DE683749C

DE683749C - Anordnung zur Oberwellenkompensation in Kraftuebertragungsnetzen

Info

Publication number: DE683749C
Application number: DEA84496D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Hueter
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1937-10-14
Filing date: 1937-10-14
Publication date: 1939-11-14

Description

Anordnung zur Oberwellenkompensation in Kraftübertragungsnetzen Bekanntlich treten in Kraftübertragungsnetzen öfters Oberwellen in der Spannungskurve auf, obwohl die Maschinen im allgemeinen immer so gut gebaut sind, daß ihre Spannungskurve weitgehend sinusförmig ist. Die Ursache hierfür sind Stromverbraucher, die verzerrte Ströme aufnehmen, wie z. B. Stromrichter und Transformatoren, deren Magnetisierungsstrom von der Sinusform abweicht. Die Rückwirkung dieser verzerrten Ströme auf die Wirk- und Blindwiderstände (Kapazitäten und Induktivitäten) des Netzes bedingt dann die Verzerrung der Spannungskurve. Größe und Art der verzerrten Ströme einerseits und der Wirk- und Blindwiderstände andererseits bestimmen die entstehenden Spannungsoberwellen; da sich die Ströme mit den Lastverhältnissen und die Widerstände mit dem Schaltzustand des Netzes ändern, sind die Oberwellen in der Spannung nach Größe und Phase meist stark veränderlich. Jedoch tritt in den meisten Fällen vorwiegend nur eine Oberwelle auf, da es sich um einen resonanzartigen Vorgang handelt.
Es ist bekannt, daß man diese Spannungsoberwelle dadurch beseitigen kann, daß man einen Generator für diese Oberwelle auf das Netz schaltet (wobei natürlich durch entsprechende Maßnahmen dafür gesorgt sein muß, daß die Grundwelle nicht kurzgeschlossen wird), und seine EMK nach Größe und Phase so einregelt, daß die Netzspannung gerade sinusförmig wird, daß also die Oberwelle gerade verschwindet.

Eine beispielsweise Schaltung dieser Art ist in der Zeichnung dargestellt. An die Sammelschienen oder Leitungen R, S, T des Netzes wird die Hilfsmaschine z für die betreffende Oberwelle, beispielsweise die fünfte Harmonische, angeschlossen. Damit kein Kurzschluß der Grundwelle entsteht, sind Sperrkreise 2 für die Grundwelle vorgesehen. Die Maschine wird

durch. einen Synchronmotor 3 angetrieben. Soll

eine richtige Kompensation der störenden Ober-.

welle eintreten, so muß die EMK der Hilfs `

schine i eine bestimmte Größe und Phase .

weisen. Erstere läßt sich durch die Erre o

einstellen. Um letztere regelbar zu mach. ,

müßte z. B. der Ständer der Hilfsmaschine drehbar angeordnet werden. Kennzeichnend für die richtige Einstellung ist das Verschwinden der Oberwellenspannung. Da nur ein Kennzeichen vorhanden ist, während zwei Größen eingeregelt werden müssen, ist der Betrieb einer solchen Anordnung nicht ganz einfach. Die richtige Einstellung läßt sich nur durch schrittweises Probieren erzielen. Da außerdem, wie oben gesagt, die Oberwelle in der Netzspannung nicht unveränderlich ist, müßte diese umständliche Einstellung ziemlich häufig vorgenommen werden.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Anordnung zur Oberwellenkompensation,. die stets selbsttätig dafür sorgt, daß bei Änderung der Oberwellenverhältnisse im Netz Größe und Phase der Hilfsspannung so eingeregelt werden, daß die Störspannung verschwindet. Hierzu könnte man an eine Anordnung denken, die den Vorgang der Handeinstellung nachahmt, etwa in der Weise, daß durch ein Schaltgerät ein Relais, dessen Ausschlagsrichtung von der Änderung .der Oberwellenspannung abhängt, zunächst mit der Phasenverstellvorrichtung verbunden wird. Diese läuft an und verstellt probeweise den Ständer der Hilfsmaschine in einer bestimmten Richtung. Sinkt die Oberwellenspannung, so wird die Phasenverstellung fortgesetzt, bis die Änderung der Oberwellenspannung zu Null wird, bis also ein Mindestwert erreicht ist. Steigt sie, so kehrt das Relais den Drehsinn der Phasenverstellung um und läßt die Verstellung weitergehen, bis wieder ein Mindestwert erreicht ist. Anschließend wird auf die Erregerstromregelung umgeschaltet. Diese wird gleichfalls probeweise geändert und in richtigem Sinn geregelt, bis wiederum ein Mindestwert erreicht ist, andernfalls wird vorher der Regelsinn umgekehrt. Nachdem so ein neuer kleinerer Mindestwert erreicht ist, wird auf die Phasenverstellvorrichtung zurückgeschaltet usw.
Dieses Verfahren wäre möglich, würde aber eine ziemlich verwickelte Einrichtung bedingen. Außerdem würde der Regelvorgang eine erhebliche Zeit beanspruchen, was unter Umständen sogar dazu führen könnte, daß die Anordnung der schnellen Änderungen der Oberwellenverhältnisse im Netz gar nicht zu folgen vermag.

Zur Vermeidung dieses schrittweisen Probierens wäre es erforderlich, die Phasen- und Größeneinstellung getrennt vorzunehmen. Hierbei tritt jedoch eine Schwierigkeit auf. Es läßt sich nichts darüber auss;gen, welche Phasen-

lage der von- der Maschine zu liefernde Strom

im allgemeinen Fall haben wird. Das Netz kann

nach dem Schalt- und Belastungszustand

öme der verschiedensten Phasenlage führen.

@@Die geschilderte Schwierigkeit wird gemäß

er Erfindung auf Grund folgender Überlegun-

gen umgangen. Im richtig eingeregelten Zustand soll die Hilfsmaschine einen Oberwellenstrom in das Netz liefern, jedoch soll die Oberwellenspannung an ihren Klemmen Null sein. Das besagt,, daß die Maschine weder Wirk- noch Blindleistung abgeben soll, sie arbeitet im Kurzschlußzustand. Wird, von der richtigen Einregelung ausgehend, die Einstellung der Maschine geändert, so erfolgt Wirkleistungsabgabe oder -aufnahme, wenn die Phase, und Blindleistungsumsatz, wenn die Größe der Maschinen-EMK geändert wird. Daraus ergibt sich, daß eine selbsttätige Einregelung einer Anordnung der vorbeschriebenen Art in der Weise vorgenommen werden kann, daß mit einem Blindleistungsrelais die Größe und mit einem Wirkleistungsrelais die Phase der Hilfs-EMK so gesteuert werden kann, daß die Hilfsmaschine weder Wirk- noch Blindleistung abgibt.

Hierbei ist jedoch eine Fehleinstellung noch insofern möglich, als nämlich Wirk- und Blindleistung auch dann zu Null werden, wenn an Stelle der Oberwellenspannung der Oberwellenstrom zu Null wird oder, anders ausgedrückt, wenn die Hilfsmaschine im Leerlauf- statt im Kurzschlußzustand arbeitet. Durch ein Hilfsrelais läßt sich diese Fehlermöglichkeit leicht ausschalten.
Eine Anordnung der beschriebenen Art ist nicht darauf beschränkt, daß die Oberwellenspannung am Aufstellungsort der Maschine auf Null geregelt wird. Wird den beiden Relais nicht die Oberwellenspannung und der zugehörige Strom dieses Netzpunktes, sondern einer anderen Stelle des Netzes zugeführt, so regeln sie den Sollzustand für diese Meßstelle ein. Nötigenfalls läßt sich in solchen Fällen ein Fernmeßverfahren zur Übertragung der Meßwerte heranziehen.
Vorstehend ist übersichtshalber eine umlaufende Maschine als Quelle für die Hilfs-EMK angenommen worden. Praktisch kommen auch andere Mittel in Frage, z. B. eisengeschlossene Drosselspulen. Auf solche Einrichtungen läßt sich der Erfindungsgedanke sinngemäß anwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Oberwellenkompensation in Kraftübertragungsnetzen, bei der die störende Spannungsoberwelle im Netz durch eine für diese Oberwelle bemessene, an das Netz angeschlossene und hinsichtlich Größe und Phase der Hilfs-EMK regelbare Hilfsmaschine mit selbsttätiger Einregelung der Größe und Phase der Hilfs-EMK beseitigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß: mit einem Blindleistungsrelais die Größe und mit einem Wirkleistungsrelais die Phase der Hilfs-EMK so gesteuert werden, daß die Hilfsmaschine weder Wirk- noch Blindleistung abgibt.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einregelung der Hilfsmaschine auf den Leerlaufzustand durch ein Hilfsrelais verhindert wird.
3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung durch die Relais nicht unmittelbar an den Klemmen der Maschine, sondern an einer beliebigen Stelle des Netzes erfolgt.