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Gleichstrom-Hochspannungs-Kraftübertragungsanlage Die Erfindung bezieht
sich auf Kraftübertragungsanlagen, die mit hochgespanntem Gleichstrom arbeiten und
bei denen die Umformer an den Enden der Gleichstromübertragungsleitung als Ventilstromrichter
ausgebildet sind. Mit Rücksicht auf die begrenzte Spannungsfestigkeit der Stromrichterventile
ist es ratsam, für die Stromrichter Schaltungen zu verwenden, bei denen in jeder
Phase zwischen den beiden Gleichstromleitungen mehrere Ventile in Reihe liegen.
Aus diesem Grunde ordnet man die Ventile des Stromrichters für den vorliegenden
Zweck meist in der sogenannten Graetz-Schaltung an. Es liegt in der Natur dieser
Schaltung, daß je Phase zwei Ventile hintereinandergeschaltet sind. Die beiden ein
und derselben Phase zugehörigen Ventile zünden jedoch nicht gleichzeitig, sondern
mit einer gewissen Zeitdifferenz. Das hat zur Folge, daß sich die Ventile gegenseitig
in der Weise beeinflussen, daB beim Zünden bzw. Erlöschen des einen Ventils an dem
anderen Ventil der gleichen Phase stoßartige Überspannungen auftreten, welche unter
Umständen eine Zündung auch dieses Ventils im gleichen Zeitpunkt veranlassen, so
daß hierdurch das ordnungsgemäße Arbeiten der Graetz-Schaltung in Frage gestellt
werden kann. Aus diesem Grunde schaltet man den Ventilen Anodendrosseln vor, welche
die stoßartigen Spannungsbeanspruchungen von dem jeweils gesperrten Ventil fernhalten
sollen.
Bei der Bemessung und der Isolation, dieser Anodendrosseln
muß darauf Rücksicht genommen werden, daß die Drosseln mit äußerst steilen. Stoßspannungen,
deren Wellenlänge etwa in der Größenordnung von 30 m liegt, beansprucht werden.
Es hat sich herausgestellt, daß die Spannungsfestigkeit einer Drossel, deren einer
Klemme solche Stoßspannungen zugeführt werden, von der Schaltung der anderen Drosselklemme
weitgehend abhängt.
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In Fig. i der Zeichnung sind drei mit a, b, c bezeichnete Fälle
schematisch dargestellt, die sich durch die Schaltung des nicht angestoßenen Drosselendes
unterscheiden und bei gleicher Drosselbemessung ganz verschiedene Werte der Überschlagsspannung
ergeben. Mit G ist eine Stoßspannungsquelle bezeichnet, deren einer Pol an der Erde
E liegt und deren anderer Pol an die obere Klemme der Drossel A angeschlossen ist.
In dem in Fig: i a dargestellten Fall ist das untere Drosselende offen, d. h. an
keine weiteren Schaltungsteile angeschlossen. In Fig. ib ist dieses untere Drosselende
über einen endlichen Wellenwiderstand W an Erde gelegt, während es in Fig. i c unmittelbar,
d. h. also über den Wellenwiderstand 0 geerdet ist. Es zeigt sich, daß hinsichtlich
der Spannungsbeanspruchungen bzw. der Spannungsfestigkeit der Drossel A die in Fig.
z a angegebene Schaltung die günstigste und die in Fig. i c angegebene Schaltung
die ungünstigste ist. Die Schaltung nach Fig. i b liegt hinsichtlich der Spannungsbeanspruchungen
der Drosselklemme zwischen dem günstigsten und dem ungünstigsten Fall.
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Betrachtet man nun eine Gleichstrom-Hochspannungs-Kraftübertragungsanlage,
bei welcher die Stromrichter.an den beiden Enden der Übertragungsleitung als Ventilstromrichter
ausgebildet und in Graetz-Schaltung angeordnet sind, wobei mit jedem Ventil eine
Anodendrossel in Reihe liegt, so ergibt sich für die Spannungsbeanspruchungen der
Anodendrosseln folgendes: In der einen Hälfte der Graetz-Schaltung liegen die Anodendrosseln
mit den den Ventilen abgekehrten Klemmen unmittelbar an dem Transformator. Für die
von den Ventilen her stammenden Stoßspannungen ergibt sich damit für diese Anodendrosseln
eine Spannungsbeanspruchung, welche dem in Fig. i b schematisch dargestellten Fall
entspricht. In der anderen Hälfte der Graetz-Schaltung sind dagegen die den Ventilen
abgekehrten Enden der Anodendrosseln unmittelbar mit dem Gleichstrompol verbunden.
Ist dieser Gleichstrompol geerdet, so tritt der der Fig. i c entsprechende ungünstige
Beanspruchungsfall auf. Auch wenn die betreffende Gleichstromleitung nicht geerdet
ist, ist die Spannungsbeanspruchung dieser Anodendrosseln nicht viel günstiger,
weil der Wellenwiderstand der Gleichstromleitung, insbesondere wenn diese als Kabelleitung
ausgebildet ist, nur verhältnismäßig niedrig ist. Der Wellenwiderstand einer Kabelleitung
für die hier in Frage kommenden Spannungen liegt ungefähr in der Größenordnung von
30 Ohm.
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Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, die Glättungsdrosseln,
die den Stromrichtern zugeordnet sind, dazu auszunutzen, um die Beanspruchung der
Anodendrosseln durch Stoßspannungen herabzusetzen: Dies wird gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß die Glättungsdrossel jedes Stromrichters in diejenige Gleichstromleitung
geschaltet ist, an welche die den Anoden abgekehrten Enden der Anodendrosseln der
zugehörigen Stromrichterhälfte unmittelbar angeschlossen sind. Wenn, wie es im allgemeinen
der Fall sein dürfte, der eine Gleichstrompol geerdet ist, so wird gemäß der Erfindung
die in dem geerdeten Gleichstrompol liegende Glättungsdrossel zwischen den Erdüngspunkt
und den zu ihr gehörigen Stromrichter geschaltet. Auf diese Weise wird vermieden,
daß diejenigen Anodendrosseln, deren den Ventilen abgekehrte Enden an einem Gleichstrompol
liegen, unmittelbar oder nur über den geringen Wellenwiderstand der Gleichstromleitung
geerdet sind. Es liegt vielmehr hinter diesen Drosselklemmen immer noch der beträchtliche
Wellenwiderstand der Glättungsdrossel, so daß sich eine günstige Spannungsbeanspruchung
für die Anodendrosseln ergibt.
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In Fig. 2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Mit i ist der Gleichrichter und mit 2 der Wechselrichter der Übertragungsanlage
bezeichnet. Zwischen beiden liegen die beiden Stränge der Gleichstromleitungen,
von denen mit Zn der negative, mit LP der positive Strang bezeichnet ist. Die beiden
Stromrichter x und 2 sind in dreiphasiger Graetz-Schaltung angeordnet. Sie enthalten
demgemäß je zwei Ventilgruppen V, und V', bzw. VZ und V'2. Mit jedem Ventil ist
eine Anodendrossel in Reihe geschaltet, und zwar sind die sich so ergebenden Drosselgruppen
entsprechend der Bezeichnung der zugehörigen Ventile mit A1 und A'1 bzw. A2 und
A'2 bezeichnet. Nach dem vorher Gesagten sind nun die Drosselgruppen A'1 und A'2
bezüglich der StoB-spannungsbeanspruchung stärker gefährdet als die Drosselgruppen
A1 und A2, die mit ihren nicht angeschlossenen Enden an die zugehörige Transformatorsekundärwicklung
angeschlossen sind. Besonders gefährdet ist die Drosselgruppe A'2, welche an den
geerdeten Pol der Gleichstromleitung angeschlossen ist.
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Gemäß der Erfindung sind nun die den Stromrichtern i und 2 zugeordneten
Glättungsdrosseln G1 und G2 jeweils in denjenigen Pol der Gleichstromleitung geschaltet,
an welchen die besonders gefährdete Anodendrosselgruppe A'1 bzw. A'2 angeschlossen
ist. Die Glättungsdrosseln liegen dabei an einer solchen Stelle, daß sie zwischen
dem zugehörigen Stromrichter und der betreffenden Gleichstromleitung liegen. Die
Erdung des geerdeten Gleichstromleiters, in diesem Fall des Gleichstromleiters Lp,
ist in einem solchen Punkt vorgenommen, daß die in diesem Gleichstrompol liegende
Glättungsdrossel zwischen dem Erdungspunkt und dem ihr zugehörigen Stromrichter
liegt.