CH632874A5

CH632874A5 - Verfahren zum schutz einzelner wechselrichter gegen ueberstrom in einer hochspannungs-gleichstrom-uebertragungsanlage.

Info

Publication number: CH632874A5
Application number: CH987878A
Authority: CH
Inventors: York Rogowsky
Original assignee: Licentia Gmbh
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1978-09-21
Publication date: 1982-10-29
Also published as: GB2005495B; ATA681178A; AR215745A1; US4208691A; SE7809881L; CA1115823A; DE2742997A1; BR7806264A; DE2742997C2; SE441049B; AT371951B; IN150318B; GB2005495A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schutz einzelner Wechselrichter gegen Überstrom in einer HGÜ-Anlage, bei welchem Verfahren ein gekippter, mehreren anderen Wechselrichtern parallelgeschalteter Wechselrichter von seiner Leitung mittels eines durch Überstrom auslösbaren Gleichstrom-Schnellschalters abgeschaltet wird. Ein derartiger Schnellschalter ist durch die Technischen Mitteilungen AEG-Telefunken 66 (1976), Heft 5, Seiten 218 bis 219 bekannt.

Bei Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlagen mit mehreren parallelgeschalteten Wechselrichtern besteht das Problem des Überstromschutzes für die einzelnen Wechselrichter, wenn sie eine Kippung haben. Um die Wechselrichter zu schützen, muss nach bisheriger Auffassung dann die gesamte Anlage heruntergefahren werden, bis der gestörte Wechselrichter wieder richtig arbeitet oder abgeschaltet ist. Wird der eingangs erwähnte Gleichstrom-Schnellschalter eingesetzt, schaltet dieser den gestörten Wechselrichter in jedem Störungsfall ab. Es treten aber insbesondere bei Anlagen, die mit einer sehr knappen Spannungsreserve ausgelegt sind,

schon bei geringfügigen Netzspannungsabsenkungen Kippungen auf, die leicht durch Steuerungsmassnahmen, wie z. B. die sogenannte «Fangschaltung» oder nur durch den Einfluss der Löschwinkelregelung innerhalb von 20 ms behoben sein können (vgl. ETZ-A, Band 89 (1968), Heft 9, Seite 218). Der Gleichstrom-Schnellschalter wird jedoch auch in diesen Fällen den Überstrom schon im Entstehen unterbrechen unddabei begrenzen. Das aber führt dann bei jeder noch so harmlosen Störung zur Abschaltung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abschaltungen auf die wirklich notwendigen zu begrenzen.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung für ein Verfahren der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, dass zur Auslösung des Schnellschalters zum einen die Kippung des Wechselrichters als solche und zum anderen die dabei vorhandene Absenkung der Kommutierungsspannung am Wechselrichter erfasst werden, dass die Auslösung des Schnellschalters dann nur erfolgt, wenn die Absenkung der Kommutierungsspannung einen den ordentlichen Wechselrichterbetrieb nicht mehr gewährleistenden Mindestwert überschreitet, und dass bei einer Absenkung der Kommutierungsspannung bis auf einen den ordentlichen Wechselrichterbetrieb noch gewährleistenden Mindestwert gleichzeitig der Ansprechwert für die Überstrom-Auslösung des Schnellschalters heraufgesetzt wird.

Durch Anwendung dieses Verfahrens werden die Abschal-5 tungen für die gestörten Wechselrichter tatsächlich auf diejenigen Fälle begrenzt, in denen Schäden durch Überstrom, z. B. an den Halbleiterventilen der Wechselrichter, auftreten würden.

Unabhängig von dieser Kippungsauslösung muss der Schnellschalter eine rein stromabhängige Auslösung haben, io deren Ansprechwert jedoch mit dem bei einer einfachen Kippung auftretenden Überstrom zu koordinieren ist.

Zweckmässigerweise wird der Mindestwert der Absenkung der Kommutierungsspannung, bei dem der Schnellschalter ausgelöst wird, wenig oberhalb der stationären Spannungsgrenze 15 für die Wechselrichter-Funktion des mit nur geringer Spannungsreserve ausgelegten Wechselrichters festgelegt.

Der Grenzwert der Restspannung, der durch den Mindestwert der Absenkung der Kommutierungsspannung festgelegt ist, wird vorteilhafterweise z. B. vom über die Hochspannungs-20 Gleichstrom-Übertragungsanlage übertragenen Gleichstrom in dem Sinne abhängig gemacht, wie die stationäre Funktion des Wechselrichters stromabhängig noch möglich ist. So sind bei kleinem Gleichstrom grössere Spannungsabsenkungen zulässig als bei Betrieb mit vollem Gleichstrom. 25 Das Verfahren nach der Erfindung soll für ein Beispiel anhand der Zeichnungsfigur nachfolgend näher erläutert werden:

Die Zeichnungsfigur zeigt einen Prinzipschaltplan zum Überstromschutz eines Wechselrichters in einer Hochspan-3onungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage.

Ein Wechselrichter 1 und ein weiterer ihm parallelgeschalteter Wechselrichter 11 verbinden zusammen mit eventuellen weiteren, hier nicht dargestellten parallelgeschalteten Wechselrichtern eine Gleichstromleitung 5 mit einer Wechselstrom-35 sammelschiene 6, von der einzelne Abgriffe 20 zur weiteren Leistungsverteilung abzweigen. Dem Wechselrichter 1, dessen Ventile durch ein Steuergerät 7 zyklisch gezündet werden, ist ein Gleichstrom-Schnellschalter 3, eine Drosselspule 2 vor- und ein Transformator 4 nachgeschaltet. In gleicher Weise ist dem 40 Wechselrichter 11 ein Gleichstrom-Schnellschalter 31 und eine Drosselspule 21 vor- sowie ein Transformator 41 nachgeschaltet

Für den Wechselrichter 1 soll nun beschrieben werden, wie eine Auslösung des Schnellschalters 3 durch einen Überstrom 45 Id nach dem Verfahren nach der Erfindung erfolgt, wenn der Wechselrichter kippt. Zu diesem Zweck ist ein Kipperfassungsglied 8 vorgesehen. Das Kipperfassungsglied, das mit dem Ausgang des Steuergeräts 7 und einem Stromwandler 18 verbunden ist, stellt das Vorliegen einer Kippung dadurch fest, dass ein so von dem Steuergerät 7 abgegebener Zündimpuls für ein Ventil des Wechselrichters 1 keinen entsprechenden Strom durch den Stromwandler 18 hervorruft.

Gleichzeitig wird die Absenkung der Kommutierungsspannung am Wechselrichter 1 über einen Spannungswandler 19 55 durch zwei Vergleichsglieder 14 und 15 erfasst. Ist die Spannungsabsenkung gross, d. h. unterschreitet die Spannung U einen vorgegebenen Mindest-Spannungswert U2, bei dem ein ordentlicher Wechselrichterbetrieb nicht mehr gewährleistet ist, gibt das Vergleichsglied 15 ein Signal ab, das zusammen mit 60 dem beim Vorliegen einer Kippung des Wechselrichters 1 vom Kipperfassungsglied 8 abgegebenen Signal einem UND-Glied 13 zugeführt ist. Liegen beide Signale gleichzeitig vor, steuert der Ausgang des UND-Gliedes 13 die Auslösevorrichtung 9 des Gleichstrom-Schnellschalters 3 an und der Schalter öffnet. 65 Die übliche Überstromauslösung des Gleichstrom-Schnellschalters 3 (ohne Kippen des Wechselrichters) erfolgt über ein Stromvergleichsglied 10, das prüft, ob der über einen Stromwandler 17 erfasste Gleichstrom la grösser ist als ein vorgege-

bener Grenzwert IREF. Ist letzteres der Fall, steuert der Ausgang des Stromvergleichsgliedes 10 die Auslösevorrichtung 9 des Gleichstrom-Schnellschalters 3 zum Öffnen des Schalters an.

Für den Fall, dass die Kommutierungsspannung U bei einer Wechselrichterkippung nur geringfügig abgesenkt wird, so dass der Wechselrichterbetrieb noch gewährleistet bleibt, ist vorgesehen, dass durch das Vergleichsglied 14 bei Überschreiten einer vorgegebenen geringen Spannungsabsenkung der Ansprechwert für die Überstrom-Auslöung des Schnellschalters 3 heraufgesetzt wird. Unterschreitet also die Kommutierungsspannung U den vorgegebenen, gegenüber dem Mindest3 632874

wert U2 höheren Grenzwert Ui, gibt der Ausgang des Vergleichsgliedes 14 auf einen Summierpunkt 12 einen zusätzlichen Wert zu einem vorgegebenen, sonst den üblichen eingestellten Ansprechwert für die Überstromauslösung darstellen-5 den Stromgrenzwert IREF,, so dass der Ansprechwert Iref für die Überstromauslösung erhöht wird.

In Weiterbildung der Erfindung wird der über den Stromwandler 17 erfasste Gleichstromwert Id einem Funktionsbildner 16 zugeführt, der die Vorgabe des Mindestwertes U2 auf 10 das Vergleichsglied 15 in Abhängigkeit vom Gleichstrom Id bewirkt.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

632874 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Schutz einzelner Wechselrichter gegen Überstrom in einer HGÜ-Anlage, bei welchem Verfahren ein gekippter, mehreren anderen Wechselrichtern parallelgeschalteter Wechselrichter von seiner Leitung mittels eines durch Überstrom auslösbaren Gleichstrom-Schnellschalters abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auslösung des Schnellschalters zum einen die Kippung des Wechselrichters als solche und zum anderen die dabei auftretende Absenkung der Kommutierungsspannung am Wechselrichter erfasst werden, dass die Auslösung des Schnellschalters dann nur erfolgt, wenn die Absenkung der Kommutierungsspannung einen den ordentlichen Wechselrichterbetrieb nicht mehr gewährleistenden Mindestwert überschreitet, und dass bei einer Absenkung der Kommutierungsspannung bis auf einen den ordentlichen Wechselrichterbetrieb noch gewährleistenden Mindestwert gleichzeitig der Ansprechwert für die Überstrom-Auslösung des Schnellschalters heraufgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den ordentlichen Wechselrichterbetrieb nicht mehr gewährleistende Mindestwert der Kommutierungsspannung vom über die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsan-lage übertragenen Gleichstrom abhängig gemacht wird.