DE726943C - Anordnung zur Kompensierung des induktiven Spannungsabfalls von Drehstrom-Fernleitungen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Kompensierung des induktiven Spannungsabfalls von Drehstrom-Fernleitungen Zur Kompensation von induktiven Spannungsabfällen, beispielsweise auch zur Kompensation des Spannungsabfalls von Fernleitungen oder von Transformatoren, kann man in den Stromkreis in Reihe' Kondensatoren einschalten. Diese Kondensatoren werden jedoch sehr groß, da man sie für den Kurzschlußfall erheblich überdimensionieren muß. Es wurde daher vorgeschlagen, zum Schutz der Reihenkondensatoren hochgesättigte Drosselspulen parallel zu schalten. Diese Drosselspulen bringen einerseits den Vorteil, daß sowohl, die Kondensatoren als auch die Drosselspulen nur mit einem Bruchteil der Betriebsspannung beansprucht werden, da die @Drossel.spulen auch bei sehr großen Strömen keine höhe Spannung entwickeln. Andererseits heben sie im Kurzschlußfall die kompensie--ende Wirkung der Reihenkondensatoren auf; so daß der Kurzschlußstrom sogar herabge: setzt wird gegenüber einem urkompensierten Betrieb. Diie Erfindung betrifft eine besonders zweckmäßige Schaltung für diese Kondensatoren und Drosselspulen bei der Kompensierung des induktiven Spannungsabfalls von Drehstrom-FernIeitungen. Erfindungsgemäßtsinddie in Reihe eingeschalteten Kondensatoren und die dazu parallel geschalteten hochgesättigten Drosselspulen in den Sternpunkt der Primär- oder Sekundärwicklung von die Drehstrom-Fernleitung speisenden Transformatoren eingeschaltet und die Drosselspulen als Dreiphasendross:elspulen mit einem gemeinsamen Eisenkern ausgeführt. Die .einzelnen Phasenwicklungen weisen infolge ihrer Einschaltung in den Sternpunkt des Transformators keine großen gegenseitigen Spannungen auf, so daß ihre Unterbringung auf- einem gemeinsamen Eisenkern wesentlich erleichtert ist, da ,die Isolierung gegenüber dem Eisen keine Schwierigkeiten bereitet. Die Ausbildung als DreiphasendrosseIspulen ergibt den weiteren Vorteil, daß die infolge der hohen Eisensättigung entstehenden Oberwellen durch :entsprechende Kombination mehrerer Drosselspulen oder auch durch entsprechende Ausbildung des Dreiphaseneisenkerns in bekannter Weise leicht kompensiert werden können. Beispielsweise kann die fünfte und siebente Oberwelle durch zwei parallel geschaltete Dreiphasendrosselspulen kompensiert werden, von denen die eine Sternschaltung, die zweite Dreieckschaltung ihrer Wicklungen aufweist.
• Die Fig. i der Zeichnung veranschaulicht die neue Anordnung. i ist die Sekundärwichl.ung eines die Drehstrom-Fernfeitung z speisenden Dreiphasentransformators. Der Sternpunkt dieser Sekundärwicklung ist über die Kondensatoren 3 und die hochgesättigten DrosseJ,spulen 4 und 5 geschlossen. Die Kondensatoren sind in Dreieck geschaltet, die Drosselspule 4 weist Sternschaltung auf und die Drosselspule 5 Dreieckschaltung. Die Drosselspule 4 besitzt noch eine in Dreieck geschaltete Hilfswicklung 7. Diese Hilfswicklung dient dazu, an der Drosselspule 4 das Fließen einer dritten Oberwelle zu ermöglichen. Diese dritte Oberwelle ermöglicht die Erzeugung von fünften und siebenten Oberwellen an der Drosselspule 4 mit derartiger Phasenlage, daß dadurch die fünften und siebenten Oberwellen an der Drosselspule 5 kompensiert werden. Um nun die Kondensatoren und Drosselspulen tatsächlich im Sternpunkt für die niedrige Reihenspannung an diesem bemessen zu können, ist es erforderlich, die Geräte gegen Erde für die volle Reihenspannung zu isolieren. Dies ist dadurch erreicht, daß die Kondensatoren und die Drosselspulen mit ihren mit dem Sternpunkt 6 verbundenen Gehäusen auf Stützisolatoren 8 aufgesetzt sind.
• Für die Arbeitsweise der hochgesättigten Drosselspulen ist das Diagramm gemäß Fig. a maßgebend. Das Diagramm zeigt die an der Parallelschaltung von Drosselspulen und Kondensatoren auftretenden Spannungen E in Abhängigkeit von induktiven Strömen .h"d oder von kapazitiven Strömen 1l". D, ist dabei die Spannungskurve der hochgesättigten Drosselspule, die Gerade C gibt den Zusammenhang zwischen Strom und Spannung der Kondensatoren wieder. Die Kurve S, die zuerst kapazitiv verläuft, dann in induktiven Strom übergeht, zeigt das Stromspannungsdiagramm von Kondensatoren und Drosselspulen. Man sieht, daß im Bereich der Ströme von Null bis Nennstrom der Sekundärwicklung i des Dreiphasentransform.ators zwei Gleichgewichtszustände bestehen. Bei langsamer Steigerung dies Stromes vom Wert Null bis zum Wert 01(i, der als kritischer Stromwert bezeichnet werden kann, arbeitet das Aggregat auf dem Kurvenstück O1(, d. h. der Kondensator-Strom ist größer als der Drosselspulenstrom. In diesem Bereich soll die Anordnung in normalem Betrieb immer arbeiten, da nur dann die gewünschte Wirkung erzielt werden kann, daß nämlich der Spannungsabfall des Aggregats am 'Kondensator die entgegengesetzte Richtung wie der induktive Spannungsabfall der zu kompensierenden Anlagenteile hat. Bei Überschreitung des kritischen Stromwertes O1(1 kippt jedoch das Aggregat und arbeitet auf dem Kurvenstück RS. Hierbei ist der Drosselspulenstrom größer als der Kondensatorstrom. Wegen des induktiven Verhaltens des Aggregats hat sein Spannungsabfall nun nicht mehr die entgegengesetzte, sondern die gleiche Richtung wie der induktive Spannungsabfall der zu kompensierenden Anlagenteile. Das Aggregat hat also zwar für den Kurzschlußfall die gewünschte dämpfende Wirkung, aber nach Abschalten des Kurzschlusses kehrt es nicht wieder auf den Arbeitsbereich 0I< zurück, so daß es in dem nachfolgenden Betrieb nicht mehr den induktiven Spannungsabfall kompensiert, sondern noch vergrößert. Es ist also zweckmäßig, durch besondere Maßnahmen dafür zu sorgen, daß im Bereich kleiner Ströme das Aggregat stets auf dem Kurventeil 01( arbeitet. Zu diesem Zweck kann man den Transformatorschalter (g in Fig. i) mit einer Kurzschlußfortschaltung ausrüsten, so daß in allen Betriebsfällen, wo der Summenstrom von Kondensatoren und Drosselspulen unterhalb eines gewissen Wertes liegt, dieser Summenstrom sich jedoch induktiv verhält, der Schalter kurzzeitig aus- und wieder eingeschaltet wird. Hierdurch wird erreicht, daß das Aggregat wieder auf den Arbeitsbereich 01( zurückkehrt.
• Eine andere Möglichkeit besteht durch Kurzschließen des Aggregats und Wiederöffnen bei gleichen Bedingungen, z. B. mit Hilfe des Schalters io der Fig. i. Das Wiederöffnen kann auch über einen Anlaßwiderstand oder eine Anlaßdrosselspule vorgenommen werden. In Fig. i ist dies durch die Widerstände i i und den dazugehörigen Schalter veranschaulicht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Kompensierung des induktiven Spannungsabfalls von Drehstrom-Fernleitungenmit Hilfe von in Reihe eingeschalteten Kondensatoren, zu denen hochgesättigte Drosselspulen parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschaltung von Kondensatoren und Drosselspulen in den Sternpunkt der Primär- oder Sekundärwicklung von die Fernleitung speisenden Transformatoren -eingeschaltet ist und die Drosselspulen als Dreiphasendrosselspulen mit gemeinsamem Eisenkern ausgeführt sind. z. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation von Oberwellen mehrere Drosselspulen in Parallelschaltung und mit unterschiedlicher Schaltung ihrer Dreiphasenwicklungen vor-. gesehen sind. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren und Drosselspulen gegen Erde für die volle Reihenspannung isoliert sind, indem sie beispielsweise auf Stützisolatoren aufgebaut sind. ¢. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß selbsttätige Schalter vorgesehen sind, die bei einem Arbeiten der Drosselspulen und der Kondensatoren mit einem induktiven Summenstrom die Drosselspulen und Kondensatoren kurz- . zeitig aus- und wieder einschalten. 5. Anordnung nach Anspruch ¢, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspulen und Kondensatoren durch Schließen und öffnen eines Kurzschlußschalters (i o oder . i i) aus- und wieder eingeschaltet werden. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiedereinschalten allmählich über Anlaßwiderstände oder Anlaßdrosselspulen erfolgt.