DE691729C

DE691729C - Verfahren und Einrichtung zum Betrieb einer Gleichstromfernleitung

Info

Publication number: DE691729C
Application number: DE1935S0120273
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1935-10-29
Filing date: 1935-10-29
Publication date: 1940-06-04

Description

Verfahren und Einrichtung zum Betrieb einer Gleichstromfernleitung Die Erfindung bezieht sich auf Gleichstromfernleitungen, welche an ihren beiden Enden über steuerbare Entladungsstrecken, insbesondere gas- oder dampfgefüllte Entladungsstrecken mit durch Gitter steuerbarer Lichtbogenzündung, an Wechselstromnetze angeschlossen sind. Die aus den Entladungsstrecken gebildeten Umformer arbeiten an (lern einen Ende der Leitung als Gleichrichter; um die von Wechselstromgeneratoren erzeugte Energie in die über die Fernleitung zu übertragende Gleichstromenergie umzuwandeln, während die Umformer an dem anderen Ende der Gleichstromleitung als Wechselrichter arbeiten, um den Gleichstrom in den an den Verbraucherstellen erforderlichen Wechselstrom umzuwandeln.
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung für den Betrieb dieser Gleichstromfernleitungen und besteht darin, däß finit Rücksicht auf gleichbleibende Kommutierungssicherheit der Zündpunkt der Entladungsstrecken des Wechselrichters selbsttätig in Abhängigkeit von der Belastung geändert wird und daß gleichzeitig die durch diese Verschiebung entstehenden Änderungen der vom Wechselrichter abgegebenen Spannungen durch Regelung der Betriebsgrößen des Wechselrichters, insbeson-' dere durch Änderung .der ihn speisenden Gleichspannung, wieder ausgeglichen werden: Die Erfindung,geht davon aus, daß. die Aussteuerung der Entladungsstrecken des Wechselrichters, d.li. die Wahl des Zündzeitpunktes dieser Entladungsstrecken, zweckmäßig mit der Belastung derart verändert wird, daß bei allen Belastungen die für den Betrieb des Wechselrichters erforderliche Kornmutierungssicherheit gewährleistet ist. Die dazu notwendige Änderung des Aussteuerungsgrades in Abhängigkeit von der Belastung hat gewisse Einflüsse auf die Betriebszustände des Wechselstromnetzes der Wechselrichter zur Folge. Durch die Erfindung werden diese Einflüsse selbsttätig beseitigt, und es' werden, unabhängig von den Anforderungen, die die Kommutierungssicherheit an die Steuerung des Wechselrichters stellt, bestimmte Betriebskennlinien des Wechselstromrietzes, beispielsweise konstante Spannung bei allen Belastungen oder nach einem bestimmten Gesetz- mit der Belastung abfallende bzw. ansteigende Spannung, eingehalten.
Eine Einrichtung zum Betrieb einer Gleichstromfernleitung; bei der die den Wechselrichter speisende Gleichspannung verändert wird, ist an sich bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung wird jedoch die Gleichspannung in Abhängigkeit von der Belastung nach einer festen vorgegebenen Kennlinie derart geändert, daß der Wechselrichter in seinem möglichen Belastungsbereich nicht außer Tritt fällt. Die abgegebene Wechselspannung kann dabei durch Zündpunktverschiebung geregelt werden. Demgegenüber- wird bei der Erfindung mit Rücksicht auf gleichbleibende Kominutierungssicherheit der Zündpunkt verschoben und bei einer besonders günstigen Ausführungsform die Gleichspannung bei jeder Verschiebung so geändert, daß die durch diese Verschiebung entstehende Änderung der ab= gegebenen Wechselspannung wieder ausgeglichen wird.
Wenn der Zündzeitpunkt einer Anode des Wechselrichters aus Kommutierungsrücksichten mit zunehmender Belastung gegenüber dem theoretischen Zeitpunkt der Stromablösung zweier aufeinanderfolgender Phasen vorverschoben wird, so wird gemäß der Erfindung die Spannung auf der Wechselstrom-Seite des Wechselrichters unabhängig von dieser Steuerungsmaßnahme dadurch konstant gehalten, daß die Gleichspannung des Wechselrichters mit zunehmender Belastung bzw. mit zunehmender Vorverschiebung des Zündzeitpunktes herabgesetzt wird. Soll die Wechselspannung nicht bei allen Belastungen konstant bleiben, sondern sich nach einem bestimmten Gesetz ändern, so wird die Gleichspannung des Wechselrichters dem angepaßt, d. h. die Änderung der Gleichspannung erfolgt nach einem andern Gesetz. In beiden Fällen ist für die Einstellung der Gleichspannung die Forderung maßgebend; daß die Aussteuerungs-.änderungen, welche die Betriebssicherheit bzw. die Kommutierungssicherheit des Wechselrichters erfordern, auf die BetriebskenuIinien der Wechselspannung des Wechselrichters keinen Einfluß haben, sondern daß dieser Einfluß durch Änderung der Gleichspannung ausgeglichen wird.
Für die Änderung der Gleichspannung stehen verschiedene Wege zur Verfügung. Man kann beispielsweise den Aussteuerungsgrad der auf der Gleichrichterseite der Gleichstromfernleitung liegenden Entladungsstrecken ändern oder Regelmaßnahmen auf der Wechselstromseite dieser Gleichrichter treffen. Es können die den Gleichrichter speisenden Generatoren geregelt werden oder zwischen die Generatoren und die Gleichrichter Regelanordnungen in Form, von Drehtransformatoren, gleichstromvormagnetisierten Drosselspulen o. dgl. geschaltet sein.
Die Regelmaßnahmen an den vorstehend genannten Stellen der Übertragungsleitung können von der Spannung des Wechselstroirinetzes auf der Wechselstromseite der Wechselrichter abhängig gemacht werden oder von dem Aussteuerungsgrad der Wechselrichter oder schließlich von der Belastung der Wechselrichter bzw. der Belastung der Übertragungsleitung. Für die letztere Regelung kann entweder der Strom auf der Wechselrichterseite oder auf der Gleichrichterseite der Gleichstromfernleitung maßgebend sein. .
Zur Übertragung von Regeleinflüssen von dem einen Ende der Gleichstromfernleitung auf das andere wird erfindungsgemäß die Überlagerung betriebsfremder Frequenzen Über die Gleichstromleitung verwendet. Wegen der Zwischenschaltung einer Gleichstromleitung kann vorteilhaft eine Überlagerungsfrequenz verwendet werden, die niedriger ist als die Betriebsfrequenz- der beiden Wechselstromnetze. Die Regelanordnungen, welche willkürlich oder auch selbsttätig einstehbar sind, . können entweder in Stufen oder stetig von der steuernden, d. h. der der Gleichstromleitung überlagerten Frequenz abhängig gemacht werden. -Obwohl es für die Berücksichtigung der Kommutierungssicherheit der Wechselrichter besonders zweckmäßig ist, die dem Wechselrichter zugeführte Gleichspannung zu ändern, um die Rückwirkungen auf das Wechselstromnetz zu vermeiden, kann das gleiche Ziel auch dadurch erreicht werden, daß die Bestimmungsgrößen des Wechselstromnetzes der Wechselrichter geregelt werden. Zweckmäßig wird die Frequenz oder die Phasenlage der Spannung auf der Wechselstromseite des Wechselrichters geändert. Es wird dadurch verhindert, daß beim Ansteigen der Wechselspannung es Wechselrichters unzulässig hohe Leistungen von dem Wechselstromnetz aufgenommen werden und der Wechselrichter dadurch überlastet wird. Es wurde oben bereits erläutert, daß eine solche Spannungssteigerung dadurch entstehen kann, daß mit Rücksicht auf die Kommutierungssicherheit eine Zündpunktvorverschiebung am Wechselrichter vorgenommen wird. Mit steigender Spannung ist steigende Belastung und unter Umständen unzulässige Belastung des Wechselrichters verbunden. Ändert man dagegen die Frequenz derart, daß sie mit steigender Spannung herabgesetzt wird, so läßt sich die Belastung in zulässigen Grenzen halten. Handelt es sich bei dem Wechselstromnetz des Wechselrichters, um ein Netz, welches auch noch von anderen Generatoren gespeist wird, so kann die gleiche Entlastung durch Phasenverschiebung zwischen der Spannung des Wechselrichters und der Spannung dieser Generatoren herbeigeführt werden.
Obwohl die Erfindung, wie erläutert wurde, für Gleichstromfernleitungen von besonderer Bedeutung ist, kann sie auch bei anderen Umformeranlagen angewendet werden, bei denen elektrische Energie unter Zwischenschaltung eines Gleichstromzwischenkreiees von einem Wechselstromnetz auf das andere übertragen wird; und zwar unabhängig davon, ob. die Frequenzen dieser beiden Netze gleich oder verschieden sind.

Claims

PATENTANSPRÜCITE: i. Verfahren zum Betrieb. einer Gleich-Stromfernleitung, die an ihren beiden Enden über steuerbare " Entladungsstrecken, insbesondere gas- oder dampfgefüllte Entladungsstrecken mit gittergesteuerter Lichtbogenzündung, an Wechselstromnetze angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit Rücksicht auf gleichbleibende - Kommutierungssicherheit der Zündpunkt der Entfadungs-Strecken des Wechselrichters selbsttätig in Abhängigkeit von der Belastung geändert wird und daß gleichzeitig die durch diese Verschiebung entstehenden Änderungen der vom Wechselrichter abgegebenen Spannungen durch Regelung der Betriebsgrößen des Wechselrichters, insbesondere durch Änderung der ihn speisenden Gleichspannung, wieder ausgeglichen werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wechselrichtern zugeführte Gleichspannung durch Gittersteuerung der die Gleichstromleitung speisenden Entladungsstrecken oder durch Änderung der diesen Entladungsstrecken zugeführten Wechselspannung geregelt wird. 3. -Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wechselrichtern zugeführte Gleichspannung derart geregelt wird, daß die Spannung auf der. Wechselstromseite 'der Wechselrichter konstant bleibt oder sich nach einem bestimmten, von der Belastung . abhängigen Gesetz -ändert. d Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Zündpunktverschiebung des Wechselrichters die Frequenz oder Phasenlage auf der Wechselstromseite des Wechselrichters geändert wird: 5. . Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- -einrichiungen, welche den Ausgleich selbsttätig herbeiführen, von der Spannung auf der Wechselstromseite der Wechselrichter oder von dem Aussteuerungsgrad der Wechselrichter oder- von der Belastung abhängig sind. 6.. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i -und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung von Regeleinflüssen über die Gleichstromleitung betriebsfremde Frequenzen überlagert werden. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die überlagerten betriebsfremden Frequenzen betätigten Regeleinrichtungen in Stufen oder stetig von der steuernden Frequenz abhängig sind. B. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der. Gleichstromleitung überlagerte Frequenz kleiner ist als die Betriebsfrequenzen der Wechselstromnetze.