Anordnung an Stromrichter anlagen, bei denen zur Kompensation von Oberwellen den einzelnen Stromrichtern mit Hilfe von Transformatoren in der Phase gegeneinander verschobene Wechselspannungen zugeführt werden. Bei Stromrichtern, die also zur Umfor mung von Wechselstrom in Gleichstrom oder auch von Gleichstrom in Wechselstrom dienen oder von Wechselstrom der einen Fre quenz in Wechselstrom der andern Frequenz, besteht bekanntlich der Nachteil, . dass der umgeformte Strom Oberwellen aufweist, die durch die Wirkungsweise der Stromrichter verursacht sind. Die Stromrichter können da bei irgendeine bekannte Bauart aufweisen.
Es kann sich also um Quecksilberdampfent- ladungsgefässe mit oder ohne Gittersteuerung handeln, oder es können Kontaktstromrichter sein, bei denen die Umformung durch Schlie ssen und Öffnen metallischer Kontakte her beigeführt wird. Statt der metallischen Kon takte können auch Flüssigkeitskontakte, z. B. Elektrolytgleichrichter, vorhanden -sein.
Um diese Oberwellen möglichst zu unterdrücken, ist es bekannt, bei mehreren parallel oder hintereinander arbeitenden Stromrichtern den einzelnen Stromrichtern in der Phase gegen einander verschobene Wechselspannungen zu zuführen. Die Phasenverschiebung ist derart gewählt, dass die einzelnen Stromwender auf der der zugeführten Spannung abgewende ten Seite Oberwellenspannungen oder -Ströme entwickeln, die sich gegenseitig infolge der geschilderten Phasenverschiebung - aufheben.
Beispielsweise kann man zu diesem Zwecke einen mehrere Stromrichter speisenden Trans formator sekundär mit mehreren Wicklungen ausrüsten, die infolge geeigneter Schaltung (z. B. Zickzackschaltung) in der Phase gegen einander verschobene Spannungen liefern.
Ist eine grössere Anzahl von Stromrichtern zu speisen, so kann man etwa für je zwei Stromrichter je einen derart geschalteten Transformator vorsehen, und je zwei oder mehrere dieser Transformatoren können dann wieder an die entsprechende Anzahl in der Phase gegeneinander verschobener Sekundär wicklungen eines übergeordneten Transfor mators angeschlossen sein (Kaskadenschal- timg der Transformatoren). Man erzielt da durch eine besonders grosse Anzahl in der Phase gegeneinander verschobener Spannun gen an den Stromrichtern und damit eine be sonders wirksame Unterdrückung der Ober wellen.
Ein weiteres Mittel zur Herstellung dieser Phasenverschiebungen besteht darin, dass man in die Primär- oder Sekundärstroin- kreise der die einzelnen Stromrichter speisen den Transformatoren Zusatztransformatoren einschaltet, die etwa um 90 gegenüber der Grundspannung verschobene Zusatzspannun gen einführen und dadurch ebenfalls die ein zelnen den Stromrichtern zugeführten Span nungen in der Phase gegeneinander ver schieben.
Um die Kommutierung an Stromrichtern der geschilderten Art, d. h. also den Strom übergang von einer Phase auf die andere züi erleichtern und insbesondere möglichst kurz zu gestalten, hat man bereits den Anschluss von Kondensatoren vorgeschlagen. Bei der Kommutierung muss bekanntlich der Strom übergang an der einen Anode bereits zu einem Zeitpunkt eingeleitet werden, in dem die vorhergehende Anode noch Strom führt. Anschliessend daran sinkt dann der Strom in der noch Strom führenden Anode, während er an der bereits Strom führenden Anode an steigt.
In dem Zeitpunkt, in dem die Strom leitung an der bisher Strom führenden Anode unterbrochen wird, soll an dieser der Strom bereits auf Null abgesunken sein, während er an der andern Anode bereits seinen vollen Be trag erreicht hat. Die Kondensatoren liefern nun bei diesem Kommutierungsvorgang über den geschilderten Kurzschluss zweier Phasen einen Entladestrom, der zur Kommutierung im günstigsten Sinne beiträgt.
Die Erfindung betrifft eine besonders zweckmässige Anordnung dieser die Kommu- tierung unterstützenden Kondensatoren bei Stromrichteranlagen, bei denen zur Kom pensation von Oberwellen den einzelnen Stromrichtern mit Hilfe von Transformato ren (etwa in der beschilderten Weise) in der Phase gegeneinander verschobene Wechsel spannungen zugeführt -erden. Erfindungs gemäss sind die Kondensatoren zwischen die sen Transformatoren und den Stromrichtern an diese angeschlossen.
Der Anschluss der Kondensatoren unmittelbar am Stromrichter bringt folgende Vorteile mit sich: Zunächst ist es günstig, wenn der Ent- ladestromkreis, der sich über die Kommutie- runG.sstelle schliesst und der aus den Konden satoren und der Induktivität, die zwischen den Kondensatoren und dem Stromrichter liegt, gebildet wird und zu der die Induk- tivität des Netzes noch parallel geschaltet ist, eine nicht zu kleine Eigenfrequenz auf weist.
Ist diese zii klein, dann steigt der von den Kondensatoren beim Kommutierungs- kurzsehluss gelieferte Strom, der das An steigen des Stromes an der neuen Anode her beiführt, zu langsam an, und es muss infolge dessen die Zeit, während der zwei benach- barte Anoden gleichzeitig Strom führen,
zii lange gewählt \ -erden bezw. die Wechsel- richtersteuerun - muss einen zu grossen Vor- eilwinkel aufweisen.
Wenn nun die Konden satoren in der --eschilderten Weise unmittel bar in die Stromrichter angeschlossen sind, so ist die Eigenfrequenz des Kondensator stromkreises infolge Mregfall von Streuinduk- tivitäten relativ hoch, und die Mitwirkung der Kondensatoren an der Kommutierung durch Entladevorgänge über kurzgeschlossene Phasen ist kräftig. bezw. die Kommutierung vollzieht sich in einer sehr kurzen Zeit.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Anordnung nach der Erfindung besteht darin, dass durch den Anschluss der Kondensatoren zwischen den Transformatoren und den Stromrichtern für den einzelnen Kondensator die am ein zelnen Stromrichter vorhandene grosse Wellig keit wirksam ist. Die Kondensatoren greifen jedoch um so wirksamer bei der Kommutie- rung ein, je grösser die durch die StromriGh- ter hervorgerufene Welligkeit der Spannung ist. Je kleiner also die Phasenzahl des Strom richters ist, um so grösser wird die Ladungs- menge, die der Kondensator bei dem einzel nen Entladevorgang abgibt.
Würde man die Kondensatoren an eine gemeinsame Sammel schiene für alle Stromrichter anschliessen, dann wären hier die Oberwellen bereits zum grossen Teil infolge der geschilderten Mittel ausgeglichen und der günstige Einfluss der Kondensatoren auf die Kommutierung würde weitgehend aufgehoben.
Wenn nun eine geringe Induktivität in dem über die Kommutierungsstelle sich schliessenden Kondensatorstromkreis günstig ist, so darf diese Induktivität anderseits nicht zu gering sein. Es würde sich sonst die bei der Entladung der Kondensatoren frei werdende Energie in Wärme verwandeln, was eine Erhöhung der Verluste bedeutet.
Es wird daher oft zweckmässig sein, bei der An ordnung nach der Erfindung in diesen Strom kreis zusätzliche Induktivitäten, wie Drossel spulen, einzuschalten. Bei Kontaktgleichrich tern, bei denen bekanntlich hochgesättigte Schaltdrosseln verwendet werden, um beim Öffnen der Kontakte infolge des durch die Schaltdrosseln herbeigeführten, in der Nähe von Null sehr flachen Stromverlaufes den Unterbrechungsfunken möglichst zu unter drücken, kann man diese Schaltdrosseln als zusätzliche Induktivität für die Kondensato ren verwenden.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher er läutert. Es handelt sich dabei um die Spei sung eines Wechselstrom-Verbrauchernetzes aus einer Gleichstrom-Hochspannungs-Über- tragungsleitung mit Hilfe von Wechselrich tern. 1, 2, 3 und 4 sind diese Wechselrichter.
Sie sind als Kontaktstromrichter ausgeführt und in Reihenschaltung an die Gleichstrom Hochspannungszuführungen 5 und 6 an geschlossen. 7 sind die den einzelnen Ken- taktstellen der Stromrichter vorgeschalteten und hochgesättigten Schaltdrosseln.
Um nun an den gemeinsamen Sammelschienen 8 auf der Wechselstromseite der Stromrichter bezw. auch im Gleichstrom-Hochspannungsnetz 5 und 6 das Auftreten von durch die Wir kungsweise der Stromrichter verursachten Oberwellen möglichst zu unterdrücken, wer den den einzelnen Stromrichtern auf der Wechselstromseite in der Phase gegenein ander verschobene Anodenspannungen zu geführt. Zu diesem Zweck ist eine Kaskaden schaltung der Transformatoren 9 und 10 bezw. 9 und 11 zwischen den Sammelschie nen 8 und den Stromrichtern vorgesehen.
Ausserdem besitzen die Transformatoren 10 und 11 je zwei Sekundärwicklungen, die in der Phase gegeneinander verschobene Span nungen liefern. Ferner ist der als Spartrans formator ausgebildete Transformator 9 in der dargestellten Weise in Dreieck mit ab- geschnittenen Ecken geschaltet, und die Pri märwicklungen der Transformatoren 10 und 11 sind an diese Schaltung derart angeschlos sen, dass ihnen in der Phase gegeneinander verschobene Drehstromspannungen zugeführt werden.
Die einzelnen Stromrichter 1 bis 4 sind in dreiphasiger Graetzschaltung geschal tet, sie haben daher die Welligkeit einer Sechsphasenschaltung. Dadurch, dass den ein zelnen Stromrichtern auf der Wechselstrom seite gegeneinander versetzte Spannungen zu geführt werden, wird erreicht, dass die Reihenschaltung der vier Stromrichter die Welligkeit einer 24phasigen Schaltung hat.
An die Wechselstromseite der einzelnen Stromrichter sind nun in dreiphasiger Schal tung erfindungsgemäss die Kondensatoren 12, 13, 14 und 15 angeschlossen. Diese Konden satoren sind mit Rücksicht auf die günstigste Kommutierung an den Stromrichtern be messen. Sie arbeiten dabei mit den Schalt drosseln 7 der Stromrichter zusammen. An die gemeinsamen Sammelschienen 8 der Stromrie,hteranlage sind nun ausserdem noch die Kondensatoren 16 angeschlossen.
Diese dienen zur Erzeugung des Grundwellenblind- stromes, da bekanntlich bei der Umformung von Gleichstrom in Drehstrom mittels netz geführter Stromrichter eine beträchtliche Blindleistung aus dem Drehstromnetz ent nommen werden muss. Diese wird von den Kondensatoren 16 geliefert. Es ist jedoch ausserdem noch eine synchrone Blindleistungs- maschin.e 17 vorgesehen, da ein gewisser Mindestbetrag von Synchronmaschinenlei- stung bei derartigen Anlagen in Betrieb zu halten ist.
Die Kondensatoren 16 sind zu- und abschaltbar bemv. in ihrer Kapazität regelbar, während die Kondensatoren 12 bis 15 fest an den zugehörigen Stromrichter an geschlossen sind, da sie von vornherein für die günstigste Kommutierung am Stromrich ter bemessen sind.
Im Vergleich zu Anordnungen, bei denen etwa die gesamte Blindleistung der Konden satoren nur unmittelbar an den Stromrichtern oder nur an der Hauptsammelschiene 8 an geordnet ist, werden durch die Verteilung der Kondensatoren auf Stromrichter und Hauptsammelschiene folgende Vorteile er zielt:
Bei Anordnung der gesamten Konden- satorleistung unmittelbar an den Stromrich tern tritt eine wesentliche Verkleinerung der Eigenfrequenz des Entladestromkreises ein, wobei die Kommutierung verlangsamt wird und ein grosser Voreilwinkel für die Steue rung erforderlich wird, was mit Rücksicht auf den Blindleistungsbedarf ungünstig ist.
Bei Anordnung der gesamten Konden- satorleistung an der Hauptsammelschiene ist auch die Eigenfrequenz des Entladestrom- kreise,s klein, weil zwischen den Kondensa toren und der Kurzschlussstelle der kommu tierenden Phasen eine grössere Induktivität, nämlich zusätzlich die Induktivität des Transformators, liegt.
Ausserdem wird der Beitrag der Kondensatoren an der Kommu- tierung geringer wegen der geringeren Welligkeit der Spannung an der Haupt sammelschiene.