-
Stromrichteranlage für eine mit hochgespanntem Gleichstrom arbeitende
Energieübertragung Bei mit hochgespanntem Gleichstrom arbeitenden Energieübertragungsanlagen,
bei denen zur Umformung des Drehstromes in Gleichstrom und zur Rückverwandlung des
Gleichstromes in Drehstrom Stromrichter dienen, ist es . zweckmäßig, diese Stromrichter
aus mehreren gleichstromseitig in Reihe geschalteten Teilstromrichtern aufzubauen
und ihre Spannungsmittelpunkte zu erden.. Man erreicht dadurch günstigere Verhältnisse
bezglich der Isolation der Anlage, da dann jeder Außenleiser bzw. jede Stromrichterhälfte
nur noch eine der halben Betriebsspannung entsprechende Potentialdifferenz gegenüber
Erde besitzt und auch nur für diese Potentialdifferenz isoliert zu werden braucht.
Solange die Spannungen der beiderseits des Erdungspunktes liegenden Hälften jedes
Stromrichters untereinander genau gleich sind, und die Isolation in beiden Anlagehälften
einwandfrei ist, kann über die durch die Erdung der Spannungsmittelpunkte zustande
kommende zusätzliche Verbindung der Stromrichter am Anfang und am Ende der Fernleitung
kein Strom fließen. Das ändert sich jedoch, .sobald irgendwelche Unsymmetrien auftreten,
sei es, daß die Stromrichterhälften in der Spannung voneinander abweichen oder daß
die Isolationswiderstände der beiden Anlagehälften gegen Erde nicht mehr gleich
sind. Die hierdurch bedingten Erdströme müssen aber mit Rücksicht auf Korrosionserscheinungen
an den Erdern und auf das schädliche Auswirken
von vagabundierenden
Strömen nach Möglichkeit vermieden werden.
-
Die Erfindung schlägt deshalb vor, jeden Teilstromrichter bzw. jede
Stromrichterhälfte beiderseits der Erdung mit einer besonderen Regeleinrichtung
auszurüsten, durch welche der Strom auf einen für alle Teilstromrichter gemeinsamen
Wert geregelt wird.
-
Praktisch kann' dieses so ausgeführt werden, daß dieRegler sämtlicherTeil:stromrichtereinengemeinsamen
Sollwerteinsteller besitzen. Jeder Teilstromrichter wird dann also unabhängig von
den anderen auf den gemeinsamen Sollwert des Stromes geregelt. Man kann auch noch
einen Schritt weiter gehen und an Stelle eines gemeinsamen Sollwerteinstellers jedem
Regler einen besonderen Sollwerteinsteller zuordnen. Dann müssen jedoch diese Sollwerteinsteller
alle miteinander gemeinsam verstellbar gekuppelt werden. Nun muß damit gerechnet
werden, daß die Sollwerte, die von einzelnen Sollwerteinstellern den Reglern vorgeschrieben
werden, untereinander nicht ,genau gleich sind. Die Regler würden dann versuchen,
auf etwas voneinander abweichende Ströme einzuregeln. Das -würde z. B. bei Teilstromrichtern,
die auf ein und derselben Seite der Erdung liegen, .die also zu ein und derselben
Stromrichterhälfte gehören, dazu führen, daß der eine Teilstromrichter auf einen
sehr hohen, der andere dagegen auf einen sehr niedrigen Aussteuerungsgrad eingeregelt
wird. Um dieses zu vermeiden, muß -man die Ansprechempfindlichkeit der Regler so
weit herabsetzen, daß sie auf Stromabweichungen, .die kleiner sind als die möglichen
Abweichungen der Sollwerteinstellungen untereinander, nicht mehr ansprechen. Sind
lediglich Ungenauigkeiten in der Regelung von Teilstromrichtern vorhanden, die auf
verschiedenen Seiten des Erdungsp.unktes liegen, die also zu verschiedenen Stromrichterhälften
gehören, so führt dies zu einem entsprechenden Erdleiterstrom. Es muß also - ein
Erdleiterstrom im . Bereich dieser Einstellungsungenauigkeiten zugelassen werden.
Ein Auseinanderlaufen der verschiedenen Regler ist dabei nicht zu befürchten. Es
ist zweckmäßig, wenn die Regelung nach der Erfindung möglichst rasch arbeitet, so
daß auch bei Störungen eines Teilstromrichters Überlastungen von anderen Teilstromrichtern
vermieden werden. Eine andere Durchführungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin,
daß ein Differenzregler vorgesehen wird, der die Ströme in :den beiden Stromrichterhälften
miteinander vergleicht und bei Abweichungen die Teilstromrichter entsprechend becinflußt.
Dies geschieht zweckmäßig in der Weise, daß der Differenzregler auf die beiden Stromrichterhälften
gleichzeitig einen Regeleinfluß ausübt, indem der Aussteuerungsgrad des einen Stromrichters
erhöht, der des anderen herabgesetzt wird.
-
Die Verschiedenheiten der Aussteuerungsgrade, die .sich an den beiden
Stromrichterhälften einstellen, ist ein Maßstab für in der Anlage vorhandene Unsymmetrien.
Wenn der Differenzregler, um in beiden Stromrichterhälften gleichen Strom zu erz-wnngen,
diese auf sehr stark voneinander abweichende Aussteuerungsgrade einregelt, so berechtigt
dies einerseits zu dem Schluß, :daß in der Anlage irgendeine schwerwiegende Störung
vorhanden sein muß, andererseits führt eine starke Verschiedenheit der Aussteuerungsgrade
zu einer wesentlichen Erhöhung der Gleichspannung in der einen Anlagehälfte, wodurch
:die Überla:stbarkeit des Wechselrichters in unerwünschter Weise beeinträchtigt
wird. Es ist deshalb ratsam, :den Regler daran zu hindern, daß er den Aussteuerungsgrad
der höher ausgesteuerten Stromrichterhälfte noch weiter heraufsetzt, und. es wird
deshalb -vorgeschlagen, eine Sperre vorzusehen, die die Überschreitung eines bestimmten
Aussteuerungsgrades nicht zuläßt. Da, wie schon gesagt, ein Regelzustand mit stark
voneinander abweichenden Aussteuerungsgraden ein Anzeichen für das Vorliegen einer
Störung darstellt, so kann man vorteilhaft eine Signaleinrichtung vorsehen, welche
anspricht, sobald eine bestimmte Differenz zwischen den Aussteuerungsgraden der
beiden Stromrichterhälften überschritten wird. Um außerdem auch den Zustand der
Erdung überwachen zu können, wird man eine Signaleinrichtung vorsehen, welche ausgelöst
wird, wenn das Potential :des geerdeten Punktes des Stromrichters auf einen bestimmten
Maximalwert angestiegen ist.
-
In Fig. i der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung
ein vierstufiger Stromrichter dargestellt, dessen rechte Hälfte .der Einfachheit
halber nicht gezeichnet ist, da sie mit der linken Hälfte übereinstimmt. An Lias
Drehstromnetz i sind in der linken Hälfte über die beiden Schwenktransformatoren
14 und 15 und die eigentlichen Stromrichtertransformatoren 2 und 3 die beiden Ventilgruppen
4 und 5, jede in Graetzscher Schaltung, angeschlossen. Gleichstromseitig sind die
beiden Ventilgruppen hintereinandergeschaltet. Der Mittelpunkt i9 der Stromrichteranlage
ist geerdet.
-
Jeder Ventilgruppe 4 bzw. 5 ist eine nicht näher dargestellte Steuerapparatur
6 bzw. 7 zugeordnet. Die Phasenlage der Steuerimpulse jedes Teilstromrichters 4
bzw. 5 wird von einem selbsttätigen Regler 8 bzw. 9 bestimmt, welcher den betreffenden
Teilstromnichter auf konstanten Strom regelt. Zu diesem Zweck dient als Eingangsspannung
fier die Regler 8 bzw. 9 die .Spannung an zwei hintereinandergeschalteten Widerständen
io und 12 bzw. i i und 13, die an Stromwandlern 2'8 und 29 in den Drehstromzuleitungen
zu den Stromrichtern liegen. Die Widerstände 12 und 13 werden fest einjustiert,
während die Widerstände io und i1 als Sollwerteinsteller dienen. Damit nun die Stromregelung
in sämtlichen Teilstromrichtern auf den gleichen Sollwert erfolgt, sind die als
Sollwerteinsteller dienenden Regelwiderstände io und ii durch .die Welle 16 miteinander
und durch die Welle 16' mit den Sollwerteinstellern :der anderen nicht dargestellten
Stromrichterhälfte gekuppelt. Die Sollwerteinstellung kann durch einen sogenannten
Thoma-Regler 17 selbsttätig in Abhängigkeit
von irgendwelchen Betriebsgrößen
erfolgen. Relais 3o und 3ö dienen dazu, bei Überschreitung eines bestimmten Stromes
den betreffenden Teilstromrichter zu sperren.
-
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mnit Differenzregler. An das
Drehstromnetz i sind hier über einen Schwenktransformator 2o wiederum zwei gleichstromseitig
in Reihe geschaltete Stromrichter 4 bzw. q.' unter Zwischenschaltung der Stromrichtertransformatoren
21 und 21' angeschlossen. Für die Steuerung sind wieder zwei nicht näher dargestellte
Steuerapparaturen 6 und 6' vorgesehen, .die über die Drehregler 22- und gespeist
werden. Diesen beiden Drehreglern ist noch der zur Grobeinstellung des Spannungsniveaus
dienende Drehregler 26 gemeinsam vorgeschaltet.
-
Mit Hilfe der Drehregler 22, 22' erfolgt die selbsttätige Regelung
der beiden Stromrichter 1, 4' auf gleichen Belastungsstrom. Zu diesem Zweck ist
ein Differenzrelais 25 vorgesehen, dessen beide Spulen an Widerständen 18 bzw. 18'
liegen, die beiderseits des Erdungspunktes i9 in die Verbindungsleitung der beiden
Stromrichterhälften geschaltet sind. Die Kontakte dieses Differenzrelais steuern
die Verstellmotoren 23 und 23' für die Drehregler 22 und 22'. Herrscht in beiden
Stromrichterhälften gleiche Strombelastung, so bleibt das Differenzrelais in der
gezeichneten Mittelstellung und seine sämtlichen Kontakte offen. Die Verstellmotoren
23 und 23' sind dann in Ruhe. Spricht jedoch bei einer Verschiedenheit der Ströme
in den beiden Stromrichterhälften das Differenzrelais in der einen oder anderen
Richtung an, so werden jeweils beide Verstellmotoren 23 und 23' zugleich eingeschaltet,
und zwar so, daß sie die Drehregler 22 und 22' gegensinnig verstellen. An den Drehreglern
22 und 22' sind Endausschalter 24 und 24' vorgesehen, welche bei Erreichung eines
einstellbaren höchsten Aussteuerungsgrades der betreffenden Stromrichterhälften
eine weitere Aufwärtsregelung durch Unterbrechung des entsprechenden Motorstromkreises
verhindern.