DE631917C

DE631917C - Anordnung zur Vermeidung von Leistungspulsationen in einem Mehrphasennetz, das ueber allphasig und parallel angeschlossene Umformer oder Umrichter ein Einphasennetz speist

Info

Publication number: DE631917C
Application number: DEL79350D
Authority: DE
Original assignee: OSKAR LOEBL DR ING; Rheinisch Westfaelisches Elektrizitaetswerk AG
Current assignee: OSKAR LOEBL DR ING; RWE AG
Priority date: 1931-09-13
Filing date: 1931-09-13
Publication date: 1936-06-30

Description

Anordnung zur Vermeidung von Leistungspulsationen in einem Mehrphasennetz, das über allphasig und parallel angeschlossene Umformer oder Umrichter ein Einphasennetz speist Bei der Übertragung einer Leistung von beliebiger gegebener Stromart in ein Einphasennetz, beispielsweise bei der Umformung von Drehstrom, in Einphasenstrom, besteht, da die Einphasenleistung mit doppelter Einphasenfrequenz schwankt, der Übelstand, daß sich diese Leistungsspulsationen auf das Mehrphasennetz übertragen. Dieser Fehler besteht auch beim Vorhandensein von Energiespeichern, etwa kinetischer, elektrischer, magnetischer oder hydraulischer Art, insbesondere aber beim Fehlen derartiger Speicher.
Nach der Erfindung wird diesem Übelstand dadurch entgegengewirkt, daß das Einphasennetz in voneinander isolierte, je über einen Umformer oder Umrichter gespeiste Leitungsabschnitte unterteilt ist und die Spannungen dieser Abschnitte derart gegeneinander phasenversetzt sind, daß die Gesamtleistung auf der Mehrphasenseite im Verlauf einer Periode möglichst konstant ist. Bei Verwendung von dreiphasig-einphasigen Synchron-Motorgeneratoren wird beispielsweise die Anordnung so getroffen, daß der Winkel, den die magnetische Achse des Generators mit der magnetischen Achse des Motors einschließt, bei den Umformern in den einzelnen Abschnitten abwechselnd o', =2o °, 24o' ist. Bei Benutzung gittergesteuerter Umrichter wird, sofern es sich um ein Dreiphasennetz handelt, die Steuerung der Umrichter so ausgebildet, daß die Einleitung der Entladungen entsprechender Anoden bei den Umrichtern in den einzelnen Abschnitten in einem zeitlichen Abstand von =2o elektrischen Graden der Einphasenseite erfolgt.
Die Zeichnung dient der Erläuterung der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel.
In Fig. i sei D ein Drehstromnetz, Ai, A2 und A3 seien Drehstrom-Einphasenumformer irgendwelcher Art. Der Einphasenstrom diene etwa für Bahnbetrieb: F sei der Fahrdraht mit den Trennstellen T, und S sei die Schiene. Fig. 2 zeigt zunächst die elektrischen Verhältnisse auf der Einphasenseite einer der Umformerwerke. U ist die Einphasenspannung, I der Einphasenstrom und N die Einphasenleistung, alle Größen aufgetragen über der Zeit t: Zwischen Strom und Spannung ist der Allgemeinheit wegen eine Phasenverschiebung angenommen.

Es werde nun das Zusammenwirken von drei Umformerwerken betrachtet und der Einfachheit halber angenommen, daß jedes Unterwerk mit derselben Einphasenleistung belastet sei. Sind nun die Einphasenspannungen in ihrer Phasenlage nicht versetzt, so haben auch die drei Einphasenleistungen überall dieselbe Phase, und auch die Drehstromleistung schwankt, da Energiespeicher fehlen oder nur unvollkommen wirken können, im, selben Takt. Die Gesamtleistung auf der Drehstromseite für die drei Umformer ist dreimal so groß: N' = 3 N und schwankt um den Mittelwert N" (Fig. 3). Sind aber erfindungsgemäß- - die drei Einphasen-

spannengen um z. B. i2o elektrische Gradee

versetzt, so ist- die Gesamtleistung für die: t.@

Umformer konstant und gleich dem Mitte-

Y'. Dieser Idealfall wird allerdings, da :i.

Belastung der drei Abschnitte vielfach nicht

gleich sein wird, nicht immer erreicht werden. Eine Verbesserung der Belastungsverhältnisse des Drehstromkraftwerks wird aber durch die vorgeschlagene Phasendrehung stets eintieten.

Bestehen im besonderen die Umformer aus Gleichrichteranordnungen, so hat die vorgeschlagene Phasendrehung noch den Vorteil, daß die Kurvenform des dem speisenden Netz entnommenen Drehstroms verbessert wird, da die Oberwellen (die durch die Gleichrichterwirkung entstehen) sich teilweise oder ganz aufheben und im Summenstrom entsprechend fehlen. Auf diese Weise wird der Verzerrungsfaktor des Dreiphasenstroms erheblich günstiger: Sind beispielsweise die Umformer dreiphasigeinphasige Synchron-Motorgeneratoren, so geschieht die. elektrische Versetzung der Einphasenspannungen gegeneinander erfindungsgemäß dadurch, daß der Winkel, den die magnetische Achse des Generators mit der magnetischen Achse des Motors einschließt, bei den Umformern benachbarter Abschnitte um i2o ° bzw. 240' verschieden gemacht wird. Das erfolgt bei gleichgebauten Motorgeneratoren am einfachsten dadurch, daß Motor und Generator unter verschiedenen geeigneten Winkeln miteinander gekuppelt werden. Bestehen die Umformer aus Anordnungen mit gittergesteuerten Gleichrichtern (Umrichtern), so kann beispielsweise die Einleitung der Entladungen einander entsprechender Anoden erfindungsgemäß an den Umrichtern in den einzelnen Abschnitten in einem zeitlichen Abstand von i?o elektrischen .Graden, gemessen auf der Einphasenseite, er-NI..en.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Vermeidung von Leistungspulsationen in einem Mehrphasennetz, das über allphasig und parallel angeschlossene Umformer oder Umrichter ein Einphasennetz speist, das in voneinander isolierte, je über Umformer oder Umrichter gespeiste Abschnitte unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Abschnitten zugeführten Einphasen-Wirk-Leistungen derart zeitlich und zyklisch gegeneinander versetzt sind, daß die abgegebene Gesamtlast auf der Mehrphasenseite bei annähernd gleicher Belastung der Einphasenabschnitte im Verlauf einer Mehrphasenperiode annähernd gleichförmig bleibt.
2. Anordnung nach Anspruch i für ein Dreiphasennetz, das über Synchron-Motorgeneratoren das Einphasennetz speist, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die magnetische Achse des Generators mit der magnetischen Achse des Motors einschließt, bei den Umformern in den einzelnen Abschnitten abwechselnd o', i2o °, 240 ° ist.
3. Anordnung nach Anspruch i für ein Dreiphasennetz, das über gittergesteuerte Umrichter das Einphasennetz speist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung der Entladungen entsprechender Anoden bei den Umrichtern in den einzelnen Abschnitten in einem zeitlichen Abstand von i2o elektrischen Graden der Einphasenseite erfolgt.