DE2905272C2 - Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage - Google Patents

Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage

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DE2905272C2
DE2905272C2 DE2905272A DE2905272A DE2905272C2 DE 2905272 C2 DE2905272 C2 DE 2905272C2 DE 2905272 A DE2905272 A DE 2905272A DE 2905272 A DE2905272 A DE 2905272A DE 2905272 C2 DE2905272 C2 DE 2905272C2
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    • 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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Description

kennzefcbneUalein Gleichstromfilter (8) zwischen Swec^chter(5)unddemG,eichstromste,,er
Anspruches 1. Eine solche Anlage ist aus der DE-OS
23 50 778 bekannt ^ ^ ^ HGO.Obertragungsleitung mittels ei-
ner dritten Station anzapfe* so kann dies durch Reihenschaltung oder Parallelschaltung geschehen. Bei der Reihenschaltung liegt der Stromnchter der dritten Station in Reihe mit den übrigen Stationen. D.ese, be.sp.elsweise aus der DE-OS 25 38511 bekannte'■**£»££ den Nachteil, daß der Stromnchter der dnUen Mation für den vollen Ubertragungsstrom ausgelegt werden muß. Wird dagegen der dritte Stromnchter parallel zu den anderen beiden Stromrichtern angeschlosser,wie dies be.sp.elswe.se aus der Druckschnft VDE-Fachberichte 1968, Seite 19 bekannt .st so braucht der Wedv ,5 selrichter dieser Station nur ür den an der A^pfefcUe entnommenen Strom ausgelegt zu werden_ AHerdrngs muß der Wechselnder .n d.esem Falle fur d.e volle Leitungsgleichspannung bemessen werden. Dies bedeu- ^ ^ ^ ^ Energieentnahme ^1 . für Leistun-
gen wirtschaftlich ist die in derselben Größenordnung
ParanekoSnsator(21)undeineReihendrosscl(20) sowieeiieangaSg diode (22) enthält, die so ge-
sXeUst^^^^^^
satorszurückzumGleichstromsteller^nichtmög-
4 HGÜ-Anlage nach einem der vorhergehenden SÄchgekennzeichnetdaßeinGleich- SS (7) zwischen dem Gleichstromsteller (6)
ihii A lit ΑΑdadurch ge-
eine Reimaß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt be. der an der Anzapfstelle der Hauptgle.chspannungsie,-
zen angeschlossen werden. Bei dieser bekannten Anordnung wird an die Hauptgle.chspannungsle, ung e.n Gleichstromumr.chter nut e'n.^n Wechsels,romzw^ schenkreis angeschlossen. Unabhängig davon, wie hoch die Spannung der angeschlossenen Nebengle-chspan-
nungsleilung ist benötigt der verwendete Gle.chstrom-
ge^cÄ^Sr^i^ VerSSni von Einschaltüberspannungen über zwei SraHele Schaltglieder an die Gleichstromieitung (siangeschlossen ist, von denen das eine Schaltglied (52) mit einem Widerstand (54) in Reihe ge-Zwischenwechselspannungsnetz wechselstromse.t.g miteinander verbunden s.nd. Es .st also eine solche Anlage hinsichtlich des Stromr.chteraufwandes bei kleiner Abnahmeleistung ebenso unwirtschaftlich wie ein en -
ää=:sä
g;^
r±ngtnr (54) nach erfol8ter ^^ϊ^^
7 HGOAnlage nach einem der vorhergehenden 50 schenkreis angeschlossen sind, sowie darin daß der
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromzwischenkre.s die Bl.ndle.stung fur die
GleKromsteller (6) einen impulsgesteuerlen Thy- Teilstromrichter liefern muß, bei denen es s.ch um nor-
ri Sr (15°und einen Schwingungskreis (16,17) zum male netzkommutierte .S^"1"^6^"0"^
Löschen des Thyristors (15) und in Reihe damit eine Schließlich können bei der bekannten
(6) einengimpUlsgesteuer.en Thyristor (15) enthält. der mit einer forcierten Löschschaltung (30) in Reihe bo und mit einer Entlastungsschaltung (40) zur endgOhigen Löschung dcsThyrislors parallelgcschallct ist. 6
Die Erfindung betrifft eine Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Äitnndun. liegt die. Aufgabe zugrunde, eine Hochspannungsgle.chstromuoerWngSanlage der eingangs genannten Art zu entwKkelabei^der die dnUe Station auch dann, wenn■ *« Nenn te.^^™ sehr klein ist. in wirtschaftlicher Weise hergestellt und betrieben werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Hochspannungs-Gleichslrom-Übcriragungsanlagc nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Ansprudies I genannten Merkmale hat.
3 4
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind In l2 so gesteuert wird, daß der Wechselrichter einen be-
den Unteransprüchen genannt stimmten gewünschten Gleichstrom führt Eine andere
Gemäß der Erfindung wird also die hohe Spannung Steuermöglichkeit besteht darin, genau umgekehrt zu
der Gleichstromleitung in der leistungsschwachen Ent- verfahren, das heißt das Steuerglied 9 in Abhängigkeit
nahmestation mit Hilfe eines Gleichstromstellers auf ei- 5 des Stromes des Transduktors 12 und das Steuerglied 10
nen der gewünschten Wechselrichterleistung angemes- in Abhängigkeit der Spannung am Spannungsteiler 11
senen wirtschaftlichen Wert herabgesetzt Ein solcher zusteuern.
Gleichstromsteller kann der Leistungsgröße der Ent- Die zwischen den Stromrichterstationen 1 und 2
nahmestation angepaßt werden, und der Gesamtauf- übertragene Leistung wird in bekannter Weise dadurch
wand an Ventilen und sonstigen Bauteilen ist weit gerin- io gesteuert, daß die Stationen von einem gemeinsamen
ger als für einen Wechselrichter, der für die volle Lei- Steuerglied 13 gesteuert werden, welches zwischen den
tungsspannung ausgelegt ist Ein weiterer Vorteil der Strombefehlen für die beiden Stromrichterstationen ein
Erfindung besteht darin, daß der Gleichstromsteller eine bestimmtes Strommarginal (Differenz zwischen den
Sperre zwischen der Gleichstromleitung und dem beiden Strombefehlen) festlegt Dabei muß auch der
Wechselrichter bildet über die sich keine Störungen 15 von der Station 4 entnommene Strom berücksichtigt
fortpflanzen können. werden. Aus diesem Grunde wird das Signal vom Trans-
Gleichstromsteller zu dem hier vorgesehenen Zweck duktor 12 auch dem Steuerglied 13 zugeführt Dies kann werden mit impulsgesteuerten Ventilen und Löschkrei- über ein transformierendes Glied Ϊ4 erfolgen, durch sen ausgeführt Solche Umformer sind zumindest teil- welches der Strom des Transduktors 12 auf das Spanweise aus Niederspannungsanlagen bekannt Die Erfin- 20 nungsniveui der Leitung 3 umgesetzt wird Das Glied dung betrifft zugleich eine Weiteresjtwicklung solcher 14 ist jedoch nur symbolhaft zu vers'/^en, da es sich nur Umformer, um sie für Hochspannung besse- geeignet damm handelt verschiedene Signale demselben Spanzu machen. nungsniveau anzupassen, was auch durch eine Anpas-
Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläu- sung des Signalgebers selbst beispielsweise des Transtert werden. Es zeigt 25 duktors 12, oder durch Aufschaltung der Signale auf
F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, darge- angemessene Widerstandswerte geschehen kann,
stellt als Blockschaltbild, Wenn die Nennleistung des Wechselrichters 5 im Ver-
F i g. 2 eine detailliertere Ausführung der Schaltung hältnis zu den Stromrichterstationen 1 und 2 klein ist,
nach F ig. 1, dann kann auf die Verbindung zwischen den Gliedern 12
Fig.3 Strom- und Spannungsdiagramme für die 30 und 13 eventuell verzichtet werden, wenn man das
Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage Strommarginal für die beiden Stromrichterstationen 1
nach der Erfindung, und 2 so groß bemißt daß es stets größer als der über
F i g. 4 das Glied 9 aus F i g. 2 in detaillierterer Dar- die Station 4 entnommene Strom ist
stellung, F i g. 2 zeigt die Anordnung nach F i g. 1 detaillierter.
F i g. 5 eine andere Ausführungsform eines Gleich- 35 Der Gleichstromsteller S besteht aus einem vom Im-
stromstellers für eint Hochspannungs-Gleichstrom- pulssteuerglied 9 gesteuerten Thyristorventil 15 und ei-
Obertragungsanlage gemäß der Erfindung. nem Löschkreis in Form eines Schwingungskreises, der
F i g. 1 zeigt eine HGÜ-Anlage mit mindestens zwei aus einer Drossel 16 und einem Kondensator 17 besteht
Stromrichterstationen (eine Gleich- und eine Wechsel- Das Thyristorventil 15 muß so viele in Reihe geschaltete
richterstation) 1 und 2, die über die Gleichstromleitung 3 40 Thyristoren enthalten, daß es die. gewünschte Span-
mheinander verbunden sind. Ferner ist eine dritte Sta- ncngsreduktion von der Leitung3 zum Wechselrichters
tion 4 vorhanden, die zum Zwecke der Entnahme von beherrschen kann. Ferner gehört zum Gleichstromstel-
elektrischer Energie an die Leitung 3 angeschlossen ist ler 6 eine Ausgangsdrossel 18 mit einer Freilaufdiode 19.
Jede der drei Stationen ist normalerweise an ein Wech- Um sicherzustellen, daß der Kondensator J7 in ange-
selstromnetz angeschlossen. 45 messener Zeil auf die gewünschte Spannung aufgeladen
Die Station 4 enthält einen Wechselrichter 5 und ei- wird, muß die Drossel 18 bedeutend, beispielsweise eine
nen Gleichstromsteller 6. Der Gleichstromsteller 6 setzt Zehner-Potenz, größer als die Drossel 16 sein,
die Gleichspannung der Leitung 3 auf einen solchen Das Filter 8 kann ein einfaches Gleichspannungsfilter
Wert herab, für welchen sich wirtschaftliche Abmessun- mit Glättungsdrossel 20 und Glättungskondensator 21
gen des Wechselrichter unter Berücksichtigung seiner so sein. Dank dieses Filters ist es möglich, die Abmessun-
Nennleistung ergeben. Der Gleichstromsteller ist mit- gen der Drossel 13 klein zu halten. Um zu verhindern,
seiner Ei.igangsseite über ein Glättungsfilter 7 an die daß sich der Kondensator 21 zurück auf den Kondeiua-
Gleicitstromleitung angeschlossen. Die Ausgangsseite tor 17 entlädt, ist die Diode 22 vorgesehen,
des Gleichstromstellers ist über ein weiteres Glättungs- Das Filter 7 besteht ebenso wie das Filter 8 aus einem
filter 8 an den Wechselrichter 5 angeschlossen. Das FiI- 55 Kondensator 51 und einer Drossel 55. Ferner ist auch
ter 7 ist ein Gleichstromfilter, beispielsweise entspre- eine Diode 56 vorgesehen, um zu verhindern, daß sich
chend dem schwedischen Patent Nr. 1 34 397. Der Auf- der Kondensator 51 bei einem Wegfall der Spannung
bau des Filters 8 ist genauer in, F i g. 2 dargestellt. auf der Leitung 3 auf diese Leitung entlädt Um beim
Der Gleichstromsteller 6 und der Wechselrichter 5 Einschalten der Station 4 Schaltüberspannungen aufsind mit Steuergliedern 9 bzw. 10 versehen, und zu de- 60 grund der Ladung des Kondensators 51 zu vermeiden, ren Steuerung sind spannungs- und strommessende wird die Station in erster Linie über den Schalter 52 in Glieder vorgesehen, beispielsweise in Form eines Span- Reihe mit dem Widerstand 54 eingeschaltet Nachdem nungsteilers 11 und eines Transduktors 12. der Kondensator aufgeladen ist, kann der Widerstand
Dabei kann die Steuerung des Steuergliedes 9 in Ab- 54 über den Schalter 53 kurzgeschlossen werden, wohängigkeit der Spannung am Spannungsteiler 11 so ge- 65 nach der Schalter S2, zweckmäßigerweise geöffnet wird, steuert werden, daß am Wechselrichter eine bestimmte Die Abschaltung der Station 4 kann durch öffnen des gewünschte Gleichspannung liegt, während das Steuer- Schalters 53 geschehen, falls dieser ein Gleichstromglied 10 in Abhängigkeit des Stromes vom Transduktor schalter ist. Andernfalls kann man durch Schließen des
Schalters 57 den Erdschlußschutz der Leitung 3 veranlassen, die Leitungsspannung auf Null herunter zu steuern, worauf der Schalter S3 geöffnet werden kann. Nach Abschaltung der Station 4 kann der Kondensator SI Ober den Schalter 58 entladen werden.
F i g. 3a zeigt die Spannungen an verschiedenen Stellen der Anlage und Fig.3b zeigt die entsprechenden Ströme.
Die Leitungsspannung Ui wird als konstant angesehen. Zum Zeitpunkt fi wird das Ventil 15 gezündet, und in der Drossel 16 wächst ein Stromimpuls /it an, wobei der Kondensator 17 auf die Spannung Uv aufgeladen wird. Im Zeitpunkt (2 hat der Kondensator 17 seine Höchstspannung Uu erreicht, der Ladestrom /i6 wird Null, und das Ventil 15 wird gelöscht. Der Kondensator
17 entlädt sich Ober der Drossel 18 mit dem Strom /m für den Kondensator 21. Zum Zeitpunkt ij hat sich der Kondensator 17 entladen, und die Diode 19 übernimmt den durch die Drossel io fücuendcn Strom bis zum Zeitpunkt tt, in dem das Thyristorventil 15 wieder gezündet wird, worauf die Spannung Um und der Strom /n, wieder anwachsen.
Infolge der Glättung des Stromes durch die Drosseln
18 und 20 und den Filterkondensator 21 werden die Kondensatorspannung Un und der Drosselstrom /jo für den Wechselrichter 5 einigermaßen konstant.
Das Ventil 15 erhält vom Impulssteuerglied 9 kurze Impulse. Die Impulse sind kürzer als das konstante Intervall /|— tj. Durch Änderung der Frequenz dieser Impulse wird die Frequenz der Ladeimpulse Um für den Kondensator 17 und damit die mittlere Spannung (Λι am Kondensator 21 und/oder der mittlere Strom /w in der Drossel 20 geändert Wie bereits erwähnt, wird das Impulssteuerglied 9 von einer der beiden genannten Größen gesteuert, während das Steuerglied 10 des Wechselrichters 5 von der anderen Größe gesteuert auf das Steuerglied 37 für die Löschschaltung gegeben, wobei in erster Linie zwei diagonal gegenüberliegende Thyristoren der Brücke, beispielsweise 32 und 33, gezündet werden und der Kondensator 36 mit der einge- zeichneten Polarität aufgeladen wird. Wenn das Meßgerät 35 das Erreichen einer bestimmten Spannung erfaßt, dann wird der Thyristor 31 gezündet, und der Strom fließt direkt durch die Thyristoren 15,31 und 33. Beim Löschen des Ventils 15 im Zeitpunkt h gemäß F i g. 3 wird der Thyristor 34 gezündet, wobei der Thyristor 33 durch Entladung des Kondensators 36 gelöscht wird. Bei fortschreitender Umladung des Kondensators 36 wächst die Spannung an, bis das Ventil 43 zündet und der Strom auf den Entlastungskreis 40 kommutiert und das Thyristorventil 15 erlischt.
Welchem der beiden Spannungsumformer gemäß Fig.2 oder 5 mit zugehörigen Löschkreisen man den Vorzug gibt, kann von der Wahl der Bausteine abhängen. Auch andere bekannt? Gleichspannungsumformer und Löschkreise kommen in Betracht. Es ist auch möglich, das Thyristorventil 15 mit löschbaren Thyristoren zu versehen.
Die Löschschaltung 30 gemäß F i g. 5 ist in übrigen nur als Beispiel aufzufassen. Sie kann durch andere be kannte Schal tungen ersetzt werden.
Wenn die Übertragungsleitung 3 in F i g. 1 zweipolig ausgeführt ist, dann wird die Abnahmestation 4 zweckmäßige 'weise mit geeigneten Polumschaltern ausgerüstet, so daß die Station 4 nach Belieben an den einen oder anderen Übertragungspol angeschlossen werden kann.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
F i g. 4 zeigt das Steuerglied 9 detaillierter. Es enthält ein Impulsglied 25, das von dem Glied 11 oder 12 in F i g. 1 gesteuert wird, und ein Sicherheitsglied 24, das an die Gleichstromleitung 3 und an das Wechselstromnetz 23 des Wechselrichters 5 angeschlossen ist. Das Sicherheitsglied 24 kann aus einem ODER-Glied bestehen, welches bei einem Fehler auf der Gleichstromleitung 3 oder im Wechselstromnetz 23 ein Signal gibt Dieses Signal ist auf den negierten Eingang eines UND-Gliedes 26 geschaltet, an dessen anderen Eingang das Impulsglied 25 angeschlossen ist Die Impulse vom Impulsglied 25 werden also beim Vorliegen eines Signals vom Sicherheitsglied 24 gesperrt
Fig.5 zeigt eine andere Ausführung des Gleichstromstellers 6. Der Thyristor 15 ist hier mit einer Löschschaltung 30 in Reihe geschaltet und mit einer Entlastungsschaltung 40 parallel geschaltet
Die Löschschaltung besteht aus einer Thyristorbrükkenschattung 31 —34, zu der ein Meßgerät 35 parallelgeschaltet ist und die mit einem Löschkondensator 36 sowie mit einem Steuerglied 37 versehen ist
Die Entlastungsschaltung besteht aus einem Kondensator 41. der mit einer Drossel 42 in Reihe geschaltet ist, bo und einem Ventil 43. das aus einem spannungsgestcuerten Thyristor besteht der mit einer Diode antiparallelgeschaltet ist
In diesem Fall sind also Steuerimpulse sowohl für den Thyristor i5 ah auch für dessen Löschschaltung 30 entsprechend den Zeitpunkten fi beziehungsweise f> in F i g. 3 erforderlich.
Der Steuerimpuls für das Thyristorventil 15 wird auch

Claims (1)

  1. Hochspannungsgleichstromübertragungsanla- ^K taf Glih- und einer Wechsel-
    etaf
    2) die über eine Gleichstromlei-
    Si angeschlossen Sta-
    tion (4) zur Entnahme von elektrischer Energie aus der Leitung wobei die dritte Station einen an die SSSS angeschlossenen Gleich-) enthält, an dessen Ausgangsein Wechselrichter (5) angeschlosfentrdadurch gekennzeichnet, daß der GleiSsiJomumrichtfr (5) ein Gleichstromsteller ist und daß der Wechselrichter (5) für eine Gleichspanbemessen ist, die erheblich kleiner als die Lei-
DE2905272A 1978-02-21 1979-02-12 Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage Expired DE2905272C2 (de)

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DE2905272A1 DE2905272A1 (de) 1979-08-30
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