SE502858C2 - HVDC-överföring med fulltransformatorlös anslutning av strömriktaren till sitt växelspänningsnät - Google Patents

HVDC-överföring med fulltransformatorlös anslutning av strömriktaren till sitt växelspänningsnät

Info

Publication number
SE502858C2
SE502858C2 SE9402359A SE9402359A SE502858C2 SE 502858 C2 SE502858 C2 SE 502858C2 SE 9402359 A SE9402359 A SE 9402359A SE 9402359 A SE9402359 A SE 9402359A SE 502858 C2 SE502858 C2 SE 502858C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
converter
zero
hvdc transmission
sequence
inductor
Prior art date
Application number
SE9402359A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9402359D0 (sv
SE9402359L (sv
Inventor
Per-Erik Bjoerklund
Original Assignee
Asea Brown Boveri
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asea Brown Boveri filed Critical Asea Brown Boveri
Priority to SE9402359A priority Critical patent/SE502858C2/sv
Publication of SE9402359D0 publication Critical patent/SE9402359D0/sv
Priority to EP95925205A priority patent/EP0769216A1/en
Priority to US08/722,169 priority patent/US5751563A/en
Priority to PCT/SE1995/000782 priority patent/WO1996001517A1/en
Priority to JP8503826A priority patent/JPH10502795A/ja
Publication of SE9402359L publication Critical patent/SE9402359L/sv
Publication of SE502858C2 publication Critical patent/SE502858C2/sv

Links

Classifications

    • 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
    • H02J3/36Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Description

15 20 25 30 35 40 2 _. , Ö C u.. L' CT! (l.- ( ) l CPC) * riktaren är ansluten till vaxelspänningsnatet pa annat sätt än med hjälp av en fulltransformator. En fulltransformator- löst ansluten strömriktare kan salunda ha sina vaxelspän- ningsuttag galvaniskt förbundna med växelspänningsnätet, direkt eller via en spartransformator, och eventuellt via induktorer för strömbegränsning. En fulltransformatorlöst ansluten strömriktare kan alternativt ha sina växelspàn- ningsuttag förbundna med växelspänningsnätet via seriekon- densatorer.
Pa analogt sätt användes i denna ansökan begreppet "trans- formatorlös" anslutning för det fall att ingen transforma- tor av nagot slag, alltsa varken en fulltransformator eller en spartransformator, används för anslutning av en ström- riktare till sitt vaxelspänningsnät. Strömriktaren kan alltsa i detta fall ha sina växelspänningsuttag förbundna med växelspänningsnätet galvaniskt, eller via seriekonden- S&COIEf.
TEKNIKENS STÅNDPUNKT Vid en HVDC-överföring utgörs vanligen var och en av ström- riktarna av tva seriekopplade sexpulsbryggor. Varje brygga är ansluten till vaxelspanningsnätet via en fulltransforma- tor. Bryggornas transformatorer (eller ventillindningarna hos en gemensam transformator) är utförda med skilda kopp- lingar (vanligen stjärn- respektive deltakoppling) pa sadant sätt att bryggornas växelspanningar blir 30° fasför- skjutna och strömriktaren därmed tolvpulsig. HVDC-överfö- ringar av detta slag finns väl beskrivna i litteraturen, t ex i Erich Uhlmann "Power Transmission by Direct Cur- rent", Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1975 (se t ex fig 2.7, sid 15, eller fig B.l, sid 187).
Genom att strömriktarbryggorna är anslutna till växelspän- ningsnätet via transformatorer erhalles möjlighet till tek- nisk-ekonomisk optimering av överföringens likspannings- och likströmsniva. Genom att strömriktarbryggorna är anslutna till vaxelspänningsnätet via fulltransformatorer erhalles galvanisk separation mellan bryggorna och växel- 10 15 20 25 “30 40 LH L CO "s i spänningsnätet. Detta innebär att man pä ovan angivet sätt kan likspänningsmässigt seriekoppla tva strömriktarbryggor och därmed fä högre resulterande pulstal och en reduktion av övertonshalten (teoretiskt en eliminering av de lägsta övertonerna). Härigenom kan uppbädet av filterutrustning reduceras, vilket är viktigt eftersom kostnaden för filter- utrustningen utgör en väsentlig del av en typisk HVDC-an- läggnings totalkostnad. Den galvaniska separationen medför även att en strömriktare inte kan läcka en likström ut i växelspänningsnätet, vilket skulle medföra risk för diverse störningar, säsom transformatormättning.
Fördelarna hos den ovan beskrivna typen av strömriktarsta- tion gör att den har blivit praktiskt taget allenarädande vid HVCD-anläggningar.
I avhandlingen “HGÜ-Kurzkupplung ohne Transformatoren", Dipl.-Ing. Knut Gebhardt, Technische Hochschule Darmstadt, l976/1977, transformatorlöst vid en HVDC-kortkoppling. har det föreslagits att ansluta strömriktarna I denna avhand- ling visas den ovan beskrivna konventionella kopplingen i fig l, sid 4, i fig 2, första anblicken ekonomiskt fördelaktig eftersom den rela- samt exempel pä en transformatorlös koppling sid 5. Den transformatorlösa kopplingen är vid tivt höga kostnaden för strömriktartransformatorerna elimi- neras. Kopplingen har dock flera nackdelar, vilka har gjort att kopplingen ännu inte kommit till nämnvärd praktisk användning. För det första är anläggningens likspännings- nivä bestämd av spänningen i växelspänningsnäten, vilket gör att möjligheten till spännings- och strömmässig optime- ring av likströmslänken och strömriktarna inte finns. För det andra är en transformatorlös HVDC-anläggning begränsad till sexpulsig drift av strömriktarna, vilket medför före- (5 och 7), nödvändiggör en väsentligt mera kostnadskrävande utrustning komst av övertoner med läga ordningstal vilka för övertonsfiltrering. För det tredje genereras vid en anläggning av detta slag övertonsströmmar med ordningstal som är udda multiplar av 3 (dvs övertonsströmmar av ord- l5, 21 strömssida. Dessa strömmar gär ut i strömriktarens växel- ningstalen 3, 9, .....) pä en strömriktares lik- U1 10 15 20 25 30 35 40 “W f) . (Jñ i' e f b o (Vi x I (W s :__ ' spänningsnät. I detta nät är strommarna av nollföljdstyp och ger upphov till väsentliga nackdelar i form av tele- störningar och spänningsdistorsion i nätet. Vid svagare växelspänningsnät blir spänningsdistorsionen en sä allvar- lig nackdel att den transformatorlosa kopplingen inte utan vidare kan användas.
Det är dock självfallet möjligt att anordna filter for de i foregäende stycke nämnda övertonsstrommarna med ordnings- talen 3, 9, 15, 21 Ett sädant filter kan sälunda anordnas pä växelstromssidan av en stromriktare. Filtret blir dock stort och dyrbart, och det har visat sig svart att undvika resonanseffekter mellan filtret och växelspän- ningsnätet. Alternativt kan ett filter for de nyss nämnda overtonerna anordnas i form av ett spärrfilter pä stromrik- tarens likstromssida. Även i detta fall blir dock dimensio- ner och kostnader for filterutrustningen hoga, och en stor risk for resonanseffekter uppträder. Dessa fakta gör att den transformatorlosa kopplingen endast har setts som moj- lig vid starka växelspänningsnät.
REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Uppfinningen avser att ástadkomma en HVDC-Överföring av inledningsvis angivet slag, vilken är enklare och billigare än hittills använda Överföringar samtidigt som den, genom att de ovan beskrivna nätstorningarna pä växelspänningssi- dan (i form av telestorningar och spänningsdistorsion) reduceras eller helt undvikes, kan användas även vid svagad växelspänningsnät.
Vad som kännetecknar en HVDC-overforing enligt uppfinningen framgär av bifogade patentkrav.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till bifogade figurer l-7. Figur l visar en HVDC-överföring enligt uppfinningen utformad som en kort- koppling. Figur 2 visar mera i detalj huvudkretsarna hos en lO 15 20 25 30 35 40 3 g SÛZ av strömriktarna vid kortkopplingen enligt figur l. Figur 3 visar ett exempel pa utformningen av en fas hos övertons- filtret vid kortkopplingen enligt figur 1. Figurerna 4a, 4b, 4c och 4d visar exempel pa utformningen av nollföljds- induktorn vid kortkopplingen i figur l. Figur 5 visar schematiskt en HVDC-överföring bestaende av tva geografiskt skilda strömriktarstationer enligt uppfinningen, vilka är förbundna med varandra genom en likströmsledning. Figur 6 visar en HVDC-överföring enligt uppfinningen, vid vilken de bada strömriktarna anslutits till sina växelspänningsnät via seriekondensatorer. Figur 7a och figur 7b visar tva varianter av en bipolär strömriktarstation vid en HVDC- överföring enligt uppfinningen.
BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Figur 1 visar i form av ett enlinjeschema en kortkoppling enligt uppfinningen. Den är avsedd för styrbar effektöver- föring mellan tva trefasiga elektriska växelströmskraftnät N1 och N2. Den bestar av tva styrbara högspänningsströmrik- tare SRl och SR2, anordnade i en och samma strömriktarsta- tion. Strömriktarens SRI växelströmstilledningar VLl ar förbundna med växelspänningsnätet Nl via en i figuren sche- matiskt visad trefasig nollföljdsinduktorkoppling IB, sa utformad att den har hög impedans för nollföljdsströmmar och lag impedans för plusföljdsströmmar.Induktorkopplingen IB skall beskrivas närmare nedan. Strömriktarens SR2 växel- strömstilledningar VL2 är förbundna med växelspänningsnatet N2 via strömbegransningsinduktorer IL. Pa sin växelströms- sida har vidare varje strömriktare ett schematiskt visat övertonsfilter, Fl respektive P2. Strömriktarnas likströms- uttag LLIP, LLIN respektive LL2P, LLZN är förbundna med varandra via ledare Ll och L2, vilka utgörs av skenor eller liknande i strömriktarstationen. I en av dessa ledare är pa konventionellt sätt en glättningsinduktor IG för likström- men anordnad.
Induktorkopplingen IB kommer att effektivt hindra att noll- följdsströmmar av annat än försumbar storlek uppträder pa växelströmssidan av strömriktaren SRI. Därmed reduceras 10 15 20 25 30 b) Uï 40 02 858 G LT! kraftigt de inledningsvis nämnda störningar som dessa strömmar orsakar i växelspänningsnät. Detta möjliggör att en transformatorlös HVDC-överföring kan användas för anslutning inte enbart till mycket starka växelspännings- nät, utan även till svagare nät.
Strömriktarna med sina växelströmstilledningar bildar till- sammans med likströmslänken Ll-L2 en sammanhängande och avgreningsfri strömbana för nollföljdsströmmar. Induktor- kopplingen IB hindrar att nollíöljdsströmmar uppträder pà ett ställe i denna strömbana, nämligen pa växelströmssidan av strömriktaren SRl. Inga nollföljdsströmmar kommer därför att uppträda pä andra ställen i denna strömbana, dvs inte heller pä växelströmssidan av strömriktaren SR2. Nägon sär- skild nollföljdsinduktorkoppling är därför inte anordnad i strömriktarens SR2 tilledningar.
Figur 2 visar huvudkretsarna hos strömriktaren SRI vid kortkopplingen enligt figur l. Strömriktaren är en ström~ riktare av samma slag som för närvarande används vid HVDC- överföringar. Den är en sexpulsig nätkommuterad fasvinkel- styrd tyristorströmriktare med ventilerna TYI - TY6. Varje ventil bestär av ett flertal seriekopplade tyristorer med parallellkopplade dämpkretsar och överspänningskydd. Ström- riktaren har likströmsanslutningarna LLlP och LLIN och växelströmstilledningarna VLlR, VLlS och VLlT. Pa grund av den pa strömriktarens likströmssida anordnade glättningsin- (IG, duktorn se figur l) är strömriktaren till sin funktion en strömstyv strömriktare.
Nollföljdsinduktorkopplingen IB kan som visas i figur 2 utgöras av en trefasinduktor med en järnkärna IBC och tre faslindningar IBR, IBS och IBT med de i figuren visade polariteterna och var och en inkopplad i en av strömrikta- rens tre tilledningar. För nollföljdsströmmar far induktorn mycket hög impedans, medan dess impedans för plusföljds- strömmar är mycket lag.
Strömriktaren SR2 är utförd pà samma sätt. Den saknar dock som nämnts nollföljdsinduktorkopplingen och har i stället 10 15 20 25 30 35 40 WJ (LTT strömbegränsningsinduktorerna IL, vilka ersätter den vid konventionella HVDC-överföringar befintliga strömriktar- transformatorns impedans. utförda som luftinduktorer, rens SR2 växelströmstilledare, avpassade att strömriktaren typer av fel, kopplingen IB sadan storlek strömriktaren Figur 3 visar filterkretsen ansluten till strömriktaren kopplingen IB. passfilter för tonerna 5 och 7 och tonerna 17 och 19 passfilter för tonerna 24 och 42 30 och 36 Induktorerna kan lämpligen vara en i var och en av strömrikta- och ges induktanser sä induktorerna begränsar ventilströmmarna i SR2 till oskadliga värden vid förekommande t ex kortslutning eller jordfel. Induktor- utföres lämpligen med en läckimpedans av att den fyller motsvarande funktion för SR1 . ett exempel pä utformningen av en fas FlR hos Fl vid kortkopplingen enligt figur l. Den är växelströmsledaren VLlR mellan nätet Nl och SRl, Filterkretsen bestär av dubbelavstämda band- (BP5/7), ll och 13 (BPll/13) (BPl7/19), samt dubbelavstämda hög- (HP24/42) företrädesvis mellan nätet och induktor- samt för tonerna (HPBO/36). Högpassfiltren är lämpligen sä utfor- made att de ger tillräcklig dämpning även för tonerna med ordningstalen 47 och 49.
Vid den i figur 1 visade HVDC-anläggningen har endast den ena strömriktaren - SRl - en nollföljdsinduktorkoppling i sina växelströmstilledningar, medan den andra strömriktaren - SR2 - har strömbegränsningsinduktorer i sina växel- strömstilledningar. Alternativt kan givetvis nollföljdsin- duktorkopplingar anordnas i bada strömriktarnas växel- strömstilledningar. Likasä kan strömbegränsningsinduktorer, beroende pä impedanserna hos nät och andra anläggningskom- ponenter, anordnas i bada strömriktarnas växelströmstilled- ningar eller eventuellt helt slopas.
För uppnäende av önskad funktion - hög impedans för noll- följdsströmmar och läg impedans för plusföljdsströmmar - är det av vikt att nollföljdsinduktorkopplingen IB är sä utförd att en god magnetisk koppling erhälles mellan induk- torns lindningar. Vidare är det viktigt att en hög grad av S28 (_)"I lO l5 20 25 35 UI e: 2:0 fiw Û? symmetri erhälles hos induktorkopplingen. Figurerna 4a - 4d visar exempel pä utformningen av en nollföljdsinduktorkopp- ling enligt uppfinningen.
Figur 4a visar principen för en nollföljdsinduktorkoppling enligt uppfinningen. Lindningarna IBR, IBS, IBT är anord- nade pä en gemensam kärna IBC. Lindningarna har anslut- ningar RN, SN, TN för anslutning av lindningarnas mot nätet vända sida och anslutningar RS, SS, TS för anslutning av lindningarnas mot strömriktaren vända sida. Förutsatt att kopplingen och symmetrin är fullständiga ger plusföljds- strömmar amperevarvsbalans i kärnan, dvs inget flöde upp- star i kärnan, och den inducerade emkzn och därmed impedan- sen för plusföljdsströmmar blir noll. Under samma förut- sättningar kommer nollföljdsströmmar, vilka är likfasiga i de tre lindningarna, att samverka och ge ett flöde i kär- nan, dvs en inducerad emk och en impedans som är hög (sä länge kärnan inte gär i mättning).
För att fä sä hög koppling mellan lindningarna som möjligt är det fördelaktigt att anordna lindningarna utanpä var- andra och att utföra dem sä länga som kärnans dimensioner tilläter. Figur 4b visar ett sädant utförande av noll- följdsinduktorn. Denna är i detta fall i princip utförd som en enfas trelindningstransformator.
För att fä full symmetri kan som visas i figur 4c var och en av induktorkopplingens tre lindningar delas upp i tre seriekopplade sektioner. Dessa sektioner anordnas i tre grupper pä sä sätt att varje grupp innehåller tre utanpä varandra anordnade sektioner tillhörande olika lindningar, och sä att varje lindning har en sektion ytterst i en Qfuppf gruppen.
IBRl, IBR2 och IBR3, där sektionen IBRl ligger ytterst i i mittläge i en annan grupp och innerst i den tredje Lindningen IBR har sälunda de tre sektionerna den i figuren översta gruppen, sektionen IBR2 i mittläge i den mellersta gruppen och sektionen IBR3 innerst i den nedersta gruppen. 10 15 20 25 30 35 (IQ) I nä 258 symmetri erhalles hos induktorkopplingen. Figurerna 4a - 4d visar exempel pa utformningen av en nollföljdsinduktorkopp- ling enligt uppfinningen.
Figur 4a visar principen för en nollföljdsinduktorkoppling IBS , nade pa en gemensam kärna IBC. Lindningarna har anslut- enligt uppfinningen. Lindningarna IBR, IBT ar anord- ningar RN, SN, TN för anslutning av lindningarnas mot natet vända sida och anslutningar RS, SS, TS för anslutning av lindningarnas mot strömriktaren vända sida. Förutsatt att kopplingen och symmetrin är fullständiga ger plusföljds- strömmar amperevarvsbalans i kärnan, dvs inget flöde upp- star i kärnan, och den inducerade emkzn och därmed impedan- sen för plusföljdsströmmar blir noll. Under samma förut- sättningar kommer nollföljdsströmmar, vilka ar likfasiga i de tre lindningarna, att samverka och ge ett flöde i kar- nan, dvs en inducerad emk och en impedans som ar hög (sa lange kärnan inte gar i mattning).
För att fa sa hög koppling mellan lindningarna som möjligt ar det fördelaktigt att anordna lindningarna utanpa var- andra och att utföra dem sa langa som karnans dimensioner tillater. följdsinduktorn. Denna är i detta fall i princip utförd som Figur 4b visar ett sadant utförande av noll- en enfas trelindningstransformator.
För att fa full symmetri kan som visas i figur 4c var och en av induktorkopplingens tre lindningar delas upp i tre seriekopplade sektioner. Dessa sektioner anordnas i tre grupper pa sa satt att varje grupp innehaller tre utanpa varandra anordnade sektioner tillhörande olika lindningar, och sa att varje lindning har en sektion ytterst i en grupp, i mittlage i en annan grupp och innerst i den tredje gruppen. Lindningen IBR har salunda de tre sektionerna IBRl, IBR2 och IBR3, där sektionen IBRl ligger ytterst i den i figuren översta gruppen, sektionen IBR2 i mittlage i den mellersta gruppen och sektionen IBR3 innerst i den nedersta gruppen. lÜ l5 20 25 30 35 40 q E92 858 Ett alternativ till den i figur 4c visade utföringsformen är att utföra nollföljdsinduktorkopplingen som tre serie- kopplade enheter av det i figur 4b visade slaget, där lind- ningarnas radiella placering är permuterad mellan de tre enheterna pä samma sätt som för de tre grupperna i figur 4c.
För att fa full symmetri, och för att fa amperevarvsbalans i alla kärnans delar för plusföljdsströmmar (dvs lägsta möjliga plusföljdsimpedans), utföres induktorkopplingen enligt figur 4 i praktiken pä t ex det i figur 4d visade sättet, dvs med varje faslindning uppdelad pä tre serie- kopplade sektioner, med en av dessa sektioner anordnad pa vart och ett av de tre ben som uppbär lindningar, och med sektionernas radiella lagen permuterade mellan de tre benen pä i princip samma sätt som vid den i figur 4c visade induktorkopplingen.
Figur 5 visar schematiskt en HVDC-överföring enligt uppfin- ningen bestäende av tva geografiskt skilda strömriktarsta- tioner med strömriktare SRl och SR2, vilka är förbundna med varandra genom en ledning DCL med ledarna LA och LB. Led- ningen kan utgöras av en luftledning eller en i mark eller vatten förlagd kabel eller av en kombination av dessa.
Varje station ar utförd pa det i figur l visade sättet och dess komponenter har samma beteckningar som i figur 1.
I detta fall är dock, till skillnad mot vad som är fallet i den i figur l visade anläggningen, varje station försedd med en separat nollföljdsinduktorkoppling, IBl respektive IB2, av ovan beskrivet slag, Härigenom tillförsäkras en effektiv blockering av de av varje strömriktare genererade nollföljdsströmmarna. Om endast den ena strömriktaren skulle förses med en nollföljdsinduktor, skulle pä grund av den normalt väsentliga ledningskapacitansen en effektiv blockering av nollföljdsströmmarna hos den andra strömrik- taren inte kunna uppnäs.
Vid överföringen enligt figur 5 har vidare varje station en glàttningsinduktor, IGl respektive IG2. 10 15 20 25 30 35 C11 /0 f J I\3 C517 (ïl C O Figur 6 visar en HVDC-överföring enligt uppfinningen, vil- ken i huvudsak överensstämmer med den i figur 5 visade, men vid vilken strömriktarna anslutits till sina växelspän- ningsnät via seriekondensatorer Cl respektive C2. Seriekon- densatorerna fungerar som likspänningsspärrar, och de möj- liggör därmed jordning av varje strömriktares likspännings- sida i en punkt. I figuren visas hur varje strömriktares ena pol är jordad, varigenom ledningen mellan strömriktar- stationerna kan utgöras av en enda ledare LA. Återledningen av likströmmen sker genom jord. Figur 6 visar alltsa en monopolär HVDC-överföring.
Användningen av seriekondensatorer pä det i anslutning till figur 6 beskrivna sättet möjliggör emellertid ocksa uppfin- ningens användning vid en bipolär HVDC-överföring. En av de bada strömriktarstationerna vid en sädan överföring visas i SRlA och SRlB. Var och figur 7a. Den har tvä strömriktare, en av dem är via en seriekondensator, ClA respektive ClB, och en nollföljdsinduktor, IBlA respektive IBlB, ansluten till nätet Nl. En för strömriktarna gemensam filterutrust- ning Fl för övertonsfiltrering är ansluten till strömrik- tarnas växelspänningssida. Varje strömriktare är försedd med en glättningsinduktor, IGlA respektive IGlB. Stationen har ett jordtag GA, som är förbundet med stationen genom en jordledning LG. Strömriktaren SRlA har sin ena likspän- ningsanslutning ansluten till överföringsledningens ena ledare LA via induktorn IGlA och sin andra likspännings- anslutning ansluten till jordledningen LG. Strömriktaren SRlB har sin ena likspänningsanslutning ansluten till över- föringsledningens andra ledare LB via induktorn IGlB och sin andra likspänningsanslutning ansluten till jordled- ningen LG.
Alternativt kan som visas i figur 7b en för de bada ström- riktarna SRlA och SRlB gemensam nollföljdsinduktor IBl anordnas i den för strömriktarna gemensamma tilledningen VLl mellan nätet Nl och strömriktarna. 10 l5 20 25 30 35 40 ” 502 sas Ovan har uteslutande sadana utföringsformer av uppfinningen beskrivits, där samtliga i HVDC-överföringen ingäende strömriktare är transformatorlöst - antingen direkt galva- niskt eller via seriekondensatorer - anslutna till sina respektive växelspänningsnät. Även andra utföringsformer är dock tänkbara inom ramen för uppfinningen.
Exempelvis kan sälunda en strömriktare vara ansluten till sitt växelspänningsnät via en spartransformator. En sädan utformning ger fördelarna att likströmslänkens och ström- riktarens ström- och spänningsnivå kan väljas oberoende av växelspänningsnätets spänning, att därför överföringen kan användas vid effektöverföring mellan växelspänningsnät med skilda spänningar, att de ovan beskrivna strömbegränsnings- induktorerna (t ex IL i fig 1) kan bli överflödiga, och att en lindningskopplare hos transformatorn kan användas för att ta upp ändringar i forhällande mellan strömriktarens likspänning och växelspänningsnätets spänning, vilket ger möjlighet att arbeta med ur reaktiveffektsynpunkt mer opti- mala styrvinklar hos strömriktaren. Eftersom spartransfor- matorer är väsentligt billigare än fulltransformatorer upp- näs även i detta fall en viktig kostnadsbesparing jämfört med konventionella HVDC-överföringar med fulltransformato- IEI .
Strömriktarna i bada ändar av en likstromslänk kan vara anslutna till sina växelspänningsnät via spartransformato- rer, eller ocksa endast strömriktaren i den ena änden av länken, varvid strömriktaren i länkens andra ände är antingen transformatorlös eller ocksa ansluten till sitt växelspänningsnät via en fulltransformator.
Som nyss nämnts kan en overförings ena strömriktare vara ansluten till sitt växelspänningsnät via en fulltransforma- tor. Strömriktaren i länkens andra ände kan därvid antingen vara transformatorlös eller ocksa vara ansluten via en spartransformator. Härvid kan fulltransformatorns lind- ningskopplare utnyttjas för att ta upp variationer i växel- spänningsnätets spänning och reaktiveffektförbrukningen därigenom hallas läg, likströmslänken och strömriktarna kan l0 15 20 25 35 40 LH w r /3 _ ^f\ (N CO- optimeras oberoende av växelspänningsnätets spänning i de transformatorförsedda stationerna, och för den fulltrans- formatoranslutna strömriktaren behövs ingen ömsinduktor för blockering av länkens aterverkan pa växelspänningsnätet.
Vid de utföringsformer av en HVDC-överföring enligt uppfin- ningen, dar en strömriktare inte är ansluten till sitt växelspänningsnät via en lindningkopplarförsedd transforma- tor, maste variationer i förhallandet mellan växelspan- ningsnätets spänning och likströmslànkens spänning tas upp genom ändringar av strömriktarens styrvinkel. Detta medför en icke önskvärd ökning av strömriktarens reaktiveffektför- brukning och/eller av variationerna i denna förbrukning.
Dessa nackdelar kan om sa anses erforderligt motverkas eller elimineras genom att strömriktaren pa sin växelspan- ningssida förses med i och för sig kända styrbara reaktiv- effektorgan, sasom kondensatorer, induktorer, eller exem- pelvis en kombination av kopplingsbara kondensatorer och fasvinkelstyrda induktorer.
I de fall, där en HVDC-överföring enligt uppfinningen har en transformatorlös anslutning av strömriktaren i lik- strömslänkens ena ände och en strömriktaranslutning via en lindningskopplarförsedd transformator i lankens andra ände, är det lämpligt att lata den förstnämnda strömriktaren arbeta med en fast styrvinkel sa vald att reaktiveffektfor- brukningen minimeras, varvid variationer i förhallandet mellan växelspänningsnatens spänningar far tas upp av lind- ningskopplaren.
Det har visat sig att HVDC-överföringens aterverkan pa vaxelspanningsnätet kan hallas speciellt lag om en full- transformatorlös koppling enligt uppfinningen förses med ett styrsystem som styr var och en av en sexpulsströmrikta- res bada halvor individuellt pa sa satt att likströmmarna i strömriktarens bada likströmstilledningar alltid halls möj- ligast lika.
En HVDC-överföring med tva eller flera geografiskt skilda strömriktarstationer, vilka är förbundna med varandra med

Claims (3)

1. 45 30 35 40 i* '3 Bßïltou hjälp av luftledningar eller kablar, kan innehalla tva eller flera fulltransformatorlost anslutna stromriktare. Darvid kan som visas i figur 5 varje fulltransformatorlost ansluten stromriktare eller stromriktarstation ha en noll- foljdsinduktorkoppling pa sin vaxelstromssida. Alternativt kan endast nagon av, eller vissa av, stromriktarstationerna vara försedda med sadana induktorkopplingar. De ovriga fulltransformatorlost anslutna stromriktarna/stationerna kan da förses med nagon annan typ av organ for sparrande av nollfoljdsstrommar, t ex med en nollfoljdsinduktorkoppling pa likstromssidan. PATENTKRAV l. HVDC-overforing med minst tva stromriktare (SRl, SR2), varvid varje stromriktare ar anordnad for anslutning mellan ett trefasigt vaxelspanningsnàt (Nl, NZ) och en for stromriktarna gemensam likstromslank (Ll, L2), och varvid atminstone en forsta stromriktare (SRl) har vaxelstroms- tilledningar (VLl) for fulltransformatorlos anslutning av stromriktaren till sitt vaxelspanningsnat (Nl), kéinrxe- tec:kr1ad av att. en nollfoljdsinduktorkoppling (IB) ar anordnad i den forsta stromriktarens (SRl) vaxelstroms- tilledningar (VLl) och sa utformad att den uppvisar hog impedans for nollfoljdsstrommar och lag impedans for plus- foljdsstrommar.
2. HVDC-overforing enligt patentkravet l kéänr1et.ecl<- riad av' at;t atminstone den forsta stromriktaren (SRl) ar en stromstyv natkommuterad stromriktare.
3. HVDC-overforing enligt nagot av patentkraven l och 2, vilken ar utformad som en kortkoppling med tva till varandra likstromsmassigt anslutna stromriktare (SRl, SR2), kànnetecknad av att bada stromriktarna 'ar full- transformatorlost anslutna till var sitt vaxelspanningsnat (Nl, N23 och att endast den ena av stromriktarna (SRl) ar forsedd med en i sina vaxelstromstilledningar (VLl) anord- nad nollfoljdsinduktorkoppling (IB). lven 1 O: iforbin riktare >ne nàgc ïmatorl En i si; Toljdsi paten *H av ill gi :tille rmad 3 med strc fömsn :dare ecš omri ie štf' 3DI ÄW .i h! 10 15 25 30 35 40 \. <4 m <3) m co 10. HVDC-överföring enligt nagot av föregående patent- krav, vid vilken varje strömriktare (SRl, SR2) pà sin vaxelspànningssida är försedd med övertonsfilterkretsar (Fl, F2) avpassade för filtrering av toner med ordningsta- len 6m¿l,'dar m är ett positivt heltal, kar1net:ec:kr1ad axf at:t filterkretsarna för de fulltransformatorlöst anslutna strömriktarna innefattar filter för toner med ord- ningstalen 5 och 7. ll. HVDC-överföring enligt nagot av föregående patent- krav, kannetecknad av att nollföljdsinduktorkopp- lingen (IB) har en jarnkàrna (IBC) och tre pa kärnan anord- IBS, IBT), varvid var och en av lind- nade lindningar (IBR, ningarna är anordnad i en av de tre vàxelströmstilledning- arna (VLIR, VLlS, VLIT) till en av strömriktarna (SRI). 12. HVDC-överföring enligt patentkravet ll, kéinrie- te<:kr1ad axl at:t lindningarna ar anordnade radiellt utanpa varandra. 13. HVDC-överföring enligt patentkravet ll, kàr1ne- te<:kr1ad, a\/ a1:t varje lindning (t ex IBR) har tre med varandra elektriskt seriekopplade lindningssektioner (IBRI, IBR2, IBR3), att sektionerna är anordnade i tre lindnings- IBSl, IBTl) tande en sektion frán var och en av de tre lindningarna, grupper med varje grupp (t ex IBRI, innefat- att de tre sektionerna i varje grupp är anordnade radiellt utanpa varandra, samt att sektionernas radiella lagen ar permuterade mellan grupperna. 14. HVDC-överföring enligt patentkravet 13, k<änr1e- te<:kr1ad av' at:t de tre lindningsgrupperna ar anordnade utefter varandra pà ett och samma kärnben (CLl). 15. HVDC-överföring enligt patentkravet ll, karine- tec:kr1ad av' at:t jarnkärnan (IBC) har fem karnben (CLI - CL5), varvid lindningarna är anordnade pà tre av karnbe- nen (CL2 - CL4) med en av de tre lindningsgrupperna pà vart och ett av de tre lindningsförsedda benen. OO
SE9402359A 1994-07-04 1994-07-04 HVDC-överföring med fulltransformatorlös anslutning av strömriktaren till sitt växelspänningsnät SE502858C2 (sv)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9402359A SE502858C2 (sv) 1994-07-04 1994-07-04 HVDC-överföring med fulltransformatorlös anslutning av strömriktaren till sitt växelspänningsnät
EP95925205A EP0769216A1 (en) 1994-07-04 1995-06-26 Hvdc transmission
US08/722,169 US5751563A (en) 1994-07-04 1995-06-26 HVDC transmission
PCT/SE1995/000782 WO1996001517A1 (en) 1994-07-04 1995-06-26 Hvdc transmission
JP8503826A JPH10502795A (ja) 1994-07-04 1995-06-26 Hvdc伝送装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9402359A SE502858C2 (sv) 1994-07-04 1994-07-04 HVDC-överföring med fulltransformatorlös anslutning av strömriktaren till sitt växelspänningsnät

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9402359D0 SE9402359D0 (sv) 1994-07-04
SE9402359L SE9402359L (sv) 1996-01-05
SE502858C2 true SE502858C2 (sv) 1996-02-05

Family

ID=20394623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9402359A SE502858C2 (sv) 1994-07-04 1994-07-04 HVDC-överföring med fulltransformatorlös anslutning av strömriktaren till sitt växelspänningsnät

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5751563A (sv)
EP (1) EP0769216A1 (sv)
JP (1) JPH10502795A (sv)
SE (1) SE502858C2 (sv)
WO (1) WO1996001517A1 (sv)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE524384C2 (sv) * 1997-03-24 2004-08-03 Abb Ab Anläggning för överföring av elektrisk effekt
SE510353C2 (sv) * 1997-06-12 1999-05-17 Asea Brown Boveri Anläggning för högspänd likström innehållande dubbelriktat styrda tyristorer
SE515105C2 (sv) * 1998-12-18 2001-06-11 Abb Ab Förfarande och anordning för lokalisering av en kabel i en likströmsförbindelse
US6366483B1 (en) * 2000-07-24 2002-04-02 Rockwell Automation Technologies, Inc. PWM rectifier having de-coupled power factor and output current control loops
US20030160515A1 (en) * 2002-01-15 2003-08-28 Luke Yu Controllable broad-spectrum harmonic filter (cbf) for electrical power systems
US20080129122A1 (en) * 2002-01-22 2008-06-05 Luke Yu Controllable board-spectrum harmonic filter (CBF) for electrical power systems
KR20040037857A (ko) * 2002-10-30 2004-05-08 한국전력공사 보조회로를 이용한 다-펄스 hvdc 시스템
DE102004052700B4 (de) * 2004-10-29 2007-04-12 Brinkmann Gmbh & Co. Kg Mehrphasen-Netzfilter
US8138637B2 (en) * 2005-12-07 2012-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Electrical energy transmission device
US8144488B2 (en) 2006-08-25 2012-03-27 Abb Technology Ltd. Voltage source converter station
US8228693B2 (en) 2006-08-25 2012-07-24 Abb Technology Ltd. DC filter and voltage source converter station comprising such filter
CN102084571B (zh) * 2008-06-12 2014-06-04 Abb技术有限公司 用于传输电力的设备
WO2011135108A1 (es) 2010-04-27 2011-11-03 Fundacion Robotiker Módulo de transmisión eléctrica en corriente continua resonante con transformador de alta frecuencia
US9099936B2 (en) 2013-03-14 2015-08-04 General Electric Company High voltage direct current (HVDC) converter system and method of operating the same
US9515565B2 (en) 2014-03-07 2016-12-06 General Electric Company Hybrid high voltage direct current converter systems
US9602021B2 (en) 2014-03-07 2017-03-21 General Electric Company Hybrid high voltage direct current converter system and method of operating the same
EP2930837A1 (en) 2014-04-10 2015-10-14 GE Energy Power Conversion Technology Ltd Power converters
US9973003B2 (en) 2014-10-30 2018-05-15 Lsis Co., Ltd. Multiple-tuned filter design method for HVDC system
US9748857B2 (en) * 2015-08-12 2017-08-29 General Electric Company Method and system for a gas tube-based current source high voltage direct current transmission system
EP3472929B1 (en) * 2016-06-20 2021-06-09 Nuovo Pignone Tecnologie SrL Systems and methods for reduction of harmonic oscillations in electrical machines
KR102229840B1 (ko) * 2016-09-23 2021-03-22 한국전력공사 다기능 필터를 포함하는 hvdc 시스템

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2718639C2 (de) * 1977-04-27 1986-07-24 Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 7300 Esslingen Einfachwirkende druckmittelbetätigbare Kolben-Zylinder-Einheit
DE3305225A1 (de) * 1983-02-16 1984-08-16 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Hgue-kraftwerkstation in blockschaltung
DE3342210A1 (de) * 1983-11-23 1985-05-30 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Hgue-kraftwerkstation mit maschinentransformator
SE463953B (sv) * 1989-06-19 1991-02-11 Asea Brown Boveri Anlaeggning foer avtappning av elektrisk kraft fraan en hoegspaend likstroemstransmissionslinje
US5414612A (en) * 1993-08-03 1995-05-09 Asea Brown Boveri Ab HVDC transmission with a converter connected between an AC voltage and a DC link common to the converters

Also Published As

Publication number Publication date
EP0769216A1 (en) 1997-04-23
SE9402359D0 (sv) 1994-07-04
SE9402359L (sv) 1996-01-05
WO1996001517A1 (en) 1996-01-18
US5751563A (en) 1998-05-12
JPH10502795A (ja) 1998-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE502858C2 (sv) HVDC-överföring med fulltransformatorlös anslutning av strömriktaren till sitt växelspänningsnät
US5414612A (en) HVDC transmission with a converter connected between an AC voltage and a DC link common to the converters
CN101856979B (zh) 一种电气化铁路同相供电装置
US5666277A (en) Series-compensated converter station
CN106159976A (zh) 一种串联补偿装置
EP2054987A1 (en) Voltage source converter station
RU2698469C1 (ru) Подходящее для двухцепных линий устройство продольной компенсации
JP2009273355A (ja) 電力伝送のための装置
CN106803679B (zh) 一种用于电磁环网解环运行的柔性环网控制器及控制方法
CN108202644B (zh) 一种交流牵引变电所同相供电系统
SE431382B (sv) Forfarande for urdrifttagning av en pol i en anleggning for overforing av hogspend likstrom
JPH05207660A (ja) 電源障害対策装置
SE457040B (sv) Kraftverksstation foer oeverfoering av hoegspaend likstroem
WO2021133695A1 (en) System and method for implementing a zero-sequence current filter for a three-phase power system
CN106099873A (zh) 一种无联结变压器的分区互联装置单极接地故障保护方法
SE501657C2 (sv) Förfarande för åstadkommande av låga magnetfält från trefasiga elektriska ledningsarrangemang, samt arrangemang och användning
CN110112758A (zh) 一种组合式同相供电构造及其补偿方法
SE421463B (sv) Instellbar vridtransformator
Gilany et al. Reducing the short circuit levels in Kuwait transmission network (A case study)
CN213846180U (zh) 一种抑制交流感应过电压的直流融冰装置
CN102904243A (zh) 中性点分散接地式两端直流双极输电系统
Ishtaiwi School of Natural Resources Engineering and Management Energy Engineering Department Graduation Project II
Khan Overview of HDVC applications: A study on medium voltage distribution network
CN116978673A (zh) 柔直变压器和柔性直流系统
CN115276032A (zh) 基于平衡变压器和mmc的贯通式柔性牵引供电装置

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9402359-5

Format of ref document f/p: F