DE69017884T2 - Vorrichtung zur Steuerung des Blindwiderstands einer Starkstromleitung. - Google Patents

Vorrichtung zur Steuerung des Blindwiderstands einer Starkstromleitung.

Info

Publication number
DE69017884T2
DE69017884T2 DE69017884T DE69017884T DE69017884T2 DE 69017884 T2 DE69017884 T2 DE 69017884T2 DE 69017884 T DE69017884 T DE 69017884T DE 69017884 T DE69017884 T DE 69017884T DE 69017884 T2 DE69017884 T2 DE 69017884T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reactance
modules
series
line
capacitive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69017884T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69017884D1 (de
Inventor
Stig Lennart Nilsson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute Inc
Original Assignee
Electric Power Research Institute Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute Inc filed Critical Electric Power Research Institute Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE69017884D1 publication Critical patent/DE69017884D1/de
Publication of DE69017884T2 publication Critical patent/DE69017884T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1807Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern des Blindwiderstandes einer Übertragungsleitung, und insbesondere auf das Einfügen in Reihe geschalteter kapazitiver Blindwiderstände.
  • Die Blindleistungssteuerung bei Wechselstrom-Übertragungsleitungen soll den Leistungsfaktor oder Ströme und Spannungen steuern. Natürlich können sowohl Induktivitäten als auch Kondensatoren verwendet werden. Solche Systeme werden in der Technik als "statisches VAR" bezeichnet. Das Akronym "VAR" steht für "volt-ampere reactive" (Blindleistung). Eine allgemeine Erörterung über Blindleistungssteuerung und aktuelle Experimente sind in Bulletin 13-02 der "International Conference on High Voltage Electric Systems" vom 28. August bis 3. September 1988 enthalten.
  • In diesem Bulletin steht eine Erörterung der Verwendung von "geschalteten Reihen-Kondensatoren", wie in Fig. 1 dargestellt. In Reihe geschaltet mit einer Übertragungsleitung 10, mit XL bezeichnet, wobei die Generatorseite mit 10a und die Last-Seite mit 10b bezeichnet ist, sind die Reihenkondensatoren X&sub1; bis Xn. Diese werden durch entsprechende Reihenschalter S&sub1; bis Sn geschaltet. Diese Reihenschalter S und Kondensatoren X sind untereinander parallel geschaltet. Durch wahlweises Einschalten eines dieser Reihenkondensatoren in die Übertragungsleitung (in Fig. 1 dargestellt) wird der induktive Blindwiderstand bis zu einem vorbestimmten Kompensationsspegel ausgeglichen. So kann der Blindwiderstand der Übertragungsleitung insgesamt beliebig gesteuert, erhöht oder verringert werden.
  • Wenn bei dem in Fig. 1 dargestellten System der höchste Kompensationspegel gefordert ist, wird nur ein einziger Kondensator oder ein einziges Reihenmodul eingeschaltet, wobei die anderen aus dem Kreis ausgeschaltet sind; so muß z.B. der Kondensator X&sub1; in Fig. 1 auf den größten Strom ausgelegt sein.
  • In Fig. 2, ebenfalls Stand der Technik, ist eine praktische Ausführung der Kondensatoren X&sub1; dargestellt, wobei sie in diesem Fall als eine Anordnung von Reihen- und Parallel-Kondensatoren ausgebildet sind. Die gestrichelten Linien stehen für die Verbindung zu den anderen parallelen Kondensatoren, die einzeln in den Kreis ein- oder aus ihm ausgeschaltet werden. Andere Teile des Kondensatormoduls X&sub1; sind der Sicherheitsüberbrückungsschalter 11 und der nicht-lineare Widerstand 12. In einem Fall wurde vorgeschlagen, das Kondensatormodul mit einem einzigen mechanischen Überbrückungsschalter 13 zu versehen, der den prozentualen Anteil der seriellen Ausgleichskapazität der einzelnen Einheit als eine einmalige Einstellung steuern könnte. Dies wurde in einem Artikel von E.W. Kimbark mit dem Titel "Improvement of System Stability by Switched Series Capacitors" ("Verbesserung der Systemstabilität durch geschaltete Reihenkondensatoren") (IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems), Vol. PAS-85, Feb. 1966, pp. 180-188 erörtert. Im wesentlichen wurde eine einzige Kondensatorreihe in zwei Abteilungen geteilt, und es wurde ein mechanischer Einmalschalter zum Bestimmen des prozentualen Ausgleichs vorgesehen.
  • Eine Schwierigkeit bei der obigen Möglichkeit, eine Anordnung zweier paralleler Kondensatormodule zu verwenden, ist, daß die VAR-Kapazität übergroß ist. Und dies trifft vor allem dann zu, wenn diese Ausgleichsmöglichkeit für automatische und steuerbare Veränderungen in der Reaktion auf die Überwachung eines Parameters der Übertragungsleitung, wie z.B. subsynchrone Oszillation usw., angewendet wird.
  • Eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Steuern des Blindwiderstands einer Übertragungsleitung ist in EP- A-0289975 beschrieben. Die Vorrichtung weist eine Vielzahl gegenseitig in Reihe in eine Übertragungsleitung geschalteter Stufen-Kondensatoren auf und Schaltglieder, die zum Einschalten der Kondensatoren in die, und zum Ausschalten der Kondensatoren aus der Spannungsleitung an die Stufenkondensatoren angeschlossen sind. Die Schaltglieder umfassen eine Transformator-Last-Stufenschaltung mit sequentiell arbeitenden Kontaktgliedern sowie Impedanzmodule, die so angeordnet sind, daß ein direktes Kurzschließen der Stufenkondensatoren vermieden wird.
  • Es ist die allgemeine Aufgabe dieser Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Steuern des Blindwiderstands einer Übertragungsleitung vorzusehen.
  • Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Steuern des Blindwiderstands einer Übertragungsleitung vorgesehen, in die zur Kompensation des induktiven Blindwiderstandes bis zu einem vorbestimmten Kompensationsgrad, bei dem der Blindwiderstand abgesenkt wird, in Reihe ein kapazitiver Blindwiderstand eingefügt ist, mit drei oder mehr Kondensatormodulen, die je einen vorbestimmten kapazitiven Blindwiderstand haben, die miteinander in Reihe geschaltet sind, so daß sie eine Reihenschaltung von Kondensatormodulen bilden, die einen kombinierten kapazitiven Blindwiderstand haben, der durch die arithmetische Summe der vorbestimmten kapazitiven Blindwiderstände dargestellt wird, wobei die kombinierten kapazitiven Blindwiderstände einen maximalen Kompensationspegel ergeben, bei dem der Blindwiderstand der Leitung minimal ist, wobei wenigstens ein Teil der Module Überbrückungsschalter mit Steuereingängen zum Überbrücken eines oder mehrerer gewählter Module in der Reihenschaltung aufweist, einer an die Steuereingänge im wesentlichen aller Module angeschlossenen Steuereinrichtung zum automatischen Verändern des kombinierten kapazitiven Blindwiderstandes bei einer Änderung eines Parameters der Übertragungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungsschalter Festkörperschalter sind, und daß in jeder Leitung einer dreiphasigen Übertragungsleitung eine Reihenschaltung aus Kondensatormodulen vorgesehen ist, und daß die Steuereinrichtung ferner auf einen Fehler in einer der Leitungen derart anspricht, daß die Impedanz in dieser Leitung zeitweilig erhöht und die Impedanz in den restlichen Leitungen vermindert wird (Erhöhung der Kompensation).
  • Entsprechend hat die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß sie auf einen Fehler in der Übertragungsleitung reagiert und zeitweise die Impedanz in dieser Leitung erhöht, um den Fehlerstrom zu verringern. Gleichzeitig wird in den anderen beiden Leitungen die Impedanz verringert, um darin einen höheren Stromfluß zu ermöglichen und dadurch einen Ausgleich zu schaffen.
  • Beispiele und Ausführungsformen werden nun anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
  • Fig. 1 ein Schaltbild einer Blindwiderstands-Ausgleichstechnik des Standes der Technik,
  • Fig. 2 ein detaillierteres Schaltbild eines Teils von Fig. 1, das ebenfalls den Stand der Technik darstellt,
  • Fig. 3 ein Schaltbild einer Blindwiderstands-Ausgleichstechnik,
  • Fig. 4 ein detaillierteres Blockschaltbild eines Teils von Fig. 3,
  • Fig. 5 ein detaillierteres Blockschaltbild eines Teils von Fig. 4,
  • Fig. 6 ein Blockschaltbild, in dem eine Anwendung der Schaltung von Fig. 3-5 gezeigt ist,
  • Fig. 7 ein Blockschaltbild, in dem eine weitere Anwendung der Schaltung von Fig. 3-5 dargestellt ist,
  • Fig. 8 charakteristische Kurven, die die Funktionsweise von Fig. 7 darstellen,
  • Fig. 9 ein Netz-Schaltbild und
  • Fig. 10 ein die Erfindung verdeutlichendes Übertragungsleitungsnetz.
  • In Fig. 3 ist eine serielle kapazitive Blindwiderstands-Kompensation dargestellt. Sie weist eine Vielzahl von Kondensatormodulen 14a bis 14n auf, die untereinander in Reihe geschaltet sind und zusammen eine Reihenkombination von Kondensatormodulen bilden, die miteinander einen kapazitiven Blindwiderstand aufweisen, der der arithmetischen Summe der kapazitiven Blindwiderstände entspricht; diese sind mit X&sub1;, X&sub2; bis Xn bezeichnet. Sie sind zwischen die Generatorseite 10a und die Lastseite 10b in Reihe geschaltet. Wie aus Fig. 3 deutlich wird, kann jeder beliebige Blindwiderstand X&sub1; bis Xn in Reihe in die Übertragungsleitung eingeschaltet werden, indem wahlweise die Überbrückungsschalter S&sub1; bis Sn betätigt werden.
  • Wenn alle kapazitiven Blindwiderstände in Reihe geschaltet und die Überbrückungsschalter geöffnet sind, ergibt der kombinierte kapazitive Blindwiderstand aller Module einen maximales Ausgleichspegel, wobei der gesamte Blindwiderstand der Übertragungsleitung auf einem minimalen Pegel ist. Das bedeutet, daß der induktive Blindwiderstand der Übertragungsleitung zumindest teilweise ausgeglichen wurde. In der praktischen Anwendung ist es wünschenswert, den Blindwiderstand der Übertragungsleitung zu minimieren, jedoch auf einen Pegel, der weniger als 100% des induktiven Blindwiderstands der Leitung beträgt. Ein praktisches Limit wäre hier 90%; d.h. der kapazitive Blindwiderstand der Kondensatoren gleicht 90% des in der Übertragungsleitung selbst verursachten induktiven Blindwiderstands aus. Dabei wird die Steuerbarkeit und die Stabilität der Übertragungsleitung gewahrt. Je nach Verwendung des Systems beträgt ein solcher Ausgleich normalerweise 25 bis 60%. Ein Ausgleich von 90% käme typischerweise in einem Rückkopplungs-Steuersystem zur Anwendung, durch das zeitweise Spannungs- oder Stromstöße ausgeglichen werden sollen.
  • Ein Vorteil der Reihenschaltung von Kondensatormodulen ist, daß die installierte KVAR-Kapazität der Einrichtung verringert wird, da der Maximal-Ausgleichspegel auf tritt, wenn alle Kondensatoren angeschlossen sind. Folglich würde der kapazitive Blindwiderstand X&sub1;, der typischerweise die höchste Kapazität aufweisen würde (d.h. den niedrigsten kapazitiven Blindwiderstand), die geringste prozentuale Änderung im Ausgleichspegel bestimmen. Dies steht im Gegensatz zu der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Parallelschaltung, bei der bei erwünschtem höchstem Ausgleich nur ein einziges Kondensatormodul verwendet würde.
  • Ein typisches Modul 14a ist in Fig. 4 dargestellt, das zwar den kapazitiven Blindwiderstand X&sub1; aufweist, aber einen induktiven Blindwiderstand XL (der nur zum Begrenzen von Stromstößen bei eingeschalteten Thyristoren verwendet wird), einen nicht-linearen Widerstand 16, einen Sicherheits-Überbrückungsschalter 17 und ein Paar antiparallel geschalteter Schalt-Thyristoren 18a und 18b. Diese sind zur Bildung des Schalters S&sub1; gekreuzt oder parallel zum kapazitiven Blindwiderstand X&sub1; geschaltet, wie das in Fig. 3 im Zusammenhang mit dem Modul 14a schematisch dargestellt ist. Normalerweise würden die Thyristoren 18a und 18b aus mehreren in Reihe geschalteten Thyristoren bestehen, um den Spannungsanforderungen zu genügen; so bilden sie einen Überbrückungsschalter, durch den ein bestimmtes Modul oder bestimmte Module in der erwünschten in Reihe geschalteten Kombination leitend überbrückt werden können. Der Sicherheits-Überbrückungsschalter 17 kann in der praktischen Anwendung mehrere Module 14 überbrükken.
  • Jeder Festkörper-Thyristorschalter 18a, 18b weist Steuereingänge 19a bzw. 19b auf, die an ein automatisches Steuersystem 21 angeschlossen sind und von diesem gesteuert werden. Dieses erfaßt, wie dargestellt, die Parameter der Übertragungsleitung 10, einschließlich Spannung, Stromstärke und/oder Frequenz. Das Steuersystem ist, wie in Fig. 3 dargestellt, auch an die anderen Schalter S&sub2;, S&sub3; usw. der Module 14a bis 14n angeschlossen. Eine ähnliche Schaltung ist auch aus EP-A-0 289 975 bekannt.
  • Jeder kapazitive Blindwiderstand X&sub1;, X&sub2; usw. muß für den höchstmöglichen in der Übertragungsleitung zu erwartenden Strom ausgelegt sein, wenn dieses bestimmte Modul verwendet werden soll. So wird, wie das in Fig. 5 dargestellt ist, das Kondensatormodul typischerweise viele Kondensatoreinheiten C enthalten, die, wie dargestellt, parallel und/oder in Reihe geschaltet sind. Die einzelnen in Fig. 5 dargestellten Kondensatoren können als "CANs" erworben werden, oder als eine Kombination davon. Die typischen Kondensatorwerte eines CAN können bei einem kapazitiven Blindwiderstand von 4,7 Mikrofarad bei 14 kV mit einem Strom von 23 A liegen. Ein weiterer im Handel erhältlicher CAN hat die gleichen Werte für den Strom und die Spannung, aber einen kapazitiven Blindwiderstand von 40 Mikrofarad.
  • Um bei dem automatischen Steuersystem 21 von Fig. 4 eine gute Steuerbarkeit zu erreichen, sollten die einzelnen Kondensatormodule 14a-14n vorbestimmte kapazitive Blindwiderstände aufweisen, die in ihrem Wert in im wesentlichen geometischen Schritten von einem Maximum zu einem Minimum reichen, um den Kompensationspegel kontinuierlich zu modulieren. Solche kapazitiven Blindwiderstände können mit der folgenden Formel bestimmt werden:
  • Xn = 2nX&sub1;,
  • wobei X der kapazitive Blindwiderstand ist, X&sub1; der kleinste Blindwiderstand, der für die erwünschte Minimalkompensation gewählt wurde, und n eine ganze Zahl, die von 0 bis zur Gesamtzahl der Module reicht. Danach würden die kapazitiven Blindwiderstandswerte einer Binärreihe 1, 2, 4, 8, 16, 32 usw. folgen. Das kleinste Element X&sub1; bestimmt die kleinste mögliche Veränderung der Kompensationsimpedanz. Und wenn alle Elemente in den Kreis geschaltet sind (d.h. nicht durch die Thyristorschalter überbrückt werden), ist der Kompensationspegel der Leitung am höchsten. Da sich der Widerstand eines Kompensators umgekehrt proportional zum kapazitiven Blindwiderstandswert verhält, wird der größte kapazitive Blindwiderstand für X&sub1; und der kleinste für Xn verwendet.
  • Unter manchen Steuerbedingungen müssen nicht alle Module überbrückt werden. Daher müssen zur Steuerung nur einige der Module die S-Schaltthyristoren 18a, 18b (wie in Fig. 4 dargestellt) haben. Es sind jedoch drei oder mehr Module zu einer effektiven Steuerung erforderlich.
  • Ein Parameter, der durch eine Veränderung des Netzwiderstandes gesteuert werden kann, ist die Leistung an der Wechselstromleitung. In Fig. 6 ist dargestellt, wie dies erreicht wird, wobei eine Veränderung in der Stromleistung (Δ Leistung) als das Produkt der Leistung und einer Veränderung des kapazitiven Blindwiderstandes dividiert durch den gesamten Blindwiderstand ausgedrückt werden kann. Das ist in der folgenden Formel ausgedrückt:
  • Bei der Gleichung oben sind die Δ-Mengen Veränderungen in der Leistung und der Netto-Leitungsimpedanz. Wie in Fig. 6 dargestellt, vergleicht die Steuereinrichtung 20' dazu einen Sollpunkt (z.B. der Ausgangs-Leitungsstrom) mit dem tatsächlichen Leitungsstrom, es wird eine Übertragungsfunktion angewendet, und dann werden die entsprechenden "S"-Schalter betätigt, um ein gewünschtes ΔX zu erreichen. Dies kann entweder für eine Veränderung der Leistung oder zur Korrektur von Leistungsstößen in der Leitung verwendet werden. Im Zusammenhang mit dem oben angeführten Artikel bei der International Conference on Large High Voltage Electric Systems ist dies unter der Bezeichnung Rapid Adjustment of Network Impedance (RANI) (Schnelleinstellung des Netzwiderstandes) bekannt. Der Zweck davon ist, für einen ungestörten Leistungsfluß zu sorgen. Es können auch andere Parameter wie Spannung, Strom, Frequenz oder Kombinationen davon in ähnlicher Weise gesteuert werden.
  • Wenn die Technik zur allgemeinen Steuerung von Leistungsfluß an der Leitung verwendet wird, ist die oben angeführte Gleichung ein vereinfachtes Modell, da angenommen wird, daß sich die Veränderungen im Leistungsfluß nicht auf die Netze an den beiden Enden der Leitung auswirken, was natürlich nicht der Fall ist. Die Überbrückungs-Thyristorschalter 18a, 18b können jedoch so schnell betätigt werden, daß diese Annahme für eine kurze Zeitperiode nach der Veränderung Gültigkeit hat. So kann mit der erfindungsgemäßen geschalteten Reihen-Kompensation, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, der erwünschte Leistungsfluß mit einem erwünschten Winkel zwischen dem Sendeund dem Empfangsende in automatischer Reaktion auf Veränderungen bei der Messung der Parameter, wie z.B. Frequenz, Leistungsfluß, Leitungsströme, Phasenwinkelmessungen, usw. der Übertragungsleitung erreicht werden. Dies kann die Transienten im Leistungssystem dämpfen.
  • Eine bestimmte Verwendung einer Veränderung der Netzimpedanz, die auch implizit eine Phasenverschiebung verursacht, ist in Fig. 9 dargestellt, wobei verschiedene Stromnetze geographisch als NW (für Nordwesten der Vereinigten Staaten), Idaho, Utah, Arizona, Nordkalifornien und Südkalifornien bezeichnet sind. Wenn in Südkalifornien der Strom ausfällt, kann der Strom auf dem kürzesten Weg nach Südkalifornien geleitet werden (d.h. über Nordkalifornien), indem der Netzwiderstand durch die angegebenen Phasenverschiebungsnetze 31 und 32 verstellt wird. Jedes davon ist natürlich ein erfindungsgemäßer thyristorgesteuerter serieller Kompensator. Das phasenverschiebungsnetz 32 kann so eingestellt werden, daß keine Leistung unbeabsichtigt auf dem längern Weg über Idaho und Utah geleitet wird.
  • Ein weiteres Steuerungsverfahren, das wirkungsvoll durch ein Kompensationssystem aus mehreren in Reihe geschalteten Modulen umgesetzt werden kann, besteht darin, daß subsynchrone Oszillationen (SSO) ausgeschlossen werden können. Dies ist zuvor schon allgemein in dem dem gegenwärtigen Zessionar übertragenen Patent von Hingorani 4,292,545 vorgeschlagen worden. Solche subsynchronen Oszillationen (SSO) können, wie in Fig. 8 dargestellt, mit einer Frequenz von 7 bis 20 Hz auftreten. Drei Peaks sind in Fig. 8 angegeben. Um diese Bereiche zu vermeiden und um die Leitung in "sichere Bereiche" zu bewegen, ist in Fig. 7 die Verwendung eines Leitungsstomfilters 33 zum Bestimmten der in Fig. 8 dargestellten Peaks gezeigt. Ein Phasendetektor 34 reagiert auf die Leitungsspannung, um die Oszillationspeaks genauer zu bestimmen, und dann entscheidet eine Logikeinheit 36 den kapazitiven Blindwiderstand, der erforderlich ist, um eine Verschiebung in einen sicheren Bereich zu erwirken, wie das in Fig. 8 dargestellt ist. Das automatische Steuersystem von Fig. 7 wäre dann in der Einheit 21 untergebracht, wie das in Fig. 4 gezeigt ist.
  • So besteht mit dem erfindungsgemäßen Reihenkompensationskonzept eine Möglichkeit zur Detektion sich entwickelnder subsynchroner Oszillationen, wobei erfaßt wird, ob diese Oszillationen anwachsen. Wenn das festgestellt wird, können in koordinierter Weise mehrere Kondensatormodule auf einen sicheren Bereich über oder unter dem Oszillationspunkt geschaltet werden. Wenn sich die Kompensation einmal von der Resonanz entfernt hat, lassen sich die Oszillationen aufgrund der natürlichen Dämpfung im Netz schnell dämpfen.
  • Das Vorausgehende wird durch das im wesentlichen geometrische Verhältnis der kapazitiven Blindwiderstände möglich, so daß eine Steuerung des Vernier-Typs verwendet werden kann. Außerdem werden durch die Reihenkombination die Kondensatoren im Vergleich zu älteren in Fig. 1 und 2 dargestellten Techniken sparsam verwendet.
  • In Fig. 10 ist die vorliegende Erfindung mit einer dreiphasigen Übertragungsleitung mit den Phasen A, B und C dargestellt. Die Generatorseite 41 und die Lastseite 42 sind auf den drei Phasen durch Unterbrecherschalter (durch "X") angedeutet) des Ausschalt/Wiedereinschalt-Typs verbunden. Dann ist jede verstellbare in Reihe geschaltete Widerstandseinheit 43a bis 43c in jeder Phase in Reihe geschaltet. Diese Einheiten können natürlich so konstruiert sein, wie das in Fig. 3 dargestellt ist.
  • Das System würde unter der Steuerung des automatischen Steuerungssystems 21 von Fig. 4 arbeiten. Wenn ein Fehler angenommen wird, bei dem ein Erdschluß auftritt, wie als 44 in Phase B angezeigt, würden die Überbrückungsschalter der thyristorgesteuerten Reihenkompensationsanordnungen des Blindwiderstands 43b geschlossen, so daß die ganze Kapazität von der Schaltung genommen wird. Das führt natürlich sofort dazu, daß der Widerstand der Schaltung erhöht wird, denn es tritt keine Kompensation auf. Dadurch wird der Fehlerstrom verringert, und die Unterbrecher können sich unter niedrigeren Strombedingungen für die Phase B öffnen.
  • Dann würde die Kompensation für die Phasen A und C während des Fehlers auf das Maximum erhöht. Das ermöglicht mehr Leistung auf diesen beiden Phasen.
  • Das Vorausgehende wird fortgesetzt, bis die Phase B und die Unterbrecher wieder geschlossen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kompensation der Phasen A, B und C wieder auf den gleichen Wert gebracht.
  • Zusammengefaßt reagiert die Steuereinrichtung 21 auf einen Fehler in einer Leitung so, daß der Widerstand in dieser Leitung zeitweise erhöht wird (indem der gesamte kapazitive Blindwiderstand überbrückt wird - wodurch der effektive Kompensationspegel gesenkt wird) und die Impedanz auf den beiden verbleibenden Leitungen verringert wird (wodurch der Kompensationspegel auf ein Maximum angehoben wird).
  • So wird eine verbesserte Vorrichtung zur Steuerung des Blindwiderstands einer Übertragungsleitung vorgesehen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Regeln des Blindwiderstandes einer Übertragungsleitung (10), in die zur Kompensation des induktiven Blindwiderstandes bis zu einem vorbestimmten Kompensationsgrad, bei dem der Blindwiderstand abgesenkt wird, in Reihe ein kapazitiver Blindwiderstand (X&sub1;-Xn) eingefügt ist, mit
drei oder mehr Kondensatormodulen (14a-14n), die je einen vorbestimmten kapazitiven Blindwiderstand (X&sub1;-Xn) haben, die miteinander in Reihe geschaltet sind, so daß sie eine Reihenschaltung von Kondensatormodulen (14a-14n) bilden, die einen kombinierten kapazitiven Blindwiderstand haben, der durch die arithmetische Summe der vorbestimmten kapazitiven Blindwiderstände (X&sub1;-Xn) dargestellt wird, wobei die kombinierten kapazitiven Blindwiderstände einen maximalen Kompensationspegel ergeben, bei dem der Blindwiderstand der Leitung (10) minimal ist,
wobei wenigstens ein Teil der Module (14a-14n) Überbrükkungsschalter (18a, 18b) mit Steuereingängen (19a, 19b) zum Überbrücken eines oder mehrerer gewählter Module (14a-14n) in der Reihenschaltung aufweist,
einer an die Steuereingänge (19a, 19b) im wesentlichen aller Module (14a-14n) angeschlossenen Steuereinrichtung (21) zum automatischen Verändern des kombinierten kapazitiven Blindwiderstandes bei einer Änderung eines Parameters der Übertragungsleitung (10),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Überbrückungsschalter (18a, 18b) Festkörperschalter sind, und daß in jeder Leitung einer dreiphasigen Übertragungsleitung eine Reihenschaltung aus Kondensatormodulen (14a, 14b, 43a-43c) vorgesehen ist, und daß die Steuereinrichtung (21) ferner auf einen Fehler in einer der Leitungen derart anspricht, daß die Impedanz in dieser Leitung zeitweilig erhöht und die Impedanz (Erhöhung der Kompensation) in den restlichen Leitungen vermindert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Parameter den Leitungsstrom, die Spannung, die Leistung oder die Frequenz umfaßt, und wobei der Blindwiderstand zur Regelung der übertragenen Leistung eingestellt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Parameter subsynchrone Resonanz ist und der Blindwiderstand zur Eliminierung der Resonanz eingestellt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Parameter eine Phasenverschiebung der Übertragungsleitung (10) ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Festkörperschalter (18a, 18b) ein Paar invers geschalteter Thyristoren sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der vorbestimmte Blindwiderstand jedes der Kondensatormodule in seiner Größe von einem Maximum zu einem Minimum in im wesentlichen geometrischen Stufen abgestuft ist, so daß der Kompensationspegel vom Maximum zu einem Minimum modulierbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die geometrischen Stufen der kapazitiven Blindwiderstände (X&sub1;-Xn) der Module sind:
Xn = 2nX&sub1;
worin X der kapazitive Blindwiderstand, X&sub1; der kleinste Blindwiderstand, gewählt für eine gewünschte minimale Kompensation, und n eine ganze Zahl von 0 bis zur Gesamtzahl der Module (14a-14n) ist.
DE69017884T 1990-01-02 1990-12-21 Vorrichtung zur Steuerung des Blindwiderstands einer Starkstromleitung. Expired - Fee Related DE69017884T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/459,991 US4999565A (en) 1990-01-02 1990-01-02 Apparatus for controlling the reactive impedance of a transmission line

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69017884D1 DE69017884D1 (de) 1995-04-20
DE69017884T2 true DE69017884T2 (de) 1995-07-06

Family

ID=23826975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69017884T Expired - Fee Related DE69017884T2 (de) 1990-01-02 1990-12-21 Vorrichtung zur Steuerung des Blindwiderstands einer Starkstromleitung.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4999565A (de)
EP (1) EP0439953B1 (de)
AT (1) ATE120052T1 (de)
CA (1) CA2033459A1 (de)
DE (1) DE69017884T2 (de)
ZA (1) ZA9116B (de)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE465596B (sv) * 1990-02-16 1991-09-30 Asea Brown Boveri Seriekondensatorutrustning med styrbar krets foer daempning av subsynkrona resonanssvaengningar
US5081591A (en) * 1990-02-28 1992-01-14 Westinghouse Electric Corp. Optimizing reactive power distribution in an industrial power network
US5198745A (en) * 1991-08-08 1993-03-30 Electric Power Research Institute Dynamic braking resistor system
US5202583A (en) * 1991-12-13 1993-04-13 Electric Power Research Institute Thyristor controlled series capacitor vernier control system
US5227713A (en) * 1991-08-08 1993-07-13 Electric Power Research Institute Vernier control system for subsynchronous resonance mitigation
US5621305A (en) * 1991-12-13 1997-04-15 Electric Power Research Institute, Inc. Overload management system
US5374853A (en) * 1991-12-13 1994-12-20 Electric Power Research, Inc. Transient damping thyristor controlled series capacitor system
US5424627A (en) * 1991-12-13 1995-06-13 Electric Power Research Institute Modular thyristor controlled series capacitor control system
WO1993018567A1 (de) * 1992-03-11 1993-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Elektrisches energieübertragungssystem
DE59209136D1 (de) * 1992-05-18 1998-02-19 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Synchronisiersignals für einen Steuersatz zur Ansteuerung eines Stromrichterventils eines gesteuerten Serienkompensators
EP0571645B1 (de) * 1992-05-20 1995-09-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Defekten in einem Ansteuersystem eines gesteuerten Serienkompensators
EP0571644B1 (de) * 1992-05-20 1996-03-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Entlastung eines Kondensators eines gesteuerten Serienkompensators in Abhängigkeit der Belastung seines Ableiters
US5422561A (en) * 1992-11-23 1995-06-06 Southern California Edison Company Automated voltage and VAR control in power transmission and distribution networks
WO1994024622A1 (en) * 1993-04-19 1994-10-27 Electric Power Research Institute Turnoff thyristor controlled series compensation system
US5642035A (en) * 1994-06-16 1997-06-24 Bio-Rad Laboratories Transfection high-voltage controller
US5825162A (en) * 1994-07-25 1998-10-20 Hitachi, Ltd. Electric power flow controller
JP2795183B2 (ja) * 1994-08-08 1998-09-10 松下電器産業株式会社 静止形無効電力補償装置
US5670864A (en) * 1995-05-26 1997-09-23 Pacific Scientific Company Adaptive automatic power capacitor for controlling controller a capacitor bank of a power distribution system
SE505745C2 (sv) * 1996-01-18 1997-10-06 Asea Brown Boveri Anordning för styrning av en regulatorutrustning för dämpning av effektsvängningar i en kraftlinje
DE69840996D1 (de) * 1998-04-15 2009-09-03 Mitsubishi Electric Corp Kompensationsvorrichtung und Leistungsübertragungssystem damit
EP0982827A1 (de) * 1998-08-26 2000-03-01 Mitsubishi Electric Corporation Kompensatoranordnung und eine Kompensatoranordnung benutzendes Energieübertragungssystem
JP3715457B2 (ja) * 1999-02-25 2005-11-09 芝府エンジニアリング株式会社 直列補償装置
US6297940B1 (en) 1999-10-07 2001-10-02 Mcgraw Edison Company Protection system for devices in an electrical distribution network
WO2002041459A1 (fr) * 1999-12-03 2002-05-23 Hydro-Qhébec Appareil et methode de communication pour varier l'impedance d'une ligne de phase d'un tronçon d'une ligne de transport d'energie electrique
US7235900B1 (en) * 2000-11-14 2007-06-26 HYDRO-QUéBEC Switching apparatus and method for varying a phase line impedance of an electric power transport line section
DE20118010U1 (de) * 2001-11-06 2003-03-27 Liebherr-Hausgeräte GmbH, 88416 Ochsenhausen Netzteil für elektronische Baugruppe
US6737837B1 (en) * 2002-11-25 2004-05-18 Abb Ab Device and a method for control of power flow in a transmission line
US7095597B1 (en) * 2003-04-30 2006-08-22 Clipper Windpower Technology, Inc. Distributed static var compensation (DSVC) system for wind and water turbine applications
CA2469778A1 (en) * 2004-06-04 2005-12-04 Pierre Couture Switching modules for the extraction/injection of power (without ground or phase reference) from a bundled hv line
GB0506734D0 (en) * 2005-04-02 2005-05-11 Mantock Paul L A power transmission system
US8138637B2 (en) * 2005-12-07 2012-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Electrical energy transmission device
EP2022154B1 (de) * 2006-05-30 2015-10-14 Abb Research Ltd. Für die dämpfung von subsynchronresonanzen ausgelegter thyristorgesteuerter reihenkondensator
DE202007000054U1 (de) 2007-12-17 2008-03-27 PCP Powercost Protector Company Ltd., Coventry Schaltungsanordnung zur Optimierung des Energieverbrauchs eines Verbrauchers an einem Wechselstromnetz
CN103004050B (zh) * 2010-06-03 2016-01-20 维斯塔斯风力系统集团公司 用于控制风力发电厂中的中央电容器的方法和控制装置
EP2397688A1 (de) * 2010-06-16 2011-12-21 Siemens Aktiengesellschaft Steuerungssystem für elektrische Energie und elektrische Energie erzeugende Anlage mit dem Steuerungssystem für elektrische Energie
US8731728B2 (en) * 2011-07-25 2014-05-20 General Electric Company Power distribution system
US8838285B2 (en) 2011-07-26 2014-09-16 General Electric Company Devices and methods for decentralized power factor control
US8965588B2 (en) 2011-07-26 2015-02-24 General Electric Company Devices and methods for decentralized voltage control
US9570909B2 (en) 2011-07-26 2017-02-14 General Electric Company Devices and methods for decentralized power loss reduction control
US8838284B2 (en) 2011-07-26 2014-09-16 General Electric Company Devices and methods for decentralized Volt/VAR control
US8761954B2 (en) 2011-07-26 2014-06-24 General Electric Company Devices and methods for decentralized coordinated volt/VAR control
AR087721A1 (es) 2011-08-30 2014-04-09 Cooper Technologies Co Interruptor de sobrepaso para un dispositivo reforzador
CA2863999A1 (en) 2013-02-01 2014-08-07 Abb Technology Ag Method and apparatus for mitigating sub-synchronous resonance in power transmission system
CN104836238A (zh) * 2014-02-08 2015-08-12 王海 高压智能开关交流电容器
US20150229203A1 (en) * 2014-02-12 2015-08-13 Gholamreza Esmaili Smart Resistor-Less Pre-Charge Circuit For Power Converter

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE353821B (de) * 1970-02-09 1973-02-12 Asea Ab
US3731183A (en) * 1971-09-29 1973-05-01 Inductotherm Corp Power control and phase angle correcting apparatus
DE2228042A1 (de) * 1972-06-09 1974-01-03 Bbc Brown Boveri & Cie Einrichtung zur kompensation von blindleistung
US4234843A (en) * 1978-09-15 1980-11-18 Westinghouse Electric Corp. Static VAR generator with discrete capacitive current levels
US4292545A (en) * 1979-04-16 1981-09-29 Electric Power Research Institute, Inc. Method and means for damping subsynchronous oscillations and DC offset in an AC power system
US4470005A (en) * 1982-11-02 1984-09-04 Westinghouse Electric Corp. Static VAR generator having a thyristor circuit arrangement providing reduced losses
SE457588B (sv) * 1987-05-04 1989-01-09 Asea Ab Seriekondensatorutrustning

Also Published As

Publication number Publication date
EP0439953A2 (de) 1991-08-07
US4999565A (en) 1991-03-12
ZA9116B (en) 1991-10-30
CA2033459A1 (en) 1991-07-03
EP0439953A3 (en) 1992-09-16
DE69017884D1 (de) 1995-04-20
ATE120052T1 (de) 1995-04-15
EP0439953B1 (de) 1995-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69017884T2 (de) Vorrichtung zur Steuerung des Blindwiderstands einer Starkstromleitung.
DE69611176T2 (de) Verfahren und vorrichtung für die stufenlose einstellung und regulierung des windungsverhältnises eines transformatores und transformator mit einer solchen vorrichtung
DE3787335T2 (de) Schema zum schnellen einstellen der netzimpedanz.
DE2653333C2 (de) Anordnung zur stufenlosen Kompensation von Blindleistung in einem elektrischen Wechselspannungsnetz
DE3225285C2 (de) Verfahren zum Betrieb einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage mit beliebig vielen Umformerstationen
DE3486190T2 (de) Verfahren und System zum Verbinden synchronischer oder asynchronischer dreiphasiger Netze mittels veränderlicher Blindstromimpedanzen.
DE3608704C2 (de)
DE69704602T2 (de) Verfahren und einrichtung zur blindleistungskompensation
EP0152002B1 (de) Phasenschieber
DE2014375B2 (de) Anordnung zur richtungsgebundenen Beeinflussung der Stromverteilung in einem Hochspannungs-Gleichstrom-Maschennetz
DE69321769T2 (de) Geregelter schaltnetzteil
DE2700375C2 (de) Gleichstrom-Schaltvorrichtung
DE1763018C3 (de) Verfahren zur verzögerungsfreien Regelung der Blindleistung in elektrischen Netzen
DE2901263A1 (de) Regelung einer hgue-(hochspannungs- gleichstrom-uebertragungs-)-kurzkupplung
DE68913663T2 (de) Leistungskonverter.
DE19835857B4 (de) Stromwandlervorrichtung
DE3586349T2 (de) Einrichtung um parallel geschaltete zyklokonverter zu betreiben.
DE2937262A1 (de) Blindleistungsgenerator
EP0571643B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur symmetrischen Aussteuerung einer gesteuerten Serienkompensationsanlage
DE2939514A1 (de) Vorrichtung zur uebertragung elektrischer energie hoher leistung aus einem dreiphasigen versorgungsnetz hoeherer frequenz in ein einphasiges lastnetz niedrigerer frequenz
EP0037087B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum überschwingungsfreien Ein- und Abschalten eines Kondensators zwischen zwei Leitern eines Wechselspannungsnetzes
EP1398867B1 (de) Vorrichtung zur Spannungserhaltung eines elektrischen Wechselspannungsnetzes sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung
DE2326724C2 (de) Trennfehler-Schutzschaltungsanordnung
DE1908182A1 (de) Netz-Stoerschutzrelais
DE4306999A1 (de) System zum Zuführen von elektrischer Leistung zu einem Induktionsofen

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee