SE516148C2

SE516148C2 - Effektelektronisk omkopplingsanordning för kompensation av nätstörningar och nätspänningsavbrott

Info

Publication number: SE516148C2
Application number: SE9901161A
Authority: SE
Inventors: Peter Daehler; Horst Gruening
Original assignee: Asea Brown Boveri
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2001-11-26
Also published as: DE19814767A1; US6178076B1; SE9901161L; SE9901161D0; CN1239344A

Description

515 14 3 §II= få; =I's . ="= =ï- 2 ningskällan till inmatningsströmriktaren står en tillräckligt stor spänning till förfogande, för att kompensera nätunder- eller överspänningar. Vid något starkare stömingar kopplas däremot den andra, lägre hjälpspänningskällan till inmatningsströmriktaren, och nätstörningar kan i enlighet därmed kompenseras utan stora kopplingsförluster. Kopplingen arbetar då i regle- ringsdrift, och kopplingsförlusterna hos halvledaromkopplaren hos inmatningsströmriktaren kan hållas på en fungerande nivå som i typiska fall ligger under genomsläppningsförlusterna.

Genom pulsgivning, speciellt pulsbreddmodulerad pulsgivning hos omkopplaren uppnås i regleringsdriften en ytterligare möjlighet till spärmingspåverkan.

Ytterligare fördelaktiga utföringsforrner ges av de motsvarande beroende kraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Nedan förklaras uppﬁnningen närmare med ledning av utföringsexempel i samman- hang med ritningarna. De visar: Fig. 1 ett utföringsexempel av uppﬁnningen De på ritningarna använda hänvisningsbeteckningarna och deras betydelse är sam- manfattat angivna i en beteckningslista. Principiellt är i ﬁgurema lika delar försedda med lika hänvisningsbeteckningar.

SÄTT ATT UTFÖRA UPPFINNINGEN Figur 1 visar ett föredraget utföringsexempel av uppﬁnningen. Med l betecknas ett trefasigt spänningstörsöxjningsnät. Omkopplingsanordningen enligt uppfinningen matar för kompensation av kortare nätspänningsingrepp resp. för kompensation av nätstörningar in en främmande spänning i nätet, så att vid belastningen 13 endast oväsentliga förändringar resp. störningar ﬁnns att registrera. För detta ändamål omfattar omkopplingsanordningen en inmat- ningsströmriktare 2, som över en inmatningstransformator 3 är kopplad till nätet 1. Imnat- ningsströmriktaren 2 omfattar speciellt två delströrnriktare, som vardera är utformad trefasig och är uppbyggda av frånkopplingstyristorer med antiparallella dioder. Vid frånkopplingsty- ristorema handlar det företrädesvis om hårt styrbara GTO:n eller GCT:n (Gate Commutated Thyristors). Inmatriingsströmriktaren 2 matas av en första hjälpspänningskälla 4. Dessutom ﬁnns en andra hjälpspänningskälla 6 anordnad. Hjälpspänningskälloma 4 och 6 består vardera t.ex. av en kondensator, som matas av en likriktare 8. Likriktaren 8 får sin matningsspärming antingen från nätet 1, för att ladda upp kondensatorema hos hjälpspänningskällorna 4 och 6 i normaldrift, eller från ett hjälpnät 10, vilket i fallet med länge varande nätavbrott kan mata belastningen 13 utan avbrott. För omkopplingen mellan nät 1 och hjälpnät 10 finns anordnad en omkopplare 12. För spärmingsanpassningen kan likriktama 8 även vara förkopplade en transformator 11. De båda hjälpspärmingskälloma 4 och 6 kan valfritt kopplas med hjälp av A:\29741.b.doc 516 148 3 omkopplaren 7 till inmatningsströmriktaren 2. Omkopplaren 7 består, såsom visat, Lex. av två i serie kopplade frånkopplingstyristorer med antiparallella dioder. Spänningen U2 hos den andra hjälpspärmingskällan väljs speciellt lägre än spänningen U1 hos den första hjälpspän- ningskällan.

Kopplingen fungerar enligt följ ande: I normalfallet avstås från en pulsgivning hos inmatningsströmriktaren 2. I detta fall är de med minuspolen hos den första och den andra hjälpspäriningskällan 4 och 6 förbundna frånkopplingstyristorerna ledande. De bildar en genomgående kortslutning över klämmoma hos inmatningstransformatom 3 så att nätspänningen vidareges opâverkad till belastningen 13.

Vid nätavbrott sluts den övre tyristom hos omkopplaren 7 och den undre öppnas så att den första hjälpspänningskällan 4 kopplas till inmatningsströmriktaren 2. Tyristorema hos inmatningsströmriktaren ges sådan puls att spänningsavbrottet kan överbryggas. Speciellt pulsmoduleras omkopplaren. lnmatningsströmriktaren måste i detta fall reagera högdynamiskt så att en ganska hög pulsfrekvens av exempelvis 21 x märkfrekvens = 1050 Hz krävs. Öppnas den övre tyristom hos omkopplaren och sluts den undre tyristom så till- kopplas den andra hjâlpspänriingskällan 6 till inmatningsströmriktaren 2. Kopplingen arbetar i detta driftslag i regleringstillståndet. En mindre spärming påtörs inmatningsströmriktaren 2.

Därmed kan även endast en mindre spänning inrnatas. Detta driftslag erfordras emellertid en- dast för att utreglera nätstömingar. En fördel hos detta driftslag är att kopplingsförlustema hos tyristorema hos inrnatningsströrririktaren 2 på grund av den lägre driftspänningen ligger långt under genomsläppningsförlustema. Dessutom kan pulsfrekvensen i detta driftslag även väljas lägre, varigenom kopplingsförlusterna reduceras ytterligare.

Regleringsdriften är i normalfallet vanligare gentemot det tillstånd i vilket nätspän- ningsavbrotten måste kompenseras. Därmed drivs omkopplingsanordningen enligt uppfin- ningen huvudsakligen så att omkopplingsförlustema har så stor vikt. På detta sätt hålls de to- tala förlusterna låga.

Dessutom kan för användningar vid vilka regleringsområdet är litet (t.ex. <5%) och belastningen 13 har en effektfaktor tydligt under l (t.ex. cos tarkoppling 8 inom ramen för den andra hjälpspänningskällan. lnmatningsströmriktaren 2 ges puls så att dess utgångsspänning är íörskjuten 90” till belastningsströmmen på sekundärsidan hos inmatningstransformatorn 3. På detta sätt kan ingen aktiv effekt överföras från inmat- ningsströmriktaren 2.

A:\2974l.b.doc p_a '5\OO0\lO\V\-I>b-Jl\) ;_; |_4 u-ø IQ 13 516 148 4 Lista på hänvisningbeteckningar Spänningsfórsölj ningsnät Inmatningsströmrikare Inmatningstransformator Första hjälpspänningskälla Filter Andra hj älpspänningskälla Omkopplare Likriktare Strömbrytare Hjälpnät Transformator Omkopplare Belastning A:\29741.h.d00

Claims

10 15 516 148 5 Patentkrav

1. Effektelektronisk omkopplingsanordning för kompensation av nätstömingar och nätspänningsavbrott hos ett strömförsörjningsnät (1) omfattande: (a) en inmatningsströmriktare (2) som är förbunden med spänningsfórsörjningsnätet (1) över en inmatningstransformator (3) och matas av en första hjälpspärmingskälla (4) med en första hjälpspänning Ul, vilken då det föreligger nätstömingar eller nätspänningsavbrott är utformad för inmatning av en kompensationsspärining i spänningsförsörjningsnätet; (b) ett filter (5), som på nätsidan kan kopplas parallellt med inmatningstransformatorn (3); kännetecknad av att (c) åtminstone en andra hjälpspänningskälla (6) med en andra hjälpspäxniing U2 är anord- nad, vilken kan kopplas till inmatningsströmmataren (2), i stället för den första hjälpspän- ningskällan (4), van/id den andra hjälpspänningen U2 väljs lägre än den första hjälpspän- ningen Ul.

2. Omkopplingsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att inmat- ningsströmriktaren (2) pulsbredclmoduleras vid nätstörningar. -----__ A:\2974l.b.doc