WO2008061924A2 - Vorrichtung zur flexiblen energieübertragung und zum enteisen einer hochspannungsleitung mittels gleichstrom - Google Patents

Vorrichtung zur flexiblen energieübertragung und zum enteisen einer hochspannungsleitung mittels gleichstrom Download PDF

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WO2008061924A2
WO2008061924A2 PCT/EP2007/062324 EP2007062324W WO2008061924A2 WO 2008061924 A2 WO2008061924 A2 WO 2008061924A2 EP 2007062324 W EP2007062324 W EP 2007062324W WO 2008061924 A2 WO2008061924 A2 WO 2008061924A2
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zero
tcr
branch
power semiconductor
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Kadry Sadek
Frank Schettler
Karl Ücker
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G7/00—Overhead installations of electric lines or cables
    • H02G7/16—Devices for removing snow or ice from lines or cables
    • 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
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    • 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]

Definitions

  • the invention relates to a device for flexible power transmission and defrosting a multi-phase high voltage line by means of direct current with an AC terminal of the high voltage line having a phase corresponding to the phases of the high voltage line number of phases, each phase at least one inductance and a valve circuit in series with each inductance wherein the valve circuit is connected by means of a branch point with the AC voltage terminal and having a first branch with a first power semiconductor valve and a second branch with a second power semiconductor valve, wherein the power semiconductor valves are connected in opposite directions with respect to the branch point and wherein the first and the second Current branch can be connected to a TCR star point by means of at least one star point switch,
  • Such a device is already known from WO 2006/027376 Al. There, both the mode of action of a so-called high-voltage direct-current transmission system and the mode of action of a so-called thyristor-controlled reactor, TCR for short, is described. Furthermore, it is disclosed that a high-voltage direct current transmission system (HVDC system) can be converted by means of a switch arrangement into a TCR or a TCR into an HVDC system.
  • the previously known device has an AC voltage connection and a DC connection, between which a polyphase series circuit is connected. In this case, each phase of the series connection has at least one inductor and one Valve circuit on.
  • the valve circuit has a branch point which splits the current path in a first branch and in a second branch.
  • Each branch is equipped with a power semiconductor valve, wherein the valves are oriented with respect to the distribution point in opposite directions to each other.
  • the first current branch and the second current branch of all phases can be connected to one another via a star point switch, so that a TCR star point is formed.
  • a star point switch When the star point switch is open, a converter of a so-called six-pulse bridge circuit is realized, with which a rectification of the AC voltage provided by the AC voltage connection is made possible. The direct current generated in this way can then be fed into a high-voltage line for deicing.
  • the previously known device has the disadvantage that in the selected star point circuit, the odd multiples of the third harmonic of the rated current are generated. However, feeding these harmonics into the connected AC network is undesirable. In addition, due to the star connection, the phase currents can not form independently of one another, so that the regulation of the TCR operation of the previously known device is impaired.
  • Devices of the type mentioned are used for example for deicing of high voltage power lines.
  • high voltage lines such as outdoor lines, which are used for the transmission of alternating currents, charged by snow and ice on the high voltage line.
  • the weight of this ice can be up to a few tons and cause mechanical damage to the power line.
  • a DC current can be injected in a controlled manner into the high-voltage line. warmed and thus causes melting and falling of the snow or ice.
  • DC is better than AC, as it can be better controlled.
  • the object of the invention is to provide a device of the type mentioned, which is simple and at the same time inexpensive in their construction.
  • the invention solves this problem in that the TCR star point is connected via a connecting line to a neutral point of a zero-system suppression means.
  • the device according to the invention like the generic device, has two operating modes.
  • TCR operation reactive power is absorbed from the high voltage line to which the device according to the invention is connected.
  • HVDC operation on the other hand, a direct current can be specifically coupled into the connected high-voltage line.
  • the phases of the device in TCR operation are connected in star connection with each other, although it is pointed out in WO 2006/027376 Al that the star connection has the disadvantage that this third or ninth harmonic harmonics of the rated current is not suppressed or absorbed so that these harmonics can flow unhindered into the connected AC mains.
  • the TCR star point is connected to a neutral point of a zero-system suppression means in the context of the invention.
  • the zero-sys- temstrom thus flows through the star point of the TCR to the neutral point of the zero-system suppression means, which prevents the introduction of zero system currents in the launched alternating voltage network. In this way, a time-consuming delta connection with many circuit breakers in the wake can be avoided.
  • the device according to the invention is therefore simple in construction and inexpensive.
  • the zero system current in TCR operation flows through the earth from the TCR neutral point to the grounding point of the zero system suppression means and from the zero suppression means via the closed neutral point switches back to the star point of the TCR, so that there is a closed circuit. Furthermore, according to the invention, an additional current path is provided which has such a low impedance for the zero system current that a supply of zero system currents to the connected high voltage line is avoided.
  • connection line is a ground connection.
  • the TCR star point as well as the neutral point of the zero-system suppression means are grounded.
  • the connecting line is a metallic connecting line.
  • the zero system suppression means is a transformer having a primary winding in delta connection and a secondary winding in star connection. If the connection line is a ground connection, both the TCR star point and the star point of the secondary winding are earthed. In TCR operation, the zero system thus flows from the TCR neutral point to the transformer, with the primary winding of the transformer, which has a triangular circuit, carrying the Supply of zero system currents in the connected AC mains prevented.
  • the zero-system suppression means is at least one zero-system filter.
  • the zero-sequence filter for example, tuned to the third harmonic in terms of low impedance and has a useful interconnection of inductors and capacitors.
  • the zero-sequence filter has a number of phases corresponding to the phases of the high-voltage line, the phases of the zero-sequence filter being connected to one another in a star point. Said star point is connected to the TCR star point either via a metallic connecting line or via ground fault. In other words, the neutral point of the zero system filter is grounded.
  • Zero-system filters are known as such to the person skilled in the art, so that they need not be discussed further here. In the case of closed neutral point switches, therefore, a zero impedance circuit is provided by the device according to the invention for the zero system currents.
  • each phase has a plurality of inductances, wherein at least one inductance can be bridged by means of a bypass switch.
  • TCR operation the additional inductances are not bridged, with the increased inductance having a positive effect on the operation of the device.
  • HVDC operation it is expedient to reduce the inductance by bridging at least one of the additional inductances.
  • filter means for suppressing the fifth, seventh and or twelfth harmonic are provided.
  • the additional filter means prevent ne load of connectable with the device high voltage line with the said overshoots, which are not part of the zero system.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the device according to the invention
  • Figure 2 show a second embodiment of the inventive device.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the device 1 according to the invention, which has a transformer 2 as an AC voltage connection.
  • the transformer 2 is used to connect the device 1 according to the invention with a multi-phase high-voltage line (not shown in FIG. 1).
  • the device 1 therefore also has several phases, of which only one phase is shown in FIGS. 1 and 2 for reasons of clarity. As a rule, the device according to the invention has three phases.
  • the transformer 2 has a primary winding 3 and a secondary winding 4.
  • the phases of the primary winding 3 are interconnected in a so-called triangle.
  • the phases of the secondary winding 4 form a common star point with each other, which is grounded.
  • the device 1 according to the invention furthermore has a series circuit 5 which has an inductance 6 and an inductance 7. has. Parallel to the inductance 7, a bypass switch 8 is provided, which is arranged in a bridging branch 9.
  • the series circuit 5 further has a valve circuit 10 with a branching point 11, which is arranged between two power semiconductor valves 12 and 13.
  • the power semiconductor valves 12 and 13 are arranged opposite to each other with respect to the branching point 11.
  • the power semiconductor valve 12 is in a first branch
  • the power semiconductor valve 13 is arranged in a second current branch 15, the current branches 14 and 15 being connected via a first disconnector 16 or via a second disconnector 17 to a TCR star point 18.
  • FIG. 1 it is indicated that the phases not shown there, with their valve circuit 10, can likewise be connected to the TCR star point 18.
  • the TCR star point 18 is earthed.
  • the device 1 is shown with the closed switches 16 and 17, is thus in the so-called TCR operation and serves to absorb reactive power from the multiphase high voltage line. For this reason, the bypass switch 8 is opened, so that in the series circuit 5, an increased inductance is provided, which is advantageous for the TCR operation of the device 1.
  • additional filter means 19 are provided, which are known to those skilled in the art, so that need not be discussed here at this point.
  • the additional filter means 19 are not grounded, for example.
  • the harmonics of the counter and co-system lift each other up.
  • the zero system flows through the designed as a ground fault connection line from TCR star point 18 to the neutral point of the secondary winding 4 and from there, for example, back to the series circuit 5, so that a closed circuit is provided with low impedance.
  • the triangular connection of the phases of the primary winding 3 prevents the introduction of zero system currents in the high voltage line.
  • FIG. 1 the HVDC operation of the device 1 according to the invention is further indicated.
  • a bus bar 20 is only virtually extended by a dashed line.
  • the HVDC operation of the device 1 is illustrated at the end of this dashed line on the right.
  • the switches 16 and 17 are open.
  • the first current branch 14 is no longer connected to the second current branch 15 and thus no longer connected to the TCR star point 18.
  • the bypass switch 8 is closed, so that the inductance 7 of the series circuit 5 is reduced as compared with the TCR operation of the device 1.
  • the power semiconductor valves 12 and 13 no longer act as birichale switches, but as current valves of a six-pulse bridge circuit, so that a so-called rectifier is provided.
  • the current branches 14 and 15 thus form DC connections of the device 1.
  • smoothing choke is used to smooth the rectified current.
  • the DC current can now be coupled into the high voltage line and can be used there to melt snow and ice.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of the device 1 according to the invention.
  • the device 1 according to the invention differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 1 in that the star point of the secondary winding ment 4 in contrast to Figure 1 is no longer grounded. Instead, a zero-sequence filter 21 is provided whose phases are interconnected to form a filter star point 22. The filter star point 22 is grounded. The null system may thus flow in TCR operation from the TCR star point 18 to the filter star point 22 via ground, with the zero system filter 21 forming a low impedance current path for the third harmonic of the current and thus suppressing the loads imposed by the zero system.
  • zero-sequence filters 21 which are tuned to other harmonics, for example the ninth harmonic harmonic. It is essential that all zero-sequence filters have a grounded star point or a star point, which is metallically connected to the star point of the TCR, so that a closed circuit is provided by the device according to the invention, which has a low impedance for zero system currents.

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Abstract

Um eine Vorrichtung (1) zur flexiblen Energieübertragung und zum Enteisen einer mehrere Phasen aufweisenden Hochspannungsleitung mittels Gleichstrom mit einem Wechselspannungsanschluss der Hochspannungsleitung, der eine den Phasen der Hochspannungsleitung entsprechende Anzahl von Phasen aufweist, wobei jede Phase wenigstens eine Induktivität (6) und eine Ventilschaltung (10) in Reihenschaltung zu jeder Induktivität (6) aufweist, wobei die Ventilschaltung (10) mittels eines Verzweigungspunktes (11) mit dem Wechselspannungsanschluss verbunden ist und einen ersten Stromzweig (14) mit einem ersten Leistungshalbleiterventil (12) und einen zweiten Stromzweig (15) mit einem zweiten Leistungshalbleiterventil (13) aufweist, wobei die Leistungshalbleiterventile (12,13) bezüglich des Verzweigungspunktes (11) gegensinnig zueinander geschaltet sind und wobei der erste und der zweite Stromzweig (15) mittels wenigstens eines Sternpunktschalters (16,17) mit einem TCR-Sternpunkt verbindbar sind, bereitzustellen, die in ihrem Aufbau einfach und gleichzeitig kostengünstig ist, wird vorgeschlagen, dass der TCR-Sternpunkt (18) über eine Verbindungsleitung mit einem Sternpunkt eines Nullsystemunterdrückungsmittels (2,21) verbunden ist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur flexiblen Energieübertragung und zum Enteisen einer Hochspannungsleitung mittels Gleichstrom
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur flexiblen Energieübertragung und zum Enteisen einer mehrere Phasen aufweisenden Hochspannungsleitung mittels Gleichstrom mit einem Wechselspannungsanschluss der Hochspannungsleitung, der eine den Phasen der Hochspannungsleitung entsprechende Anzahl von Phasen aufweist, wobei jede Phase wenigstens eine Induktivität und eine Ventilschaltung in Reihenschaltung zu jeder Induktivität aufweist, wobei die Ventilschaltung mittels eines Verzweigungspunktes mit dem Wechselspannungsanschluss verbun- den ist und einen ersten Stromzweig mit einem ersten Leistungshalbleiterventil und einen zweiten Stromzweig mit einem zweiten Leistungshalbleiterventil aufweist, wobei die Leistungshalbleiterventile bezüglich des Verzweigungspunktes gegensinnig zueinander geschaltet sind und wobei der erste und der zweite Stromzweig mittels wenigstens eines Sternpunktschalters mit einem TCR-Sternpunkt verbindbar sind,
Eine solche Vorrichtung ist aus der WO 2006/027376 Al bereits bekannt. Dort ist sowohl die Wirkungsweise einer so genannten Hochspannungsgleichstromübertragungsanlage als auch die Wirkungsweise eines so genannten Thyristor-controlled Reactor, kurz TCR, beschrieben. Ferner ist offenbart, dass eine Hoch- spannungsgleichstromübertragungsanlage (HGÜ-Anlage) mittels einer Schalteranordnung in einen TCR beziehungsweise ein TCR in eine HGÜ-Anlage umgewandelt werden kann. So weist die vorbekannte Vorrichtung einen Wechselspannungsanschluss sowie einen Gleichstromanschluss auf, zwischen denen eine mehrphasige Reihenschaltung geschaltet ist. Dabei weist jede Phase der Reihenschaltung wenigstens eine Induktivität sowie eine Ventilschaltung auf. Die Ventilschaltung verfügt über einen Verzweigungspunkt, der den Strompfad in einem ersten Stromzweig sowie in einem zweiten Stromzweig aufspaltet. Jeder Stromzweig ist mit einem Leistungshalbleiterventil bestückt, wobei die Ventile bezüglich des Verteilungspunktes gegensinnig zueinander orientiert sind. Der erste Stromzweig sowie der zweite Stromzweig aller Phasen sind über einen Sternpunktschalter miteinander verbindbar, so dass ein TCR- Sternpunkt ausgebildet ist. Bei geöffnetem Sternpunktschalter ist ein Umrichter einer so genannten Sechs-Puls- Brückenschaltung realisiert, mit der ein Gleichrichten des vom Wechselspannungsanschluss bereitgestellten Wechselspannungsstromes ermöglicht ist. Der auf diese Weise erzeugte Gleichstrom kann anschließend zum Enteisen in eine Hochspan- nungsleitung eingespeist werden. Die vorbekannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass bei der gewählten Sternpunktschaltung die ungeraden Vielfachen der dritten harmonischen Oberschwingung des Nennstromes erzeugt werden. Das Einspeisen dieser Oberschwingungen in das angeschlossene Wechselspan- nungsnetz ist jedoch unerwünscht. Darüber hinaus können sich die Phasenstöme auf Grund der Sternschaltung nicht unabhängig voneinander ausbilden, so dass die Regelung des TCR-Betriebs der vorbekannten Vorrichtung beeinträchtigt ist.
Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden beispielsweise zum Enteisen von Hochspannungsleitungen eingesetzt. Insbesondere in kälteren Gegenden werden Hochspannungsleitungen, wie beispielsweise Freiluftleitungen, die zur Übertragung von Wechselströmen eingesetzt werden, von Schnee- und Eisbildung auf der Hochspannungsleitung belastet. Das Gewicht dieses Eises kann bis zu einigen Tonnen betragen und zur mechanischen Beschädigung der Hochspannungsleitung führen. Zum Schmelzen des Eises kann in die Hochspannungsleitung ein Gleichstrom kontrolliert eingekoppelt werden, der die Hochspannungslei- tung erwärmt und somit ein Schmelzen und Abfallen des Schnees oder des Eises herbeiführt. Insbesondere bei langen Hochspannungsleitungen, deren Länge mehrere hundert Kilometer übersteigt, eignet sich Gleichstrom besser als Wechselstrom, da dieser besser kontrolliert werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die in ihrem Aufbau einfach und gleichzeitig kostengünstig ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass der TCR- Sternpunkt über eine Verbindungsleitung mit einem Sternpunkt eines Nullsystemunterdrückungsmittels verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist wie die gattungsgemäße Vorrichtung zwei Betriebsarten auf. Im TCR-Betrieb wird Blindleistung aus der Hochspannungsleitung, an welche die erfindungsgemäße Vorrichtung angeschlossen ist, absorbiert. Im so genannten HGÜ-Betrieb kann hingegen ein Gleichstrom ge- zielt in die angeschlossene Hochspannungsleitung eingekoppelt werden. Im Rahmen der Erfindung sind die Phasen der Vorrichtung im TCR-Betrieb in Sternschaltung miteinander verbunden, obwohl in der WO 2006/027376 Al darauf hingewiesen wird, dass die Sternschaltung den Nachteil aufweist, dass diese dritte oder neunten harmonische Oberschwingungen des Nennstromes nicht unterdrückt oder absorbiert, so dass diese Oberschwingungen ungehindert in das angeschlossene Wechselspannungsnetz fließen können. Diese Ströme werden im Folgenden Nullsystemströme genannt, da diese Oberschwingungen bei einem sternver- schalteten TCR sich im Gegensatz zu Oberschwingungen des Mit- und Gegensystems nicht selbstständig auslöschen. Für die Vermeidung der Nullsystemströme im Wechselspannungsnetz ist im Rahmen der Erfindung der TCR-Sternpunkt mit einem Sternpunkt eines Nullsystemunterdrückungsmittels verbunden. Der Nullsys- temstrom fließt somit über den Sternpunkt des TCR zum Sternpunkt des Nullsystemunterdrückungsmittels, welches das Einleiten von Nullsystemströmen in das angeschossene Wechselspannungsnetz verhindert. Auf diese Weise kann eine aufwändi- ge Delta-Verschaltung mit vielen Trennschaltern im Gefolge vermieden werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher in ihrem Aufbau einfach und kostengünstig. Erfindungsgemäß fließt der Nullsystemstrom im TCR-Betrieb über die Erde vom TCR-Sternpunkt zum Erdungspunkt des Nullsystemunterdrückungs- mittels und vom Nullpunktunterdrückungsmittel über die geschlossenen Sternpunktschalter zurück zum Sternpunkt des TCR, so dass ein geschlossener Stromkreis vorliegt. Weiterhin ist erfindungsgemäß ein zusätzlicher Strompfad bereitgestellt, der für den Nullsystemstrom eine so geringe Impedanz auf- weist, dass eine Zuleitung von Nullsystemströmen in die angeschlossene Hochspannungsleitung vermieden ist.
Vorteilhafterweise ist die Verbindungsleitung eine Erdverbindung. Mit anderen Worten ist der TCR-Sternpunkt als auch der Sternpunkt des Nullsystemunterdrückungsmittels geerdet. Diese Lösung ist natürlich kostengünstig.
Abweichend davon ist die Verbindungsleitung eine metallische Verbindungsleitung .
Vorteilhafterweise ist das Nullsystemunterdrückungsmittel ein Transformator, der eine Primärwicklung in Dreiecksschaltung und eine Sekundärwicklung in Sternschaltung aufweist. Ist die Verbindungsleitung eine Erdverbindung, sind sowohl der TCR- Sternpunkt als auch der Sternpunkt der Sekundärwicklung geerdet. Im TCR-Betrieb fließt das Nullsystem somit von dem TCR- Sternpunkt zum Transformator, wobei die Primärwicklung des Transformators, die eine Dreiecksschaltung aufweist, die das Einspeisen von Nullsystemströmen in das angeschlossene Wechselspannungsnetz verhindert.
Abweichend davon ist das Nullsystemunterdrückungsmittel we- nigstens ein Nullsystem-Filter. Das Nullsystem-Filter ist beispielsweise auf die dritte Harmonische im Hinblick auf eine geringe Impedanz abgestimmt und weist eine zweckmäßige Verschaltung von Induktivitäten und Kondensatoren auf. Das Nullsystemfilter weist eine den Phasen der Hochspannungslei- tung entsprechende Anzahl von Phasen auf, wobei die Phasen des Nullsystemfilters miteinander zu einem Sternpunkt verbunden sind. Der besagte Sternpunkt ist mit dem TCR-Sternpunkt entweder über eine metallische Verbindungsleitung oder aber über Erdschluss verbunden. Mit anderen Worten ist der Stern- punkt des Nullsystemfilters geerdet. Nullsystem-Filter sind als solche dem Fachmann bekannt, so dass an dieser Stelle hierauf nicht näher eingegangen zu braucht. Bei geschlossenen Sternpunktschaltern ist somit durch die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Nullsystemströme ein geschossener Stromkreis mit geringer Impedanz bereitgestellt.
Vorteilhafterweise weist jede Phase mehrere Induktivitäten auf, wobei wenigstens eine Induktivität mittels eines Über- brückungsschalters überbrückbar ist. Ist die Vorrichtung beispielsweise im so genannten TCR-Betrieb, sind die zusätzlichen Induktivitäten nicht überbrückt, wobei sich die erhöhte Induktivität positiv auf den Betrieb der Vorrichtung auswirkt. Beim so genannten HGÜ-Betrieb hingegen ist ein Herabsetzen der Induktivität durch Überbrücken wenigstens einer der zusätzlichen Induktivitäten zweckmäßig.
Vorteilhafterweise sind Filtermittel zum Unterdrücken der fünften, siebten und oder zwölften harmonischen Oberschwingung vorgesehen. Die zusätzlichen Filtermittel verhindern ei- ne Belastung der mit der Vorrichtung verbindbaren Hochspannungsleitung mit den besagten Oberschwindungen, die nicht Teil des Nullsystems sind.
Weiter zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteil der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen und wobei
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung zeigen.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die über einen Transformator 2 als Wechselspannungsanschluss aufweist. Mit anderen Worten dient der Transformator 2 zur Verbindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einer in Figur 1 figürlich nicht dargestellten mehrphasigen Hochspannungsleitung. Die Vorrichtung 1 weist daher ebenfalls mehrere Phasen auf, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren 1 und 2 lediglich eine Phase gezeigt ist. In der Regel weist die erfindungsgemäße Vorrichtung drei Phasen auf.
Der Transformator 2 verfügt über eine Primärwicklung 3 sowie über eine Sekundärwicklung 4. Die Phasen der Primärwicklung 3 sind in einem so genannten Dreieck miteinander verschaltet. Die Phasen der Sekundärwicklung 4 bilden einen gemeinsamen Sternpunkt miteinander aus, der geerdet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 verfügt ferner über eine Reihenschaltung 5, die eine Induktivität 6 sowie eine Induktivität 7 auf- weist. Parallel zur Induktivität 7 ist ein Überbrückungs- schalter 8 vorgesehen, der in einem Überbrückungszweig 9 angeordnet ist.
Die Reihenschaltung 5 verfügt ferner über eine Ventilschaltung 10 mit einem Verzweigungspunkt 11, der zwischen zwei Leistungshalbleiterventilen 12 und 13 angeordnet ist. Die Leistungshalbleiterventile 12 und 13 sind bezüglich des Verzweigungspunktes 11 gegensinnig zueinander angeordnet. Das Leistungshalbleiterventil 12 ist in einem ersten Stromzweig
14 angeordnet, wohingegen das Leistungshalbleiterventil 13 in einem zweiten Stromzweig 15 angeordnet ist, wobei die Stromzweige 14 und 15 über einen ersten Trennschalter 16 beziehungsweise über einen zweiten Trennschalter 17 mit einem TCR- Sternpunkt 18 verbunden sind. In Figur 1 ist angedeutet, dass die dort nicht gezeigten Phasen mit ihrer Ventilschaltung 10 ebenfalls mit dem TCR-Sternpunkt 18 verbindbar sind. Dabei ist der TCR-Sternpunkt 18 geerdet. Die Vorrichtung 1 ist mit den geschlossenen Schaltern 16 und 17 gezeigt, befindet sich somit in dem so genannten TCR-Betrieb und dient zum Absorbieren von Blindleistung aus der mehrphasigen Hochspannungsleitung. Aus diesem Grunde ist der Überbrückungsschalter 8 geöffnet, so dass in der Reihenschaltung 5 eine erhöhte Induktivität bereitgestellt ist, die für den TCR-Betrieb der Vor- richtung 1 vorteilhaft ist. Zum Unterdrücken von fünften, siebten, zwölften und/oder vierundzwanzigsten Oberschwingungen des Nennstromes sind zusätzliche Filtermittel 19 vorgesehen, die dem Fachmann als solche bekannt sind, so dass an dieser Stelle hierauf nicht eingegangen zu werden braucht. Die zusätzlichen Filtermittel 19 sind beispielsweise nicht geerdet .
Aufgrund der Sternschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 heben sich die Oberschwingungen des Gegen- und Mitsystems gegenseitig auf. Das Nullsystem fließt jedoch über die als Erdschluss ausgestaltete Verbindungsleitung vom TCR- Sternpunkt 18 zum Sternpunkt der Sekundärwicklung 4 und von dort beispielsweise wieder zurückt zur Reihenschaltung 5, so dass ein geschlossener Stromkreis mit geringer Impedanz bereitgestellt ist. Die Dreiecksverschaltung der Phasen der Primärwicklung 3 verhindert das Einleiten von Nullsystemströmen in die Hochspannungsleitung.
In Figur 1 ist ferner der HGÜ-Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 angedeutet. Aus diesem Grunde ist eine Sammelschiene 20 durch eine gestrichelte Linie nur virtuell verlängert. Der HGÜ-Betrieb der Vorrichtung 1 ist am Ende dieser gestrichelten Linie rechts verdeutlicht. Im HGÜ-Betrieb sind die Schalter 16 und 17 geöffnet. Aus diesem Grunde ist der erste Stromzweig 14 nicht mehr mit dem zweiten Stromzweig 15 und somit auch nicht mehr mit dem TCR-Sternpunkt 18 verbunden. Ferner ist der Überbrückungsschalter 8 geschlossen, so dass die Induktivität 7 der Reihenschaltung 5 im Vergleich zum TCR-Betrieb der Vorrichtung 1 verringert ist. Die Leistungshalbleiterventile 12 und 13 wirken nunmehr nicht mehr wie birektionale Schalter, sondern als Stromventile einer Sechs-Puls-Brückenschaltung, so dass ein so genannter Gleichrichter bereitgestellt ist. Die Stromzweige 14 und 15 bilden somit Gleichstromanschlüsse der Vorrichtung 1 aus. Eine in
Figur 1 nicht gezeigte Glättungsdrossel dient zum Glätten des gleichgerichteten Stromes. Der Gleichstrom ist nun in die Hochspannungsleitung einkoppelbar und kann dort zum Schmelzen von Schnee und Eis eingesetzt werden.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 unterscheidet sich von dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der Sternpunkt der Sekundärwick- lung 4 im Gegensatz zur Figur 1 nicht mehr geerdet ist. Stattdessen ist ein Nullsystemfilter 21 vorgesehen, dessen Phasen unter Bildung eines Filtersternpunktes 22 miteinander verschaltet sind. Der Filtersternpunkt 22 ist geerdet. Das Nullsystem kann somit im TCR-Betrieb von dem TCR-Sternpunkt 18 zum Filtersternpunkt 22 über Erde fließen, wobei das Nullsystemfilter 21 einen Strompfad mit niedriger Impedanz für die dritte harmonische Oberschwingung des Stromes bildet und somit die Belastungen durch das Nullsystem unterdrückt. Im Rahmen der Erfindung können selbstverständlich auch mehrere Nullsystemfilter 21 vorgegeben sein, die auf andere Oberschwingungen, beispielsweise die neunte harmonische Oberschwingung abgestimmt sind. Wesentlich ist, dass alle Nullsystemfilter einen geerdeten Sternpunkt oder einen Stern- punkt, der metallisch mit dem Sternpunkt des TCR verbunden ist, aufweisen, so dass durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ein geschlossener Stromkreis bereitgestellt ist, der für Nullsystemströme eine geringe Impedanz aufweist.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zur flexiblen Energieübertragung und zum Enteisen einer mehrere Phasen aufweisenden Hochspannungslei- tung mittels Gleichstrom mit einem Wechselspannungsanschluss der Hochspannungsleitung, der eine den Phasen der Hochspannungsleitung entsprechende Anzahl von Phasen aufweist, wobei jede Phase wenigstens eine Induktivität (6) und eine Ventilschaltung (10) in Reihenschaltung zu jeder Induktivität (6) aufweist, wobei die Ventilschaltung (10) mittels eines Verzweigungspunktes (11) mit dem Wechselspannungsanschluss verbunden ist und einen ersten Stromzweig (14) mit einem ersten Leistungshalbleiterventil (12) und einen zweiten Stromzweig (15) mit einem zweiten Leistungshalbleiterventil (13) auf- weist, wobei die Leistungshalbleiterventile (12,13) bezüglich des Verzweigungspunktes (11) gegensinnig zueinander geschaltet sind und wobei der erste und der zweite Stromzweig (15) mittels wenigstens eines Sternpunktschalters (16,17) mit einem TCR-Sternpunkt verbindbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der TCR-Sternpunkt (18) über eine Verbindungsleitung mit einem Sternpunkt eines Nullsystemunterdrückungsmittels (2,21) verbunden ist.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verbindungsleitung eine Erdverbindung ist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verbindungsleitung eine metallische Verbindungsleitung ist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Nullsystemunterdrückungsmittel ein Transformator ist, der eine Primärwicklung (3) in Dreiecksschaltung und eine Sekundärwicklung (4) in geerdeter Sternschaltung aufweist.
5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das Nullsystemunterdrückungsmittel wenigstens einen Filter (21) mit einem geerdeten Sternpunkt umfasst.
6. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in jeder Phase mehrere Induktivitäten (6,7) vorgesehen sind, wobei eine der Induktivitäten (7) mittels eines Überbrü- ckungsschalters (8) überbrückbar ist.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Stromzweig (14) und/oder der zweite Stromzweig (15) eine Glättungsdrossel aufweisen.
8. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
Filtermittel (19) zum Unterdrücken der fünften, siebten und/oder zwölften harmonischen Oberschwingung.
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