CH659742A5 - Schaltungsanordnung zur erhoehung der stabilitaet in einem von einem generator gespeisten drehstromnetz. - Google Patents

Schaltungsanordnung zur erhoehung der stabilitaet in einem von einem generator gespeisten drehstromnetz. Download PDF

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CH659742A5
CH659742A5 CH1907/83A CH190783A CH659742A5 CH 659742 A5 CH659742 A5 CH 659742A5 CH 1907/83 A CH1907/83 A CH 1907/83A CH 190783 A CH190783 A CH 190783A CH 659742 A5 CH659742 A5 CH 659742A5
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CH
Switzerland
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phase
control
windings
circuit arrangement
generator
Prior art date
Application number
CH1907/83A
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English (en)
Inventor
Josip Dobsa
Adel Dr Hammad
Original Assignee
Bbc Brown Boveri & Cie
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/001Arrangements for handling faults or abnormalities, e.g. emergencies or contingencies
    • H02J3/0014Arrangements for handling faults or abnormalities, e.g. emergencies or contingencies for preventing or reducing power oscillations in networks
    • H02J3/00142Oscillations concerning frequency
    • 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
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10Flexible AC transmission systems [FACTS]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erhöhung der Stabilität in einem von einem Generator gespeisten Drehstromnetz gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bekannt ist eine solche Schaltungsanordnung z.B. aus einem Artikel von D. O'Kelly und G. Musgrave mit dem Titel «Im-provement of power-system transient stability by phase-shift insertion», druckschriftlich veröffentlicht in Proc. IEE, Vol. 120, Nr. 2, Februar 1973, S. 247-252.
Die bekannte Schaltungsanordnung ist geeignet zur Erhöhung der transienten Stabilität im Drehstromnetz. Unter tran-sienter Stabilität ist dabei die Stabilität bezüglich der sogenannten Null-Mode-Anregung zu verstehen. Die bekannte Schaltungsanordnung wird häufig auch als Schlupfstabilisierung bezeichnet.
Neben der genannten Anregungs-Mode treten vor allem in Drehstromnetzen, welche mittels Kondensatoren seriekompensiert sind und die eine Eigenfrequenz in der Nähe einer Eigenfrequenz des mechanischen Systems aus Generator und der ihn antreibenden Turbine aufweisen, weitere, als Moden 1, 2, 3, usw. bezeichnete Anregungen auf. Diese Anregungen weisen Frequenzen unterhalb der Netzfrequenz zwischen 4 und 40 Hz auf und werden auch als subsynchrone Schwingungen oder subsynchrone Resonanzen bezeichnet. Die subsynchronen Schwingungen können im mechanischen System aus Generator und Turbine, vor allem wenn letztere aus getrennten Hochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruckteilen besteht, z.B. Torsions-schwingungen der einzelnen rotierenden Schwungmassen gegeneinander sein und haben bereits mehrfach zu Havarien geführt.
Mit der bekannten Schaltungsanordnung können subsynchrone Schwingungen nicht gedämpft werden.
Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, welche zur Dämpfung subsynchroner Schwingungen geeignet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.
Mit der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung werden subsynchrone Schwingungen schnell und wirksam gedämpft.
Die erfindungsgemässe Lösung ist technisch einfach und wirtschaftlich kostengünstig. Sie lässt sich nicht nur bei neu zu erstellenden Anlagen, sondern in vorteilhafter Weise auch in bereits bestehende Systeme integrieren.
Die zur Dämpfung der subsynchronen Schwingungen durch die Schaltungsanordnung aufzubringende Leistung beträgt nur wenige % der Leistung im Drehstromsystem und kann diesem ohne weiteres selbst entnommen werden.
Das Energieerzeugungssystem aus Generator und Turbine kann auch nach einer Anregung subsynchroner Schwingungen dauernd mit dem Drehstromnetz verbunden bleiben. Eine Abschaltung des Drehstromnetzes vom Generator ist nicht erforderlich.
Weitere Vorteile der Erfindung sowie weitere in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnete vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines von einem Generator gespeisten Drehstromnetzes mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung,
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Fig. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Schalteinheit nach der Erfindung,
Fig. 3 zwei Zeigerdiagramme mit Spannungszeigern,
Fig. 4 zwei Zeitdiagramme mit einer ungedämpften sowie einer erfindungsgemäss gedämpften subsynchronen Schwingung und
Fig. 5 ein weiteres Blockschaltbild des Drehstromnetzes mit einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung.
In den Figuren sind übereinstimmende Teile mit übereinstimmenden Bezugszeichen zu sehen.
In Fig. 1 ist mit 1 eine Turbine bezeichnet, welche einen 3-Phasen-Drehstromgenerator 2 antreibt. Der Generator 2 speist über einen Blocktransformator 3 ein Drehstromnetz 4. Die Phasen des Drehstromnetzes 4 sind mit R, S und T bezeichnet.
Der Blocktransformator 3 weist im Dreieck geschaltete, ge-neratorseitige Drehstromwicklungen 3.1R, 3.IS, 3.IT, im Stern geschaltete netzseitige Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T sowie Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T auf.
Wie sich aus der Bezeichnungssystematik bereits erkennen lässt, sind die Regelwicklung 3.3R und die netzseitige Drehstromwicklung 3.2R gemeinsam der generatorseitigen Drehstromwicklung 3.1R zugeordnet,d.h. der gesamte, in der generatorseitigen Drehstromwicklung 3.1R erzeugte Fluss ist bis auf unvermeidliche Streuverluste sowohl durch die Regelwicklung 3.2R als auch die netzseitige Drehstromwicklung 3.3R hindurchgeführt. Entsprechend sind die Regelwicklung 3.3S und die netzseitige Drehstromwicklung 3.2S gemeinsam mit der generatorseitigen Drehstromwicklung 3.IS und die Regelwicklung 3.3T und die netzseitige Drehstromwicklung 3.2T gemeinsam der generatorseitigen Drehstromwicklung 3.IT zugeordnet.
Der Sternpunkt 3.4 des Blocktransformators 3 liegt nicht in diesem selbst, sondern in einer Schalteinheit 5 und ist dort auch geerdet. Zwischen den Sternpunkt 3.4 und die netzseitigen Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T sind mittels der Schalteinheit 5 die Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T in Reihe schaltbar.
Ein Beispiel für den Aufbau der Schalteinheit 5 zeigt Fig.2. In dieser sind wieder Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T und die Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T dargestellt. Letztere sind jeweils in einem Diagonalzweig von Brückenschaltungen 5.1R, 5.IS, 5.IT angeordnet. Parallel zu den Diagonalzweigen liegen die Zweige der Brückenschaltungen 5.1R, 5.IS, 5.IT, die in jedem ihrer Teilzweige Schalter enthalten. So sind in den Teilzweigen des im Sinne von Fig. 2 linken Zweigs der Brückenschaltung 5.1R die Schalter 5.1.1R und 5.1.2R angeordnet. In den Teilzweigen des im Sinne von Fig. 2 rechten Zweigs der Brückenschaltung 5.1R sind die Schalter 5.1.3R und 5.1.4R angeordnet. In den Teilzweigen des im Sinne von Fig. 2 linken Zweigs der Brückenschaltung 5.IS sind die Schalter 5.1.IS und 5.1.2S angeordnet. In den Teilzweigen des im Sinne von Fig. 2 rechten Zweigs der Brückenschaltung 5.IS sind die Schalter 5.1.3S und 5.1.4S angeordnet. In gleicher Weise sind in den Teilzweigen des im Sinne von Fig. 2 linken Zweigs der Brückenschaltung 5.IT die Schalter 5.1.IT und 5.1.2T angeordnet. In den Teilzweigen des im Sinne von Fig. 2 rechten Zweigs der Brückenschaltung 5.IT sind schliesslich die Schalter 5.1.3T und 5.1.4T angeordnet. Alle vorgenannten Schalter sind steuerbar und weisen daher mindestens einen Steuereingang auf. Vorzugsweise finden Thyristorschalter, aufgebaut aus antiparallelen Thyristoren, für die Schalter Verwendung.
An einen Schaltungspunkt der Brückenschaltung 5.1.R zwischen den Schaltern 5.1.1R und 5.1.2R ist die netzseitige Drehstromwicklung 3.2T des Blocktransformators 3 angeschlossen. An einem Schaltungspunkt der Brückenschaltung 5.IS zwischen den Schaltern 5.1.1S und 5.1.2S ist die netzseitige Drehstromwicklung 3.2R des Blocktransformators 3 angeschlossen. An einen Schaltungspunkt der Brückenschaltung 5.IT zwischen den Schaltern 5.1. IT und 5.1.2T ist die netzseitige Drehstromwicklung 3.2S des Blocktransformators 3 angeschlossen.
Die Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T sind über die Brückenschaltung 5.1R, 5. IS, 5.IT mit den netzseitigen Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T des Blocktransformators 3 also im Zickzack verschaltet.
Die Schaltungspunkte zwischen den Schaltern 5.1.3R und 5.1.4R, zwischen den Schaltern 5.1.3S und 5.1.4S und zwischen den Schaltern 5.1.3T und 5.1.4T sind gemeinsam mit dem Sternpunkt 3.4 des Blocktransformators 3 verbunden.
Am Beispiel der Brückenschaltung 5.1R sollen nun die beiden möglichen Zuschaltungsarten der Regelwicklung 3.3R zur netzseitigen Drehstromwicklung 3.2T erläutert werden. Für die Brückenschaltungen 5.IS, 5.IT, die Regelwicklungen 3.3S, 3.3T sowie die netzseitigen Drehstromwicklungen 3.2S und 3.2T gilt Entsprechendes. Die Zuschaltung der Regelwicklung 3.3R zur netzseitigen Drehstromwicklung 3.2T kann einerseits erfolgen durch Schliessen der Schalter 5.1.1R und 5.1.4R bei geöffneten Schaltern 5.1.2R und 5.1.3R, im folgenden als erste Zuschaltungsart bezeichnet. Sie kann zum anderen erfolgen durch Schliessen der Schalter 5.1.2R und 5.1.3R bei geöffneten Schaltern 5.1.1R und 5.1.4R, im folgenden als zweite Zuschaltungsart bezeichnet. Der Wechsel von einer Zuschaltungsart zur anderen Zuschaltungsart entspricht einer Vertauschung der Anschlüsse der Regelwicklung 3.3R.
Sind die Schalter 5.1.1R und 5.1.3R geschlossen und die Schalter 5.1.2R und 5.1.4R offen, so ist die netzseitige Drehstromwicklung 3.2T direkt mit dem Sternpunkt 3.4 verbunden. Die Regelwicklung 3.3R ist in diesem Fall nicht zugeschaltet. Entsprechendes gilt, wenn die Schalter 5.1.2 und 5.1.4 geschlossen und die Schalter 5.1.1 und 5.1.3 offen sind.
Aus der Zick-Zack-Verschaltung der Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T mit den netzseitigen Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T und ihrer Zuordnung zu den generatorseitigen Drehstromwicklungen 3.1R, 3.IS, 3.IT folgt, dass die Spannungen U3.3R, U3.3S, U3.3T in den Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T gegenüber den Spannungen U3.2R, U3.2S, U3.2T in den jeweils zugeordneten netzseitigen Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T phasenverschoben sind und zwar gemäss der vorstehend definierten ersten Zuschaltungsart jeweils um 120° voreilend und gemäss der vorstehend ebenfalls definierten zweiten Zuschaltungsart um 60° nacheilend.
Fig. 3 zeigt die genannten Spannungen dargestellt als Zeiger in Zeigerdiagrammen, wobei die Phasenfolge R, S, T, d.h. der Drehsinn des Drehstromnetzes, als mit dem Uhrzeigersinn übereinstimmend angenommen wurde. Unter a) ist in Fig. 3 die Zuschaltung der Regelwicklungen nach der ersten und unter b) nach der zweiten Zuschaltungsart dargestellt. Die aus der Summe der Spannungen U3.3R, U3.3S, U3.3T in den Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T und den Spannungen U3.2R, U3.2S, U3.2T in den jeweils zugeordneten netzseitigen Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T resultierenden Phasenspannungen UR, US, UT im Drehstromnetz, sind in dem unter a) dargestellten Fall gegenüber den Spannungen U3.2R, U3.2S, U3.2T in den netzseitigen Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T — die bei nicht zugeschalteten Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T gleich den Phasenspannungen UR, US, UT sind — mit dem Drehsinn des Drehstromnetzes und in dem unter b) dargestellten Fall entgegen dem Drehsinn des Drehstromnetzes phasenverschoben.
Neben der Phasenverschiebung ergibt sich durch die Zuschaltung der Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T in beiden Fällen auch noch eine Amplitudenänderung der resultierenden Phasenspannungen UR, US, UT.
Die durch die Zuschaltung der Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T bewirkte Phasenverschiebung bzw. Phasendrehung und Amplitudenänderung der Phasenspannungen UR, US, UT wird auch als Schrägregelung bezeichnet und ist an sich bekannt.
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Der Blocktransformator 3 kann in diesem Sinne als Schrägregeltransformator bezeichnet werden.
Der Schalteinheit 5 ist, wieder mit Bezug auf Fig. 1, eine Steuereinheit 6 zugeordnet. Diese ist mit dem Ausgang eines Messsignalgebers 7 beaufschlagt. Der Messsignalgeber 7 erfasst eine die subsynchronen Schwingungen enthaltende physikalische Grösse, insbesondere die Differenz aus der momentanen Rotationsfrequenz co des Generators 2 und einer Sollfrequenz eoo des Generators 2, z.B. 50 Hz, und leitet diese der Steuereinheit 6 als Messsignal Aco zu. Als die subsynchronen Schwingungen enthaltende Grössen können auch eine Spannung, ein Strom, eine Frequenz oder ein Wellendrehmoment vom Messsignalgeber 7 erfasst werden.
Der Messsignalgeber 7 braucht im einzelnen nicht beschrieben zu werden, da er in an sich bekannter Weise aus bekannten Elementen aufgebaut sein kann. Vorzugsweise ist die momentane Rotationsfrequenz es des Generators 2 durch den Messsignalgeber 7 jedoch möglichst nahe am Zentrum des Generators 2 abgeleitet.
Die Steuereinheit 6 erzeugt aus dem in der Regel sinusförmigen Messsignal Aco binäre und zueinander komplementäre Steuersignale B und B und leitet diese der Schalteinheit 5 zu. Die Steuereinheit 6 weist zu diesem Zweck z.B. eingangsseitig einen Rechteckumformer auf, welcher bei negativer Polarität des Messsignals Arn an seinem Ausgang spannungsmässig einen «Eins-Zustand» und bei positiver Polarität einen «Null-Zu-stand» erzeugt. Mit Vorteil ist dem Rechteckumformer noch ein Verzögerungsglied nachgeschaltet, dessen Verzögerung vorzugsweise so eingestellt ist, dass sich eine Phasenverschiebung von 320° bzw. —40° bezogen auf die Periode des Messsignals Aco ergibt. Das so gebildete verzögerte Signal entspricht dem Steuersignal B. Das komplementäre Steuersignal B kann mittels eines Invertiergliedes aus dem Steuersignal B gebildet werden.
In der Schaltungseinheit 5 ist das Steuersignal B mit den Steuereingängen der Schalter 5.1.1R, 5.1.4R, 5.1. IS, 5.1.4S, 5.1.IT und 5.1.4T verbunden. Das komplementäre Steuersignal B ist in der Schalteinheit mit den Steuereingängen der Schalter 5.1.2R, 5.1.3R, 5.1.2S, 5.1.3S, 5.1.2T und 5.1.3T verbunden. In Fig. 2 ist an den Steuereingängen der Schalter jeweils vermerkt mit welchem Steuersignal sie verbunden sind.
Sind die Steuersignale B oder B im «Eins-Zustand», so sind die jeweils angesteuerten Schalter geschlossen, andernfalls, während des «Null-Zustands» der Steuersignale B oder B, sind sie offen. Im «Eins-Zustand» des Steuersignals B sind die Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T zu den netzseitigen Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T nach der ersten Zuschaltungsart zugeschaltet. Im «Eins-Zustand» des komplementären Steuersignals B sind sie nach der zweiten Zuschaltungsart zugeschaltet.
Im «Eins-Zustand» des Steuersignals B, welcher wegen der durch das Verzögerungsglied eingeführten Phasenverschiebung nicht vollständig, jedoch überwiegend während der negativen Halbperioden des Messsignals Aco besteht, resultiert in allen Phasen R, S, T eine Phasenverschiebung bzw. Phasendrehung mit dem Drehsinn des Drehstromnetzes 4. In gleicher Weise resultiert im «Eins-Zustand» des komplementären Steuersignals B, welcher überwiegend während der positiven Halbperioden des Messsignals Aco besteht, in allen Phasen R, S, T eine Phasendrehung entgegen dem Drehsinn des Drehstromnetzes 4.
Die sich ergebende, mit dem Messsignal Aco periodische Phasendrehung im Drehstromnetz 4 stellt eine äusserst wirkungsvolle Dämpfung für die subsynchronen Schwingungen dar. Dabei ist es ausreichend, den Betrag der Spannungen U3.3R, U3.3S, U3.3T in den Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T auf etwa 49b des Betrags der Spannungen U3.2R, U3.2S,
U3.2T in den netzseitigen Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T bzw. in den Phasen R, S, T zu bemessen. Insofern sind in Fig. 3 die Spannungen U3.3R, U3.3S, U3.3T in den Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T relativ zu den Spannungen IJ3.2R, U3.2S, U3.2T in den netzseitigen Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T weitaus zu gross dargestellt.
In Fig. 4 ist unter a) eine subsynchrone Schwingung dargestellt, deren Amplitude mit der Zeit, ohne die dämpfende Wirkung der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung dramatisch anwächst. Unter b) ist eine subsynchrone, durch die erfindungs-gemässe Schaltungsanordnung gedämpfte Schwingung dargestellt. Diese Schwingung erreicht in vorteilhafter Weise im Vergleich zu der unter a) dargestellten ungedämpften Schwingung keine nennenswerten Amplituden und ist schon nach wenigen Schwingungsperioden praktisch völlig abgeklungen.
Fig. 5 zeigt, wie Fig. 1, ein Blockschaltbild des Drehstromnetzes 4 jedoch mit einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung. Hier sind abweichend von der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform, die Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T nicht im Blocktransformator 3 integriert. Sie sind hier die sekundärseitigen, nunmehr mit 8.2R, 8.2S, 8.2T bezeichneten Drehstromwicklungen eines mit seinen primärseitigen Drehstromwicklungen 8.1R, 8.IS, 8.IT an die Phasen R, S, T des Drehstromnetzes 4, insbeondere auf der Generatorseite des Blocktransformators 3 angeschlossenen Serientransformators 8. Der Blocktransformator ist in dieser Ausführungsform kein Schrägregeltransformator. Wie bei der ersten Ausführungsform liegt der Sternpunkt des Blocktransformators 3 auch hier wieder in der Schalteinheit 5. Deren Schaltaufbau und Funktionsweise stimmt, ebenso wie der Schaltaufbau und die Funktionsweise der Steuereinheit 6 und des Messsignalgebers 7, mit dem Schaltaufbau und der Funktionsweise gemäss der ersten Ausführungsform überein. Insbesondere sind die Regelwicklungen 8.2R, 8.2S, 8.2T wieder in den Diagonalzweigen der Bruckenschaltung 5.1R, 5.IS, 5.IT angeordnet und zwar die Regelwicklung 8.2R in der Brückenschaltung 5.1R, die Regelwicklung 8.2S in der Brückenschaltung 5. IS und die Regelwicklung 8.2T in der Brückenschaltung 5.IT. Die entsprechenden neuen Bezeichnungen der Regelwicklungen sind in Fig. 2 in Klammern jeweils vermerkt. Durch die Zick-Zack-Verschaltung der Regelwicklungen 8.2R, 8.2S, 8.2T mit den netzseitiges Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T des Blocktransformators 3 in der Schalteinheit 5 resultiert auch bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung, je nach Zuschaltungsart eine 120° oder 60° Phasenverschiebung zwischen den Spannungen in den Regelwicklungen 8.2R, 8.2S, 8.2T in den jeweils zugeordneten netzseitigen Drehstromwicklungen 3.2R, 3.2S, 3.2T. Entsprechend ergibt sich eine, die subsynchronen Schwingungen dämpfende, mit dem Messsignal Aco periodische Phasendrehung im Drehstromnetz 4.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung lässt sich in vorteilhafter Weise bei bereits installierten Drehstromnetzen kostengünstig realisieren, während der ersten Ausführungsform der Erfindung bei neu zu erstellenden Anlagen der Vorzug zu geben ist.
In den beiden Ausführungsformen der Erfindung können die Regelwicklungen 3.3R, 3.3S, 3.3T bzw. 8.2R, 8.2S, 8.2T noch seriell unterteilt sein in mehrere Teil-Regelwicklungen, wobei deren Grösse bzw. Windungszahl vorzugsweise nach einer Potenzreihe abgestuft sein kann. Pro Teil-Regelwicklung wäre dann jeweils eine Brückenschaltung in der Schalteinheit 5 vorzusehen. Die Unterteilung bringt den Vorteil, die Dämpfung der subsynchronen Schwingung der jeweiligen Erregungsstärke optimal anzupassen und die Schwingungen mit dem jeweils geringsten Energieeinsatz zum Verschwinden zu bringen.
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Claims (10)

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1. Schaltungsanordnung zur Erhöhung der Stabilität in einem von einem Generator gespeisten Drehstromnetz, bei welcher a) mittels einer Schalteinheit zu jeder Phase des Drehstromnetzes in Reihe eine Regelwicklung schaltbar ist,
b) die Schalteinheit von einer Steuereinheit angesteuert ist,
c) die Steuereinheit mit einem mittels eines Messsignalgebers vom Generator abgeleiteten Messsignal beaufschlagt ist und d) in den Regel Wicklungen Spannungen induziert sind, welche gegenüber den Spannungen in den jeweils nach Zuschaltung in Reihe liegenden Phasen phasenverschoben sind,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Dämpfung subsynchroner Schwingungen im Drehstromnetz (4)
e) das Messsignal (Ao>) durch den Messsignalgeber (7) von einer die subsynchronen Schwingungen enthaltenden physikalischen Grösse abgeleitet ist und f) die Schalteinheit (5) durch die Steuereinheit (6) derart gesteuert ist, dass aus der durch sie bewirkten Zuschaltung der Regelwicklungen (3.3R bzw. 8.2R, 3.3S bzw. 8.2S, 3.3T bzw. 8.2T) bei positiver/negativer Polarität des Messsignals (Ara) in jeder Phase (R, S, T) eine Phasendrehung überwiegend entgegen/mit dem Drehsinn des Drehstromnetzes (4) resultiert.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenlage der Spannungen in den Regelwicklungen (3.3R bzw. 8.2R, 3.3S bzw. 8.2S, 3.3T bzw. 8.2T) mit der Phasenlage der Spannungen in denjenigen Phasen übereinstimmt, welche in der Phasenfolge des Drehstromnetzes (4) den Phasen, mit denen die Regelwicklungen nach Zuschaltung jeweils in Reihe liegen, jeweils voreilen.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelwicklungen (3.3R bzw. 8.2R, 3.3S bzw. 8.2S, 3.3T bzw. 8.2T) jeweils sternpunkt-seitig mit den Drehstromwicklungen (3.2R, 3.2S, 3.2T) eines den Generator (2) und das Drehstromnetz (4) verbindenden Blocktransformators (3) in Reihe schaltbar sind.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelwicklungen (3.3R bzw. 8.2R, 3.3S bzw. 8.2S, 3.3T bzw. 8.2T) in mehrere Teil-Regel-wicklungen mit abgestufter Windungszahl unterteilt sind.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (5) pro Regelwicklung (3.3R bzw. 8.2R, 3.3S bzw. 8.2S, 3.3T bzw. 8.2T) bzw. pro Teil-Regelwicklung jeweils eine Brückenschaltung (5.1R, 5.IS, 5.IT) mit in jedem Teilzweig ihrer Zweige angeordneten Schaltern (5.1.1R - 5.1.4R, 5.1.IS - 5.1.4S, 5.1.IT -5.1.4T) aufweist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelwicklungen (3.3R bzw. 8.2R, 3.3S bzw. 8.2S, 3.3T bzw. 8.2T) bzw. Teil-Regelwicklungen jeweils in Diagonalzweigen der Brückenschaltungen (5.1R, 5.IS, 5. IT) angeordnet sind.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (5.1.1R - 5.1.4R, 5.1.IS - 5.1.4S, 5.1.IT - 5.1.4T) aus antiparallelen Thyristoren aufgebaute Thyristorschalter sind.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal durch den Messsignalgeber (7) von einer Spannung, einem Strom, einer Frequenz oder einem Wellendrehmoment, insbesondere jedoch von der Differenz aus der momentanen Rotationsfrequenz (co) des Generators (2) und einer Sollfrequenz (eoo) abgeleitet ist.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelwicklungen (3.3R, 3.3S, 3.3T) im Blocktransformator (3) nach Art eines Schrägregeltransformators integriert und mit den netzseitigen Drehstromwicklungen (3.2R, 3.2S, 3.2T) im Zick-Zack verschaltet sind.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelwicklungen (8.2R, 8.2S, 8.2T) die sekundärseitigen Drehstromwicklungen eines primärseitigen an das Drehstromnetz (4) insbesondere auf der Generatorseite des Blocktransformators (3) angeschlossenen Serientransformators (8) sind.
CH1907/83A 1983-04-08 1983-04-08 Schaltungsanordnung zur erhoehung der stabilitaet in einem von einem generator gespeisten drehstromnetz. CH659742A5 (de)

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