EP0502929A1 - Filter arrangement - Google Patents

Filter arrangement

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EP0502929A1
EP0502929A1 EP91900121A EP91900121A EP0502929A1 EP 0502929 A1 EP0502929 A1 EP 0502929A1 EP 91900121 A EP91900121 A EP 91900121A EP 91900121 A EP91900121 A EP 91900121A EP 0502929 A1 EP0502929 A1 EP 0502929A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
damping element
capacitance
filter arrangement
arrangement according
series
Prior art date
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Ceased
Application number
EP91900121A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gerhard Dipl.-Ing. Dr. Titscher
Günter Dipl.-Ing. MORAW
Walter Richter
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Andritz Hydro GmbH Austria
Original Assignee
Andritz Hydro GmbH Austria
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Filing date
Publication date
Priority claimed from AT278989A external-priority patent/AT393765B/en
Priority claimed from AT119690A external-priority patent/AT393766B/en
Application filed by Andritz Hydro GmbH Austria filed Critical Andritz Hydro GmbH Austria
Publication of EP0502929A1 publication Critical patent/EP0502929A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H02M1/126—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output using passive filters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Definitions

  • the invention relates to a filter arrangement for filtering and damping harmonics or higher-frequency vibration packets and for shifting resonance points in electrical networks.
  • low-frequency harmonics which arise, for example, from load shedding due to transformer saturation, in connection with resonance points can lead to significant overvoltages and voltage distortions that are sensitive to normal network operation.
  • DE-OS 35 39 950 deals with a high-pass filter arrangement for a connected to converters
  • EP-A-0 318 790 proposes a high pass filter arrangement for a line connected to converters.
  • a C-link with an L-link and a parallel path is connected in series, an L-link of a series connection consisting of an R-link and a C-link being arranged in parallel in the parallel path.
  • a further R element is arranged in parallel with the series connection part of the L element and the parallel path.
  • a first and a second series-connected C-element are connected in series with a parallel path consisting of a surge arrester and an L-element, and an R-element is connected in parallel to the series circuit part of the second C-element and the L-element arranged.
  • the disadvantage of this circuit is that only the harmonic currents of only one tuning frequency can be sucked out of the network and attenuated in the process.
  • a first C-element is connected in series with a parallel path, which consists of a series circuit consisting of a second C-element and a first L-element and a series circuit consisting of a voltage-dependent resistor and an R-element is constructed; the series connection part of the two C-elements is a
  • the object of the invention is to provide a filter arrangement with which sufficient damping for two tuning frequencies can be achieved and with which the losses due to operating frequency currents are limited to a minimum.
  • the object is achieved by the invention.
  • This is characterized in that a first inductance and a first capacitance are arranged in a series circuit, and in that this series circuit is connected with a first damping element to a first parallel path, and in that the first parallel path with one of a second inductance and a second Capacity existing second parallel path and a third capacitance is connected in series.
  • a further development of the invention is that the first inductance with the first capacitance and one fourth capacitance is arranged in a series circuit such that the first capacitance is arranged between the first inductance and the fourth capacitance, and that this series circuit is connected to an expanded first parallel path with the first damping element, and that this first expanded parallel path with the second parallel path and is connected in series with the third capacitance in such a way that the third capacitance is connected on the one hand to a line pole and on the other hand to the connecting line from the first damping element to the first inductor, and the second parallel path on the one hand to the connecting line from the first damping element to the fourth capacitance and on the other hand is connected to a grounding pole and that a second damping element is connected to the connecting line from the first capacitance to the fourth capacitance on the one hand and to ground potential directly or via current transformers on the other.
  • One embodiment of the invention provides that the first inductance is arranged between the first capacitance and the fourth capacitance, and that the third
  • Capacity is connected on the one hand to the line pole and on the other hand to a connecting line from the first damping element to the first capacity.
  • FIG. 1 shows the simplest form of a filter arrangement according to the invention
  • FIG. 2 shows a filter arrangement with increased damping
  • FIG. 3 shows a filter arrangement with a special characteristic curve, while the circuit shown in FIG. 4 ensures optimization of all important characteristic values.
  • FIG. 1 shows the simplest basic form of a filter arrangement according to the invention.
  • An ohmic resistor (R p21 ) is arranged in parallel with a series circuit consisting of a first inductance (L p2 ) and a first capacitance (C p21 ) as the first damping element.
  • This parallel connection is connected in series with a parallel path consisting of a second inductance (L p3 ) and a second capacitance (C p3 ) and with a third capacitance (C 1 ).
  • FIG. 2 shows an expansion of the circuit according to FIG. 1.
  • the series circuit consisting of a first inductance (L p2 ) and a first capacitance (C p21 ) is a fourth capacitance (C p21 ) the first capacitance (C p21 ) then connected in series.
  • a second ohmic resistor (R p41 ) of the series circuit of the fourth capacitance (C p22 ) and the second capacitance (C p3 ) is connected in parallel. This simple circuit expansion by means of the capacitance (R p22 ) and the resistance (R p41 ) makes the
  • FIG. 3 shows a further development of the circuit shown in FIG. 2.
  • the first ohmic resistor (R p21 ) is expanded with a first varistor (V p2 ) to form a series connection, and this series connection is made up of a first inductance (L p2 ), a first capacitance (C p21 ) and a fourth capacitance ( C p22 ) existing series connection connected in parallel.
  • the second ohmic resistor (R p41 ) is expanded with a second varistor (V p4 ) to form a series connection. This series circuit is connected in parallel with the fourth capacitance (C p22 ) and the second capacitance (C p3 ).
  • the filter arrangement shown in FIG. 3 has a very steep impedance characteristic with an impedance minimum with two tuning resonances. The greatest possible damping occurs with a higher harmonic content.

Abstract

Un agencement de filtrage sert à filtrer et à atténuer des harmoniques, ainsi qu'à déplacer des points de résonance dans des réseaux électriques. A cet effet, un premier élément amortisseur (Rp21) absorbeur d'énergie est connecté en parallèle à un couplage en série d'une première inductivité (Lp2), d'une première capacité (Cp21) et d'une quatrième capacité (Cp22). Ce couplage en parallèle est connecté en série avec une voie parallèle formée d'une deuxième inductivité (Lp3) et d'une deuxième capacité (Cp3), ainsi qu'avec une troisième capacité (C1). En outre, un deuxième élément amortisseur (Rp41) absorbeur d'énergie est connecté en parallèle avec le couplage en série de la quatrième capacité (Cp22) et de la deuxième capacité (Cp3). L'utilisation de cet agencement de filtrage permet d'amortir très fortement des courants d'harmoniques dans deux fréquences de syntonisation, les fréquences des courants d'harmoniques étant proches d'une de ces fréquences de syntonisation, sans entraîner de pertes significatives dues à des courants ayant la fréquence de service.A filtering arrangement is used to filter and attenuate harmonics, as well as to move resonance points in electrical networks. To this end, a first energy absorbing damper element (Rp21) is connected in parallel to a series coupling of a first inductivity (Lp2), a first capacitor (Cp21) and a fourth capacitor (Cp22) . This parallel coupling is connected in series with a parallel channel formed by a second inductivity (Lp3) and a second capacity (Cp3), as well as with a third capacity (C1). In addition, a second energy absorbing damper element (Rp41) is connected in parallel with the series coupling of the fourth capacity (Cp22) and the second capacity (Cp3). The use of this filtering arrangement makes it possible to very strongly dampen harmonic currents in two tuning frequencies, the frequencies of the harmonic currents being close to one of these tuning frequencies, without causing significant losses due to currents with operating frequency.

Description

FILTERANORDNUNG  FILTER ARRANGEMENT
Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung zur Filterung und Bedämpfung von Oberschwingungen oder höherfreguenten Schwingungspaketen und zur Verschiebung von Resonanzstellen in elektrischen Netzen. In elektrischen Netzen können niederfreguente Oberschwingungen, die beispielsweise bei Lastabwürfen durch Transformatorsättigung entstehen, im Zusammenhang mit Resonanzstellen zu bedeutenden Überspannungen und Spannungsverzerrungen führen, die gegenüber dem normalen Netzbetrieb empfindliche Störungen darstellen. The invention relates to a filter arrangement for filtering and damping harmonics or higher-frequency vibration packets and for shifting resonance points in electrical networks. In electrical networks, low-frequency harmonics, which arise, for example, from load shedding due to transformer saturation, in connection with resonance points can lead to significant overvoltages and voltage distortions that are sensitive to normal network operation.
Die Beschaffenheit des Wechselstromsystems spielt bezüglich des Auftretens dieser Störungen nur eine geringe Rolle. Das bedeutet, daß die Störungen durch einen speziellen Aufbau des Wechselstromsystems nicht verhindert werden können. The nature of the AC system plays only a minor role with regard to the occurrence of these faults. This means that the interference cannot be prevented by a special structure of the AC system.
Die DE-OS 35 39 950 befaßt sich mit einem Hochpaß einer Filteranordnung für ein mit Umrichtern verbundenes DE-OS 35 39 950 deals with a high-pass filter arrangement for a connected to converters
Drehstromnetz. Dabei werden ein Kondensator und eineThree-phase network. A capacitor and a
Drossel in Serie zu einer bei Hochspannung geerdeten, bei Mittelspannung freien Parallelschaltung aus ohmschen, induktiven und kapazitiven Schaltungselementen an das Netz angeschlossen. Die beiden Resonanzfrequenzen und Güten des Doppelhochpasses werden so abgestimmt, daß im kritischen Oberschwingungsbereich nur eine geringe Choke connected in series to a parallel circuit of ohmic, inductive and capacitive circuit elements which are grounded at high voltage and free at medium voltage. The two resonance frequencies and qualities of the double high-pass filter are adjusted so that only a small one in the critical harmonic range
Resonanzerhöhung auftreten kann. Resonance increase can occur.
Der Nachteil dieser Schaltung besteht darin, daß die Verluste durch die betriebstreguenten Ströme in dieserThe disadvantage of this circuit is that the losses caused by the operating currents in it
Anordnung vergleichsweise hoch sind, wenn die Widerstände zwecks Erzielung von rascher Dämpfung von niederfrequenten Oberschwingungen entsprechend niedrig gewählt werden. Arrangement are comparatively high if the resistors To achieve rapid damping of low-frequency harmonics can be chosen accordingly low.
In der EP-A-0 318 790 wird ein Hocppaß einer Filteranordnung für eine mit Stromrichtern verbundene Leitung vorgeschlagen. Es wird ein C-Glied mit einem L-Glied und einem Parallelpfad in Serie geschaltet, wobei im Parallelpfad ein L-Glied einer aus einem R-Glied und einem C-Glied bestehenden Serienschaltung parallel angeordnet ist. Zum Serienschaltungsteil von L-Glied und Parallelpfad ist ein weiteres R-Glied parallel angeordnet. Mit dieser Schaltung ist es ebenfalls nicht möglich, Oberschwingungen stark zu dämpfen, ohne daß dabei die durch betriebsfrequente Ströme bedingten Verluste klein bleiben. Das Problem der Filterung von OberSchwingungen wird auch im Kapitel 200-15 unter dem Titel "Characterization and control of harmonic overvoltages at HVDC stations", von E. V. Larsen und R. A. Walling, im anläßlich des EP-A-0 318 790 proposes a high pass filter arrangement for a line connected to converters. A C-link with an L-link and a parallel path is connected in series, an L-link of a series connection consisting of an R-link and a C-link being arranged in parallel in the parallel path. A further R element is arranged in parallel with the series connection part of the L element and the parallel path. With this circuit, it is also not possible to strongly attenuate harmonics without the losses caused by operating frequency currents remaining small. The problem of filtering harmonics is also discussed in Chapter 200-15 under the title "Characterization and control of harmonic overvoltages at HVDC stations" by E.V. Larsen and R.A. Walling, on the occasion of the
"Cigre"-Symposiums, veranstaltet im September 1987 in Boston, USA, publizierten Tagungsbuches (Abschnitt 2, Seite 1 bis 6) behandelt. "Cigre" symposium, held in September 1987 in Boston, USA, dealt with the published conference book (section 2, pages 1 to 6).
Hierbei werden in einer ersten Schaltungsanordnung ein erstes und ein zweites in Serie geschaltetes C-Glied mit einem aus einem Uberspannungsableiter und einem L-Glied bestehenden Parallelpfad in Serie geschaltet und ein R-Glied dem Serienschaltungsteil des zweiten C-Gliedes und des L-Gliedes parallel angeordnet. Nachteilig bei dieser Schaltung ist, daß damit lediglich die Oberschwingungsströme nur einer Abstimmfrequenz aus dem Netz gesaugt und dabei gedämpft werden können. In einer zweiten Schaltung im selben Tagungsbuch wird ein erstes C-Glied mit einem Parallelpfad in Serie geschaltet, welcher aus einer aus einem zweiten C-Glied und einem ersten L-Glied bestehenden Serienschaltung und einer aus einem spannungsabhängigen Widerstand und einem R-Glied bestehenden Serienschaltung aufgebaut ist; dem Serienschaltungsteil der beiden C-Glieder ist ein Here, in a first circuit arrangement, a first and a second series-connected C-element are connected in series with a parallel path consisting of a surge arrester and an L-element, and an R-element is connected in parallel to the series circuit part of the second C-element and the L-element arranged. The disadvantage of this circuit is that only the harmonic currents of only one tuning frequency can be sucked out of the network and attenuated in the process. In a second circuit in the same conference book, a first C-element is connected in series with a parallel path, which consists of a series circuit consisting of a second C-element and a first L-element and a series circuit consisting of a voltage-dependent resistor and an R-element is constructed; the series connection part of the two C-elements is a
Uberspannungsableiter parallel angeordnet. Der Nachteil dieser Schaltung ist ebenfalls in der  Surge arrester arranged in parallel. The disadvantage of this circuit is also in the
Beschränkung der Saug- und Dämpfungswirkung auf nur eine Abstimmfrequenz gegeben.  Limitation of the suction and damping effect given only one tuning frequency.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Filteranordnung zu schaffen, mit welcher eine ausreichende Dämpfung für zwei Abstimmfrequenzen erreichbar ist und mit der die Verluste durch betriebsfrequente Ströme auf ein Minimum beschränkt werden. Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Diese ist dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Induktivität und eine erste Kapazität zu einer Serienschaltung angeordnet sind, und daß diese Serienschaltung mit einem ersten Bedämpfungselement zu einem ersten Parallelpfad geschal- tet ist, und daß der erste Parallelpfad mit einem aus einer zweiten Induktivität und einer zweiten Kapazität bestehenden zweiten Parallelpfad sowie mit einer dritten Kapazität in Serie geschaltet ist. Mit der Erfindung ist es zum ersten Mal möglich, bei zwei Abstimmfrequenzen Oberschwingungsströme mit Frequenzen in der Nähe einer dieser Abstimmfrequenzen sehr stark zu dämpfen und namhafte Verluste durch betriebsfrequente Ströme zu verhindern. The object of the invention is to provide a filter arrangement with which sufficient damping for two tuning frequencies can be achieved and with which the losses due to operating frequency currents are limited to a minimum. The object is achieved by the invention. This is characterized in that a first inductance and a first capacitance are arranged in a series circuit, and in that this series circuit is connected with a first damping element to a first parallel path, and in that the first parallel path with one of a second inductance and a second Capacity existing second parallel path and a third capacitance is connected in series. With the invention it is possible for the first time to attenuate harmonic currents with frequencies in the vicinity of one of these tuning frequencies very strongly at two tuning frequencies and to prevent significant losses due to operating frequency currents.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die erste Induktivität mit der ersten Kapazität und einer vierten Kapazität derart zu einer Serienschaltung angeordnet ist, daß die erste Kapazität zwischen der ersten Induktivität und der vierten Kapazität angeordnet ist, und daß diese Serienschaltung mit dem ersten Bedämpfungselement zu einem erweiterten ersten Parallelpfad geschaltet ist, und daß dieser erste erweiterte Parallelpfad mit dem zweiten Parallelpfad sowie mit der dritten Kapazität derart in Serie geschaltet ist, daß die dritte Kapazität einerseits an einen Leitungspol und anderseits an die Verbindungsleitung vom ersten Bedämpfungselement zur ersten Induktivität angeschlossen ist, und wobei der zweite Parallelpfad einerseits an die Verbindungsleitung vom ersten Bedämpfungselement zur vierten Kapazität und anderseits an einen Erdungspol angeschlossen ist, und daß ein zweites Bedämpfungselement einerseits an die Verbindungsleitung von der ersten Kapazität zur vierten Kapazität und anderseits direkt oder über Stromwandler auf Erdpotential gelegt ist. A further development of the invention is that the first inductance with the first capacitance and one fourth capacitance is arranged in a series circuit such that the first capacitance is arranged between the first inductance and the fourth capacitance, and that this series circuit is connected to an expanded first parallel path with the first damping element, and that this first expanded parallel path with the second parallel path and is connected in series with the third capacitance in such a way that the third capacitance is connected on the one hand to a line pole and on the other hand to the connecting line from the first damping element to the first inductor, and the second parallel path on the one hand to the connecting line from the first damping element to the fourth capacitance and on the other hand is connected to a grounding pole and that a second damping element is connected to the connecting line from the first capacitance to the fourth capacitance on the one hand and to ground potential directly or via current transformers on the other.
Durch diese Weiterbildung tritt eine verstärkte Dämpfungswirkung der Filteranordnung ein. This further development results in an increased damping effect of the filter arrangement.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die erste Induktivität zwischen der ersten Kapazität und der vierten Kapazität angeordnet ist, und daß die dritteOne embodiment of the invention provides that the first inductance is arranged between the first capacitance and the fourth capacitance, and that the third
Kapazität einerseits an den Leitungspol und anderseits an eine Verbindungsleitung vom ersten Bedämpfungselement zur ersten Kapazität angeschlossen ist. Bei dieser Schaltungsvariante, welche die erste Inuktivität und die erste Kapazität gegeneinander vertauscht, ergibt sich vorteilhafterweise die Möglichkeit, gegebenenfalls die erste und die dritte Kapazität im selben Gerüst anordnen zu können. Capacity is connected on the one hand to the line pole and on the other hand to a connecting line from the first damping element to the first capacity. With this circuit variant, which interchanges the first inductance and the first capacitance, the possibility advantageously arises of being able to arrange the first and the third capacitance in the same framework, if necessary.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen. Damit ist es möglich, spezielle Eigenschaften von Netzsystemen zu berücksichtigen. Further advantageous refinements and developments of the invention result from further subclaims. This makes it possible to take special properties of network systems into account.
An Hand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigt Fig. 1 die einfachste Form einer erfindungsgemäßen Filteranordnung, Fig. 2 eine Filteranordnung mit verstärkter Dämpfung. In Fig. 3 ist eine Filteranordnung mit spezieller Kennlinie dargestellt, während die in Fig. 4 gezeigte Schaltung eine Optimierung sämtlicher wichtiger Kennwerte gewährleistet. The invention will be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments. 1 shows the simplest form of a filter arrangement according to the invention, FIG. 2 shows a filter arrangement with increased damping. FIG. 3 shows a filter arrangement with a special characteristic curve, while the circuit shown in FIG. 4 ensures optimization of all important characteristic values.
Im Zusammenhang mit dem Einsatz von statischen Kompensatoren in elektrischen Netzen entsteht die Notwendigkeit, die der netzfrequenten Grundschwingung dieser Netze überlagerten freien Schwingungen des Systems, die bei jedem Ausgleichsvorgang angeregt werden, so rasch zu dämpfen, daß zum Zeitpunkt, in dem sich die Einzelspannungswerte aller dieser Schwingungsformen gleichsinnig zum Zeitpunkt ihres Größtwertes überlagern, die In connection with the use of static compensators in electrical networks, there is a need to dampen the free vibrations of the system, which are superimposed on the fundamental frequency of these networks and which are excited with each compensation operation, so quickly that at the time when the individual voltage values of all of them Overlay waveforms in the same direction at the time of their maximum value
Amplituden dieser freien Schwingungen bereits stark verkleinert sind. Amplitudes of these free vibrations are already greatly reduced.
Ähnliches gilt auch für die Magnetisierungsströme von Transformatoren, die bei größeren Überspannungen oder Schaltvorgängen in den Sättigungsbereich ihrer Magnetisierungskennlinie getrieben werden. In diesen Strömen sind bei unsymmetrischer Sättigung die zweite und die dritte Harmonische ausgeprägt vorhanden und führen bei vorhandenen Netzresonanten in der Nähe der doppelten und dreifachen Grundfrequenz des Netzes ebenfalls zu bedeutenden Überspannungen. Eine Absaugung und gleichzeitige Bedämpfung dieser Ströme bewirkt die beschleunigte The same applies to the magnetization currents of transformers, which are driven into the saturation range of their magnetization characteristic in the event of larger overvoltages or switching operations. In the case of asymmetrical saturation, the second and third harmonics are pronounced in these currents and also lead to significant overvoltages in the case of existing network resonants in the vicinity of twice and three times the basic frequency of the network. An extraction and simultaneous damping of these currents causes the accelerated
Rückführung des Arbeitsbereiches der Transformatoren in den Normalarbeitsbereich. Return of the working area of the transformers to the normal working area.
Für beide genannte Vorgänge ist also der Einsatz von Filtern, die bei zwei Frequenzen einerseits Saugwirkung und anderseits starke Dämpfungswirkung haben, von Nutzen. Die Eigenschaft von solchen Filtern, für die betriebsfrequente Netzgrundschwingung sehr geringe Verluste zu besitzen, ist von großer technischer und ökonomischer Bedeutung. For both of the above-mentioned processes, the use of filters that have a suction effect at two frequencies is therefore necessary and on the other hand have a strong damping effect. The property of such filters to have very low losses for the operating frequency fundamental oscillation is of great technical and economic importance.
In Fig. 1 ist die einfachste Gundform einer erfindungsgemäßen Filteranordnung dargestellt. Dabei ist als erstes Bedämpfungselement ein ohmscher Widerstand (Rp21) zu einer aus einer ersten Induktivität (Lp2) u nd einer ersten Kapazität (Cp21) bestehenden Serienschaltung parallel angeordnet. Diese Parallelschaltung ist mit einem aus einer zweiten Induktivität (Lp3) und einer zweiten Kapazität (Cp3) bestehenden Parallelpfad sowie mit einer dritten Kapazität (C1) in Serie geschaltet. 1 shows the simplest basic form of a filter arrangement according to the invention. An ohmic resistor (R p21 ) is arranged in parallel with a series circuit consisting of a first inductance (L p2 ) and a first capacitance (C p21 ) as the first damping element. This parallel connection is connected in series with a parallel path consisting of a second inductance (L p3 ) and a second capacitance (C p3 ) and with a third capacitance (C 1 ).
Diese Grundform weist bereits alle charakteristischen Eigenschaften der Erfindung auf. Es ist damit möglich, bei zwei Abstimmfrequenzen Oberschwingungsströme mit Frequenzen in der Nähe einer dieser Abstimmfrequenzen sehr stark zu dämpfen, ohne daß namhafte Verluste durch betriebsfrequente Ströme in dieser Anordnung entstehen können. Fig. 2 stellt eine Erweiterung der Schaltung nach Fig. 1 dar. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der aus einer ersten Induktivität (Lp2) und einer ersten Kapazität (Cp21) bestehenden Serienschaltung eine vierte Kapazität (Cp21), an das erste Kapazität (Cp21) in Serie anschließend, zugeschaltet. Außerdem ist ein zweiter ohmscher Widerstand (Rp41) der Serienschaltung der vierten Kapazität (Cp22) und der zweiten Kapazität (Cp3) parallelgeschaltet. Durch diese einfache Schaltungserweiterung mittels der Kapazität (Rp22) und der Resistanz (Rp41) wird die This basic form already has all the characteristic properties of the invention. It is thus possible to attenuate harmonic currents with frequencies in the vicinity of one of these tuning frequencies very strongly at two tuning frequencies without significant losses from operating frequency currents occurring in this arrangement. FIG. 2 shows an expansion of the circuit according to FIG. 1. As can be seen from FIG. 2, the series circuit consisting of a first inductance (L p2 ) and a first capacitance (C p21 ) is a fourth capacitance (C p21 ) the first capacitance (C p21 ) then connected in series. In addition, a second ohmic resistor (R p41 ) of the series circuit of the fourth capacitance (C p22 ) and the second capacitance (C p3 ) is connected in parallel. This simple circuit expansion by means of the capacitance (R p22 ) and the resistance (R p41 ) makes the
Dämpfung der Filteranordnung wesentlich erhöht. Fig. 3 zeigt eine Weiterentwicklung der in Fig. 2 dargestellten Schaltung. Dabei ist der erste ohmsche Widerstand (Rp21) mit einem ersten Varistor (Vp2) zu einer Serienschaltung erweitert, und diese Serienschaltung ist zu der aus einer ersten Induktivität (Lp2), einer ersten Kapazität (Cp21) und einer vierten Kapazität (Cp22) bestehenden Serienschaltung parallelgeschaltet. Zudem ist der zweite ohmsche Widerstand (Rp41) mit einem zweiten Varistor (Vp4) zu einer Serienschaltung erweitert. Diese Serienschaltung ist der vierten Kapazität (Cp22) und der zweiten Kapazität (Cp3) parallelgeschaltet. Attenuation of the filter arrangement increased significantly. FIG. 3 shows a further development of the circuit shown in FIG. 2. The first ohmic resistor (R p21 ) is expanded with a first varistor (V p2 ) to form a series connection, and this series connection is made up of a first inductance (L p2 ), a first capacitance (C p21 ) and a fourth capacitance ( C p22 ) existing series connection connected in parallel. In addition, the second ohmic resistor (R p41 ) is expanded with a second varistor (V p4 ) to form a series connection. This series circuit is connected in parallel with the fourth capacitance (C p22 ) and the second capacitance (C p3 ).
Die in Fig. 3 dargestellte Filteranordnung weist eine sehr steile Impedanzkennlinie mit Impedanzminimum bei zwei Abstimmresonanzen auf. Bei größerem Oberwellengehalt tritt die stärkestmögliche Dämpfung auf . The filter arrangement shown in FIG. 3 has a very steep impedance characteristic with an impedance minimum with two tuning resonances. The greatest possible damping occurs with a higher harmonic content.
Bei der Schaltung nach Fig. 4 ist - als Weiterentwicklung der Schaltung nach Fig. 3 - der aus einem ersten ohmschen widerstand (Rp21) und einem ersten Varistor (Vp2) bestehenden Serienschaltung ein dritter ohmscher Widerstand (Rp21) parallelgeschaltet. Weiters ist der aus einem zweiten ohmschen Widerstand (Rp41) und einem zweiten Varistor (Vp 4 ) bestehenden Serienschaltung ein vierter ohmscher Widerstand (Rp42) parallel angeordnet. . The circuit as a further development of Figure 3 - - In the circuit of Figure 4. Consisting of a first ohmic resistance (R p21) and a first varistor (V p2) existing series connection of a third ohmic resistor connected in parallel (R p21). Furthermore, the series circuit consisting of a second ohmic resistor (R p41 ) and a second varistor (V p 4 ) is arranged in parallel with a fourth ohmic resistor (R p42 ).
Mit Hilfe dieser Weiterentwicklung ist es möglich, kleine Oberwellen zu berücksichtigen und die Kennlinie in verstärktem Maß hinsichtlich der Dämpfung bei geringem With the help of this further development, it is possible to take small harmonics into account and the characteristic to a greater extent with regard to the damping at low
Oberwellenanteil zu beeinflussen. Zudem tritt eine weitere Verminderung der Verluste auf. To influence harmonic content. There is also a further reduction in losses.

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Filteranordnung zur Filterung und Bedämpfung von 1. Filter arrangement for filtering and damping
Oberschwingungen oder höherfrequenten Schwingungspaketen und zur Verschiebung von Resonanzstellen in elektrischen Netzen, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Induktivität (Lp2) und eine erste Harmonics or higher frequency vibration packets and for shifting resonance points in electrical networks, characterized in that a first inductance (L p2 ) and a first
Kapazität (Cp21) zu einer Serienschaltung angeordnet sind, und daß diese Serienschaltung mit einem ersten Bedämpfungselement (Rp21) zu einem ersten Parallelpfad geschaltet ist, und daß der erste Parallelpfad mit einem aus einer zweiten Induktivität (Lp3) und einer zweiten Kapazität (Cp3) bestehenden zweiten Parallelpfad sowie mit einer dritten Kapazität (C1) in Serie geschaltet ist. Capacitance (C p21 ) are arranged to a series circuit, and that this series circuit is connected to a first parallel path with a first damping element (R p21 ), and that the first parallel path with one of a second inductance (L p3 ) and a second capacitance ( C p3 ) existing second parallel path and a third capacitance (C 1 ) is connected in series.
(Fig. 1)  (Fig. 1)
2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Induktivität (Lp2) mit der ersten Kapazität (Cp21) und einer vierten Kapazität (Cp21) derart zu einer Serienschaltung angeordnet ist, daß die erste Kapazität (Cp21) zwischen der ersten Induktivität (Lp2) und der vierten Kapazität (Cp22) angeordnet ist, und daß diese Serienschaltung mit dem ersten Bedämpfungselement (Rp21) ZU einem erweiterten ersten Parallelpfad geschaltet ist, und daß dieser erste erweiterte Parallelpfad mit dem zweiten Parallelpfad sowie mit der dritten Kapazität (C1) derart in Serie geschaltet ist, daß die dritte Kapazität (C1) einerseits an einen Leitungspol (1) und anderseits an die Verbindungsleitung vom ersten Bedämpfungselement (Rp21) zur ersten Induktivität (Lp 2) angeschlossen ist, und wobei der zweite 2. Filter arrangement according to claim 1, characterized in that the first inductance (L p2 ) with the first capacitance (C p21 ) and a fourth capacitance (C p21 ) is arranged in such a way that the first capacitance (C p21 ) between the first inductor (L P2), and the fourth capacitance (C p22), and that this series circuit is connected to the first damping element (R p21) to an expanded first parallel path, and in that said first extended parallel path with the second parallel path, as well as with the third capacitance (C 1 ) is connected in series in such a way that the third capacitance (C 1 ) is connected on the one hand to a line pole (1) and on the other hand to the connecting line from the first damping element (R p21 ) to the first inductance (L p 2 ) , and being the second
Parallelpfad einerseits an die Verbindungsleitung vom ersten Bedämpfungselement (Rp21) zur vierten Kapazität (Cp22) und anderseits an einen Erdungspol (2) angeschlossen ist, und daß ein zweites Bedämpfungselement (Rp41) einerseits an die Verbindungsleitung von der ersten Kapazität (Rp21) zur vierten Kapazität (Cp22) und anderseits direkt oder über Stromwandler auf Erdpotential gelegt ist. Parallel path on the one hand to the connecting line from the first damping element (R p21 ) to the fourth capacitance (C p22 ) and on the other hand to a grounding pole (2) is connected, and that a second damping element (R p41 ) on the one hand is connected to the connecting line from the first capacitance (R p21 ) to the fourth capacitance (C p22 ) and on the other hand directly or via current transformers to ground potential.
(Fig. 2 )  (Fig. 2)
3. Filteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Induktivität (Lp2) zwischen der ersten Kapazität (Rp21) und der vierten Kapazität (Cp22) angeordnet ist, und daß die dritte 3. Filter arrangement according to claim 2, characterized in that the first inductance (L p2 ) between the first capacitance (R p21 ) and the fourth capacitance (C p22 ) is arranged, and in that the third
Kapazität (C1) einerseits an den Leitungspol (1) und anderseits an eine Verbindungsleitung vom ersten Bedämpfungselement (Vp2) zur ersten Kapazität Capacitance (C 1 ) on the one hand to the line pole (1) and on the other hand to a connecting line from the first damping element (V p2 ) to the first capacitance
(Cp21) angeschlossen ist. (C p21 ) is connected.
4. Filteranordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Bedämpfungselement (Rp21) und/oder als zweites Bedämpfungselement (Rp41) jeweils ein Varistor eingesetzt ist. 4. Filter arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a varistor is used as the first damping element (R p21 ) and / or as the second damping element (R p41 ).
5. Filteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 5. Filter arrangement according to claim 1 or 2, characterized
gekennzeichnet, daß als erstes Bedämpfungselement (Rp21) und/oder als zweites Bedämpfungselement characterized in that as the first damping element (R p21 ) and / or as the second damping element
(Rp41) Jeweils eine Serien- oder Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes mit einem Varistor (Vp2, Vp 4) eingesetzt ist. (R p41 ) A series or parallel connection of an ohmic resistor with a varistor (V p2 , V p 4 ) is used.
6. Filteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß dem ersten Bedämpfungselement (Rp21) ein dritter ohmscher Widerstand (Rp22) parallelgeschaltet ist. 6. Filter arrangement according to claim 5, characterized in that the first damping element (R p21 ), a third ohmic resistor (R p22 ) is connected in parallel.
7. Filteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß dem zweiten Bedämpfungselement (Rp41) ein vierter ohmscher Widerstand (Rp42) parallelgeschaltet ist. 7. Filter arrangement according to claim 5, characterized in that the second damping element (R p41 ), a fourth ohmic resistor (R p42 ) is connected in parallel.
8. Filteranordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Bedämpfungselement (Rp21) und/oder als zweites Bedämpfungselement 8. Filter arrangement according to claim 1 to 7, characterized in that as the first damping element (R p21 ) and / or as a second damping element
(Rp41) jeweils ein Siliziumkarbid-Überspannungsableiter ohne Funkenstrecke eingesetzt ist. (R p41 ) a silicon carbide surge arrester is used without a spark gap.
9. Filteranordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch 9. Filter arrangement according to claim 1 to 7, characterized
gekennzeichnet, daß als erstes Bedämpfungselement (Rp21) und/oder als zweites Bedämpfungselement characterized in that as the first damping element (R p21 ) and / or as the second damping element
(Rp41) jeweils ein Siliziumkarbid-Überspannungsab- leiter mit Funkenstrecke eingesetzt ist. (R p41 ) a silicon carbide surge arrester with spark gap is used.
10. Filteranordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch 10. Filter arrangement according to claim 1 to 7, characterized
gekennzeichnet, daß als erstes Bedämpfungselement (Rp21) und/oder als zweites Bedämpfungselement characterized in that as the first damping element (R p21 ) and / or as the second damping element
(Rp41) jeweils eine Serien- oder Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes mit einem Siliziumkar- bid-überspannungsableiter ohne Funkenstrecke eingesetzt ist. (R p41 ) a series or parallel connection of an ohmic resistor with a silicon carbide surge arrester without spark gap is used.
11. Filteranordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch 11. Filter arrangement according to claim 1 to 7, characterized
gekennzeichnet, daß als erstes Bedämpfungselement (Rp21) und/oder als zweites Bedämpfungselement characterized in that as the first damping element (R p21 ) and / or as the second damping element
(Rp41) jeweils eine Serien- oder Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes mit einem Siliziumkar- bid-Überspannungsableiter mit Funkenstrecke eingesetzt ist. (R p41 ) a series or parallel connection of an ohmic resistor with a silicon carbide surge arrester with spark gap is used.
12. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Varistor (Vp2, Vp4 ) durch jeweils antiparallel geschaltete Thyristoranordnungen ersetzt ist. 12. Filter arrangement according to one of claims 4 to 11, characterized in that the first and / or the second varistor (V p2 , V p4 ) is replaced by antiparallel connected thyristor arrangements .
13. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten und/oder dem zweiten Varistor (Vp2, Vp4) jeweils eine Ansprechfunkenstrecke in Serie zugeschaltet ist. 13. Filter arrangement according to one of claims 4 to 12, characterized in that the first and / or the second varistor (V p2 , V p4 ) each have a response spark gap connected in series.
14. Filteranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem der im ersten Bedämpfungselement (Vp2) und im zweiten Bedämpfungselement (Rp41) eingesetzten ohmschen Widerständen antiparallelgeschaltete Thyristoranordnungen in Serie geschaltet sind. 14. Filter arrangement according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that at least one of the ohmic resistors used in the first damping element (V p2 ) and in the second damping element (R p41 ) are connected in series with anti-parallel connected thyristor arrangements .
15. Filteranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der im ersten Bedämpfungselement (Vp2) und im zweiten Bedämpfungselement (Rp41) eingesetzten 15. Filter arrangement according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that at least one of the first damping element (V p2 ) and in the second damping element (R p41 ) used
Varistoren durch jeweils eine Parallelschaltung mehrerer Varistoren ersetzt ist.  Varistors is replaced by a parallel connection of several varistors.
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