DE893080C - Gleichstromhochspannungskraftuebertragungsanlage - Google Patents

Gleichstromhochspannungskraftuebertragungsanlage

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DE893080C
DE893080C DES14277D DES0014277D DE893080C DE 893080 C DE893080 C DE 893080C DE S14277 D DES14277 D DE S14277D DE S0014277 D DES0014277 D DE S0014277D DE 893080 C DE893080 C DE 893080C
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DE
Germany
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current
inverter
voltage
characteristic curve
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DES14277D
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English (en)
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Erwin Dipl-Ing Janetschke
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

  • Gleichstromhochspannungskraftübertragungsanlage Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsanlage mit hochgespanntem Gleichstrom, bei welcher zur Umformung des übertragenen Gleichstroms Wechselrichter benutzt werden. Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Wechselrichter einer solchen Anlage mit einer Kompoundierung auszurüsten, die. den Kosinus des Steuerwinkels bei ansteigendem Gleichstrom herabsetzt. Dadurch wird erreicht, daß der Wechselrichter auch bei plötzlichen Spannungsabsenkungen in dem gespeisten Drehstromnetz, mit denen ja immer gerechnet werden muß, stabil arbeitet, ohne daß im ungestörten Betrieb mit einem zu niedrigen Aussteuerungsgrad gearbeitet werden muß. Für den Zusammenhang zwischen dem Steuerwinkel und dem Wert des Gleichstroms ist dabei die Tatsache ausschlaggebend, daß erstens der Regler mit einer gewissen Trägheit behaftet ist und zweitens der Regeleinfluß sich immer erst bei Beginn des dem Ablauf der Eigenzeit des Reglers nächstfolgenden Kommutierungsvorgang bemerkbar machen kann. Man muß deshalb, wenn mit einer bestimmten Spannungsabsenkung gerechnet werden muß, den Steuerwinkel so wählen, daß der Wechselrichter bis zum Wirksamwerden des Regeleinflusses trotz des inzwischen ansteigenden Gleichstroms noch stabil, d. h. mit einer Überlastbarkeit arbeitet, wenn die Wechselspannung plötzlich um das zulässige Höchstmaß abgesenkt wird. Der sich hieraus ergebende Kompoundierungsgrad soll im folgenden Mindestkompoundierung genannt werden.
  • Die Erfindung bezieht sich nun auf den besonderen Fall, daß am Ende der Übertragungsleitung mehrere gleichstromseitig parallel geschaltete Wechselrichter vorhanden sind, welche jedoch auf verschiedene Wechselstromnetze arbeiten bzw. an soweit voneinander entfernt liegende Punkte eines gemeinsamen Wechselstromnetzes angeschlossen werden, daß bei Störungen die Wechselspannung an den einzelnen Wechselrichtern in wesentlich verschiedenem Maße absinken kann. Ein einfacher Fäll einer derartigen Anlage ist in Fig. i schematisch dargestellt. Hier speist der Gleichrichter i über die beiden Übertragungskabel 3 die Wechselrichter I und II, die ihrerseits j e ein besonderes Drehstromnetz 7 bzw. 7' speisen, gleichstromseitig aber an der gemeinsamen Sammelschiene 4 liegen. Hierbei kann es nun vorkommen, daß die Wechselspannung an dem Wechselrichter II infolge einer Störung im Netz 7' stark absinkt, während sie an dem Wechselrichter I praktisch unverändert bleibt. In diesem Fall würde eine Kompoundierung, die mit Rücksicht auf die Stabilität den Kosinus des Steuerwinkels mit steigendem Strom stets verkleinert, zu schweren Störungen führen. Wenn nämlich an dem Wechselrichter II die Wechselspannung absinkt, so erhöht dieser Wechselrichter, schon bevor ein Eingriff in seine Steuerung erfolgt ist, seine Stromaufnahme. Seine Kompoundierung würde daraufhin den Kosinus seines Steuerwinkels herabsetzen, was aber ein weiteres Absinken der von diesem Wechselrichter gleichstromseitig erzeugten Gegenspannung zur Folge hätte und damit zur weiteren Erhöhung der Stromaufnahme führen würde. Würde dieser Wechselrichter als einziger mit dem Gleichrichter zusammenarbeiten, so würde der erwähnte Stromanstieg durch das Einsetzen der Regelung am Gleichrichter wieder rückgängig gemacht werden. Dies ist jedoch nicht möglich, wenn noch ein weiterer Wechselrichter, im vorliegenden Fall also der Wechselrichter I, vorhanden ist, der nicht von einer Spannungsabsenkung betroffen ist. In diesem Fall würde der Regler des Gleichrichters zwar den Summenstrom beider Wechselrichter konstant halten, aber dieser Summenstrom würde sich nunmehr anders als vorher auf die beiden Wechselrichter I und II verteilen. Infolge der Kompoundierung des Wechselrichters II, an welchem ohnehin die Spannung abgesunken ist, würde der überwiegende Teil des Gleichstroms diesem Wechselrichter II zufließen, während der andere Wechselrichter I weitgehend oder sogar vollkommen entlastet werden würde. Man sieht also, daß die Kompoundierung hier den störenden Einfluß, den die Spannungsabsenkung an einem .der Wechselrichter auf die Stromaufteilung ausübt, noch erheblich verstärkt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung zu schaffen, welche die geschilderten Nachteile vermeidet. Gemäß der Erfindung werden die Regeleinrichtungen der gleichstromseitig parallel arbeitenden Wechselrichter so ausgestaltet, daß die Kennlinie, nach der sich der Kosinus des Steuerwinkels jedes Wechselrichters in Abhängigkeit von dessen Gleichstrom oder einer anderen Betriebsgröße ändert, in der Nähe des für den betreffenden Wechselrichter eingestellten Nennwertes des Gleichstroms einen Höchstwert bzw. Knickpunkt besitzt, von dem aus die Kennlinie sowohl nach kleineren als auch nach größeren Werten des Gleichstroms oder der für die Regelung maßgebenden Betriebsgröße hin abfällt.
  • In Fig. 2 sind drei solcher Kennlinien b, c und d dargestellt, welche für verschiedene Nennstromeinstellungen, und zwar für 5o, roo und 150°/o des Gleichstroms Ig gelten. Als Ordinaten sind die Kos.inuswerte des Steuerwinkels ß aufgetragen. Die gestrichelte Kurve a stellt die Kennlinie der obenerwähnten Mindestkompoundierung dar. Um überall stabilen Betrieb auch bei plötzlich auftretenden Spannungsabsenkungen zu erhalten, dürfen die Knickpunkte A, B und C höchstens auf der Kurve a liegen. Zweckmäßig werden die Reglerkonstanten so bemessen, daß die erwähnten Knickpunkte etwas unter der Kurve a liegen. Der rechts des Knickpunktes liegende Ast der Reglerkennlinie wird zweckmäßig so gelegt, daß er ungefähr die gleiche Neigung besitzt wie die Kurve a der Mindestkompoundierung. Um auch bei wesentlichen Störungen in den gespeisten Drehstromnetzen zu erreichen, daß der Unterschied in der Stromaufnahme der einzelnen parallel arbeitenden Wechselrichter nur klein bleibt, ist es vorteilhaft, den linken Teil der Kennlinien b, c und d erheblich steiler zu wählen als den rechten Teil. Die Änderung des Wertes von cos ß bleibt unabhängig von der Steilheit der linken Kennlinienseite praktisch konstant. Es wird also, wenn die Kennlinie steiler ist, nicht nur die Änderung des Gleichstroms in dem auf das ungestörte Netz arbeitenden Wechselrichter kleiner, sondern es tritt auch eine geringere Wirkstromänderung dabei auf. Eine gewisse Verkleinerung des Wirkstroms an dem nicht von der Störung betroffenen Wechselrichter I wird allerdings immer vorhanden sein, da bei ihm der cos ß herabgesetzt worden ist, um gegenüber dem Wechselrichter II, an dem die Wechselspannung abgesunken ist, das Stromgleichgewicht aufrechtzuerhalten.
  • Es war bisher vorausgesetzt worden, @daß der Gleichrichter nach Beendigung des durch die Störung ausgelösten Regelvorganges denselben Gleichstrom liefert wie bei dem vor der -Störung vorhandenen Nennbetrieb. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß auch die Gleichrichterregelung auf einen kleineren Steuerwinkel eingestellt wird. Das Gleichgewicht der Gleichströme wird dabei durch die Störung und den dieser nachfolgenden Regelvorgang nur wenig geändert, wenn der linke Ast der Regelkennlinie steil ist. Es kommt hier beispielsweise eine Steilheit in Betracht, nach welcher der cos ß an dem ungestörten Wechselrichter I um so viel gesenkt wird, wie es der Spannungsänderung in dem gestörten Netz 7' des Wechselrichters II entspricht. Die Änderung des Wirkstroms ist an dem gestörten Wechselrichter II verhältnismäßig gering, da dort der Gleichstrom nur wenig zugenommen und der cos ß ebenfalls nur wenig abgenommen hat. Dagegen wird sich der Wirkstre. iri in dem ungestärte.n Wechselrichter I stärker ändern.
  • Es empfiehlt sich, die Einstellung des Reglers auf der Gleichrichterseite so zu wählen, daß der von diesem gelieferte Strom eher etwas größer ist, als es der Summe der an ,den Wechselrichterreglern eingestellten Nennströme entspricht. Bei einer Einstellung des Nennstroms entsprechend dem Punkt A in Fig. z würde man dann bei Nennbetrieb in dem schraffierten Gebiet rechts von A arbeiten.
  • Die Beeinflussung der Steuerung des Gleichrichters I (Fig. 1) kann in der Weise geschehen, daß der Regler :2 des Gleichrichters über eine Fernsteuerleitung 9 mit einem Summenmeßgerät 8 verbunden ist, welches von den Reglern 6 und 6' der beiden Wechselrichter I und II beeinflußt wird. Dieses Gerät 8 kann beispielsweise in der Lastverteilerwarte untergebracht sein. Es meldet die Summe der von sämtlichen parallel arbeitenden Wechselrichtern benötigten Gleichströme über die Fernsteuereinr ichtung nach der Gleichrichterseite und stellt dort am Gleichrichterregler 2 den erforderlichen Summengleichstrom oder, wie vorher e rwa ähnt, einen etwas höheren Gleichstrom ein. Ist der jedem Wechselrichter zugeführte Gleichstrom größer als der an dem Wechselrichterregler eingestellte Nennwert, z. B. als der dem Punkt A in Fig. 2 entsprechende Strom, so arbeitet der Wechselrichter auf dem rechten Teil der Kennlinie, also mit einem nur unwesentlich niedrigeren cos ,8 als bei Speisung mit dem Nennstrom. Ist der auf ihn entfallende Gleichstromanteil zu klein, so arbeitet der Wechselrichter auf dem Kennlinienast links von dem Knickpunkt, wobei der cos ß rasch absinkt, was nach Möglichkeit zu vermeiden ist.
  • Nach welchem Gesetz die Steuerkeimlinie rechts von dem Knickpunkt bzw. dem dicht oberhalb des Knickpunktes liegenden Arbeitspunkt verläuft, ist nicht entscheidend. Man kann in diesem Bereich z. B. auch auf konstanten Wirkstrom oder in geringerem Maße kompoundieren. Wichtiger ist im allgemeinen, daß der linke Ast der Kennlinie merklich steiler abfällt als der rechte, da dadurch große Stromänderungen zwischen den parallel arbeitenden Wechselrichtern vermieden werden.
  • Um ein längeres Arbeiten des Wechselrichters auf dem linken Ast der Kennlinie zu vermeiden, ist es zweckmäßig, eine Fernsteuereinrichtung vorzusehen, welche den Gleichrichter I zu einer Erhöhung der Stromabgabe v eranlaßt, sobald einer der parallel arbeitenden Wechselrichter auf diesem Kennlinienast arbeitet.
  • Im allgemeinen werden die mit Spannungsabsenkungen verbundenen Störungen nur kurze Zeit andauern, so daß der Betrieb der ungestörten Wechselrichter auf dem linken Ast ihrer Kennlinie ebenfalls nur kurzzeitig ist. Länger andauernde Spannungsabsenkungen werden zweckmäßig für einen zwischen dem Wechselrichter und dem gespeisten Wechselstromnetz liegenden Regeltransformator unwirksam gemacht, der durch seine Regeleinrichtung die am Wechselrichter liegende Wechselspannung konstant hält. Eine besonders einfache Kompoundierung für die parallel arbeitenden Wechselrichter erhält man, wenn man den rechten Kennlinienast oberhalb des Knickpunktes in eine mit der Kennlinie der Mindestkompoundierung zusammenfallende oder etwas darunterliegende, dazu parallele Gerade legt. Eine Einstellung auf eine geänderte Nennstromstärke entspricht dann lediglich einer Parallelverschiebung des linken Kennlinienastes. Derartige Kennlinien, die unter Zugrundelegung ganz bestimmter Zahlenverhältnisse errechnet sind, zeigt Fig.3. Man ersieht, daß, wenn beide Wechselrichter mit je 37,5 °/o belastet sind, der Kosinus des Steuerwinkels = 0,83 ist. Bei 75 bzw. 112,5°/o sind die zugehörigen Werte des cos ß 0,76 und o,69. Diese Werte sind jedoch nur zu erreichen, wenn alle parallel arbeitenden Wechselrichter den gleichen Strom führen und eine Störung in den gespeisten Netzen nicht vorhanden ist. Außerdem ist dabei vorausgesetzt, daß der von der Gleichrichtersammelschiene gelieferte Strom der Summe der an den einzelnen Wechselrichtern eingestellten Nennströme entspricht oder allenfalls unwesentlich größer ist.
  • Es fragt sich nun, wie die Kompoundierung in den Wechselrichtern wirkt, wenn deren Regler auf verschiedene Nennströme eingestellt sind. Arbeiten wiederum zwei Wechselrichter parallel, so gelten für sie stets die Spannungsgleichungen Ug.- (J1 + J2) - Gg = G", - J1 + U1 - cos ß, Ug - (J1 + J2) - Gg. = G,v - J2 + U2 - cos ß2, worin Ug die Leerlaufspannüng des Gleichrichters, il und J2 die Ströme der beiden Wechselrichter, Gg den Widerstand des Gleichrichters, G", den Widerstand des Wechselrichters und U1 bzw. U2 die Leerlaufgleichspannung an dem betreffenden Wechselrichter bei voller 'Aussteuerung bedeutet. Wegen der gemeinsamen Gleichstromsammelschiene, an die die Wechselrichter angeschlossen sind, müssen die rechten Seiten der beiden Gleichungen denselben Wert haben. Aus diesen Gleichungen läßt sich ermitteln, wie die zugehörigen Betriebspunkte auf den Kennlinien liegen, wenn beispielsweise der Wechselrichter I auf einen Nennstrom von 75'°/o und der Wechselrichter II auf einen Nennstrom von 37,5 % eingestellt ist. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Lastregelung am Wechselrichter lediglich durch Parallelverschiebung des linken Kennlinienastes vorgenommen wird unter gleichzeitiger Verstellung des Wertes Jf = J1 + J2 auf der Gleichrichterseite. Der Ordinatenunterschied der beiden Betriebspunkte der Kennlinien I und II ist gegeben durch Damit kann man also einen Punkt für die Kennlinie des Wechselrichters II festlegen.
  • Die Gerade p in Fig. 3 verbindet die beiden Arbeitspunkte, auf die sich die Wechselrichter I und II einstellen. Man erkennt, daß der Arbeitspunkt des Wechselrichters II auf einem kleineren Wert von cos ß liegt, als es ,der Fall wäre, wenn beide Wechselrichter auf je 37,,5 % eingestellt würden. Allgemein gilt also, daß bei ungleichmäßiger Strombelastung derjenige Wechselrichter, an welchem der niedrigere Nennstrom eingestellt ist, mit einem geringeren cos ß arbeitet, als es der Fall wäre, wenn beide Wechselrichter mit dem kleinen Strom betrieben würden.
  • Welche Werte stellen sich nun ein, wenn am Wechselrichter I die Spannung beispielsweise auf 8o % absinkt, unter der Voraussetzung, daß an der Einstellung des Gleichrichterreglers und der Wechselrichterregler nichts verändert wird. In diesem Fall gibt die Gerade q die Lage der sich einstellenden Betriebspunkte an. Am Wechselrichter I sinkt cos ß nur unwesentlich, während am Wechselrichter II ein Absinken des Kosinus auf o,6¢ eintritt, um die Stromverteilung möglichst aufrechtzuerhalten.
  • In Fig. 3 sind außerdem noch die Betriebspunkte eingezeichnet, die sich bei anderen Werten des Summengleichstroms als 1 i 2,5 % einstellen. Die Gerade r verbindet die Betriebspunkte am Wechselrichter, die einem Summenstrom von 137,5% entsprechen und z. B. vorübergehend auftreten, bevor bei einer längeren übertragung der Gleichrichterregler im Fall einer Störung wieder den ursprünglichen Stromwert eingestellt hat. Man erkennt daraus, daß während dieses Ausgleichsvorgangs die cos-ß-Werte an beiden Wechselrichtern vorübergehend tiefer liegen werden als im Endzustand. Außerdem ergibt sich aus dem Schaubild, daß ein länger andauernder Betrieb mit einer starken Spannungsabsenkung in dem einen Netz an dem parallel arbeitenden ungestörten Wechselrichter eine wesentliche Verschlechterung des betriebsmäßigen cos ß hervorruft. Es ist also zweckmäßig, wie bereits oben erwähnt, länger andauernde Spannungsabsenkungen durch selbsttätige Spannungsregler außerhalb des Wechselrichters, z. B. durch Stufentransformatoren, möglichst schnell wieder auszugleichen.
  • Dem Schaubild nach Fig. q. ist der gleiche Nennzustand zugrunde gelegt wie in Fig. 3, d. h. es ist angenommen, daß der Wechselrichter I auf 75'/o und der Wechselrichter II auf 37,5 % des Nennstroms eingestellt ist. Hier soll der Fall betrachtet werden, daß eine Spannungsabsenkung, und zwar wiederum auf 8o%, -in dem von dem Wechselrichter II gespeisten Wechselstromnetz auftritt, d. h. also an demjenigen Wechselrichter, der die geringere Belastung hat. Für diesen Fall gibt die Gerade q die Lage der Betriebspunkte für den Summenstrom von i 12,5 %, r für 125 % und s für i5o% an. Man erkennt, daß die Änderungen des Betriebspunktes des Wechselrichters I nur gering sind, während am Wechselrichter II der Steuerwinkelkosinus auf dem linken Teil der Kennlinie zunächst etwas ansteigt, um dann mit ansteigendem Strom auf dem rechten Ast der Kennlinie wieder abzusinken. Bei fallendem Summenstrom würde ein Absinken des Betriebspunktes auf dem linken Teil der Kennlinie stattfinden, das zu sehr tief liegenden Werten von cos ß führen würde. Die Abhängigkeit des cos ß vom Wechselrichter kann auch von anderen Betriebsgrößen als dem Gleichstrom erfolgen. Zum Beispiel kann der Strom auf der Drehstromseite, der Wirkstrom, die Wirk- oder die Scheinlüftung usw. auch als Maß für die Kompoundierung des Steuerwinkels gewählt werden.
  • Es erscheint empfehlenswert, die steil abfallenden Teile der Reglerkennlinien der Wechselrichter links von den Knickpunkten nach unten zu begrenzen, so daß beispielsweise für cos ß ein Mindestwert von o,5 bis o,6 nicht unterschritten werden kann. Links von diesem Mindestwert kann die Kennlinie beispielsweise horizontal verlaufen oder auch wieder ansteigen. Dieser Kennlinienverlauf verhindert bei starkem Rückgang des zugeführten Gleichstroms zu tiefe Werte von cos ß. Man erhält außerdem bei Störungen in den von den parallel arbeitenden Wechselrichtern gespeisten Netzen nur geringe Änderungen der aufgenommenen Gleichströme. Es ist für die Innehaltung optimaler Werte des cos ß Voraussetzung, daß die Einstellung der Kompoundierung am Wechselrichter, die durch Parallelverschiebung des linken Teils der Keimlinie erfolgt, mit der Einstellung des Wertes am Gleichrichter entsprechend dem Summenwert aller an den Wechselrichtern eingestellter Ströme übereinstimmt. Diese Einstellung kann durch Fernsteuereinrichtungen von der Wechselrichterseite her vorgenommen werden, wobei an die Geschwindigkeit der Einstellung keine besonderen Anforderungen zu stellen sind. Es ist also eine dauernde Statik der Regelung am Gleichrichter ungünstig. Eine vorübergehende Statik während des Ausgleichsvorganges kann günstig auf den Ablauf der Ausgleichsvorgänge einwirken.
  • Ein Ausführungsbeispiel für eine Regeleinrichtung, mit der die erwähnten geknickten Kennlinien erzielt werden können, zeigt Fig.5. Hierin bedeutet 7 das Drehstromnetz, welches von einem zweistufigen Wechselrichter gespeist wird. Der Wechselrichter ist der Einfachheit halber einphasig gezeichnet und besteht aus den Entladungsstrecken 9 bzw. g', die in Graetzschaltung angeordnet sind und über die Transformatoren io und io' das Drehstromnetz 7 speisen. Die Gitterspannungen der Entladungsgefäße 9 bzw. 9' werden durch gesättigte Transformatoren 25 bzw. 25' geliefert, die außer einer Wechselstromerregung eine veränderliche Gleichstromerregung besitzen. Zu diesem Zweck sind auf jedem der Gittertransformatoren zwei Gleichstromwicklungen 26 und 27 bzw. 26' und 27' vorgesehen. Die Wicklungen 26 und 26' liegen über einen Einstellwiderstand 23 an einer konstanten Gleichspannungsquelle 24.. Im entgegengesetzten Sinne wirken die Wicklungen 27 und 27' auf die Gleichstromerregung der Transformatorkerne ein. Diese Wicklungen liegen an einer veränderlichen Gleichspannung U,,. Zur Erzeugung dieser Gleichspannung U, sind zwei parallel geschaltete Widerstände 22 und 22' vorgesehen, von denen jeder an einen besonderen Speisestromkreis 12 bzw. 12 angeschlossen ist. In dem Stromkreis 12 liegt zunächst ein Widerstand 17, an welchem über einen Stromwandler i i, einen Zwischentransformator i., und einen Hilfsgleichrichter 15 eine dem Wechselstrom des Wechselrichters proportionale Gleichspannung entsteht. Ihre Größe kann mit Hilfe des Widerstandes 16 eingestellt werden. Der an dem Widerstand 17 auftretenden Gleichspannung wirkt eine Gleichspannung entgegen, die an dem Widerstand 18 mittels einer Batterie ig und eines Regelwiderstandes 2o erzeugt wird. In dem Stromkreis 12 sind genau die gleichen Teile vorhanden, die hier mit 1d.' bis 2o' bezeichnet sind.
  • Wesentlich sind nun noch die Ventile 21 und 2i'. -Das Ventil 21 bewirkt, daß in dem Stromkreis 12 nur dann Strom fließen kann, wenn die dem Wechselstrom des Wechselrichters proportionale Spannung größer ist als die an dem Widerstand 18 auftretende konstante Spannung. Umgekehrt bewirkt das Ventilei', daß in dem Stromkreis 12' nur bei Überwiegen der konstanten Spannung an dein Widerstand 18' Strom fließen kann. Wenn die Spannungen, die an den Widerständen 18 und 18' auftreten, so eingestellt sind, daß der betrettende Stromkreis stromlos ist, wenn der Wechselrichter den Nennstrom führt, so ergeben sich für die Spannung U", und U2,' an den Widerständen 22 bzw. 22' die in Fig. 6a und 6b dargestellten Kennlinien. Der Verlauf der Spannung U" in dem Stromkreis der Vormagnetisierungswicklungen 27 und 27' setzt sich aus den beiden aneinandergefügten Kennlinien gemäß Fig.6a und 6b zusammen. In Fig.6c ist gezeigt, wie sich die an der Wicklung 26 bzw. 26' auftretende konstante Spannung U.G mit der veränderlichen Spannung U,, zusammensetzt. Die Ordinatenabschnitte in dem schraffierten Teil zwischen den beiden Kennlinien sind hier wegen der Trennung der Wicklungen 2.6 und 27 bzw. 26' und 27' allerdings nur fiktive Spannungen, welchen die resultierende Vormagnetisierung der Magnetkreise 25 bzw. 25' proportional ist. Man erkennt, daß diese resultierende Spannung einen Verlauf hat, der der angestrebten geknickten Kennlinie des Wechselrichters entspricht.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gleichstromhochspannungskraftübertragungsanlage, bei welcher zur Umformung des Gleichstroms 'mehrere gleichstromseitig parallel geschaltete, je mit einer selbsttätigen stromabhängigen Regeleinrichtung ausgerüstete Wechselrichter dienen, die verschiedene Drehstromnetze oder solche Punkte ein und desselben Drehstromnetzes speisen, an denen bei Störungen in dem Drehstromnetz voneinander abweichende Spannungsabsenkungen auftreten, gekennzeichnet durch eine solche Ausgestaltung der Regeleinrichtungen, daß die Kennlinie, nach der sich der Kosinus des Steuerwinkels jedes Wechselrichters in Abhängigkeit von dessen Gleichstrom oder einer anderen Betriebsgröße ändert, in der Nähe des eingestellten Nennwertes des Gleichstroms einen Höchstwert bzw. Knickpunkt besitzt, von dem aus die Kennlinie sowohl nach kleineren als auch nach größeren Werten (°s Gle-ichstroms oder der für die Regelung maßgebenden Betriebsgröße hin abfällt.
  2. 2. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert bzw. Knickpunkt der Kennlinie auf oder etwas unter demjenigen Wert des Steuerwinkelkosinus liegt, mit welchem der Wechselrichter, wenn beim Betrieb mit dem dem Kennlinienhöchstwert entsprechenden Wert des Gleichstroms die Wechselspannung um den zulässigen Höchstbetrag abgesenkt wird, noch so lange stabil arbeitet, bis die selbsttätige Regelung zur Wirkung gelangt.
  3. 3. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie der selbsttätigen Regelung bei Stromwerten unterhalb des Kenn= Linienhöchstwertes wesentlich steiler verläuft als bei Stromwerten oberhalb des Knickpunktes. d..
  4. Anlage nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie im Strombereich oberhalb des Höchstwertes so verläuft, daß zu jedem Stromwert ein Ordinatenwert gehört, der kleiner oder höchstens gleich demjenigen Steuerwinkelkosinus ist, mit welchem der Wechselrichter bis zum Wirksamwerden der Regelung noch stabil arbeitet, wenn beim Betrieb mit dem betreffenden Strom die Wechselspannung plötzlich um den zulässigen Höchstbetrag abgesenkt wird.
  5. 5. Anlage nach Anspruch i bis d., dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der oberhalb des Höchstwertes liegende Kennlinienast geradlinig ist und eine Änderung der Nennstromeinstellung lediglich eine Parallelverschiebung des anderen Kennlinienastes zur Folge hat.
  6. 6. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Gleichrichter an die Wechselrichter gelieferte Gleichstrom mittels eines selbsttätigen Reglers auf dem Summenwert der an den verschiedenen Wechselrichtern eingestellten Nennströme oder einem etwas höheren Wert konstant gehalten wird.
  7. 7. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwerteinsteller des Reglers am Gleichrichter von den Reglern der verschiedenen Wechselrichter derart beeinflußt wird, daß der Aussteuerungsgrad des Gleichrichters erhöht wird, wenn einer der Wechselrichter eine bestimmte Zeit auf dem unterhalb des Kennlinienknicks liegenden Kennlinienast arbeitet. B. Anlage nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler sämtlicher Wechselrichter auf den gleichen Nennstrom eingestellt sind. g. Anlage nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Absenkung der Wechselspannung am Wechselrichter, welche nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit nicht verschwunden ist, mittels eines zwischen den Wechselrichter und das Wechselstromnetz geschalteten Regeltransformators beseitigt wird. io. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der geknickten Steuerkennlinie auf die Vormagnetisierung der Gittertransformatoren des Wechselrichters die Differenz zwischen einer konstanten Gleichspannung und einer weiteren Gleichspannung einwirkt, welche an zwei parallel geschalteten Widerständen abgegriffen wird, die in Stromkreisen liegen, von denen jeder eine dem Wechselstrom des Wechselrichters proportionale und eine dieser entgegenwirkende und sie bei dem eingestellten Nennstrom des Wechselrichters aufhebende konstante Gleichspannung sowie ein Ventil enthält, welches über den einen Widerstand einen Strom nur beim Überwiegen der konstanten Gleichspannung, über den anderen nur beim Überwiegen der stromproportionalen Gleichspannung in dem betreffenden Stromkreis zustande kommen läßt. i i. Anlage nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der steile Ast der Kennlinie bei einem Mindestwert des Steuerwinkelkosinus in einen flacheren, gegebenenfalls umgekehrt geneigten Verlauf umlenkt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2340669A1 (de) * 1972-08-12 1974-02-28 Hitachi Ltd Stromrichter-regelanordnung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2340669A1 (de) * 1972-08-12 1974-02-28 Hitachi Ltd Stromrichter-regelanordnung

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