SE464843B - Stroemriktaranlaeggning med seriekopplad stroemstyv och spaenningsstyv stroemriktare - Google Patents
Stroemriktaranlaeggning med seriekopplad stroemstyv och spaenningsstyv stroemriktareInfo
- Publication number
- SE464843B SE464843B SE8903454A SE8903454A SE464843B SE 464843 B SE464843 B SE 464843B SE 8903454 A SE8903454 A SE 8903454A SE 8903454 A SE8903454 A SE 8903454A SE 464843 B SE464843 B SE 464843B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- converter
- voltage
- power
- bridge
- current
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title abstract 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 title 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
-
- 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
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
- H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
- H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/75—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/757—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M7/7575—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only for high voltage direct transmission link
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
464 843
Spänningsstyva, tvångskommuterade omvandlare har hittills mest kommit till användning
vid måttliga spänningar, för effektstyrningar av motorer o. dyl. Det är i och för sig tidigare
känt, på det teoretiska planet om än ej så mycket i praktiska anläggningar, att dylika omvand-
lare skulle kunna ge fördelar, särskilt med hänsyn till möjligheten att alstra reaktiv effekt
och att de kan anslutas till "svaga" växelströmsnät, dvs sådana med en hög inre impedans,
t ex på grund av avsaknad av synkronmaskiner.
Genom att emellertid enligt uppfinningen kombinera i serie en strömstyv nätkommuterad
och spänningsstyv tvångskommuterad strömriktare kan man uppnå en billigare och bättre
anläggning, bl a beroende på att man kan utnyttja reglerkapaciteten för den tvångsstyrda
komponenten bättre. Om den tvångsstyrda komponenten ges tillräckligt regleromfång, kan
man till och med i många fall undvara lindningskopplare i transformatorn. Med hänsyn till
möjligheten att med den spänningsstyva strömriktaren reglera kommuteringsspänningen
för den strömstyva strömriktaren samt möjligheten att styra förhållandet mellan växelspän-
ning och likspänning för den spänningsstyva strömriktaren oberoende av motsvarande förhål-
lande för den strömstyva strömriktaren.
En särskild fördel enligt uppfinningen är som nämnts ovan, att man i samma anläggning
kan kompensera bort den reaktíva belastningskomponent som är förenad med användningen
av linjekommuterade strömstyva strömriktare. Med hänsyn härtill föredrages att 30-50 96
av den totala likspänningen över anläggningen upptas av den späningsstyva komponenten.
Uppfinningen kan också användas för att sammankoppla två likspänningslinjer med olika
spänning. Ett behov härav kan föreligga, när man vill sammankoppla en högspänd likströmslinje
med luftledning (t.ex. f 500 kV) med en likströmslinje med kabelöverföring (t ex i" 250 kV).
(I detta fall är den andel av spänningen som upptas av de båda komponenterna bestämd
av de båda linjernas märkspänningar.
Uppfinningen skall nu beskrivas i utföringsexempelform och med hänvisning till ritningarna.
Fig. 1 visar ett förenklat enlinjeschema för en strömriktare enligt uppfinningen.
Fig. 2 visar ett ekvivalent enlinjeschema för strömriktaren i Fig. l.
nvpfi
Ö\
.Du
CÖ
.Ps
CN
Fig. 3 visar ett utföringsexempel, där uppfinningen utnyttjas för effektöverföring mellan
två likströmsnät med olika spänning.
I samtliga figurer har utnyttjats de inom detta tekniska område konventionella symbolerna,
och det förutsättes att dessa och andra konventioner, beskrivna i inledningsvis angiven litte-
ratur, är bekanta.
I Fig. l visas schematiskt ett system med, från vänster till höger sett, ettutrefas växelströms-
system A, en trefas trelindnings strömriktartransformator B för erhållande av växelspän-
ningar för kommutering, själva strömriktarventilbryggorna C inklusive filter på likströms-
sidan, och ett likströmsnät D. Strömriktaranläggningen är styrd av en styr- och reglerutrust-
ning.
Strömriktarbryggorna C består av två strömriktarbryggor, en strömstyv nätkommuterad
strömriktarbrygga a, och en spänningsstyv tvångskommuterad strömriktarbrygga b, vilka
är kopplade i serie, så att deras respektive utgående likspänningar U da och U db adderas
till U d på utgången.
Det är lämpligt att dimensionera de båda strömriktarbryggorna på så sätt,
att U da max > U db max, eftersom man då får en billigare anläggning och kan styra den
totala likspänningen till noll samt ändå får tillräcklig styrmöjlighet av reaktiv effekt genom
den spänningsstyva, tvångskommuterade strömriktaren, i vilken erforderlig reaktiv effekt
kan alstras eller absorberas för att få god kompensation på växelströmssidan. Genom att
endast en del av den totala spänningen behöver upptas av den spänningsstyva tvångskommu-
terade strömriktarens släckbara ventiler, blir dessa billigare.
Genom de båda för likström seriekoplade strömriktarna går alltså i varje ögonblick samma
likström. Sett från likströmssidan kan emellertid U db varieras så att man kan undvara den
lindningsomkopplare som eljest är vanlig i transformatorutrustningen, och sett från växelströms-
sidan kan man alstra eller absorbera reaktiv effekt.
I Fig. 2 visas ett ekvivalentschema av enlinjetyp, vilket visar läckinduktanserna i strömriktar-
transformatorn för fallet att ventillindningen till den strömstyva bryggan a är placerad
mellan nätlindningen och ventillindningen till den spänningsstyva bryggan b. Då den ström-
styva bryggan genererar harmoniska övertonsströmmar med beloppet I an av ordningen n
464 843
och den spänningsstyva övertonsspänningen med belopp Ubn åskådliggör figur 2 också förhållan-
dena med avseende på utdämpningen av de harmoniska, av kommuteringen alstrade spänning-
arna och strömmarna. Den angivna koppligen är därvid fördelaktig då den ger minimal utmat-
ning av övertoner till växelströmsnätet.
I Fig. 3 visas ett särskilt exempel pâ uppfinningens användning. I Station I med en strömstyv,
nätkommuterad strömriktare, är ett trefasigt linjenät sammankopplat med en högspänd
likströms transmissionslinje, som kan vara en luftlinje för t ex f 500 kV. Denna sammankopplas
i Station II med en likströmslinje i kabel, som därför har lägre maximal spänning, t.ex. 250 kV.
En strömstyv, nätkommuterad strömriktare b. En strömstyv nätkommuterad strömriktare a
är likströmsmässigt seriekopplad med en spänningsstyv, tvångskommuterad strömriktare b.
De båda strömriktarna är på växelströmssidan kopplade till en transformator eller tvâ eller
flera sammankopplade transformatorer, bildande ett lokalt växelströmsnät LN. Detta kan
vara belastat som ett vanligt nät, men behöver egentligen inte vara det utan kan även vara
tomgående.
På högra likströmssidan i Station II är en kabellinje ansluten, i vars andra ände finns Station III.
I detta fall visad som en spänningsstyv tvångskommuterad strömriktare.
I fallet enligt Fig.3 behöver ej likströmmen genom strömriktarna a och b vara lika. Tvärtom
kan likströmmen från station I exempelvis vara hälften så stor som likströmmen till station
III, vilket är nödvändigt om samma effekt skall överföras via luftledningen och via kabelled-
ningen och det förutsätts att kabelöverföringen är dimensionerad för bara halva spänningen.
Man inser att vid ett sådant driftsfall, alltså när effekt transporteras från vänster till höger,
strömriktarbryggan a kommer att leverera aktiv effekt till strömriktartransformatorn och
att den senare levererar aktiv effekt till strömriktarbryggan b. När effekttransporten sker
åt motsatt håll, råder det motsatta förhållandet.
Det lokala växelströmsnätet behöver alltså inte vara belastat utifrån, men genom närvaron
av den spänningsstyva , tvångskommuterade strömriktaren kan växelspänningen styras på
ett liknande sätt som för en synkronmaskin, där den reaktiva effekten styres genom maskinens
magnetisering.
I de ovanstående exemplen har varken funktionen av den konvetionella strömstyva nätkom-
muterade strömriktaren eller den spänningsstyva tvângskommuterade strömriktaren beskrivits,
med hänsyn till att de är beskrivna i de anförda litteraturställena.
464 843
Styr- och reglerkretsarna för den strömstyva nätkommuterade bryggan a, kan utformas
som beskrivits i de anförda litteraturställena för en konventionell HVDC överföring med
två stationer.
Styr- och reglersystemet för den spänningsstyva tvångskommuterade bryggan b, kan förslagsvis
utformas som beskrivs nedan för fallet att strömriktarstationen arbetar i växelriktardrift,
dvs aktiv effekt överföres från likströmssidan till de anslutna växelspänningsnäten. Det
förutsättes att HVDC överföringen endast består av två stationer varvid den andra stationen
arbetar i likriktardrift samt reglerar strömmen på likströmslinjen till ett önskat värde.
Växelriktarstationen vilken förutsättes uppbyggd enligt uppfinningen bestämmer likspänningen
på likströmslinjen, vilken i växelriktarstationen betecknas med U d och bestäms av bfYßâsPäfi'
ningarna U da och Udb. Det förutsätts att den strömstyva strömriktarbryggan a, styrs på
konventionellt sätt på minsta släckvinkel f min, varvid spänningen U da kommer att bestämmas
av släckvinkel, kommuteringsreaktans och kommuteringsspänning vilka i sin tur bestäms
av växelspänningsnätets spänning UL och växelspänningen Ub från den spänningsstyva
strömriktaren. (Det förutsätts här att transformatorn ej är försedd med lindningskopplare).
För att erhålla önskat värde på spänningen U d måste därför primärt spänningen U db kunna
styras så att önskad summaspänning erhålles över de två seriekopplade bryggorna a och
b. Då spänningen U db och upplagrad energi i kondensatorn Cb bestäms av skillnaden mellan
inmatad energi från likströmslinjen och utmatad energi till växelströmsnätet kan spänningen
U dL styras via styrning av utmatad effekt till växelströmsnätet. Då denna primärt bestäms
av fasvinkelskillnaden mellan spänningarna UL och Ubl där Ubl är grundtonskomponenten
av växelspänningen till ventilbryggan b, styrs utmatad effekt via styrning av fasläget av
spänningen Ub , vilken bestäms av tänd- och släckpulserna till bryggan b. Detta åskådliggör
förenklat de nedersta blocken i blockschemat enligt figur 4.
Då den strömstyva nätkommuterade bryggan a, alltid konsumerar reaktiv effekt vilken
normalt är av storleksordningen 50 96 av dess aktiva effekt arrangeras styrningen av den
tvångskommuterade spänningsstyva strömriktaren b, så att den svarar för styrning av den
totala reaktiva effekten till de båda strömriktarna. Denna styrning och reglering kan t ex
arrangeras såsom visas i figur 4 där regleringen arrangeras för att erhålla konstant nätspänning
UL eller en reglering av reaktiv effekt som är beroende av nätspänningen UL. Styrningen
arrangeras så att en låg nätspänning ger en ökning av spänningen Ub varvid fflêkfíV effekt
matas från strömriktare b, ut till växelströmsnätet. Förhållandet melllan spänningen Ub
och likspänningen över strömriktarbryggan b i figur 4 betecknad med U db kan styras meld
t ex s k pulsbreddmodulering, t ex tillämpad på en s k NPC koppling enligt det första av
ovan angivna litteraturställen.
464 845
Som visas i figur 4 kommer tidpunkterna för ventilernas tändning och släckning att styras
av önskat fasläge och amplitud av grundtonskomponenten av spänningen Ubl. De förenklade
styr- och reglerprinciper som beskrivits ovan med referens till figur 4 har e] beaktat ovan-
stående lindningskopplare. Om strömriktartransformatorn är försedd med lindningskopplare
arrangeras lämpligen dess styrning för att säkerställa att växelspänningarna till de två bryg-
gorna ligger inom ett lämpligt arbetsområde medan den snabba styrningen och regleringen
kan arrangeras enligt ovan beskrivna grundprinciper.
Claims (7)
1. Strömriktaranläggning, vari ingår minst en transformator (TR), till transformatorn kopp- lade, styrbara strömventiler (a,b,), samt medel (K) för styrning av strömventilerna, k ä n n t e c k n a d av att strömventilerna innefattar minst två likströmsmässigt i serie kopplade strömriktarbryggor, varav en första enhet (a) utgöres av en strömstyrd, linjekom- muterad strömriktarbrygga, under det att den andra enheten (b) utgöres av en spänningsstyv, tvângskommuterad strömriktarbrygga, vars strömventiler innefattar släckbara strömventiler.
2. Strömriktaranläggning enligt krav l. k ä n n e t e c k n a d av att strömriktartransformatorerna för varje fas är arrangerade så att ventillindningarna som matar strömriktarbryggan a och strömriktarbryggan b är Iindade på ett gemensamt transformatorben med en gemensam växeltrömsnätlindning varvid ventillind- ningen som anslutes till den strömstyva bryggan är placerad emellan de två övriga lindningarna för att uppnå optimala förhållanden med hänsyn till utmatade övertoner.
3. Strömriktaranläggning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att den första strömriktarbryggan (a) har en märkspänning i förhåll- ande till den andra strömriktarbryggan, uppgående till mellan 1:1 och 2:1.
4. Strömriktaranläggning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att den första (a) och den andra (b) strömriktarbryggan har väsent- ligen samma märkström.
5. Strömriktaranläggning enligt krav l, k ä n n e t e c: k n a d av att medlen för styrd kommutering (K) av den andra strömventil- enheten (b) är anordnad så att förhållandet mellan strömriktarbryggans likspänning och växelspänningen från strömriktartransformatorn kan styras t ex med s k pulsbreddmodulering och att växelspänningens amplitud styrs så at; önskad reaktiv effekt alternativt amplitud av matande växelströmsnäts spänning erhålles medan fasläget styrs så att önskad aktiv effekt och därmed önskad likspänning över strömriktarbryggan b och därmed över de seriekopp- lade bryggorna a och b erhålles..
6. Strömriktaranläggning enligt krav l, 2, 3 eller 5, k ä n n e t e c k a d av att den andra strömriktarenheten (b) har högre märkström än den första (a), att anläggningen har en första anslutning för en första högspänd likströmslinje, i vilken anslutning de båda strömriktrarenheterna är inkopplade i serie, och en andra anslutning för en andra högspänd likströmslinje, i vilken endast den andra strömriktarenheten (b) är inkopplad . 464 843
7. Strömriktaranläggning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att dess minst en transformator (TR) bildar ett løkalt växelströmsnät utan väsentlig yttre växelströmsbelastning. dl
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8903454A SE464843B (sv) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | Stroemriktaranlaeggning med seriekopplad stroemstyv och spaenningsstyv stroemriktare |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8903454A SE464843B (sv) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | Stroemriktaranlaeggning med seriekopplad stroemstyv och spaenningsstyv stroemriktare |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8903454D0 SE8903454D0 (sv) | 1989-10-19 |
SE8903454L SE8903454L (sv) | 1991-04-20 |
SE464843B true SE464843B (sv) | 1991-06-17 |
Family
ID=20377208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8903454A SE464843B (sv) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | Stroemriktaranlaeggning med seriekopplad stroemstyv och spaenningsstyv stroemriktare |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE464843B (sv) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995022848A1 (en) * | 1994-02-17 | 1995-08-24 | Asea Brown Boveri Ab | Converter assembly for power transmission by means of high-voltage direct current |
EP0868003A1 (en) * | 1997-03-24 | 1998-09-30 | Asea Brown Boveri Ab | A plant for transmitting electric power |
US9209679B2 (en) | 2013-12-18 | 2015-12-08 | Abb Technology Ag | Method and apparatus for transferring power between AC and DC power systems |
-
1989
- 1989-10-19 SE SE8903454A patent/SE464843B/sv not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995022848A1 (en) * | 1994-02-17 | 1995-08-24 | Asea Brown Boveri Ab | Converter assembly for power transmission by means of high-voltage direct current |
EP0868003A1 (en) * | 1997-03-24 | 1998-09-30 | Asea Brown Boveri Ab | A plant for transmitting electric power |
US5901053A (en) * | 1997-03-24 | 1999-05-04 | Asea Brown Boveri Ab | Plant for transmitting electric power to remote facilities which have an electric motor load |
US9209679B2 (en) | 2013-12-18 | 2015-12-08 | Abb Technology Ag | Method and apparatus for transferring power between AC and DC power systems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8903454L (sv) | 1991-04-20 |
SE8903454D0 (sv) | 1989-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7800348B2 (en) | Motor drive with VAR compensation | |
US5808452A (en) | Power flow controller with dc-to-dc converter linking shunt and series connected inverters | |
Hammond | A new approach to enhance power quality for medium voltage AC drives | |
US7508147B2 (en) | Variable-frequency drive with regeneration capability | |
US6166513A (en) | Four-quadrant AC-AC drive and method | |
RU2089986C1 (ru) | Система для отбора электроэнергии от высоковольтной линии передачи постоянного тока | |
EP1717941B1 (en) | Electric power converter | |
US6977449B2 (en) | Frequency converter and drive for electric motor | |
US4661897A (en) | Phase modulated, resonant power converting high frequency link inverter/converter | |
US7050311B2 (en) | Multilevel converter based intelligent universal transformer | |
AU2007202910B2 (en) | Power supply for electrostatic precipitator | |
Pérez et al. | Regenerative medium-voltage AC drive based on a multicell arrangement with reduced energy storage requirements | |
Hochgraf et al. | A transformer-less static synchronous compensator employing a multi-level inverter | |
US6104102A (en) | Multi-quality electric power supply apparatus | |
CA1090882A (en) | Method for starting up a converter station of a high voltage dc transmission system | |
SE464843B (sv) | Stroemriktaranlaeggning med seriekopplad stroemstyv och spaenningsstyv stroemriktare | |
Rashid | Three-Phase Controlled Rectifiers | |
Yarema | A four quadrant magnet power supply for superconducting and conventional accelerator applications | |
De Oliveira et al. | Supply of an entirely passive AC system through an HVDC link | |
RU2762932C1 (ru) | Способ регулирования реактивной мощности тяговой сети | |
van Duijsen et al. | Grid-tied AC DC Converters and Protection in the DC Grid | |
US20240120738A1 (en) | Dc power supply device and railway substation incorporating it | |
JP3517461B2 (ja) | 電力用変換装置の起動方法および該方法を用いた電力用変換装置 | |
SU983941A1 (ru) | Преобразователь переменного напр жени в посто нное | |
Jakobsen | Revolution within UPS systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAL | Patent in force |
Ref document number: 8903454-0 Format of ref document f/p: F |
|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8903454-0 Format of ref document f/p: F |