DE865030C

DE865030C - Mit hochgespanntem Gleichstrom arbeitende Kraftuebertragungsanlage

Info

Publication number: DE865030C
Application number: DES15348D
Authority: DE
Inventors: Robert D Evans
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-03-21
Filing date: 1939-03-21
Publication date: 1953-01-29

Description

Mit hochgespanntem Gleichstrom arbeitende Kraftübertragungsanlage Bei der Erzeugung und Umformung hoher Gleichspannungen, wie sie zur Energieübertragung über sehr weite Entfernungen in Betracht kommen, ist man gezwungen, die hierzu dienenden Stromrichter aus mehreren gleichstromseitig in Reihe geschalteten Teilsystemen aufzubauen. Es ist bekannt, hierbei die Schaltung der einzelnen Teilstromrichter bzw. der dazugehörigen Transformatoren so zu wählen, daß die ihnen zugeführten Spannungssysteme in der Phase gegeneinander um bestimmte Winkel verdreht sind. Die hintereinandergeschaltetenEinzelstromrichterergänzen sich dann zu einer Gesamtanordnung entsprechend erhöhter Phasenzahl, wodurch die Welligkeit der Gleichspannung und auch die Ausbildung von Oberwellen im Wechselstromkreis herabgesetzt wird.
Gemäß der Erfindung wird nun die gegenseitige Phasenverdrehung, mit der die einzelnenTeilstromrichter arbeiten, dadurch erreicht, daß die speisende bzw. takthaltende Maschine mehrere voneinander getrennte, in der Phase gegeneinander versetzte Wicklungsgruppen erhält, deren jede an je ein Teilsystem des Stromrichters angeschlossen ist. Die Erfindung bietet den Vorteil, daß man für die Transformatoren der Teilstromrichter mit einer w esentlich geringeren Zahl'verschiedenartiger Typen auskommt. Unter bestimmten Voraussetzungen kann sogar ein und dieselbe Transformatortype für sämtliche Teilstromrichter verwendet werden. Die Transformatoren werden insgesamt betrachtet auch wesentlich einfacher, da Gabel-, Zickzack- und ähnliche den Aufbau erschwerende Kunstschaltungen weitgehend oder sogar vollständig vermieden werden können. Die Primärwicklungen der Transformatoren können sämtlich in Dreieck geschaltet sein, wodurch bekanntlich alle Oberwellen mit einer durch drei teilbaren Ordnungszahl aufgehoben werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. i zeigt zunächst die Wicklungsanordnung des Generators. Die Arbeitswicklung des Generators besteht aus vierundzwanzig Wicklungszweigen, die zu vier dreiphasigen Wicklungsgruppen 11, 12, 13 und 14 zusammengeschlossen sind. Jede Wicklungsgruppe umfaß.t dabei zwei Wicklungszweige, die um i8ol°T am Umfang gegeneinander versetzt angeordhet ,und so hintereinandergeschaltet .sind, :daß sich ihre Spannungen addieren.
In Fig. 2 ist die gesamte Schaltung der Stromrichteranordnung auf einer Übertragungsseite einschließlich der Generatorwicklungen angegeben. Die dreiphasigen; Wicklungsgruppen i i, i2, 13 und 14 des Generators sind hier schematisch als dreiphasige Sternschaltungen wiedergegeben, wobei die räumliche Lage des Sternes gleichzeitig die relative Phasenlage des entsprechenden Spannungssternes anzeigen soll. Jede Wicklungsgruppe des Generators ist mit der Primärwicklung des Transformators des zugehörigen Teilstromrichters verbunden. Diese Transformatorprimärwicklüngen, die mit 2z bis 24 bezeichnet sind, sind mit Rsücksicht auf die Oberwellen durch drei teilbarer Ordnungszahl in Dreieck geschaltet. Die räumliche Lage der einzelnen Wicklungsstränge gibt wiederum die relative Phasenlage der zugeführten Spannungen an. Auf der Sekundärseite sind die Stromrichtertransformatoren in Doppelstern geschaltet, wobei die beiden gegenphasigen Sternsysteme, z. B. 31 und 134 je einen dreiphasigen Stromrichter mit besonderer Kathode speisen. Diese beiden dreiphasigen Stromrichter, die also eine nochmalige Unterteilung des betreffenden Teilstromrichters darstellen, sind unter sich gleichstromseitig wieder in Reihe geschaltet, so da;B sie sich unter Summierung der Spannungen zu einem sechsphasigen Teilsystem ergänzen. Die so entstehenden sechsphasigen Teilsysteme sind dann untereinander- ebenfalls alle hintereinandergeschaltet, so daß sich im vorliegenden Fall wegen der Phasenverdrehung der zugeführten Spannungen insgesamt eine vierundzwanzigphasige Gleichrichtung ergibt.
Mit Rücksicht auf die Isolation der Stromrichter und der Übertragungsleitungen 5o und 51 ist der gleichstromseitige Spannungsmittelpunkt 52 geerdet. Um die Welligkeit im Gleichstromkreis möglichst klein zu halten, liegen beiderseits des Punktes 52 in den Verbindungsleitungen mit den beiden Hälften der Stromrichteranordnung Sperrkreise 53 und 54. Ein weiterer Sperrkreis 55 liegt in der Erdleitung selbst. Jeder Sperrkreis kann dabei aus einem oder mehreren Stromresonanzkreisen bestehen,-die auf die hauptsächlich störenden Oberwellen abgestimmt sind. Eine weitere Herabsetzung der Welligkeit kann dadurch erzielt werden, daß zwischen jede Übertragungsleitung 5o bzw. 51 und Erde noch ein auf die störenden Oberwellen abgestimmter Saugkreis geschaltet ist, der für diese Oberwellen also einen Kurzschluß darstellt. Die Unterdrückung der. Wellenströme in der Übertragungsleitung ist auch deshalb von großer Wichtigkeit, weil dadurch unter Umständen in benachbarten Fernmeldeleitungen Störungen hervorgerufen werden können.
Die dargestellte Schaltung ist, wie erwähnt, nur als Beispiel zu betrachten. Der Grundgedanke der Erfindung kann auch in anderen Ausführungsformen verkörpert werden. So können beispielsweise die Phasenverschiebungen zwischen den einzelnen Wicklungen der elektrischen Maschine auch dadurch erreicht werden, daß die Wicklungen zum Teil in Stern und zum Teil in Dreieck geschaltet werden. Die dabei entstehenden Unterschiede in der Höhe der Spannungen können durch entsprechende Bemessung der Transformatorwicklungen wieder ausgeglichen werden. Da die Transformatoren zusammen mit der Maschine ohnehin eine Schaltungseinheit bilden, wird es in vielen Fällen möglich sein, sie auch baulich zu einer Einheit zusammenzufassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mit hochgespanntem Gleichstrom arbeitende Kraftübertragungsanlage, bei der die Stromrichter an den Enden der übertragungsleitung aus mehreren hintereinandergeschalteten und in der Phase gegeneinander verdrehten Teilsystemen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die speisende bzw. takthaltende Maschine mehrere voneinander getrennte, in der Phase gegeneinander versetzte Wicklungsgruppen besitzt, deren jede an je ein Teilsystem des Stromrichters angeschlossen ist.
2. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Wicklungsgruppen der Maschine mehrphasig ausgebildet sind.
3. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teilsystem über einen besonderen Transformator mit der zugehörigen Maschinenwicklung verbunden ist.
4. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformatoren sämtlicher Teilsysteme gleichartig geschaltet sind.
5. Kraftüberträgungsanlage nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen der Stromrichtertransformatoren in Dreieck geschaltet sind.
6. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erdung des Spannungsmittelpunktes in die Erdleitung störende Oberwellen unterdrückende Resonanzkreise geschaltet sind.
7. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch in den Zuleitungen beiderseits des Spannungsmittelpunktes Resonanzkreise liegen. B. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je einem Außenleiter der übertragungsleitung und Erde ein auf die dazwischen auftretende Oberwellenspannung abgestimmter Sperrkreis liegt.