DE649242C - Anordnung zur Erzielung eines Spannungsausgleichs in Dreileiteranlagen mittels Gleichrichters - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, in Dreileiteranlagen, insbesondere in solchen, die durch. Gleichrichter gespeist werden, als Ausgleichsstriomquellen an Stelle der bisher meist verwende-S ten rotierenden Ausgleichsmaschinen Gleichrichter zu verwenden. Bei diesen Schaltungen wird in Abhängigkeit von der Spannungsdifferenz zwischen den beiden Netzhälften,, beispielsweise mittels eines Differentialrelais, der Netzhälfte mit der kleineren Spannung ein Ausgleichsgleichrichter zugeschaltet. Auf diese Weise läßt sich jedoch die Spannungsdifferenz zwischen beiden Netzhälften nicht ganz beseitigen, da von ihrem Bestehen ja die Zuschaltung des Ausgleichsgleichrichters abhängt. Bei eimern Absinken der Netzspannung besteht bei derartigen. Schaltungen die Gefahr, daß die Ausgleichsgleichrichter überlastet werden, wenn man ihnen nicht eine sehr weiche Spannungsstromcharakteristik gibt, was aber wiederum den Nachteil mit sich bringt, daß sie dann niemals imstande sind, den Differenzstrom in voller Größe auf sich zu nehmen. Ebenso versagen derartige Schaltungen bei Netzen, deren Spannung geregelt wird, wie beispielsweise bei Netzen, die durch gittergesteuerte Gleichrichter von Zeit zu Zeit hochgefahren werden müssen.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzielung eines Spannungsausgleichs in Dneileiternetzen mittels Gleichrichter, durch welche ein praktisch vollständiger Spannungsausgleich zwischen beiden Netzhälften gewährleistet wird und welche eine Regelung der Netzspannung sowie ein Schwankien der Netzspannung infolge Belastungsänderungen in beliebigem Maße zuläßt, ohne die ausgleichende Wirkung der Ausgleichsgleichrichter zu stören. Gemäß der Erfindung werden die Regeleinrichtungen der beiden Ausgleichsgleichrichter mit der Regeleinrichtung der Hauptstromquelle — falls diese Hauptstromquielle ein gesteuerter Gleichrichter ist, also mit dessen Steuerungseinrichtung — so gemeinsam verstellbar verbunden, daß die Leerlaufspannung jedes Ausgleichsgleichrichters stets etwa gleich der Hälfte der Leerlaufspannung der Hauptstromquelle, insbesondere um einen geringen Betrag kleiner ist.

Wenn die Netzspannung bei einer bestimmten symmetrischen Belastung bzw. bei Leerlauf einen bestimmten Wert hat und die beiden Ausgleichsgleichrichter so gesteuert werden, daß die Spannung jedes von ihnen um einen geringen Betrag unter der halben Netzspannung liegt, so wird zunächst keiner der beiden Gleichrichter Strom liefern. In dem Augenblick dagegen, wo die Belastung unsymmetrisch wird, wo also die Spannung der einen Netzhälfte kleiner wird als die halbe

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Wilhelm Brockmann in Berlin-Charlottenburg.

Netzspannung, wird der dieser Netzhälfte zugeordnete Ausgleichsgleichrichter Strom liefern. Wird die Netzspannung durch Regeln der Hauptstromquelle verändert, so ändert' sich die Spannung der Ausgleichsgleitfe richter ebenfalls derart, daß sie stets erst' mit der Stromlieferung beginnen, wenn iff dem Netz, beispielsweise infolge einseitiger Belastung, Spannungsunsymmetrien auftreten, ίο Auf diese Weise ist ohne jede Schwierigkeit auch ein Hochfahren des Netzes möglich. Es können nun auch Änderungen der Netzspannung auftreten, die ihre Ursache nicht in einer Regelung der Hauptstromquelle haben, sondern von Belastungsändcrungen herrühren, besonders wenn die Hauptstromquelle eine verhältnismäßig stark geneigte Spannungscharakteristik besitzt. Um auch in diesem Falle zu erreichen, daß die Spannung jedes Spannungsteilers stets etwa gleich der halben Netzspannung ist, wird gemäß der Erfindung die Steuerung dieser Spannungsteilergleichrichter von dem von der Hauptstromquelle in das Netz gelieferten Strom in Abhängigkeit gebracht, also eine Art Kompoundierung des Spannungsteilers in bezug auf den Netzstrom geschaffen.

Würde man als Spannungsteiler Gleichrichter mit der üblichen Charakteristik benutzen, so wäre es nicht möglich, durch diese Gleichrichter den vollen Differenz- bzw. Nullleiterstrom, zu decken, d.h. die Spannungsteilerwirkung wäre keine vollständige. Es ist daher erforderlich, Gleichrichter mit einer möglichst waagerechten Spanmmgscharakteristik zu verwenden, was nach der Erfindung dadurch erreicht wird, daß man die Spannung jedes Ausgleichsgleichrichters in Abhängigkeit von dem Belastungsstrom des betreffenden Gleichrichters so steuert, daß sie bei allen Belastungen praktisch konstant bleibt. Sollten die Betriebs Verhältnisse es erfordern, kann man die Abhängigkeit der Spannungsteilerspannung von seinem Belastungsstrom bzw. von dem Netzstrom auch anders wählen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung dargestellt. Die auf das Dreileiternetz 14, 15, 16 arbeitenden, von dem Transformator 5 gespeisten gittergesteuerten Ausgleichsgleichrichter i-j- und ι— werden in bekannter Weise durch Spannungsstöße gesteuert, die ihren Steuergittern von Transformatoren 2-\- bzw. 2— zugeführt werden. Diese Transformatoren sind in bekannter Weise mit Wechselstromerregerwicklungen 11 ausgerüstet und werden durch gleichstromerregte Wicklungen in Abhängigkeit von den für die Steuerung der Gleichrichter maßgebenden Betriebsgrößen vormägnetisiert.

Damit beim Regeln der Spannung der Hauptstromquelle bzw. des Hauptsteuergleich-■.richters die Spannung der Spannungsteiler '" inv gleichen Verhältnis mitgeregelt wird, ist '._vde'r Spannungsteilerwiderstand 3, der für den der Batterie 4 entnommenen Strom in der vormagnetisierungswicklung 6 der Spannungsstoßtransformatoren maßgebend ist, mit dem Regler der Hauptstromquelle gekuppelt. Um die richtige Größe der Ausgleichsgleichrichter in bezug auf die Netzspannung auch bei, Änderung der Netzspannung infolge Änderungen der Belastung einzuhalten, ist auf den Spannungsstoßtransformatoren je eine weitere Vormagnetisierungswicklung 9 untergebracht, die von einem Teil des Netzstromes, welcher an dem Shunt 13 abgezweigt wird, durchflossen wird. Schließlich ist auf jedem der Spannungsstoßtransformatoren noch eine Vormagnetisierungswicklung 10 angeordnet, die an einem in die Kathodenleitung des zugehörigen Gleichrichters eingeschalteten Meßwiderstand 12 liegt und somit von einem Teil des Belastungsstromes dieses Gleichrichters durchflossen wird. Dadurch wird es ermöglicht, eine beliebige Abhängigkeit der Spannung jedes Ausgleichsgleichrichters von seinem Belastungsstrom einzustellen. Die den Gittern zuzuführenden Spannungsstöße werden in den Wicklungen 8 der Spannungsstoßtransformatoren induziert, in deren Stromkreisen die Sperrspannungsquellen 7 Hegen.

An Stelle der in der Zeichnung dargestellten Art der Steuerung der Ausgleichsgleichrichter könnte auch jede beliebige andere Steuerungsart treten, beispielsweise könnten auch Gleichrichter ohne Steuerelektroden Verwendung finden, denen mit Gleichstromerregerwicklungen ausgerüstete Drosselspulen vorgeschaltet sind, wobei dann die Regelung der Gleichrichterspannung durch entsprechende Vormagnetisierung der Drosselspulen in Abhängigkeit von den maßgebenden Betriebsgrößen erfolgen könnte.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   I. Anordnung zur Erzielung eines Spannungsausgleichs in Dreileiteranlagen, bei denen jeder Netzhälfte ein regelbarer Gleichrichter, insbesondere ein mit Steuergittern ausgerüsteter Quecksilberdampfgleichrichter, als Ausgleichsstromquelle zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtungen der beiden Ausgleichsgleichrichter mit der Regeleinrichtung der Hauptstromquelle, beispielsweise mit der Steuerungseinrichtung des Hauptgleichrichters, so gemeinsam verstellbar sind, daß die Leerlauf spannung jedes Ausgleichsgleichrichters stets etwa

   gleich der Hälfte der Leerlauf spannung der Hauptstromquelle, insbesondere um einen geringen Betrag kleiner ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Riegeleinrichtung jedes der beiden Ausgleichsgleichrichter so von dem Belastungsstrom der Hauptstnomquelle in Abhängigkeit gebracht ist, daß die Spannung des Ausgleichsgleichrichters sich bei Belastungsänderungen der Hauptstriomquelle in etwa gleichem Verhältnis ändert wie denen Spannung.
3. 3. Anordnung, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Ausgleichsgleichrichter ganz oder nahezu unabhängig von ihnem Belastungsstrom ist.
4. 4. Anordnung" nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die völlige oder angenäherte Unabhängigkeit der Spannung jedes Ausgleichsgleichrichters von seinem Belastungsstrom durch Einwirkung des Belastungsstnomes auf seine Steuerung erfolgt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch r bis 4 unter Vierwendung von gittergesteuerten Gleichrichtern, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter der Gleichrichter Steuers.pannungsstöße von an sich bekannten wechselstromerregten, gleichstromvormagnetisierten Spannungstransformatoren erhalten, die zur Erzielung der gewünschten. Steuerwirkungen in. geeigneter Weise mit dem Dreileitersystem verbundene Vormagnetisierungswicklungen besitzen.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4 unter Vierwendung ungesteuerter Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß den Gleichrichtern auf der Wechselstromseite gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen vorgeschaltet sind, die zur Erzielung der gewünschten Spannungsregelung iri geeigneter Weise mit dem Dreileitersystem verbundene Vormagnetisierungswicklungen besitzen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen