DE69508577T2

DE69508577T2 - Rückgewinnung von übertragener leistung in einer installation zur übertragung von hochspannungsgleichstrom

Info

Publication number: DE69508577T2
Application number: DE69508577T
Authority: DE
Inventors: Lars Doefnaes; Mats Hyttinen
Original assignee: Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1995-05-09
Publication date: 1999-11-11
Anticipated expiration: 2015-05-10
Also published as: EP0760177B1; SE504304C2; DE69508577D1; SE9401703D0; EP0760177A1; WO1995031847A1; US5701241A; SE9401703L; JPH10500279A

Description

TECHNISCHER BEREICH

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wiedergewinnungsverfahren übertragener Leistung in einer Übertragungsanlage für Hochspannungs-Gleichstrom nach einem kurzzeitigen Schaltfehler des Gleichstromanschlusses der Anlage oder in einem an die Anlage angeschlossen Wechselspannungsnetz, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
Die Vorrichtung umfaßt einen signalbildenden Teil zum Bilden eines Zustandsignals, das angibt, daß ein Kurzschlußfehler vorliegt.

HINTERGRUND

Eine Übertragungsanlage für Hochspannungs-Gleichstrom zwischen zwei Wechselspannungsnetzen umfaßt gewöhnlicherweise zwei jeweils auf einer Wechselstromseite an eines der entsprechenden Wechselspannungsnetze angeschlossene Stromrichter sowie einen Wechselstromanschluß, der die Gleichstromterminale eines der Stromrichter mit den entsprechenden Gleichstromterminalen des anderen Stromrichters verbindet. Der Gleichstromanschluß kann die Form einer Freileitung und/oder eines Kabels haben und kann anstelle eines metallischen Leiters teilweise auch aus Wasser oder der Erde bestehen. In gewissen Fällen sind die Stromrichter direkt nebeneinander in einer sogenannten Rücken an Rücken-Position aufgestellt, wobei der Gleichstromanschluß aus kurzen Sammelschienen bestehen kann. Während normalen Betriebes wirkt der eine Stromrichter, hier unten Gleichrichter genannt, als Gleichrichter und der andere Stromrichter, hier unten Wechselrichter genannt, als Wechselrichter. Der Wechselrichter wird gewöhnlicherweise auf eine größtmögliche Spannung hin gesteuert, die für die Betriebsbedingungen der Anlage paßt, wogegen der Gleichrichter dabei auf solche Weise gesteuert wird, daß der Gleichstrom und somit die übertragene Wirkleistung die gleiche Größe beibehält. Für diesen Zweck wird ein Stromregler im Kontrollsystem des Gleichrichters aktiviert, welcher Stromregler sich, abhängig von einem Vergleich zwischen einer Stromgröße und einer gemessenen Größe des herrschenden Gleichstroms, Null nähert. Die Stromgröße wird in einem Rechenglied als Quotient zwischen einer diesem Glied zugeleiteten Stromgröße und einer gemessenen Größe der Gleichspannung am Gleichrichter erzeugt. Die gemessene Gleichspannung enthält eine gewisse Menge Oberschwingungen und auch anderer Störungen und wird daher in einem tiefpaßähnlichen Filter gefiltert, bevor dessen Größe dem obenerwähnten Rechenglied zugeleitet wird. Für eine erstrangiges Filter mit einer Übertragungsfunktion, die einer einzigen Zeitkonstante entspricht, kann die Zeitkonstant beispielsweise in der Größenordnung von einer Sekunde liegen.
Sowohl die Wechselspannungsnetze wie der Gleichstromanschluß sind kurzen schaltkreisähnlichen Fehlern oder ein oder mehrphasigen Erdfehlern ausgesetzt. Diese Fehler führen dazu, daß die Spannung der Anlage zusammenbricht oder zumindestens deutlich abnimmt, wodurch die Gleichspannung der Stromrichter auf eine Spannung gesenkt wird, die im Prinzip Null ist. Dies hat auch eine Senkung der übertragenen Leistung auf im Prinzip Null zur Folge. Die obenerwähnten Fehler sind oft von einer sich schnell ändernden Art, beispielsweise mit einer Dauer in der Größe von < 0,5 Sekunden und es ist wünschenswert und auch oft speziell vom Anlagenbetreiber bedingt, die Anlage schnell wieder auf die Betriebsbedingungen, die die Anlage vor dem Auftreten des Fehlers aufwies, zurückzuführen. Es ist jedoch ein bekanntes Problem, daß die Zeit, die benötigt wird um die Leistung in dieser Art von Anlagen zurückzugewinnen, von der Größe des Gleichstromes bei Auftreten des Fehlers auf solche Weise abhängig ist, daß kleinere Stromgrößen längere Zeit für die Rückgewinnung der Leistung benötigen. Diese Problem wird dadurch verschärft, daß der Gleichstromanschluß lange Kabel mit hoher Kapazität umfaßt.
Im Dokument E. W. Kimbark Direct Current Transmission, Band 1, 1971, Wiely- Interscience, New York, Clearing Line faults and Reenergizing the Line, Kapitel 7-6, Seite 272-279, wird das Aufhebel von Leitungsfehlern und die Wiederspannungssetzung der Leitung diskutiert. Es wird dort erklärt, daß sowohl der Gleichrichter wie der Wechselrichter (mit umgekehrter Spannung) nach einem Fehler in der Gleichstromleitung und ohne Eingreifen irgendeiner anderen Kontrollfunktion nach einem anfänglichen Einschwingen einen begrenzten Kurzschlußstrom dem Fehler bei normaler Stromkontrolle zusenden.
Es ist auch zu beachten, daß sowohl der Fehlerstrom wie die Rückstellspannung über die Fehlerbahn auf Null gebracht werden müssen. Dies kann dadurch geschehen, daß die Kontrollwinkel der Stromrichter so beeinflußt werden, daß beide Stromrichter die Leitung von gelagerter Energie leeren und darauf mit ihren Terminalspannungen in umkehrender Betriebsweise verbleiben.
Hier werden Fehleranzeiger zum Starten fehlerbereinigender Vorgänge besprochen, die auf einem Abtasten einer plötzlichen und/oder andauernden Senkung der Gleichspannung wie auch deren Betriebsbedinungen beruhen.
Im Zusammenhang mit einem Übergang auf automatsiches Rückstellen der Leitung nach einer automatischen Fehlerbehebung ist zu beachten, daß ein Rückstellen einer Gleichstromleitung, im Gegensatz zu einer Wechselstromleitung, nicht in einem großen Schritt erfolgt, wie durch Ausschalten eines Schalters, sondern langsam und stetig unter Kontrolle einer Startkontrolleinheit mittels Gittersteuerung der Ventile, sodaß keine Überregelung der Spannung auftritt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung beabsichtigt ein Verfahren der oben im einleitenden Teil der Beschreibung erwähnten Art zu erstellen, das eine wesentlich kürzere Rückstellzeit der Leistung in der Anlage ermöglicht und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Aus den beiliegenden Patentansprüchen gehen die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung hervor.
Vorteilhafte Verbesserungen der Erfindung gehen aus der hier folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird näher mit der Beschreibung von Ausführungen im Anschluß an die beiliegenden Zeichnungen erklärt, wobei
Fig. 1 schematisch eine Übertragungsanlage für Hochspannungs-Gleichstrom zeigt,
Fig. 2 in Form eines Blockdiagramms Teile eines Kontrollsystems für eine bekannte Ausführung eines in eine Anlage in Fig. 1 eingehenden Stromrichters zeigt,
Fig. 3 in Form eines Blockdiagramms die Bildung einer Stromgröße in einem Kontrollsystem gemäß Fig. 2 in einer Ausführung der Erfindung zeigt,
Fig. 4a in Form eines Blockdiagramms die Bildung eines Zustandsignals zur Angabe eines Fehlerzustandes in einer Ausführung der Erfindung zeigt,
Fig. 4b in Form eines Blockdiagramms die Bildung eines Zustandsignals zur Angabe eines Fehlerzustandes in einer weiteren Ausführung der Erfindung zeigt, und
Fig. 5 in Form eines Blockdiagramms eine Ausführung zum Bilden einer unteren Begrenzungsgröße für den Wert der Gleichspannung beim Ausbilden von Stromgrößen gemäß Fig. 3 zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf das Verfahren wie auch die Vorrichtung.
Außerdem wird angenommen, daß Leistungen, Spannungen und Ströme, wie auch deren gemessene Größen und diesen gemessenen Größen entsprechende Signale zur Vereinfachung der Beschreibung auf an sich bekannte Weise jeweils pro Einheit ausgedrückt werden.
Fig. 1 zeigt eine Übertragungsanlage für Hochspannungs-Gleichstrom mit einem Stromrichter SR1, der an die Wechselspannungsseite eines hier lediglich im Umriß gezeigten dreiphasigen Wechselspannungsnetzes N1 angeschlossen ist, einen Stromrichter SR2, der an die Wechselspannungsseite eines hier lediglich im Umriß gezeigten dreiphasigen Wechselspannungsnetzes N2 angeschlossen ist, und einen Gleichstromanschluß L1, L2. Der Gleichstromanschluß verbindet die Gleichstromterminale des Stromrichters SR1 mit den entsprechenden Gleichstromterminalen des Stromrichters SR2. Die Impedanzen des Gleichstromanschlusses heißen Z1 bzw. Z2 und umfassen hier in der Figur nicht gezeigte Kondensatoren zwischen den Leitern L1, L2 und/oder zwischen den Leitern L1, L2 und der Erde. Für die Beschreibung der Ausführung wird angenommen, daß der Stromrichter SR1 ein Gleichrichter ist und so gesteuert wird, daß die erwünschte übertragene Wirkleistung für die Anlage erreicht wird, wogegen der Stromrichter SR2 ein Wechselrichter ist. Beide Stromrichter sind jedoch in an sich bekannter Weise vorgesehen, sowohl als Gleichrichter wie als Wechselrichter zu wirken. Jeder Stromrichter ist mit einer Kontrolleinheit CU1 bzw. CU2 versehen, die Kontrollimpulse CP1 bzw. CP2 für die Stromrichterventile abgeben. Diese sind auf eine an sich bekannte Weise miteinander über ein Fernmeldeglied TL für eine Wechselübertragung von Informationen über die Betriebsparameter der Stromrichter verbunden. Am Gleichrichter SR1 wird die Gleichspannung Ud und der Gleichstrom Id mit einer Spannungsmeßgerät VMU bzw. einem Strommeßgerät IMU gemessen. Die Meßgeräte bilden gemessene Größen UD bzw. Ib der Spannung und des Stromes und diese Größen werden der Kontrolleinheit CU1 zugeleitet.
Fig. 2 zeigt eine an sich bekannte Ausführung der Teile der Kontrolleinheit CU1, die zur Kontrolle der übertragenen Wirkleistung gehören und einen ersten Teil Cu11 zum Bilden einer Stromgröße IO und einen zweiten Teil Cu12 zum Bilden von Steuerimpulsen CP1 abhängig von der Stromgröße umfaßt. Die gemessene Größe UD der Spannung Ud wird einem eine absolute Größe bildenden Teil 1 zugeleitet, der die absolute Größe der gemessenen Spannungsgröße bildet. Die absolute Größe wird einem Begrenzungsteil 2 zugeleitet, dessen Ausgangssignal proportional zur absoluten Größe ist, wenn diese über einem unteren Begrenzungswert UDMINL und unter einem oberen Begrenzungswert UDMAXL liegt, jedoch nicht unter oder über diesen entsprechenden Grenzwerten liegen kann. Beide Grenzwerte können darauf von dem Begrenzungsteil zugeleiteten Signalen SMAXL bzw. SMINL beeinflußt werden. Das Ausgangssignal vom Begrenzungsteil wird einem Tiefpaßfilter 3 zugeleitet. Ein Tiefpaßfilter kann allgemein durch seine Bandbreite gekennzeichnet werden, unter welcher die größtmögliche Frequenz gemeint ist, bei welcher dessen Dämpfung eines zugeleiteten Signals nicht die Dämpfung eines zugeleiteten Signals mit Nullfrequenz mit mehr als einer vorbestimmten Größe übersteigt. Das Tiefpaßfilter 3 in dieser Ausführung ist ein Filter erster Ordnung, das von einer Zeitkonstante T gekennzeichnet wird und dessen Dämpfung 3 dB bei einer Winkelfrequenz ω = 1/T beträgt und bei größeren Frequenzen weiter zunimmt. Die Bandbreite des Tiefpaßfilters ist daher in diesem Fall umgekehrt proportional zur Zeitkonstante T und wird von der Größe 1/T gekennzeichnet. Die Zeitkonstante T kann durch ein Signal ST beeinflußt werden, das dem Tiefpaßfilter zugeleitet wird und beispielsweise die Größe 1 Sekunde hat.
Das Tiefpaßfilter bildet als Ausgangssignal einen Rechenwert UDF der Gleichspannung Ud und der Rechenwert wird einem quotientenbildenden Teil 4 zugeleitet. Der quotientenbildenden Teil wird auch mit einer Stromgröße PO für die übertragene Wirkleistung der Anlage versehen und bildet als Ausgangssignal eine Stromgröße IO als Quotient zwischen der Stromgröße PO und dem Rechenwert UDF.
Die Stromgröße wird einem Synchronisierteil 5 zugeleitet, in welchem die Stromgrößen für die beiden Stromrichter über das Fernmeldeglied TL synchronisiert werden, und darauf einem Begrenzungsteil 6 zugeleitet zum Begrenzen der Stromgröße abhängig von der gemessenen Größe UD der dem erwähnten Begrenzungsteil zugeleiteten Gleichspannung Ud. Das Ausgangssignal vom Begrenzungsteil 6 wird darauf einem Stromregler 7 als dessen Referenzgröße zugeleitet. Abhängig vom Unterschied zwischen der Referenzgröße und einer gemessenen Größe ID des dem Stromregler zugeleiteten Gleichstromes Id erzeugt der Stromregler ein Kontrollsignal, das einem Kontrollpulserzeuger 8 zugeleitet wird, dessen Ausgangssignal Kontrollpulse CP1 für die Stromrichterventile bildet.
Fig. 3 zeigt eine Ausführung des ersten Teiles CU11 der Kontrolleinheit CU1 zum. Bilden einer erfindungsgemäßen Stromgröße IO. Die im Anschluß an Fig. 2 beschriebenen Teile sind in Fig. 3 mit entsprechenden Beziehungsziffern versehen. Die Ausführung des Tiefpaßfilters weicht von der in Fig. 2 dadurch ab, daß deren Zeitkonstente T mit Hilfe eines Schaltens eines Wählers 9 veranlaßt werden kann, zwei untereinander verschiedene Größen anzunehmen. Die Größe T1 ist ein Wert, der während ungestörtem Normalbetrieb gewählt wurde, und wie oben erwähnt hat T1 beispielsweise die Größe einer Sekunde. Die Größe T2, die nach Eintreffen eines Fehlers obenerwähnter Art und für mindestens einen Teil der Rückstellzeit der Leistung gewählt wird, hat beispielsweise die Größe einer Zehntel Sekunde. Der Wähler wird mit Hilfe eines logischen Signals FC' gesteuert, das, wenn FC' = '1' ist, die Zeitkonstante des Filters veranlaßt die Größe T2 anzunehmen und, wenn FC' = '0' ist, dessen Zeitkonstante veranlaßt die Größe T1 anzunehmen. Das Signal FC' wird abhängig von einem Zustandsignal FC gebildet, das von einem signalbildenden Teil 11 gebildet wird. Das Fehlen des Zustandsignals FC, d. h. wenn dessen Größe = '0' ist, gibt an, daß die Anlage ungestörten Normalbetrieb hat und das Vorhandensein des Zustandsignals FC, d. h. wenn dessen Größe = '1' ist, gibt an, daß ein Fehler obenerwähnter Art vorliegt. Ändert sich das Zustandsignal von '0' auf '1', wird die entsprechende Änderung des Signals FC' um den Zeitraum t1 in einem Verzögerungsteil 10 verzögert. Die Verzögerung t1 hat beispielsweise die Größe 0,01 Sekunden.
Fig. 4A zeigt eine Ausführung des signalbildenden Teiles 11 zum Bilden des Zustandsignals FC. Die gemessene Größe UD der Gleichspannung Ud wird einem ersten Vergleicher 12 und einem zweiten Vergleicher 13 wie auch einem Tiefpaßfilter erster Ordnung 14 mit einer Zeitkonstante in der Größe von 30 Sekunden zugeleitet. Das Ausgangssignal UC vom Tiefpaßfilter 14 wird in einem ersten Multiplizierer 15 mit einer Konstanten K1 < 1 multipliziert, um eine erste Vergleichsgröße 12 zu bilden und in einem zweiten Multiplizierer 16 mit einer Konstanten K2, wobei K1 < K2 < 1 ist, um eine zweite Vergleichsgröße UC2 zu bilden, dem zweiten Vergleicher 13 zugeleitet wird. Der erste Vergleicher 12 bildet ein Stellsignal SS = '1', wenn die gerade gemessene Größe UD der Gleichspannung kleiner ist als die Vergleichsgröße UC1 und der zweite Vergleicher bildet ein Rückstellsignal RS = '1+', wenn die gerade gemessene Größe UD der Gleichspannung die Vergleichsgröße UC2 übersteigt. Es kann vorteilhaft sein die Vergleicher so auszubilden, daß sie wie in der Figur angegeben eine Hysterese um die Größe Null der Summe der eingegebenen Signale bilden, wodurch die Stell- bzw. Rückstellsignale gebildet werden, wenn die augenblickliche Größe der gemessenen Größe UD die Vergleichsgröße mit einem der halben Hysteresegröße entsprechenden Wert übersteigt.
Die Größe der Konstanten K1 kann beispielsweise 0,76 sein und die Größe der Konstanten K2 beispielsweise 0,8. Die. Hysterese kann dann beispielsweise die Größe 0,01 haben.
Das Stellsignal SS wird dem Stelleingang S eines bistabilen Triggers 17 und einem Wechslereingang eines logischen UND-Schaltkreises 18 zugeleitet, dessen Ausgangssignal einem Rückstelleingang R des bistabilen Triggers zugeleitet wird. Während eines ungestörten, normalen Betriebes der Anlage nimmt die gemessene Größe UD der Gleichspannung einen Wert von ungefähr 1 pro Einheit an, da der Wechselrichter im allgemeinen auf eine größtmögliche für die Betriebsbedingungen passende Gleichspannung hin gesteuert wird. Unter diesen Voraussetzungen nehmen das Signal SS = '0' und das Signal RS = '1' und daher auch das Signals LUD1 des Q-Ausganges des bistabilen Triggers die Größe '0' an.
Entsteht eine Fehler obenerwähnter Art, fällt die Gleichspannung sehr schnell innerhalb einiger zehn oder zwanzig Millisekunden auf Null mit Hilfe der Kontrolleinheiten der Stromrichter, wobei SS dann die Größe '1', RS die Größe '0' und LUD1 die Größe '1' annimmt. Wenn die Spannung und deren gemessene Größe beim Leistungsrückstellen während einer Rückkehr zu normalen Betriebsbedingungen die Vergleichsgröße UC1 übersteigt, kehrt das Signal SS zur Größe '0' zurück. Das Signal RS kehrt zur Größe '1' zurück, wenn die gemessene Größe der Spannung bei der Rückkehr der Anlage zu normalen Betriebsbedingungen die Vergleichsgröße UC1 übersteigt, wobei das Signal LUD1 also zur Größe '0' zurückkehrt. Unter den in diesem Zusammenhang vorliegenden Bedingungen mit kurzzeitigen Fehlern, die innerhalb beispielsweise der Größenordnung von < 0,5 Sekunden verschwinden, erfolgt die Spannungsrückstellung innerhalb einer bedeutend kürzeren Zeitperiode als die Zeitkonstante des Tiefpaßfilters 14, und die Vergleichsgrößen UC1 und UC2 ändern sich während der Fehler- und Rückstellperiode daher nur unbedeutend.
Das Signal LUD1 wird einem logischen ODER-Schaltkreis 18 zugeleitet, dessen Ausgangssignal einen Gatter-Schaltkreis 19 passiert, abhängig davon, daß ein Signal DBL vorliegt, das angibt, daß der Gleichrichter sich im ungesperrtem Zustand befindet, d. h. daß Zündpulse an die steuerbaren Halbleiterelemente in den Stromrichtern nicht gesperrt sind. Das Ausgangssignal vom Gatter-Schaltkreis wird einem Verzögerungskreis 20 zugeleitet, der die Übergänge im Eingangssignal während eines Zeitraumes t4 von '0' auf '1' und die Übergänge während eines Zeitraumes t5 von '1' auf '0' ändert. Vorteilhafterweise wird hier t4 in der Größe 0,02 Sekunden gewählt und t5 in der Größe 0,5 Sekunden. Das Ausgangssignal FC vom Verzögerungskreis 20 bildet ein Startsignal, daß die Größe '0' annehmend, normale Betriebsbedingungen, soweit es die Spannung betrifft, angibt und durch Annehmen der Größe '1' angibt, daß die Gleichspannung ungewöhnlich niedrig ist oder daß der Gleichrichter nicht entsperrt wurde.
Fig. 4B zeigt einen Vergleicher 21, der die gemessene Größe UD der Gleichspannung Ud mit einer gewählten Größe UC3 vergleicht und, soweit UD < UC3 ist, ein Signal LUD2 bildet. UC3 kann mit Vorteil in der Größenordnung 0,73 per Einheit gewählt werden. Das Signal LUD2 kann beispielsweise einem zweiten Eingang des ODER-Schaltkreises 18 in Fig. 4A zugeleitet werden, wie in dieser Figur veranschaulicht, und dies kann also als ein Sicherheitswert zum Anzeigen einer niedrigen Spannung verwendet werden. Alternativ kann lediglich eins der Signale LUD1 oder LUD2 verwendet werden um das Zustandsignal FC auf die obenerwähnte, beispielsweise in Fig. 4A gezeigte Art zu bilden. In diesem Falle kann natürlich der ODER-Schaltkreis 18 entfallen.
Indem die Bandbreite des Tiefpaßfilters 3 von einer kleinen Größe in eine größere geändert wird, was abhängig von dem Signal FC' erfolgt, das seinerseits abhängig vom Zustandsignal FC gebildet wird, entsteht also der Vorteil, daß die Rechengröße UDF der Gleichspannung Ud schneller der augenblicklichen Größe der Gleichspannung während der Zustände, die dadurch angegeben sind, daß das Signal FC' die Größe '1' aufweist, angepaßt wird. Beim Berechnen der Stromgröße wird auf diese Weise ein schnelleres Anpassen an die aktuellen Betriebsparameter erreicht, als wenn auf Grund kleinerer Bandbreite im Tiefpaßfilter eine Rechengröße UDF mit einem Zeitverzug gegenüber der augenblicklichen Gleichspannung zum Berechnen der Stromgröße verwendet würde.
Nach dem Entstehen eines Fehler und während des Leistungsrückstellens wird also die Rechengröße UDF erst mit der Zeitkonstante T2, anstelle der Zeitkonstante T1, auf einen unteren Grenzwert UDMINL gesenkt, der vom unteren Grenzwert im Begrenzungsteil 2 begrenzt wird, und darauf folgt das Rückstellen der Spannung immer noch mit der Zeitkonstante T2 auf die Größe hin, die die Spannung vor dem Eintreffen des Fehlers hatte. Nimmt das Signal LUD1 und/oder das Signal LUD2 wieder die Größe '0' an, bekommt das Signal FC die Größe '0' und veranlaßt den Wähler 9 seine Lage so zu ändern, daß das Tiefpaßfilter 3 wieder von der Zeitkonstante T1 gekennzeichnet wird. Die. Rückstellung des Signales FC zur Größe '1' wird also zur Rückstellung des Signales LUD1 und/oder des Signals LUD2 mit dem Zeitraum t5 im Verzögerungsteil 20 verzögert, der so gewählt wird, daß er sicherstellt, daß die Rechengröße UDF genug Zeit hatte, im wesentlichen die gemessene Größe UD anzunehmen.
Die schnellere Anpassung der gefilterten Rechengröße UDF an die augenblickliche Größe der Gleichspannung bedeutet, daß die Stromgröße während des Verlaufes der betreffenden Vorkommnisse einen größeren Wert annehmen werden als während des entsprechenden Zeitraumes angenommen würde, wenn die Zeitkonstante des Tiefpaßfilters 3 bei seinem größeren Wert verblieben wäre.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der größtmögliche Wert der Stromgröße angepaßt, indem der untere Grenzwert UDMINL im Begrenzungsteil 2 bei Eintreffen des Fehlers und während der Rückstellperiode abhängig vom aktuellen Wert der aktuellen Stromgröße bei Eintreffen des Fehlers gemacht wird.
Fig. 5 zeigt eine Ausführung eines grenzwertbildenden Teiles 22 um die obenerwähnte Abhängigkeit zu erzielen. Mit Hilfe eines vom Zustandsignal FC gesteuerten Wählers 23 kann das Signal SMINL veranlaßt werden eine vorbestimmte Größe UML anzunehmen, wenn das Zustandsignal FC die Größe '0' annimmt und eine Größe UML' annimmt, die abhängig von der aktuellen Stromgröße IO und der aktuellen berechneten Größe UDF berechnet wurden, wenn das Signal FC den Wert '1' annimmt. In einem Addierer 24 wird die Differenz zwischen 1 pro Einheit und der Stromgröße IO gebildet und diese Differenz wird einem Addierer 26 nach Multiplizieren mit einer gewählten Konstante K3 in einem Multiplikator 25 zugeleitet. Ein Wähler 27 bildet als Ausgangssignal den kleineren der Werte 1 pro Einheit und dem Ausgangssignal vom Addierer 26. Das Ausgangssignal vom Wähler 27 wird einem Multiplikator 28 zugeleitet zum Multiplizieren mit der berechneten, um einen Zeitraum t2 in einem Verzögerungskreis 29 verzögerten Größe UDF. Der Zeitraum t2 in der Größenordnung 15 ms wird so gewählt, daß die berechnete Größe UDF mindestens während des ersten Teiles der Rückstellperiode praktisch die Größe beibehält, die sie vor Eintreffen des Fehlers hatte. Das Ausgangssignal UML" vom Multiplikator 28 wird einem vom Zustandsignal FC gesteuerten Wähler 23 so zugeleitet, daß das dem Wähler 30 zugeleitete Signal UML' mit FC = '0' gleich dem Signal UML" ist. Nimmt das Zustandsignal FC die Größe 1' an, bekommt das Signal SMINL den Wert UML' = UML". Gleichzeitig wird ein Haltekreis mittels Umschaltens des Wählers 30 gebildet, der ein Verzögerungselement 31 umfaßt, sodaß das Signal UML' die Größe UML" aufrecht erhält, die es hatte, als das Zustandsignal die Größe '1' bekam, wogegen das Zustandsignal FC '1' verbleibt. Nimmt FC erneut die Größe '0' an, werden die beiden Wähler 23 und 30 umgeschaltet, sodaß der untere Grenzwert UDMINL im Begrenzungsteil 2 erneut die Größe UML annimmt, wogegen die Größe UML' ständig abhängig von der aktuellen Stromgröße und der aktuellen berechneten Größe UDF aktualisiert wird.
Ein Rechenbeispiel veranschaulicht desweiteren die Funktion der Vorrichtung. Es wird angenommen, daß die Stromgröße PO = 0,1 und die Gleichspannung Ud = 1,0 während eines fortlaufenden Betriebes ist und daß dieser Zustand so lange währte, daß auch die Rechengröße UDF = 1,0 ist. Dadurch wird die Stromgröße IO = PO/UDF = 0,1. Es wird außerdem angenommen, daß die Konstante K3 0,6 gewählt wird. Das Eingabesignal zum Wähler 27 vom Addierer 26 wird dann [1 - (1 - 0,1) * 0,6] = 0,46 < 1. Das Signal 27 UML' = UML" nimmt daher die Größe 0,46 * 1 = 0,46 an. Dieser Wert ist gewöhnlicherweise größer als die während normalem stetigem Betrieb verwendete Größe UML. Entsteht ein Fehler wird der gemessene Wert UD sich schnell Null nähern und das Zustandsignal FC nimmt die Größe '1' an, wodurch SMINL = UML' = 0,46. Gleichzeitig wird eine Umschaltung der Zeitkonstante des Tiefpaßfilters 3 auf die Größe T2 vorgenommen und daher sinkt der von dieser Zeitkonstante bestimmte Rechenwert UDF gegen seinen unteren Grenzwert 0,46. In der Annahme, daß die Stromgröße beim Wert PO = 0,1 verbleibt wird die von der Zeitkonstante T2 bestimmte Stromgröße IO auf die Größe 0,1/0,46 = 0,22 steigen. Dies bedeutet eine Zunahme mit ungefähr 120% verglichen mit der Größe IO = 0,1 von der Zeitkonstante T1 bestimmt mit den obenerwähnten Ziffernbeispielen wirklich während des gesamten Rückstellvorganges bedeutend länger verblieben wäre. In den Fällen, wo der Gleichstromanschluß ein Kabel umfaßt und dessen Impedanz im wesentlichen von der Kapazität des Kabels bestimmt ist, bedeutet eine Verdopplung der Stromgröße, und somit des oben als Beispiel angeführten Stromes, eine Halbierung der Kabelladezeit. Wächst der Rechenwert UDF während des Rückstellens zu den vorhergehenden Betriebsbedingungen über die Größe 0,46 sinkt die Stromgröße gegen den früheren Wert 0.1.
Falls der Fehler bei einer Stromgröße von beispielsweise PO = 0,3 auftrat würde das Eingangssignal zum Wähler 27 vom Addierer 26 und somit das Signal UML' die Größe [1 - (1 - 0,3) * 0,6] = 0,58 angenommen haben und während eines Fehlervorganges würde die Stromgröße auf eine Größe IO = 0,3/0,58 = 0,51 gestiegen sein, d. h. eine Zunahme von 70% verglichen mit der Größe IO = 0,3.
Bei höheren Stromgrößen vor dem Eintreten eines Fehlers kann die im Begrenzungsteil 6 angeordnete spannungsabhängige Stromgrenze dazwischentreten und die Stromgröße während zumindestens dem Anfang der Rückstellperiode begrenzen. Die Stromgröße kann jedoch erfindungsgemäß immer veranlaßt werden während der Rückstellperiode unter Rücksichtnahme auf die Ausbildung der Anlage in anderer Hinsicht einen größtmöglichen Wert anzunehmen.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungen beschränkt, sondern eine Menge Modifikationen sind innerhalb des Rahmens der Patentansprüche denkbar. Das Tiefpaßfilter 3 wurde als Beispiel mit einer einzigen Zeitkonstante T1 bzw. T2 aufgeführt, aber die entsprechenden Vorteile können natürlich innerhalb des Rahmens der Patentansprüche für Tiefpaßfilter einer höheren Größenordnung erzielt wird.
Eine Verringerung der Zeitkonstante T für das oben als Beispiel angegebene Tiefpaßfilter 3 von der Größe T1 zur Größe T2 von einer Sekunde auf 0,1 Sekunden entspricht also einer Zunahme von dessen Bandbreite mit einem Faktor 10 und allgemeiner ausgedrückt, in den Fällen, wo das Tiefpaßfilter 3 von einer allgemeinen Übertragungsfunktion mit vorbestimmter Bandbreite gekennzeichnet wird, liegt eine Zunahme dieser Bandbreite während der Rückstellperiode innerhalb des Rahmens der Patentansprüche vor. Die Größe T1 der Zeitkonstante des Tiefpaßfilters liegt beispielsweise in der Größenordnung eine Sekunde, kann jedoch in gewissen Fällen so niedrig wie ungefähr 0,3 Sekunden sein. Es wurde als Vorteil angesehen die Größe T2 zwischen ungefähr 0,05 und 0,1 Sekunden zu wählen, was also eine Zunahme der Bandbreite des Filters mit mindestens einem Faktor 3 bedeutet.
Das Bilden des unteren Grenzwertes UDMINL der Begrenzungsgröße UDF und das Bilden des Zustandsignals FC kann natürlich innerhalb des Rahmens der Patentansprüche auch auf andere Weise erfolgen.
Die in die Anlage aufgenommenen Rechenteile, die Filter, die Vergleicher usw. können ganz oder teilweise als verdrahtet, analog oder digital arbeitende oder in Mikroprozessoren für den besonderen Zweck programmierte Schaltkreise verwirklicht werden.

Claims

1. Rückstellvorrichtung für übertragene Leistung in einer Übertragungsanlage für Hochspannungs-Gleichstrom nach einem vorübergehenden Kurzschlußfehler im Gleichstromanschluß (L1, L2) der Anlage oder in einem an die Anlage angeschlossenen Wechselspannungsnetz (N1, N2), wobei in der Anlage ein Stromrichter (SR1) mit Hilfe einer Kontrolleinheit (CU1) gesteuert wird und diese Kontrolleinheit einen signalbildenden Teil (11) umfaßt, der ein Zustandsignal (FC) bildet, welches angibt, daß eine Kurzschlußfehler vorliegt, einen quotientenbildenden Teil (4), der eine Stromgröße (IO) für den Strom (Id) im Gleichstromanschluß abhängig vom Quotienten zwischen der Leistungsgröße (PO) und einem Rechenwert (UDF) der Gleichspannung (Ud) am Stromrichter bildet, und ein Tiefpaßfilter (3), das diesen Rechenwert als gefilterte Größe (UD) dieser Gleichspannung bildet, wobei das Tiefpaßfilter (3) eine beeinflußbare Bandbreite (1/T1, 1/T2) hat, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Zustandsignal die Bandbreite des Tiefpaßfilters so beeinflußt, daß die Bandbreite sich zeitweilig von einem kleineren Wert (1/T1) auf einen größeren Wert (1/T2) ändert.

2. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kontrolleinheit einen grenzwertbildenden Teil (22) umfaßt, um abhängig von diesem Zustandsignal einen unteren Grenzwert (UDMINL) für diesen Rechenwert (UDF) als eine abhängig von der Stromgröße gebildete Größe (UML') zu bilden.

3. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser untere von diesem grenzwertbildenden Teil gebildete Grenzwert mit zunehmender Stromgröße wächst.

4. Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bandbreite sich von diesem kleineren Wert auf diesen größeren Wert nach dem Bilden dieses Zustandsignal ändert, und daß die Bandbreite sich von diesem größeren Wert in diesen kleineren Wert nach dem Verschwinden des Zustandsignals ändert.

5. Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser größere Wert dieser Bandbreite des Tiefpaßfilters mindestens dreimal so groß ist wie dieser kleinere Wert von dessen Bandbreite.

6. Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Tiefpaßfilter erster Größe ist mit einer von einer Zeitkonstante (T1, T2) gekennzeichneten Bandbreite, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bandbreite des Tiefpaßfilters geändert wird, indem sich die Filterzeitkonstante von einem größeren Wert (T1) auf einen kleineren Wert (T2) ändert.

7. Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser signalbildende Teil mindestens einen Vergleicher (21) umfaßt, um diese gemessene Größe (UD) der Gleichspannung mit mindestens einem Vergleichswert (UC3) zu vergleichen, wodurch dieses Zustandsignal gebildet wird, nachdem der gemessene Wert der Gleichspannung unter diesen Vergleichswert gesunken ist und verschwindet, nachdem der gemessene Wert der Gleichspannung über diesen Vergleichswert gestiegen ist.

8. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieser signalbildende Teil mindestens zwei Vergleicher (12, 13) umfaßt, um diesen gemessenen Wert (UD) der Gleichspannung mit einem ersten Vergleichswert (UC1) bzw. einem zweiten Vergleichswert (UC2) zu vergleichen, wodurch dieses Zustandsignal gebildet wird, nachdem der gemessene Wert der Gleichspannung unter diesen ersten Vergleichswert gesunken ist und verschwindet, nachdem der gemessene Wert der Gleichspannung über diesen Vergleichswert gestiegen ist.

9. Rückstellverfahren für übertragene Leistung in einer Übertragungsanlage für Hochspannungs-Gleichstrom nach einem vorübergehenden Kurzschlußfehler im Gleichstromanschluß (L1, L2) der Anlage oder in an die Anlage angeschlossenen Wechselspannungsnetzen (N1, N2), wobei in der Anlage ein Stromrichter (SR1) mit Hilfe einer Kontrolleinheit (CU1) so gesteuert wird, daß eine Stromgröße (IO) für den Strom (Id) im Gleichstromanschluß abhängig vom Quotienten zwischen einer Stromgröße (PO) und einem Rechenwert (UDF) der Gleichspannung (Ud) am Stromrichter gebildet wird, wobei dieser Rechenwert abhängig von einer gemessenen Größe (UD) der Gleichspannung gebildet wird, wobei diese gemessene Größe in einem Tiefpaßfilter (3) mit einer beeinflußbaren Bandbreite (1/T1, 1/T2) gefiltert wird und angibt, daß eine Kurzschlußfehler entstanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bandbreite des Tiefpaßfilters zeitweilig von einem kleineren Wert (1/T1) auf einen größeren Wert (1/T2) abhängig von diesem Zustandsignal geändert wird.

10. Verfahren gemäß Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Rechenwert (UDF) auf einen unteren Grenzwert beschränkt ist, der abhängig von diesem Zustandsignal veranlaßt wird einen abhängig von der Stromgröße gebildeten Wert (UML') anzunehmen.

11. Verfahren gemäß Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieser untere Grenzwert veranlaßt wird einen Wert anzunehmen, der mit zunehmender Stromgröße wächst.

12. Verfahren gemäß irgendeinem der Patentansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bandbreite von diesem kleineren Wert in diesen größeren Wert geändert wird, nachdem dieses Zustandsignal gebildet ist, und daß diese Bandbreite von diesem größeren Wert in diesen kleineren Wert geändert wird, nachdem das Zustandsignal verschwunden ist.

13. Verfahren gemäß irgendeinem der Patentansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dieser größere Wert dieser Bandbreite mindestens dreimal so groß ist wie deren kleinerer Wert.

14. Verfahren gemäß irgendeinem der Patentansprüche 9 bis 13, wo dieses Tiefpaßfilter erster Rangordnung mit einer von einer Filterzeitkonstante (T1, T2) gekennzeichneten Bandbreite ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite verändert wird, indem die Filterzeitkonstante von einem größeren Wert (T1) in einen kleineren Wert (T2) geändert wird.

15. Verfahren gemäß irgendeinem der Patentansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Zustandsignal gebildet wird, nachdem dieser gemessene Wert der Gleichspannung unter einen ersten vorbestimmten Vergleichswert (UC1) gesunken ist und verschwindet, nachdem der gemessene Wert der Gleichspannung über einen zweiten vorbestimmten Wert (UC2) gestiegen ist.

16. Verfahren gemäß Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß diese ersten und zweiten vorbestimmten Vergleichswerte identisch sind.