 differs from the mode of operation of the switches 9 in FIG. 1, because in the embodiment according to FIG.

wendig ist, die Hilfsschalter 36 der beiden gesunden Leitungen zu schließen, wenn der Hauptschalter 35 einer fehlerhaften Leitung geöffnet ist. Die Schnelligkeit, mit der der Schalter 36 schließt, kann man groß machen, wenn man die Schalter mit genügend starken Einschaltspulen 41 ausrüstet.is manoeuvrable to close the auxiliary switch 36 of the two healthy lines when the Main switch 35 of a faulty line is open. The speed with which the Switch 36 closes, you can make it big if you switch the switches with strong enough Closing coils 41 equips.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung besitzen die Relais 38, welche die Hauptschalter 35 eines fehlerhaften Leitungsabschnittes ausschalten, zusätzliche Kontakte 43, die gleichzeitig mit den Hauptkontakten 40 geschlossen werden. Durch diese Hilfskontakte 43 werden die Einschaltspulen 41 der Hilfsschalter 36 in den beiden gesunden Leitungen zu derselben Zeit erregt, in der durch die Relaiskontakte 40 die Ausschaltspule 39 des Hauptschalters 35 in der fehlerhaften Leitung erregt wird. Auf diese Weise werden die Reihenreaktanzen in den gesunden Leitungen zur gleichen Zeit, zu der der fehlerhafte Leitungsabschnitt ausgeschaltet wird, oder kurz hierauf ausgeschaltet.In the arrangement shown in FIG. 2, the relays 38, which are the main switches 35 of a faulty line section, additional contacts 43, which are simultaneously with the main contacts 40 getting closed. Through these auxiliary contacts 43, the closing coils 41 are the Auxiliary switch 36 energized in the two healthy lines at the same time in which through the relay contacts 40 the opening coil 39 of the main switch 35 in the faulty Line is excited. This way the series reactances in the healthy lines become at the same time that the faulty line section is switched off, or switched off shortly thereafter.

Die Größe der Kapazitäten oder induktiven Widerstände werden gewählt, wie es am Anfang der Beschreibung auseinandergesetzt wurde. An Stelle von Kapazitäten oder Induktivitäten an beiden Enden jedes Leitungsabschnittes anzuordnen, kann man auch eine einzige größere Kapazität oder Induktivität an nur einem Ende verwenden, oder es kann auch eine Kapazität an dem einen und eine Induktivität am anderen Ende verwendet werden, wobei die Hilfsschaltungen gemäß Fig. ι bzw. 2 zu wählen sind.The size of the capacitances or inductive resistances are chosen as it is at the beginning the description has been explained. Instead of capacitances or inductances Arranging at both ends of each line section, one can also use a single larger capacitance or inductance Use on one end only, or it can also have a capacitance on the one and one Inductance at the other end can be used with the auxiliary circuits according to Fig. Ι and 2 are to be selected.

Die Kapazitäten können unmittelbar in Serie in die Leitung eingeschaltet werden, oder sie können auch über Transformatoren mit der Leitung verbunden werden. Sie können auch in irgendeiner Weise gegen Überspannungen geschützt werden. Der Übersichtlichkeit halber sind diese besonderen Schutzeinrichtungen in der vorliegenden Erfindung nicht dargestellt.The capacities can be switched directly into the line in series, or they can also be connected to the line via transformers. she can also be protected against overvoltages in some way. The clarity for the sake of this, these special protections are included in the present invention not shown.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement to increase the stability of the power transmission with several parallel lines, characterized in that means (9, 10, 36, 37) are provided, through which automatically when a faulty line is switched off the reactance of the healthy lines is reduced.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that in series in the individual Line path capacitors (10) are switched on, which in the normal Operations are bridged by a switch (9) ', and that automatically when a faulty line is switched off the switches (9) of the capacitors (10) in the parallel healthy line sections are opened.

3. Arrangement according to claim 1, characterized marked that in series in the individual line sections' choke coils C37) are switched on, to which switches (36) are in parallel, which are in normal operation are open, and that automatically when a faulty line is switched off these switches are closed in the parallel healthy line sections.

1 sheet of drawings

BERLIN. PRINTED IN THE REICH PRINTING COMPANY