DE718301C - Anordnung zur Verbesserung der Stabilitaet von Gleichstromkraftuebertragungsanlagen - Google Patents

Anordnung zur Verbesserung der Stabilitaet von Gleichstromkraftuebertragungsanlagen

Info

Publication number
DE718301C
DE718301C DES136092D DES0136092D DE718301C DE 718301 C DE718301 C DE 718301C DE S136092 D DES136092 D DE S136092D DE S0136092 D DES0136092 D DE S0136092D DE 718301 C DE718301 C DE 718301C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arrangement according
current
contact
machine
synchronous
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
Application number
DES136092D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Erich Rolf
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES136092D priority Critical patent/DE718301C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE718301C publication Critical patent/DE718301C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/20Contact mechanisms of dynamic converters
    • H02M1/26Contact mechanisms of dynamic converters incorporating cam-operated contacts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Anordnung zur Verbesserung der Stabilität von Gleichstromkraftübertragungsanlagen Die Erfindung bezieht sich auf Kraftübertragungsanlagen, in denen der über eine Fernleitung fließende Gleichstrom durch einen Kontaktwechselrichter in Drehstrom umgeformt wird, wobei der Spannungsvektor des Drehstromnetzes durch eine täldgebende Synchronmaschine bestimmt wird. Der Betrieb solcher Anlagen bereitet Schwierigkeiten hinsichtlich der Stabilität, und zwar sind diese Schwierigkeiten zu einem erheblichen Teil dadurch bedingt, daß der Wechselrichter sehr empfindlich auf Änderungen der Synchronlage der Kontaktbewegüng gegenüber der Phasenlage der auf ihn einwirkenden Wechselspannung ist. Die Wechselspannung ist nämlich für den Betrieb des Wechselrichters eine sehr wichtige Größe, da sie als sog. Wendespannung den Übergang der Stromführung von der einen Phase zur Folgephase veranlaßt, Störungen in der gegenseitigen Phasenbeziehung zwischen der Synchronlage der Kontakte und der Wendespannung können auftreten, wenn bei Spannungsschwankungen der Antriebsmotor der Kontakte Winkeländerungen bezüglich seiner synchronen Lage erleidet, oder wenn im Drehstromnetz Unsymmetrien auftreten. Solche Störungen sind aber in einem ausgedehnten Drehstromnetz praktisch nie zu vermeiden.
  • Die Erfindung überwindet die genannten Schwierigkeiten dadurch, daß die taktgebende Synchronmaschine gleichzeitig auch zum Antrieb der Wechselrichterkontakte dient. Es sei hierzu bemerkt, daß es an sich bekannt ist, die Synchronmaschine, die die Wechselspannung für einen Kontaktumformer liefert, auch zum Antrieb der Kontakte des Umformers zu benutzen. Bei der bekannten Anordnung handelt es sich jedoch nicht um einen Wechselrichter, sondern die Kontakte arbeiten als Gleichrichter, wobei die Synchronmaschine den gleichzurichtenden Wechselstrom liefert.
  • Bei der Anordnung nach der Erfindung kann die taktgebende Synchronmaschine mit dem Antrieb der Wechselrichterkontakte entweder unmittelbar oder überZwischengetriebe gekuppelt sein. Es kommt nur darauf an, die Kupplung so auszubilden, daß die Synchronlage der Kontaktbewegung jede Änderung, die die Synchronlage des Maschinenläufers erleidet, verzögerungslos mitmacht. Eine ungewollteVerschiebung zwischen der Wendespannung und der Kontaktbewegung kann dann nicht mehr eintreten. Die zur Anpassung der Drehstromspannung des gespeisten Netzes an die Gleichspannung der Übertragungsleitung und für die Umformung der Phasenzahl meist erforderlichen Transform-.-toren werden zwischen die Maschinenwicklung und .die Kontakte des Umformers geschaltet. Bei Schaltungen mit in mehrere Spannungsstufen unterteilter Umformung kann an Stelle einer gemeinsamen Maschine oder Maschinengruppe auch für jede Stufe eine besondere Synchronmaschine vorgesehen werden, wobei dann jede Stufe ihren eigenen Transformator erhält. Hierbei ist es zweckmäßig, zwecks Erzielung einer möglichst geringen Oberwellenrückwirkung auf die Gleichstromleitung die Generatoren mit gegenseitiger Phasenversetzung zu betreiben, so daß die Wirkung einer höherphasigen Schaltung entsteht. Um für den Wechselrichter eine möglichst hohe Trittgrenze zu erreichen, wird man die Transformatoren streuungsarm ausführen. Wenn die Spannungsverhältnisse es erlauben, wie z. B. bei Mehrstufenschaltungen mit getrennten Generatoren; können hier mit Vorteil Spartransformatoren verwendet werden.
  • Die Schwierigkeiten der Stromwendung des Wechselrichters bei Spannungsänderungen und besonders bei Spannungsunsymmetrien sind zum wesentlichen Teil dadurch bedingt, daß der Kontaktuinforiner seine Wendespannung entweder allein aus dem gespeisten Netz bezieht oder aus Taktmaschinen, die mit dein gespeisten Netz in unmittelbarer oder mittelbarer elektrischer Verbindung stehen, so daß alle Spannungsstörungen des gespeisten Netzes in unerwünschter Weise ihren Einfluß auf die Stromwendung ausüben.
  • Diese trotz der starren Kupplung des Kontaktapparates mit der zugehörigen Wechselstrominaschine noch bestehenden Schwierigkeiten können wesentlich gemildert werden, wenn bei gleichzeitig auch elektrisch möglichst starrer Verbindung zwischen Kontaktapparat und Taktmaschine (kleine Transforinatorstreuung) _ das gespeiste Drehstromnetz nicht unmittelbar, sondern über Drosselspulen an die Taktmaschine angeschlossen wird. Sie können gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung auch gänzlich dadurch überwunden werden, daß das gespeiste Drehstromnetz von der Übertragungsleitung bz«-. von dem Kontaktumformer durch Anwendung eines Motorgenerators an Stelle der Taktmaschine elektrisch getrennt «wird. _^,£ls Motorgenerator kommt dabei vorzugsweise ein solcher in Frage, der aus zwei Synchroninaschinen aufgebaut ist. Eine solche Anordnung liefert dem Kontaktuinfornier eine stets symmetrische, ungestörte Wendespannung. Sie hat weiterhin noch den Vorteil, daß die Wechselrichterblindleistung unmittelbar geliefert wird und :daß der Netzblindstroin von dem zum Betrieb des Wechselrichters erforderlichen Blindstrom völlig getrennt ist. Ganz allgemein gesagt bietet sich durch die eleliz.-trische Trennung die -1-lögliclil:eit, die Übertragungsverhältnisse in der Gleichstromleitung und in dem Drehstromnetz ganz unabliängig voneinander zu regeln.
  • In der genannten Anordnung Kontaktumformer-Motorgenerator kann die Verbindung Kontaktumformer-Motor auch aufgefaßt werden als Hochspannungs-Gleichstroinmotor-Einheit, wobei der Schaltapparat des Kontaktumformers den Stromwender darstellt, der mit Rücksicht auf das er forderliclie Spannungsübersetzungsverhältnis und die Umformung der Phasenzahl über ruhende Transformatoren an die das Drehmoment erzeugende Arbeitswicklung des Motors angeschlossen ist. Es ist klar, daß auch jede andere Kontaktumformerschaltung in Verbindung mit einer motorisch wirkenden umlaufenden Maschine dein Erfindungsgedanken entspricht und daß auch mit anderen Schaltapparaten, z. B. mit ruhenden Stromrichtergef,Ä.Cen, der Erfindungsgedanke verwirklicht werden kann; an die Stelle der Anordnung Kontaktumformer-Motor kann also ohne weiteres jeder für Hochspannung geeignete Stromrichtermotor oder eine sonstwie als Gleichstrom-Hochspannungsmotor wirkende Maschine treten. Die gleichen Überlegungen galten selbstverständlich auch für die Gleichrichterseite, wo zumindest bei Verbundbetrieb Anordnungen gemäß dem Erfindungsgedanken von Wichtigkeit werden können. In allen Fällen bildet der als Gleichstroin-Hochspannungsmotor wirkende Teil zusammen mit der angekuppelten Netzmaschine sozusagen einen umlaufenden Netzkupplungsumforiner für die Kupplung der Gleichstromleitung finit dein Drehstromnetz, «wobei auf der Gleichstromseite je nach Art der verwendeten Apparate mit Rücksicht auf die hohe Gleichspannung noch besondere Maßnahmen beziiglich der Durchführung der Stromwendung getroffen sind, -wie z. B. die Zwischenschaltung von Transformatoren zwischen Maschinenwicklung und Schaltapparat. -Für den stabilen Betrieb bei gegebener Wendespannung ist es wichtig, daß der Strom nach oben hin mit Rücksicht auf die Trittgrenze des Wechselrichters begrenzt wird. Eine Überschreitung der Trittgrenze kann aber auch dadurch vermieden werden, daß man diese durch Vergrößerung der Wendespannung erhöht. Beides kann bei der vorgenannten Anordnung mit elektrischer Trennung der Netze dadurch erreicht werden, daß die mit dem Kontaktumformer elektrisch verbundene Synchronmaschine eine stromabhängige mittelbare oder unmittelbare Zusatzerregung erhält. Es genügt unter Umständen, wenn nur eine Übertragungsseite in dieser Weise ausgestaltet wird., jedoch kann man durch gleichzeitige Zusatzerregung beim Wechselrichter und Zusatzentregung beim Gleichrichter eine erhöhte Wirksamkeit erzielen. Die zusätzliche Erregung bzw. Entregung kann auch vorteilhaft. mit den an sich bekannten Mitteln der sogenannten Stoßerregung bzw. -entregung durchgeführt werden, wodurch es möglich wird, auch schnellsten Schwankungen der Übertragungsverhältnisse gerecht zu werden.. Es sei an dieser Stelle nochmals bemerkt, daß die geschilderten Maßnahmen, nämlich die elektrische Trennung der Anlageteile durch Motorgeneratoren und die zusätzliche Maschinenerregung, auch dann mit Vorteil verwendet werden können, wenn die Umformer nicht als Kontaktumformer ausgestaltet sind, sondern mit Entladungsstrecken arbeiten. Im übrigen haben diese Maßnahmen in analoger Ausgestaltung auch dann Bedeutung; wenn es sich um eine Umformung mit in Stufen unterteilter Gesamtspannung handelt.
  • Für die Erfindung können an Stelle der Zusatzerregung dei Synchronmaschinen oder in Verbindung mit ihr auch sämtliche bekannten Mittel zur Zwangskommutierung verwendet werden. Unter anderem kann man zur Verbesserung der Kommutierung eine besondere Maschine vorsehen, die mit dem Kontaktantrieb . bzw. mit der Synchroninaschine gekuppelt ist, und die während der Überlappungsdauer der Kontakte, d. h. während des Kommutierungsvorganges, eine von der Belastung abhängige Wendespannung liefert. Eine ähnliche Wirkung kann auch durch eine 'besondere Ausgestaltung der mit dem Kontaktumformer elektrisch verbundenen Synchronmaschine erzielt werden. Bei Ver-@vendung ruhender Stromwendemittel kann die Erzeugung einer stromabhängigen Wendespannung beispielsweise durch stromabhängige Beeinflussung dort Drosselspulen, z. B. durch Vormagnetisierung, oder durch stromabhängige Veränderung des Ladestromes von Kommutierungskondensatoren, z. B. durch Gittersteuerung etwaiger zur Rufladung der Kondensatoren dienender Stromrichtergefäße, durchgeführt werden. .In allen- derartigen Fällen wirkt die Anordnung. Kontaktumformer-Motor bz«.- der anstatt dieser Anordnung verwendete .Stromrichtermotor o. dgl. dann wie ein mit Wendepolen versehener Gleichstrom-Hochspannungsmotor, dessen Stromwendung zum mindesten innerhalb weiter Grenzen- den Schwankungen des Laststromes folgt und eine Erhöhung des Grenzstromes und damit der Stabilität erlaubt, ohne daß dabei der Leistungsfaktor der Umformungseinrichtung auf untragbare Werte absinkt. Bei manchen Anordnungen läßt sich sogar eine Phasenvoreilung erzielen.
  • In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig. i bedeutet i eine Kraftmaschine, beispielsweise eine Dampfturbine, die den Synchrongenerator 2 antreibt. Der Synchrongenerator 2- speist über die Transformatoren 5 den Kontaktumformer 3, der zwecks Verbesserung der Komrnutierung mit Schaltdrosseln 6 ausgerüstet ist. Der Antrieb des Kontaktumformers erfolgt nun nicht durch einen besonderen Antriebsmotor, vielmehr ist das Antriebsorgan unmittelbar mit der Welle der Synchronmaschine :2 gekuppelt, so daß die einmal eingestellten Phasenbeziehungen stets erhalten bleiben.
  • Über die Gleichstromleitung q. wird die Energie dem Köntaktwechselrichter 7 mit den Schaltdrosseln g zugeleitet, von diesem in Drehstrom umgeformt und dann über die Transformatoren S der Synchronmaschine io zugeführt. Der Antrieb der Uinforinerkontakte 7 ist wiederüin mit der Welle der zugehörigen Synchronmaschine io starr gekuppelt. Die Synchromnaschine io speist nun das Drehstromnetz 12 nicht unmittelbar, sondern gibt ihre Leistung mechanisch an die Synchronmaschine ii weiter, die sie dann ihrerseits in Drehstromleistung umformt und dem Netz 12 zuführt. Man erkennt. daß das Drehstromnetz 12 von dein Kontalctumforiner 7 elektrisch völlig getrennt ist.
  • Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die obenerwähnte Zusatzerregung der Synchronmaschine. Die Arbeitswicklung der Synchronmaschine ist mit 13 bezeichnet. Die normale Erregerwicklung 14 wird von einer Erregermaschine 16 gespeist. Außerdem ist eine zusätzliche Erregerwicklung 1s vorhanden, die einen Strom empfängt, der von dem Strom in der Gleichstromleitung q. abhängig ist. Zu diesem Zweck ist ein Meßwiderstand 17 vorgesehen, dessen beide Hälften beiderseits des geerdeten Mittelpunktes des Kontaktumformers liegen und an dem ein dem Gleichstrom proportionaler Spannungsabfall auftritt. Da sich der Meßwiderstand 17 auf Erdpotential befindet, so ist es möglich, die Erregerwicklung 15 unmittelbar an ihn anzuschließen. Man kann jedoch im Bedarfsfalle auch noch besondere Regeleinrichtungen dazwischenschalten. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen denen des linken Teiles der Fig. i.
  • Im Gegensatz zu Fig. i ist in Fig. 3 die Wechselrichterseite einer Übertragungsanlage dargestellt, bei der keine elektrische Trennung der Netze vorhanden ist und die takthaltende Maschine 18 infolgedessen nicht nur die Blindleistung für den Wechselrichter, sondern auch die für das Drehstromnetz liefert. Um die durch die elektrische Verbindung bedingten Störungsmöglichkeiten der Stromwendung zu beseitigen oder wenigstens in ihrer Wirksamkeit zu vermindern, sind zwischen die Sammelschiene 12 und die einzelnen Zweige des Drehstromnetzes Drosselspulen ig geschaltet, die eine hinreichende Dämpfungswirkung auf alle stoßartigen Vorgänge im Drehstromnetz ausüben. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen denen des rechten Teiles der Fig. i.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Verbesserung der Stabilität von Gleichstromkraftübertragungsanlagen, in denen der über eine Fernleitung fließende Gleichstrom durch einen Kontaktwechselrichter in Drehstrom umgeformt wird, wobei der Spannungsvektor des Drehstromnetzes durch eine taktgebende Synchronmaschine bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die taktgebende Synchronmaschine gleichzeitig auch zum Antrieb der Wechselrichterkontakte dient.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des den übertragenen Gleichstrom aus Drehstrom erzeugenden Kontaktgleichrichters mit dem speisenden Synchrongenerator gekuppelt ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformatoren auf der Wechselrichterseite als Spartransformatoren ausgebildet sind. q..
  4. Anordnung nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehstromnetz von der Übertragungsleitung durch Verwendung eines vorzugsweise aus zwei Synchronmaschinen bestehenden Motorgenerators elektrisch getrennt ist.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß eine für stabilen Betrieb erforderliche Strombegrenzung bzw. Wendespannungserhöhung durch Zusatzerregung der mit der Übertragungsleitung in Verbindung stehenden Synchronmaschinen auf der Gleichrichter- und/oder auf der Wechselrichterseite erfolgt.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Erregung mit den Mitteln der Stoßerregung bzw. Stoßentregung erfolgt.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wechselrichterseite bei elektrischer Verbindung zwischen Drehstromnetz und Umformerkontakten das Drehstromnetz über Drosselspulen an die Taktmaschine angeschlossen ist. B. Anordnung nach Anspruch i bis ;, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine besondere mit dem Kontaktantrieb gekuppelte Maschine oder durch entsprechende Ausbildung der Synchronmaschine oder durch lastabhängige Beeinflussung ruhender Stromwendeeinrichtungen während der Kontaktüberlappung eine stromabhängige Wendespannungskomponente erzeugt wird.
DES136092D 1939-03-01 1939-03-01 Anordnung zur Verbesserung der Stabilitaet von Gleichstromkraftuebertragungsanlagen Expired DE718301C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES136092D DE718301C (de) 1939-03-01 1939-03-01 Anordnung zur Verbesserung der Stabilitaet von Gleichstromkraftuebertragungsanlagen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES136092D DE718301C (de) 1939-03-01 1939-03-01 Anordnung zur Verbesserung der Stabilitaet von Gleichstromkraftuebertragungsanlagen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE718301C true DE718301C (de) 1942-03-09

Family

ID=7540209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES136092D Expired DE718301C (de) 1939-03-01 1939-03-01 Anordnung zur Verbesserung der Stabilitaet von Gleichstromkraftuebertragungsanlagen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE718301C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0849112A1 (de) Drehstromantriebsanordnung
DE19611401A1 (de) Frequenzumrichter für einen Elektromotor
DE60123196T2 (de) Mit zwei Spannungsversorgungen gespeister geschalteter Reluktanzantrieb und Verfahren für dessen Betrieb
DE3810870A1 (de) Vorrichtung zum umformen von elektrischer energie
EP3531547B1 (de) Betriebsschaltung zur kopplung einer synchronmaschine mit einem spannungsnetz und verfahren zu deren betrieb
DE2425362A1 (de) Drehzahlveraenderliche elektrische antriebseinrichtung mit nutzbremsmoeglichkeit
DE718301C (de) Anordnung zur Verbesserung der Stabilitaet von Gleichstromkraftuebertragungsanlagen
DE1610045C3 (de) Wechselstromantriebsmotor mit mehreren räumlich gegeneinander versetzten Statorwicklungen
DE2738562C2 (de)
DE1513518B2 (de) Einrichtung zur zwangskommutierung fuer einen selbstgefuehrten stromrichter zur steuerung der drehzahl und drehrichtung eines drehstrommotors
DE742247C (de) Anordnung zum Anlassen und Drehzahlregeln von Asynchronmotoren ueber Stromrichter
DE714860C (de) Schaltung zum Gleichstrombremsen von zwei Drehstrommotoren
DE744625C (de) Kommutierungseinrichtung
AT269995B (de) Anordnung mit einem Umrichter
DE2806782C2 (de) Schaltungsanordnung zur Umformung einer Wechselspannung
DE924574C (de) Schaltanordnung fuer Stromerzeugungsanlagen mit Synchrongeneratoren
CH213328A (de) Anordnung zur Verbesserung der Stabilität von Gleichstromkraftübertragungsanlagen.
DE1488768C (de) Wechselrichteranordnung zur Speisung eines Asynchronmotors
DE875081C (de) Schaltanordnung fuer die Drehzahl- und Spannungsregelung von staender-gespeisten Wechselstrom-Kommutatormaschinen und Frequenzwandlern
DE1513518C (de) Einrichtung zur Zwangskommutierung für einen selbstgeführten Stromrichter zur Steuerung der Drehzahl und Drehrichtung eines Drehstrommotors
DE223872C (de)
DE2041924C (de) Vorrichtung zur unterbrechungs freien Stromversorgung von Wechsel stromverbrauchern
AT102502B (de) Kompensierter Induktionsmotor.
AT164717B (de) Erdschlußschutzeinrichtung für einphasige Wechselstromgeneratoren
DE248842C (de)