-
Einrichtung zur Blockspeisung von Einphasenwechselstrombahnen mittels
Umrichters Die Speisung von Einphasenwechselstr:ombahnen wurde in früherer Zeit
mit Hilfe rotierender Umforrneranl,agen durchgeführt. Zufolgre der mechanischen
Kupplung zwischen de speisenden Drehstrom- und dem gespeisten Einphasennetz traben
irgendwelche Leistungspulsationen zwischen den beiden Netzen nicht auf.
-
Für die Speisung von Einph.asienire.chselstnomb,ähnen sind in neuerer
Zeit vielfach Umrichter, also unmittelbare Frequenzumformaung en mittels gesteuerter
Entladungsstrecken, vorzugsweise gitttergestie-uerb2r Dampf-oder Gasentladungsstre.cken.
mit im wesentlichen lichtbiogenförmiger Entladung, vorgeschlagen worden. Man kann
dabei in verschiedenartiger Weise die Speisung durchführen. Handelt es sich darum,
bestehende Netze zu erweitern ioder zu verstärken, so wird man im allgemeinen elastische
Umrichter verwenden, d. h. man. wird die Speisung in der Weise durchführen, daß'für
den Verbraucher stets mindestens zwei unabhängige Energiequellen zur Verfügung stehen.
Beim Bau neuer Einphasenwechselstrombahnen neigt man dazu, starre Umrichter zu verwenden,
deren Steuerungsbedingungen neinfacher als die von elastischen Umrichtern sind.
Es ist nun weiterhin vom Umrichter, an dessen Sekundärklemmen eine einphasige Spannurig
niedrigerer Frequenz als die des primären Mehrphasennetzes besteht, bekannt, daß
Leistungspulsationen im primären Mehrphasennietz auftreten. Diese Leistungspulsationien
ergeben sich -aus den energetischen Ver-Ihältnissen von Einphasenwiechselstromnetzen.
Man kann sie verringern, indem man, anknüpfend an die Energiebedingungen in Melirphasennetzen,
das gesamte Einphasennetz in mehrere Abschnitte unterteilt, denen phasenverschrobene
Einphasienspannungen zugeführt werden. Bei Anordnungen dieser Art ist ges bekanntgeworden,
für jeden Abschnitt einen besonderen Umformer bereit zu halten. Es ist ferner bekanntgeworden,
drei Abschnitte durch je Beinen Umrichter mit Einphasienspannungen zu versorgen,
die gegeneinander izo° Phasenverschiebung aufweisen.
-
Diese abschnittsweise durchgeführte Speisung, auch Bl@ockspieisung
genannt, hat außer den betrieblichen Vorteilen auch seine Reihe von bietri@eblichen
Nachteilen. Die Erfindung bezweckt nun eine Verbesserung des Betriebes, und zwar
sowohl eine Verbilligung der Anlagekosten als auch eine Erleichterung der Reservehaltung.
Erfindungsgemäß -erfolgt die Speisung mindestens zweier elektrisch getrennter Verbraucherabschnitte
durch Beinen gemeinsamen, sekundärseitig mehrphasigen Umrichter, dessen Phasenzahl
p gleich der Zahl der Verbraucherabschnitte ist und bei denen eine Phasenverschiebung
zwischen den
sekundären Phasen von (igo:p) Grad, bestellt.
-
In Abb. i der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke schematisch veranschaulicht.'
Der vom primären Drehstromnetz. i ge=i speiste starre Umrichter 2 möge in hekann'ter
Weise einen Drchstromtransformator, ge-@_ steuerte Entladungsstrecken. und ferner
Transformatoren auf der Sekundärseite enthalten. Beispielsweise möge ein Dnelistromtraiisformator
mit vier sekundären St@ermvicklungen vorgesehen sein, an die je eine Gruppe
von gesteuerten Entladungsstrecken mit eindeutiger Stromdurehlaßrichtung, vorzugsweise
mit gemeinsamem Iwatliodenpotential und meinem gemeinsamen- Gefäß untergebracht,
angeschlossen ist. Je zwei der Gruppen von Entladungsstrecken erzeug len. zusammen
mit den zugehörigen Wicklungen des Drehstromtransformators eine der @erforderlichen
Phasen. Die Steuerung der Gruppen von Entladungsstrecken erfolgt derart, daß zwischen
den sekundären Phasenspannungen eine Phasenverschiebting von (i 8o : p) Grad bestellt,
im vorliegenden Fall also 9o°. Dann nehmen die Leistungspulsationen ?ein Minimum
an. Man könnte zwar für jede sekundäre Phase einen besonderen Transformator vorsehen,
aber vorteilhafter ist -es doch, für beide Phasen einen gemeinsamen Transformatorkern
mit freiem magnetischem Rückschluß zu verwenden. Dies ist z. B. in Abb. 2 der Zeichnung
veranschaulicht. Auf jedem Schenkel ist eine von den Entladungsströmen durchflossene
Wicklung P, bzw. P@ mit Mittelanzapfung, wie sie beispielsweise bei der F. W. Meyer-Schaltung
in Frage kommt, und eine Wicklung S, bzw. S" vorgesehen, die die für den Fahrdraht
F, bzw. F@ erforderlich,-Spannung liefert.
-
Besondere Bedeutung hat der Erfindungsgedanke, wenn. mehr als zwei
Verbraucherabschnitte gleichzeitig gespeist werden. Dies soll an einem häufig vorkommenden
Beispiel erläutert werden: Es möge sich um einte zweigleisige Hauptbahn und eine
eingleisige Bahn handeln, die in der Nähe des Unterwerkel auf die Hauptbahn ,einmünden
möge. Dann kann man beispielsweise drei sekundär zweiphasige Umrichter aufstellen,
von denen je eine Phase jedes Umrichters je ein vom Unterwerk abgehendes Gleis der
Hauptbahn und die eingleisige Bahn speisen, dAi. eine Phase eines Umrichters dient
als Reserve, und di-c zugehörigen beiden Gruppen von Entladungsstrecken sind in
dieser Zeit außer ;$Setrieb. Es ist dabei nicht notwendig, daß '.tü!.' Umrichter
unter sich mit gleichr2r Phasen-;lagesteuert werden. Beispielsweise können die drei
Umrichter mit je 6o` Phasenverschiebung - bezogen auf die niederfrequente Periode
--- gesteuert werden. Naturgemäß kann man vorstehend angedeutete Bahnanlage auch
durch zwei sekundär dreiphasige Umrichter speisen, wobei ebenfalls eine Phase eines
Umrichters in Betriebsbereitschaft steht.
-
Bei Anwendung des Erfindungsgedankens ergibt sich zunächst infolge
der Verwendung von sekundär mehrphasigen Uririchtern der Vorteil einer Verringerung
der Anlagekosten; denn mehrere sekundär einphasige Umrichter sind naturgemäß teurer
als ein. Umrichter mit einer sekundären Phasenzahl gleich der Zahl der sekundär
einphasigen Umrichter. Die Zahl der sekundären Phasen wird man jedoch schon mit
Rücksicht auf die Reservehaltung, die besonders bei der Blockspeisung eine wichtige
Rolle spielt, möglichst nicht größer als drei wählen. Gleichzeitig werden die Zuleitungen
des primären Drehstromnetzes günstiger ausgenutzt, als wenn mehrere sekundäreinphasige
Umrichter an verschiedene Punkte desselben Drehstromnetzes angeschlossen werden.
Diese Vorteile vergrößern sich, wenn man in einem Unterwerk mehrere sekundär mehrphasige
Umrichter vorsieht und sie zweckmäßigerweise noch mit gegenseitiger Phasenverschiebung
steuert, wie es im vorangehenden Absatz geschildert ist. Gleichzeitig wird die sonst
bei Blockspeisung mit Schwierigkeiten verbundene Reservehaltung erleichtert.