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Verfahren zur Regelung der Gleichstromübertragung bei Gleich-
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strom-Hochspannungsfernleitungen und Regeleinrichtung zur Ausführung
des Verfahrens.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
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Bei einem bekannten Verfahren zur Regelung der Gleichstromübertragung
bzw. Gleichstromfreileitungen ("Technische Grundfragen der Gleichstromhochspannungsübertragung",
Ergebnisse aus Wissenschaft und Technik, "Elektrotechnik und Energetik", Moskau,
1971),halten eine Gleichrichter- und die Wechselrichterunterstation einen vorgegebenen
eingestellten Übertragungsstrom konstant. Bei einer Abweichung des Stroms, nämlich
bei einer Erhöhung gegenüber dem Soll-Wert wii die Spannung der Sendeseite der Übertragungsleitung
durch Vergrößerung von Nacheilungswinkeln für die Einschaltung der Brücken der Gleichrichterunterstation
und einer Reduzierung
des Stroms gegenüber dem Sollwert die Spannung
der Empfangsseite der Übertragungsleitung durch Vergrößerung der Voreilungswinkel
für die Einschaltung der Brücken der Wechselrichterunterstation verringert. Durch
dieses Verfahren kann die Übertragungsleistung unter den Betriebsverhältnissen der
Unterstationen mit minimal zulässigen Schaltwinkeln stabilisiert und ein optimaler
energetischer Betrieb für die Übertragung und für die angeschlossenen Systeme gesichert
werden. Zur Steuerung der Übergabe, d.h. übertragenen Leistung muß bei diesem Verfahren
eine Fernsehverbindung zwischen den Unterstationen vorhanden sein, um eine übereinstimmende
Änderung der eingestellten Ströme der Stromregler an den beiden Unterstationen sicherzustellen,
was bei einer Gleichstromübertragung über eine beträchtliche Entfernung und bei
hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit die Errichtung eines äußerst aufwendigen
Fernsehkanals notwendig macht.
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Bei anderen bekannten Steuerungen für Gleichstromfernleitungen (japanische
Anmeldung Nr. 35734/72) wird die Konstant haltung der Spannung durch eine erste
Unterstation und die Konstanthaltung des Stroms durch eine zweite Unterstation erreicht.
Die Steuerung der Übertragungsleistung erfolgt ohne Fernsehverbindung zwischen den
Unterstationen. Die Endstationen werden zu diesem Zweck für eine übergeordnete Regelung
verwendet; die Schaltwinkel der Umformer müssen wesentlich größer als der Minimalwert
sein. Dieses Verfahren ist vom energetischen Standpunkt nicht optimal, weil es zu
einer Unterbelastung der Ausrüstung und einer Erhöhung der Verluste führt sowie
eine größere Leistung der Kompensationseinrichtungen erfordert.
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Die Gleichstromfernleitung enthält eine Gleichrichterunterstation,
ein
System zur Phasensteuerung des Schaltwinkels der Gleichrichter der Gleichrichterunterstation,
einen Stromgeber und einen -regler in derselben Unterstation sowie eine Wechselrichterunsterstationp
ein System zur Phasensteuerung des Schaltwinkels der Gleichrichter, und einen Geber
und einen Regler für die gleichgerichtete Spannung der Wechselrichterunterstation.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung
der Gleichstromübertragung und eine Regelt in richtung zur AusffiXhrung des Verfahrens
zu schaffen, mit welchen eine Gleichs tromübertragung ohne gleichzeitige Informationsübertragung
über einen Fernsehkanal unter Verwendung einer einfachen Ausrüstung geringer Leistung
regelbar ist, die störsicher sind und die optimale Arbeit der Energieübertragungsleistung
gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Hauptanspruches gelöst.
Weitere Ausgestaltungen und eine Regeleinrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Zur Betriebsartsteuerung, insbesondere Regelung der Gleichstromübertragung
durch Spannungsregelung in einer Gleichrichter- oder Wechselrichterunterstation
zur Aufrechterhaltung des vorgegebenen Stromwertes (Stromsollvertes) wird in der
Gleichrichterunterstation bei einem Stromanstieg über den Sollwert die Spannung
verringert und bei einem Stromabfall vergrößert und in der Wechselrichterunterstation
die Spannung bei einem Stromanstieg über den Sollwert vergrößert, während sie bei
einem Stromabfall verringert wird. In einer der Unterstationen wird durch Spannungsregelung
ein Extremwert einer Kontrollgröße gehalten, die nach den Parametern der Betriebsart
in der gleichen Unterstation in Form einer Parameterfunktion gebildet wird, so daß
bei Erreichen des Extremwertes in der Unterstation gleichzeitig die Einstellung
einer
höchstmöglichen Spannung bei einem vorgegebenen Stromwert gewährleistet ist.
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Es ist vorteilhaft, die Spannung der Unterstation, in der der Extremwert
der Kontrollgröße gehalten bzw. gespeichert wird, durch den einzustellenden Strom
der gleichen Unterstation zu regeln.
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Als Kontrollgröße kann entweder eine Summe von Werten, die proportional
zum Strom und zur Spannung derjenigen Unterstation sind, in der der Extremwert der
Kontrollgröße gespeichert wird, oder eine Summe von Werten, die proportional zum
Strom bzw. eingestellten Strom (im folgenden "Stellstrom" im Sinne eines Stellsignals
bezeichnet, das bezüglich der folgenden Regelkreise einen Sollwert darstellt) und
dem Schalt- oder Löschwinkel bzw. dem einzustellenden Schalt-oder Löschwinkel der
Gleichrichter derjenigen Unterstation sind, in der der Extremwert der Kontrollgröße
gehalten wird, oder eine Summe von Werten, die proportional der Leistung bzw. Spannung
derjenigen Unterstation sind, in der der Extremwert der Kontrollgröße gehalten wird,
benutzt werden.
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Bei einer bipolaren Gleichstromübertragung mit gleicher Belastung
der Halbstromkreise soll der Extremwert der Kontrollgröße der Halbstromkreise durch
Verschiebung äußerer Kennlinien der Halbstromkreise der Umformerunterstationen um
einen bestimmten konstanten Wert, durch einen Vergleich der für die beiden Halbstromkreise
gebildeten Kontrollgrößen und durch Ausnutzung der negativen Rückkopplung nach der
erhaltenen Abweichung der Kontrollgrößen unter BerücksichtIgung der vorgenommenen
Verschiebung der äußeren Kennlinien aufrechterhalten werden.
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Die Regeleinrichtung für die Gleichstromübertragung weist
ein
System zur Phasensteuerung des Schaltwinkels der Umformerstation, einen Kontrollgrößengeber,
dessen einer Eingang mit einem Stromgeber verbunden ist und an dessen zweiten Eingang
ein einem weiteren, die gleichgerichtete Spannung bestimmenden Parameter entsprechendes
Signal gegeben wird, einen Summator, dessen Eingang mit dem Ausgang des Kontrollgrößengebers-
bzw. -wandlers gekoppelt ist, eine automatische Einrichtung zur Erzeugung der optimalen
Kontrollgröße, deren Eingang mit einem Ausgang des Summators verbunden ist, und
einen Diskriminator für eine Regelung auf dessen Eingang mit dem Ausgang der die
optimale Kontrollgröße liefernden Einrichtung und deren Ausgänge mit dem zweiten
Eingang des Summators und mit dem Eingang des Systems zur Phasensteuerung des Schaltwinkels
der Umformerunterstation verbunden sind.
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Es ist vorteilhaft, den zweiten Eingang des Kontrollgrößengebers entweder
mit einem Spannungs geber oder mit einem Geber fur den Schaltwinkel derjenigen Unterstation,
in der die Kontrollgröße erzeugt wird, oder mit demjenigen Ausgang des Diskriminators
für eine Steuereinwirkung bzw. Regelung zu verbinden, der mit dem System zur Phasensteuerung
des Schaltwinkels der Unterstation verbunden ist.
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Zweckmäßig ist, daß die Einrichtung eine ein Vergleichselement und
einen Abweichungssignalverstärker enthaltende Einheit zur Stromstabilisierung aufweist,
wobei der Eingang der Einheit zur Stromstabilisierung mit dem Eingang des Kontrollgrößengebers,
der Eingang für den Stellstrom mit dem Ausgang der die optimale Kontrollgröße liefernden
Einrichtung und der Ausgang mit dem Eingang des Diskriminators verbunden ist.
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Der Stromeingang des Kontrollgrößengebers kann mit dem Ausgang der
die optimale Kontrollgröße erzeugenden Einrichtung und sein Ausgang unmittelbar
mit deren Eingang verbunden werden.
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Vorteilhaft ist, daß die Regeleinrichtung zur Steuerung der bipolaren
Gleichstromübertragung mit zwei halben Steuerkreisen eine Einheit zur Stromstabilisierung
in jedem Halbstromkreis, einen Kontrollgrößengeber und einen Diskriminator für eine
Regelung in jedem Halbstromkreis, einen Summator, dessen Eingänge mit den Ausgängen
der beiden Kontrollgrößengeber verbunden sind, einen Former für den einzustellenden
Strom der Halbstromkreise aufweist, dessen Eingang mit dem Ausgang des Summators
und dessen Ausgang mit den Eingängen für die einzustellenden Ströme bzw. Stellströme
der beiden Einheiten zur Stromstabilisierung gekoppelt sind, an deren Eingänge betragsmäßig
gleiche und nach dem Vorzeichen entgegengesetzte konstante elektrische Signale gegeben
werden.
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Dadurch ist eine Steuerung der Betriebsart der Elektroenergieübertra.gung
ohne Fernsehkanal unter der Voraussetzung der Aufrechterhaltung eine optimalen energetischen
Betriebsart sichergestellt. Sie kann bei einer unipolaren und bipolaren Elektroenergieübertragung,
wo es um keine Nullänge geht, darunter zur Gleichstromübertragung mit über zwei
Umformerunterstationen bei einer Reihen- und Parallelschaltung von Gleichrichterbrücken
in einem Gleichstromwerk, ausgewertet werden.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand von-Ausführungsbeispielen
unter
Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt: Fi. 1 a, b äußere Kennlinien
der Gleichrichter-und der Wechselrichterunterstation und Kennlinien der Kontrollgröße,
Fig 2 a, b äußere Kennlinien der Gleichrichter-und der Wechselrichterunterstation
und Kennlinien der Kontrollgröße, auf deren Basis der Steuerbereich für die Gleichstromübertragung
ermittelt wird; Fig 3 eine wie in Fig. 2 entsprechende Darstellung für eine andere
Regelung; Fig. 4 ein Prinzipschaltbild einer unipolaren Gleichstromübertragung nach
der Erfindung; Fig. 5 eine Schaltung eines Extremreglers gemäß der Erfindung; Fig.
6 eine Schaltung eines Extremreglers mit einer Einheit zur Stromstabilisierung gemäß
der Erfindung; Fig. 7 eine weitere Schaltung eines Extremreglers gemäß der Erfindung;
und Fig. 8 eine Schaltung eines Extremreglers zur Betriebsartsteuerung einer bipolaren
Gleichstromübertragung
gemäß der Erwindung Das Verfahren zur Regelung der Gleichstromübertragung besteht
darin, daß in einer der Gleichrichter-Umformerunterstationen - einer Gleichrichter-
oder Wechselrichterunterstation - der Stromsollwert durch Regelung der gleichgerichteten
Spannung nachgeregelt wird, daß bei einer Stromerhöhung über den Sollwert in der
Gleichrichterunterstation die Spannung verringert wird, und bei einer Stromabnahme
unter den Sollwert die Spannung erhöht. In der Wechselrichterunterstation wird bei
einer Stromerhöhung über den Sollwert die Spannung erhöht, während bei einer Stromabnahme
unter den Sollwert die Spannung verringert wird. In der anderen Umformerunterstation
wird durch Spannungsregelung der Extremwert entsprechend einer durch die Betriebsartparameter
in der gleichen Unterstation erzeugten Kontrollgröße aufrechterhalten. Bei Erreichen
des Extremwertes dieser Größe in dieser Unterstation ist gleichzeitig die höchstmögliche
Spannung beimvorgegebenen Stromsollwert gewährleistet, wobei die Änderung der Leistung
bei der Energieübertragung durch eine Änderung des Stromsollwertes in der den Strom
regelnden Unterstation verwirklicht wird.
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Die Spannungsregelung in der Unterstation, in der der Extremwert der
Kontrollgröße aufrechterhalten wird, wird sowohl durch Änderung des eingestellten
Wertes des Schaltwinkels in der Unterstation als auch durch Änderung des eingestellten
Stroms eines in der Unterstation speziell zu diesem Zweck vorgesehenen Stromreglers
verwirklicht. Der "eingestellte Wert" ist dabei der Vorgabewert eines Parameters
bei der Energieübertragungsbetriebsart verstanden.
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Im folgenden wird die Erfindung an einem Beispiel, in dem der Vorgabewert
des Stroms in der Gleichrichterunterstation und der Extremwert der Kontrollgröße
in der Wechselrichterunterstation aufrechterhalten wird, behandelt.
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In Fig. 1 a, b sind die äußeren Kennlinien der Unterstation und die
Kennlinien der Kontrollgröße dargestellt. Durch eine gebrochene Kurve 1 (Abschnitt
II - I2) ist die äußere Kennlinie UdB (Id) der Gleichrichterunterstation mit einer
auf sie bezogenen Energieübertragungsleitung bei einem wählbaren Stellwert des Stroms
und der EMK der Unterstation, wo U&B = Udu dargestellt, (UdB - reduzierte gleichgerichtete
Spannung der Gleichrichterunterstation, Id - gleichgerichteter Strom der übertragenen
elektrischen Energie, Udu - gleichgerichtete Spannung der Wechselrichterunterstation)
ist. Der Abschnitt II der Kennlinie entspricht der Funktion der Gleichrichterunterstation
mit einem minimal zulässigen Schaltwinkel o'min' während der Abschnitt I2 durch
die Arbeit des Stromreglers dieser Unterstation bestimmt wird. Der Knickpunkt B
der Kennlinie bestimmt den Stellstrom IyB (als Sollwert) der Gleichrichterunterstation
(Fig. 4).
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Die äußeren Kennlinien Udu (Id) der Wechselrichterunterstation mit
dem Stromregler sind bei einem bestimmten Wert der EMK der Unterstation durch gebrochene
Kurven mit Abschnitten 21 22, 23, 24 für drei verschiedene Stellströme dargestellt,
wobei der Abschnitt 21 der Betriebsart der Wechselrichterunterstation mit einem
minimal zulässigen Löschwinkel amin entspricht, der Abschnitt 22, 23, 24 durch die
Arbeit des Stromreglers der Wechselrichterunterstation bestimmt wird.
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Die Punkte U1, U , U3 legen den Stellstrom Iyu der Wechselrichterunterstation
fest.
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Die Kennlinien sind abhängig von Bezugsgrößen bzw. -einheiten aufgetragen.
Als Basiswerte werden die Parameter des Nennbetriebes der Gleichrichterunterstation
angenommen.
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Die Betriebsart bei er Gleichstromübertragung wird durch den Schnittpunkt
A der äußeren Kennlinien der Unterstationen bestimmt, der als Arbeitspunkt A bezeichnet
wird. Indem der Stellstrom Iyu der Wechselrichterunterstation geändert wird, werden
die Lage des Arbeitspunktes A (A1, A2, A3) und die Betriebsart der Unterstation
geändert.
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Die Steuerung der Wechselrichterunterstation erfolgt durch Erreichen
der Höchstspannung beim Höchststrom zur gleichen Zeit, weshalb sich die Kontrollgröße
in dieser Unterstation als Summe der Spannung und dem Strom der Wechselrichterstation
proportionale Werten berechnet: Vdu Idu # = KV + KI (1) V# I# # = Kontrollgröße
Vdu' Idu = Spannung und Strom der Wechselrichterunterstation via = Basiswerte von
Spannung und Strom K; KI = Spannung und Strom der Wechselrichterunterstation (gleichzeitig
in Signale gleicher Dimension überführende Proportionalitätsfaktoren)
Die
Kontrollgröße ß muß einen Extremwert bei der Übereinstimmung des Arbeitspunktes
A mit dem Punkt B der Kennlinie der Gleichrichterunterstation haben, wozu KV= I
und KI = I gesetzt werden. In Fig. 1a sind Linien 3 gleicher Werte der Kontrollgröße
( # = const) aufgetragen und durch einen Pfeil C die Richtung ansteigender Werte
der Größe # angedeutet. Die Linien 3 berühren, indem sie die Abschnitte II und I2
schneiden, die Kennlinie der Gleichrichterunterstation an dem Punkt B, an dem die
Kontrollgröße # den Höchstwert aufweist.
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Die Energieüber',ragung für die Wechselrichterunterstation entspricht,
wenn die Größe ß ein Maximalwert ist, der Kennlinie der Wechselrichterunterstation
mit dem Knickpunkt U2.
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Hierbei ist der Strom in der Energieübertragungsleitung gleich dem
Stellstrom des Gleichrichters, d.h. Id= IyB, und die Gleichrichtunterstation arbeitet
mit einem dem minimal zulässigen Winkel entsprechenden Schaltwinkel α = cc
min In der Wechselrichterunterstation ist die Spannung maximal bei einem durch die
Gleichrichterunterstation vorgegebenen Strom.
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In den Betriebsverhältnissen mit minimalen Schaltwinkeln kann es sich
erweisen, daß der Abschnitt 21 der Kennlinie der Wechselrichterunterstation liegt,
und in diesem Fall endet der in der Einstellung des Extremwertes der Kontrollgröße
bestehende Regelvorgang bei Erreichen des minimal zulässigen Löschrinkels der Ventile
der Wechselrichterunterstation. Hierbei fällt der Arbeitspunkt A mit dem Knickpunkt
U der Kennlinie der Wechselrichterunterstation2 wie dies in Fig ib gezeigt ist,
zusammen.
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Wenn in der Wechselrichterunterstation der Extremwert der Kontrollgröße
# beibehalten wird, wird ein optimaler Betrieb der Elektroenergieübertragung erreicht,
wobei die Übertragungsleistung ohne Hilfe eines Fernsehkanals nur durch Änderung
des Stellstroms der Gleichrichterunterstation erhalten wird. Hierbei werden die
Energieverluste minimal sein.
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Die Kontrollgröße ß kann auf verschiedene Weise erzeugt werden. Nachstehend
wird auf einige Beispiele der Erzeugung der Größe # eingegangen.
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In Fig. 2 a, b sind die reduzierte äußere Kennlinie VdB 1d (gebrochene
Kurve mit Abschnitten 131 I4) der Gleichrichterunterstation bei einem festen Stellwert
von Strom und EMK der Unterstation,. die Kennlinien 4 und 5 der Wechselrichterunterstation
bei konstantem Löschwinkel g = konst, und bei minimalem Löschwinkel g = # min' sowie
die die Abhängigkeit der EMK der Unterstation vom Wert des Löschwinkels ihrer Ventile
bestimmende kosinusförmige Kennlinie 6 der Wechselrichterunterstation dargestellt,
wobei diese letztere Kennlinie 6 mit Bezugsgrößen aufgetragen und als Basiswinkel
#s = 2 angenommen wird. Unter Benutzung der Kennlinie 6 ist die reduzierte äußere
Kennlinie der Gleichrichterunterstation zu Koordinaten &, Id aufgetragen und
weist die Form der Kennlinie 7 mit dem Knickpunkt B auf.
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Die Steuerung der Wechselrichterunterstation erfolgt durch gleichzeitiges
Erreichen des kleinsten Löschwinkels ihrer Ventile beim größten Stromwert, weshalb
die Kontrollgröße # in Form einer Differenz aus dem Löschwinkel und Strom proportionalen
Werten
# = k# - #u - KI Idu (2) #5 I# gebildet wird, wobei #u,
Idu = Löschwinkel der Ventile und Strom der Wechselrichterunterstation ##, I# =
Basiswerte von Winkel bzw. Strom KJ KI = die Löschwinkel- und Stromwerte in Signale
gleicher Dimension überführende Proportionalitätsfaktoren.
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Die Werte der Faktoren KJ, KI sind in der Weise gewählt, daß die Linien
8 gleicher Werte der Kontrollgröße gemäß Ausdruck (2) (# = Konst) die beiden Abschnitte
71, 72 der Kennlinie 7 schneiden und sie im Punkt B (durch den Pfeil C ist die Richtung
ansteigender Werte der Größe angedeutet) berühren.
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Dem Minimum der Kontrollgröße / entspricht der Zeitpunkt, an dem der
Arbeitspunkt A mit dem Knickpunkt B der Kennlinie 7 der Gleichrichterunterstation
übereinstimmt.
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In der Beziehung (2) kann man die Werte vom Löschwinkel und Strom
durch Stellwerte des Winkels und Stroms ersetzen, wobei sich das Steuerprinzip für
die Wechselrichterunterstation praktisch nicht ändert.
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Es wird nachstehend ein Beispiel der Steuerung der Wechselrichterunterstation
angegeben, wenn die Höchstspannung beim Höchstwert der wechselgerichteten Leistung
erreicht und die Kontrollgröße # in Form einer Summe von der Spannung und der Leistung
der Wechselrichterunterstation proportionalen Werten:
= KV Vdu
+ Kp Pdu V# - P# erzeugt wird.
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Es bedeuten: Vdu, Pdu = Spannung und Leistung der Wechselrichterunterstation;
V# S P# = Basiswerte der Spannung und Leistung; KV, KP = gleichzeitig die Spannungs-
und Leitungswerte in Signale gleicher Dimension überführende Proportionalitätsfaktoren.
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In Fig. 2b sind die bei einem Stellwert von Strom und EMK der Unterstation
erhaltene reduzierte äußere Kennlinie I/VdB (Id) / mit den Abschnitten II, I2 der
Gleichrichterunterstation sowie Linien 9 gleicher Werte der Kontrollgröße # gemäß
Ausdruck (3) dargestellt, wobei die Proportionalitätsfaktoren als KV = Io, KP =
I gewählt sind (Io = Konst).
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Die Linien 9 stellten Hyperbeln dar, deren Symmetrieachse 10 auf der
Id-Achse in einem Punkt mit der Koordinate ( - 10) ihren Ursprung hat. Mit dem Pfeil
C ist die Richtung ansteigender Werte von # angedeutet.
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Der Bereich der Steuerung bzw. Regelung der Wechselrichterunterstation
zur Erzielung von Extremwerten ist in diesem Beispiel durch Linien 11 und 12 begrenzt,
wobei das Maximum der Kontrollgröße # in den schraffierten Bereichen dem Knickpunkt
B der Kennlinie 1 der Gleichrichterunterstation nicht entspricht.
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Die Linien 11 und 12 werden durch Neigungskoeffizienten gekennzeichnet,
die gleich und nach dem Vorzeichen den Neigungskoeffizienten der Abschnitte II und
I2 der Kennlinie der Gleichrichterunterstation entgegengesetzt sind, wobei vorausgesetzt
ist, daß die letzteren konstant und unabhängig von den Betriebsarten mit den Stellwerten
von Strom und Spannung sein werden.
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Die Lage dieser Bereiche wird durch die Wahl der Koeffizienten KV
und Kp geregelt und im betrachteten Beispiel derart gewählt, daß der Normalbetrleb
der Gleichstromübertragung in einem Bereich liegt, wo die Extremwertsteuerung abhängig
von der IControllgröße ß gemäß Ausdruck (3) den erforderlichen Effekt der Optimierung
der Betriebsart der Wechselrichterunterstation erreicht.
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Die Erzeugung der Kontrollgröße beschränkt sich nicht auf die Ausdrücke
(1) (2) und (3) und kann in einem beliebigen anderen Verfahren aufgrund anderer
Betriebsparameter der Energieübertragung unter der Voraussetzung einer Äquivalenz
des erbrachten Effektes verwirklicht werden.
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Es ist auch zu betonen, daß die Erfindung sowohl bei der unipolaren
als auch bei der bipolaren Gleichstromübertragung ebenso wie bei einer Energieübertragung
mit mehr als zwei Umformerunterstationen verwendet werden kann.
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Die Extremwertsteuerung einer Wechselrichter- oder Gleichrichterunterstation
bei der bipolaren Gleichstromübertrat gung erfolgt nach einer Abweichung, weshalb
es notwendig ist, die äußeren Kennlinien der Halbstromkreise der einen
Unterstation
um einen konstanten Wert zu verschieben, die Kontrollgrößen der Halbstromkreise
miteinander zu vergleichen und nach der erhaltenen Abweichung eine negative Rückkopplung
unter Beachtung der vorgenommenen Verschiebung der Kennlinien der Halbstromkreise
der Unterstation vorzunehmen.
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Das Verfahren setzt voraus, daß die beiden Halbstromkreise mit gleichem
Strom normal arbeiten.
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Im folgenden wird ein Beispiel erläutert, bei dem der vorgegebene
Stromwert am Gleichrichter und der Extremwert der Kontrollgröße am Wechselrichter
beibehalten wird. In Fig.
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3 ist durch die gebrochene Kurve 1 mit den Abschnitten II, I2 die
äußere Kennlinie Vd'B (Id) für die beiden Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation
wiedergegeben, die auf die Gleichstromklemmen des Wechselrichters in der Weise reduziert
ist, daß bei einem Stellstromwert IyB der Gleichrichterunterstation mit einer EMK
VdB = Vdu ist. Die äußeren Kennlinien der Halbstromkreise sind identisch und fallen
graphisch zusammen. Durch die gebrochene Kurve 2 mit den Abschnitten 21, 22 sind
die äußeren Kennlinien Vdu (Id) der Halbstromkreise der Wechselrichterunterstation
mit einem Stromregler angedeutet, die Kennlinien der beiden Halbstromkreise sind
ebenso wie im Falle der Gleichrichterunterstation vereinigt.
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Die Kontrollgröße / wird entsprechend dem Ausdruck (1) bei KV = I
und KI = I gebildet. In Fig. 3 sind Linien 13 gleicher Werte der Kontrollgröße /
= konst aufgetragen. Die gebrochene Kurve 14 mit Abschnitten 141 und 142 kennzeichnet
Werte der Kontrollgrößen der Halbstromkreise der Wechselrichterunterstation
als
Funktion des Einstellstroms Iyu dieser Unterstation.
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Es wird nachstehend eine Verschiebung # 1y der äußeren Kennlinien
der Halbstromkreise der Wechselrichterunterstation vorgenornmen, wobei z.B. folgende
Beziehung zwischen den Stellströmen der Halbstromkreise des Wechselrichters: Iyu'
= Iyu + # Iy (4) Iyu'' = Iyu - # Iy festgelegt wird, wobei Iyu' - den Stellstrom
des ersten Halbstromkreises der Wechselrichterunterstation Iyu'' - den Stellstrom
des zweiten Halbstromkrteises der Wechselrichterunterstation - - den Stellstrom
der Wechselrichterunterstation # Iyu - ein konstanter Wert der Größe, daß Iyu>>#
Iy > @ sind.
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Im Ergebnis der nach Ausdruck (4) vorgenommenen Verschiebung hat die
Kennlinie der Wechselrichterunterstation für den Stellstrom Iy0u0 (Knickpunkt "U0")
eine durch Kurve 15 und 16 mit Knick angedeutete Form, wobei mit 15 die Kennlinie
des ersten und mit 16 des zweiten Halbstromkreises der Wechselrichterunterstation
bezeichnet ist. Dann werden die Abhängigkeiten der Kontrollgrößen # ' und # '' der
Halbstromkreise des Wechselrichters vom Stellstrom I durch die Kurve 17 bzw. 18
dargestellt; das Vorzeichen der Differenz ## = ' - PJ '' gibt eindeutig die Stelle
des Extremwertes der Größe # an.
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Im vorliegenden Beispiel wird der Stellstrom der Wechselrichterunterstation
bei # # > 0 vergrößert und beid bei;6< 0 verringert. Als Gleichgewichtspunkt
des Systems tritt dieser Steuerung der Schnittpunkt 0 der Extremabhängigkeiten und
und ## ## auf. Die dem Punkt 0 entsprechenden Arbeitspunkte der äußeren Kennlinien
der Halbstromkreise sind: A' für den Halbstromkreis, A'' - für den zweiten Halbstromkreis.
Die Punkte A', A'' liegen an derselben Linie gleicher Werte der Kontrollgrößen der
Halbstromkreise, die durch eine Projektion des Punktes D auf die Ordinatenachse
bestimmt wird. Dieses Verfahren bewirkt die Einstellung des Systems in der Umgebung
des optimalen Stellwertes des Stroms der Wechselrichterunterstation ohne Suchvorgang
und zeichnet sich durch große Schnelligkeit, d.h. kurze Ansprechzeit aus.
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Die ähnliche Steuerung kann erzielt werden, wenn die äußeren Kennlinien
der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation in bezug auf die Stellwerte von
Strom und minimalem Schaltwinkel verschoben werden, während in der Wechselrichterunterstation
Iyu' = Iyu'' = Iyu wirksame bleibt. Vorstehendes bezieht sich auf die Steuerung
der Gleichrichterunterstation, wobei der vorgegebene Stromwert bzw. Stromsollwert
in der Wechselrichterunterstation beibehalten und die Kontrollgröße ß in der Gleichrichterunterstation
gemäß den oben genannten Ausdrücken (i), (2) oder (3) erzeugt wird, worauf deren
Extremwert aufrechterhalten wird. Hierbei werden die gleichen Vorteile in der Regelung
der Energieübertragung erzielt, die bereits erwähnt sind.
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Im weiteren wird ein Ausführungsbeispiel der Regelung der Gleichstromübertragung
unter Benutzung einer der Varianten der Regeleinrichtung behandelt, wobei der Stromsollwert
in
der Gleichrichterunterstation und der Extremwert der Kontrollgröße
94 in de Wechselrichterunterstation aufrechter halten wird.
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Fig. 4 zeigt eine unipolare Gleichstromübertragung. Die Gleichrichterunterstation
enthält eine Gleichrichterbrücke 19, die über Gleichrichter- und Netzwicklungen
des Transformators 20 an Wechselstromschienen 21 eines in der Zeichnung nicht gezeigten
Ausgangssystems angeschlossen ist. Im Stromkreis des gleichgerichteten Stroms liegt
die Abzweig drosselspule 22. In dieser Unterstation sind ein System 23 zur Phasensteuerung
des Schaltwinkels der Gleichrichter der Brücke 19, das mit einem Meßtransformator
24 für die Wechselstromspannung verbunden ist , und ein Stromregler 25 angeordnet,
an dessen einem Eingang 26 ein Gleichstromsignal von einem im Stromkreis des gleichgerichteten
Stroms liegenden Gleichstrom-Meßtransformator 27 und an dessen anderem Eingang 28
ein Einstellstromsignal 1yB der Unterstation angelegt werden.
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Der Stellstrom IyB kann manuell oder automatisch, beispielsweise durch
eine in der Zeichnung nich gezeigte Einrichtung zur Leistungsregelung als Sollwert
vorgegeben werden.
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Der Ausgang des Stromreglers 25 ist mit einem Eingang 29 einer Einrichtung
30 zur Vorgabe des Stellwertes des Schaltwinkels verbunden, deren Ausgang mit dem
Eingang des Systems 23 zur Phasensteuerung gekoppelt ist, während dem zweiten Eingang
31 der Einrichtung 30 ein dem Stellwert min des Schaltwinkels der Gleichrichterunterstation
entsprechendes Signal zugeführt wird. Der Stromregler 25 enthält eine Reihenschaltung
aus
einem Verstimmungselement 32, d.h. ein ein Regelsignal erzeugendes Glied, dessen
Eingänge als Eingänge 28 und 26 des Reglers auftreten, einem Verstärker 33 und einem
Begrenzer 34, wobei die Kennlinie des Begrenzers 34 derart gewählt ist, daß der
Stellwert des Schaltwinkels in bezug auf amin nur ansteigt.
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Die Wechselrichterunterstation enthält eine Gleichrichterbrücke 35,
einen mit den Netzwicklungen an Wechselstromschienen 37 des in der Zeichnung nicht
gezeigten Eingangssystems und mit den Gleichrichterwicklungen an die Gleichrichterbrücke
35 angeschlossenen Umformer/ bzw.-transformator 36. In der Unterstation gibt es
eine Abzweigdrosselspule 38 im Stromkreis des gleichgerichteten Stroms und ein System
39 zur Phasensteuerung des Schalt- oder Löschwinkels der Gleichrichter der Brücke
35, das mit einem Wechselspannungs-Meßtransformator 40 und mit einem im Stromkreis
der Gleichrichterwicklungen des Umformertransformators 36 liegenden Wechselstrom-Meßtransformator
41 gekoppelt ist.
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In der Wechselrichterunterstation ist ein Extremwertregler 42 angeordnet,
dessen einer Eingang 43 mit einem Gleichstromtransformator 44 der Wechselrichterunterstation
und zweiter Eingang 45 mit einem zwischen den Pol und Erde der Unterstation liegenden
und die gleichgerichtete Spannung der Unterstation messenden Hochspannungsteiler
46 verbunden ist.
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Der Transformator 44 und der Spannungsteiler 46 stellen einen Strom-
bzw. Spannungsgeber dar.
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Der Ausgang des Extremwertreglers 42 ist mit einem Eingang 47 einer
Einrichtung 48 zur Vorgabe des Stellwertes des Löschwinkels #y der Gleichrichter
der Brücke 35 gekoppelt,
an deren zweitem Eingang 49 ein dem minimal
zulässigen Winkel 5 min proportionales Signal eingegeben wird.
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y min Der Regler 42 ist derart eingestellt, daß er den Stellwert
des Löschwinkels J in bezug auf Sy i nur vergrösy Y min sert. Der Regler 42 weist
einen Former 50,d.h. eine Einheit zur Erzeugung der Kontrollgröße, dessen Eingänge
die Eingänge 43 und 45 des Extremwertreglers 42 darstellen, einen mit einem Eingang
an den Ausgang der Einheit 50 angeschlossenen Summator 51, eine an den Ausgang des
Summators 51 angeschlossene automatische Einrichtung 52 für die optimale Kontrollgröße
und einen Diskriminator 53 für eine Steuereinwirkung auf, dessen Eingang mit dem
Ausgang der Einrichtung 52 und dessen Ausgänge mit dem zweiten Eingang des Summators
51 und mit dem Eingang 47 der Einrichtung 48 zur Vorgabe des Einstellwertes des
Löschwinkels gekoppelt sind.
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Die Einheit 50 für die nach den Betriebsparametern der Wechselrichterunterstation
gemäß einem der genannten Gesetze (1) oder (3) erzeugte Kontrollgröße ist über einen
der Eingänge an einen Gleichspannungsgeber, d.h. an den Spannungsteiler 46, angeschlossen,
während gemäß Gleichung (2) sein Eingang an einen Geber für den Löschwinkel der
Unterstation angeschlossen ist. In der Zeichnung ist die erste Anschlußvariante
der Einheit 50 dargestellt.
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Im einfachsten Fall stellt die Einheit 50 einen Summator dar. Es ist
möglich, die Einheit 50 und den Summator 51 in Form einer Summierungseinheit auszuführen.
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Die automatische Einrichtung 52 führt die Funktion der Aufrechterhaltung
eines Maximal- oder Minimalwertes der Kontrollgröße
aus, als derartige
Einrichtung kann ein sogenannter Schritt-Einkanaloptimisator proportionaler Wirkung
verwendet werden, der beispielsweise in einem Buch von I. A. Rasstrigin "Systeme
für Extremsteuerung", Moskau, 1974, S. 582 bis 586, veröffentlicht ist.
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Der Diskriminator 53 ist zur Begrenzung der Regelung des Reglers 42
auf einen vorgegebenen Bereich, zur Erkennung der Überschreitung der festgelegten
Grenze durch ein Signal vom Ausgang der Einrichtung 52 und zur Abgabe eines einer
derartigen Überschreitung proportionalen Wertes an einem getrennten Ausgang vorgesehen.
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Es ist ferner möglich, -an den Eingang der Einheit 50 für die Kontrollgröße
ein Schaltwinkelsignal oder ein Stellwertsignal des Schaltwinkels der entsprechenden
Unterstation zu geben, wobei der Eingang der Einheit 50 in diesem Fall mit einem
Geber für den Schaltwinkel der Unterstation verbunden wird, der konstruktiv dem
System zur Phasensteuerung des Schaltwinkels der Unterstation zugeordnet ist und
in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
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Die Regeleinrichtung für die Energieübertragung arbeitet wie folgt.
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Der Stromregler 25 mit kurzer Ansprechzeit stellt entweder einen dem
Sollwert 1yB gleichen Übertragungsstrom oder einen dem minimalen Winkel y min gleichen
Schaltwinkel der Ventilbrücke 19 in AbhängigZceit vom jeweiligen Spannungsverhältnis
an den Wechselstromschienen 21 und 37 des Ausgangs- und des Eingangssystems und
der gleichgerichteten Spannung der Wechselrichterunterstation ein. Der Regler 42
bewirkt
die Einstellung des optimalen Löschwinkels der Wechselrichterunterstations bei dem
der übertragene Strom gleich dem vorgegebenen Strom, d.h. dem Stromsollwert in der
Gleichrichterunterstation ist und die Spannung am höchsten liegt.
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Bs sind zwei Betriebsarten möglich.
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Wenn nach den Bedingungen der vorliegenden Betriebsart des Ausgangs
und des Eingangssystems sowie der Energieübertragungsleitung selbst der optimale
Löschwinkel der Wechsel richterunterstation größer als der minimal zulässige ist2
stellt die Einrichtung 52 einen Extremwert am Ausgang der Einheit 50 ein, indem
sie auf dieses Signal über ein Steuerungsobj ekt (Stellglied) einwirkt.
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Es sei angenommen2 daß der ursprüngliche Löschwinkel der Wechselrichterunterstation
kleiner als de optimale, größer aber als der irjinimal zulässige Winkel ist2 d.h,
der Arbeitspunkt liegt auf dem Abschnitt ccmin = Konst der äußeren Kennlinie der
Gleichrichterunterstation. Dann wird das Signal von der Einrichtung 52 positiv sein
und an dem mit der Einrichtung 48 gekoppelten Ausgang des Diskriminators 53 anliegen,
während am anderen Ausgang des Diskriminators das Signal ausbleibt. Der Stromregler
42 wird den Löschwinkel aer Wechselrichterunterstation vergrößern, weil die Kontrollgröße
infolge der durch die Vergrößerung des Löschwinkels verursachten Stromzunahme und
Spannungssenkung ansteigt. Bei Erreichen des Stellstroms der Gleichrichterunterstation
durch den Strom bewirkt die weitere Vergrößerung des Löschwinkels der Wechselrichterunterstation
nur eine Spannungssenkung, denn der Stromregler der Gleichrichterunterstation wird
die Spannung senken, indem er einen Stromanstieg zu verhindern sucht. Die ontrollgröße
am Ausgang der Einheit 50 beginnt
abzunehmen, was eine Umkehrung
von Schritten der Einrichtung 52 zur Folge hat. Nach der Feststellung der genauen
Lage des Extremwerts der Kontrollgröße wird der Betrieb der Einrichtung 52 beendet.
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Wenn der optimale Löschwinkel der Wechselrichterunterstation nach
den Bedingungen der laufenden Betriebsart kleiner als der minimal zulässige Winkel
ist, versucht die Einrichtung 52 durch Einstellung des minimal zulässigen Löschwinkels
den Löschwinkel weiter zu verringern und führt den Betrieb in den Bereich negativer
Werte des Ausgangssignals über, wobei die Einrichtung 52 zum gleichen Zeitpunkt
durch den Diskriminator 53 von der Unterstation abgeschaltet wird.
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Hierbei tritt das Signal der Einrichtung 52 am Ausgang des Diskriminators
53 auf, der mit dem Summator 48 verbunden ist.
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Vom Ausgang des Diskriminators 53 gelangt das Signal zum Summator
51 mit einem Vorzeichen, welches das dem Eingang der Einrichtung 52 von der Einheit
50 gelieferte Ausgangssignal verringert, falls die Einrichtung 52 die Beibehaltung
des Maximus der Kontrollgröße Ä zu erreichen versucht, und vergrößert wird, falls
die Einrichtung 52 das Minimum der Kontrollgröße beizubehalten versucht. Die negative
Rückkopplung im Regler 42 sorgt also für die Aufrechterhaltung des Ausgangssignals
der Einrichtung 52 auf dem Niveau der Grenze der Regelfähigkeit des Reglers und
der Unterstation.
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In Fig. 5 bis 7 sind Ausführungsformen des Reglers 42 wieder gegeben.
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Der gleichzeitig als Ausgang des Reglers 42 dienende Ausgang des Diskriminators
53 (Fig. 5) ist mit einem der Eingänge der Einheit 50 für die Kontrollgröße verbunden,
an
deren zweiten Eingang ein Signal vom Gleichstromgeber der Unterstation
(nicht gezeigt) angelegt wird. Hierbei bewirkt die Einheit 50 eine Synthese der
Kontrollgröße ;6 in Übereinstimmung mit Gleichung (2), in dem die einer Differenz
aus dem Stellwert des Schaltwinkels der Unterstation und dem minimal zulässigen
Wert dieses Winkels gleiche Steuerwirkung ausgenutzt wird.
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Der Extremwertregler, dessen Schaltung in Fig. 6 dargestellt ist,
weist eine ein Vergleichselement 55 und einen Regelabweichungssignalverstärker 56
enthaltende Einheit 54 zur Stromstabilisierung auf. Der Eingang 57 für den Stellstrom
der Einheit 54 ist mit dem Ausgang der Einrichtung 52 und der Stromeingang 58 der
Einheit 54 mit dem Ausgang der Einheit 50 verbunden, die mit dem Gleichstromgeber
der Unterstation gekoppelt ist.
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Der Ausgang der Einheit 54 zur Stromstabilisierung ist mit dem Eingang
des Diskriminators 53 für eine Steuerwirkung verbunden. Der Verstärkungsfaktor des
Verstärkers 56 kann nicht linear sein. In dieser Ausführungsform entspricht das
Ausgangssignal der automatischen Einrichtung 52 dem Stellstrom der Unterstation.
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Im Unterschied zu der in Fig. 6 gezeigten Ausführung ist der Stromeingang
der Einheit 50 in Fig. 7 mit dem Ausgang der Einrichtung 52 verbunden und ihr Eingang
mit dem Eingang der Einrichtung 52 direkt verbunden. Der Stromeingang 58 der Einheit
54 ist mit dem Gleichstromgeber der Unterstation verbunden. Die Einheit 50 erzeugt
die Kontrollgröße )Zf entsprechend dem Ausdruck (2) aufgrund der Stellwerte des
Stroms und des Schaltwinkels der Unterstation.
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In Fig. 8 ist eine Regeleinrichtung zur Steuerung der Betriebsart
der bipolaren Gleichstromübertragung dargestellt.
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Die Einrichtung enthält in jedem Halbstromkreis Einheiten 59, 60 für
die Kontrollgröße, die der Einheit 50 entsprechen, Einheiten 61, 62 zur Stromstabilisierung,
Diskriminatoren 63 und 64 für eine Steuereinwirkung und einen den beiden Halbstromkreisen
gemeinsamen Summator 65 und eine Einheit 66 für einen Stellstrom der Unterstation.
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Die Eingänge 67 und 68 der Einrichtung sind an die Gleichstromgeber
der Unterstation und die Ausgänge 69 und 70 an die Einrichtungen zur Vorgabe des
Stellwertes des Schaltwinkels der Unterstation des ersten bzw. zweiten Halbstromkreises
angeschlossen.
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Die Signale der Gleichstromgeber der Halbstromkreise gelangen zu den
Eingängen 67 und 68 in Form einer Gleichstromspannung positiver Polarität, an den
Ausgängen 69 und 70 werden Spannungssignale positiver Polarität ausgebildet.
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Zur Verschiebung der Kennlinien der Halbstromkreise wird an den Eingängen
71 und 72 der Einheiten 61 und 62 das gleiche Signal S V > O von einer in der
Zeichnung nicht angedeuteten Spannungsquelle zugeführt. Dieses Signal wird zu einem
dem Stellstrom entsprechenden positiven Signal im ersten Halbstromkreis addiert
und vom entsprechenden Signal im zweiten Halbstromkreis subtrahiert.
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Als Kontrollgrößen , yf " der Halbstromkreise werden der Differenz
aus dem Strom und der Steuerwirkung (Regelsignal) der Einrichtung auf den jeweiligen
Halbstromkreis proportionale Werte angenommen.
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Die Einheiten 59 und 60 sind wie die Einheiten 61 und 62
zur
Stromstabilisierung analog in verschiedenen Halbstromkreisen aus Operationsverstärkern
73 und 74 ausgebaut, die Eingangswiderstände 75, 76, 77 bzw. 78, 79 und Widerstände
80 bzw. 81 im Rückkopplungskreis von Verstärkern 73 und 74 aufweisen.
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Die Diskriminatoren 63, 64 in verschiedenen Halbstromkreisen enthalten
entsprechend Dioden 82, 83 und einen Operationsverstärker 84 mit einem Eingangwiderstand
85 und Wider ständen 86, 87 im Rückkopplungskreis.
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Der den beiden Halbstromkreisen gemeinsame Summator 65 stellt einen
Operationsverstärker 88 mit einem Eingangswiderstand 89 und 90 und einem Widerstand
91 im Rückkopplungskreis dar.
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Zur Erhöhung der Genauigkeit der Steuerung ist die Einheit 66 für
einen Stellstrom der Unterstation in Form eines integrators aus einem Operationsverstärker
92 mit einem Kondensator 93 und einer Diode 94 im Rückkopplungskreis und mit einem
Eingangswiderstand 95 aufgebaut Die Schaltung der Regeleinrlchtung nach Fig. 8 setzt
die Anordnung der Einrichtung in der Wechselrichterunterstation ebenso wie die Tatsache
voraus, daß die Signale von den Stromgebern der Halbstromkreise auf die Eingänge
67, 68 in Form von Gleichstromspannungen positiver Polarität gelangen und die Einrichtungen
zur Vorgabe von Stellwerten der Schaltwinkel der Halbstromkreise die Steliwerte
bei Auftreten von Spannungssignalen positiver Polarität an den Ausgängen 69, 70
des Signalreglers vergrößern Im folgenden wird der Betrieb der Einrichtung für die
Bedingung: 1d<1yu beschrieben. Dieser Fall ist in Fig. 1a
dargestellt.
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Bei diesem Betrieb werden an den Ausgängen der Einheiten zur Stromstabilisierung
Signale mit negativen Vorzeichen anliegen. Diese Signale werden durch Verstärker
84 der Diskriminatoren 63, 64 invertiert und an den mit den Dioden 82 gekoppelten
positiven Ausgängen der Diskriminatoren 63, 64 abgegeben. An den anderen, mit den
Dioden 83 gekoppelten Ausgängen der Diskriminatoren 63, 64 werden keine Signale
im betrachteten Betrieb erzeugt.
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Es wird angenommen, daß der durch die Einheit 66 erzeugte Stellstrom
1 derart ist, daß die Arbeitspunkte der Halby stromkreise auf den Abschnitten I
der Kennlinie der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation liegen. Hierbei
wird der Strom des ersten Halbstromkreises größer als der Strom des zweiten Halbstromkreises
und die Signale an den Ausgängen 69, 70 werden ungefähr gleich sein, denn auf dem
Abschnitt 1 der Kennlinie des Gleichrichters werden große Stromänderungen durch
geringe Änderungen der Schaltwinkel hervorgerufen. Das Signal der Einheit 59 für
die Kontrollgröße wird daher positiver (oder weniger negativ) als das Signal der
Einheit 60, das Signal am Ausgang des Summators 65 wird negativ- sein, während der
Integrator der Einheit 66 die Größe seines Ausgangssignals, d.h. den Stellstrom
der Unterstation, erhöhen wird, wobei dieser sich dem Stellstrom der Gleichrichterunterstation
nähern wird.
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Ist der Anfangswert des Stellstroms Iy derart, daß die Arbeitspunkte
der Halbstromkreise auf den Abschnitten I2 der Kennlinie der Halbstromkreise der
Gleichrichterunterstation liegen, werden die Stromwerte der Halbstromkreise
ungefähr
gleich sein, was darauf zurückzuführen ist, daß die Stellströme der Halbstromkreise
gleich sind und das Signal am Ausgang 69 größer als das Signal am Ausgang 70 wegen
verschiedener Einstellströme der Halbstromkreise der Wechselrichterunterstation
sein wird. Hierbei wird das Ausgangssignal der Einheit 59 weniger positiv (oder
mehr negativ) als das Signal der Einheit 60, das Signal am Ausgang des Summators
65 wird positiv sein, während der Integrator der Einheit 66 die Größe seines positiven
Ausgangssignals verringern und dadurch den an der Wechselrichterunterstation eingestellten
Strom (Stellstrom) an den in der Gleichrichterunterstation eingestellten Strom bzw.'tStellstrom"
annähern wird. Der Vorgang der Integration durch den Integrator wird dann beendet,
wenn das Signal am Ausgang des Summators 65 gleich Null und die Signale der Einheiten
59 und 60 für die Kontrollgrößen der Halbstromkreise gleich sein werden, was erst
dann möglich ist, wenn der Arbeitspunkt des ersten Halbstromkreises auf dem Abschnitt
I2 der Kennlinie des ersten Halbstromkreises der Gleichrichterunterstation und der
Arbeitspunkt des zweiten Halbstromkreises auf dem Abschnitt II der Kennlinie des
zweiten Halbstromkreises liegen wird.
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Die Änderung des Stellstroms der Gleichrichterunterstation in beliebiger
Richtung veranlaßt eine Gleichgewichtsstörung der Signale der Einheiten 59, 60 und
eine erneute Einschaltung des Integrators der Einheit 66.
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Bei einer Verringerung der Wechselstromspannung des Abgabesystems
im Falle eines Kurzschlusses erhöht die Regeleinrichtung stets den Einstellstrom
der Wechselrichterunterstation, weil sich die Arbeitspunkte der beiden Halbstromkreise
hierbei
auf den Abschnitten I der Kennlinie der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation
erweisen, und bewahrt also die Übertragung vor einer Löschung.
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Des weiteren wird der Betrieb der Regeleinrichtung für 1d>1yu erläutert.
In diesem Fall liegen die Arbeitspunkte der Halbstromkreise der Übertragungsleitung
auf den Abschnitten 21 der Kennlinien der Halbstromkreise der Wechselrichterunterstation.
Am Ausgang der Stabilisierungseinheiten 61 und 62 liegen positive Signale an, die
an den mit den Dioden 83 gekoppelten negativen Ausgängen der Diskriminatoren 63,
64 abgegeben werden, während die Signale an den Ausgängen 69 und 70 des Reglers
gleich Null sind. Da die Ströme der Halbstromkreise gleich sind, weil sie durch
die gleichen Stellströme d.h. den Stromsollwerten der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation
festgelegt werden, wird das Signal des Diskriminators 63 weniger negativ als das
Signal des Diskriminators 64 und das Signal des Formers 59 mehr positiv (oder weniger
negativ^) gegenüber dem Signal der Einheit 60 sein.
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Unter diesen Verhältnissen ist das Ausgangssignal des Summators 65
negativ und der Integrator wird den positiven Wert des Signals am Ausgang der Einheit
66 vergrößern, wodurch der Stellstrom der Wechselrichterunterstation vergrößert
und entsprechend dem Stellstrom der Gleichrichterunterstation geändert wird.
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Zur Ausnutzung der Regeleinrichtung nach Fig. 8 in der Gleichrichterunterstation
ist es erforderlich, das Stromsignal in den Einheiten 61 und 62 zur Stromstabilisierung
auf
den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 74 und das einzustellende Stromsignal
samt einem Verschiebungssignal auf den Rückkopplungseingang des Verstärkers 74 und
gleichzeitig das Ausgangssignal der Einheit 59 auf den Rückkopplungseingang des
Verstärkers 88 und das Signal der Ein.
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heit 60 auf den invertierenden Eingang des Verstärkers 88 des Summators
65 zu geben.
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Die Erfindung gestattet esS die Übertragung elektrischer Energie ohne
Hilfe eines Fernsehkanals vorzunehmen und eine vorteilhafteste energetische Betriebsart
bei größtmöglicher Übertragungs spannung und minimalen Blindleistungsverbrauch durch
die angeschlossenen Wechselstromsysteme auszuführen Die Energieverluste bei der
Gleichstromübertragung und in den angeschlossenen Systemen können damit gering gehalten,
die Betriebszuverlässigkeit der Gleichstromübertragung erhöht und die mit Bau- und
Unterhaltungskosten von Fernlei tungen zwischen den Unterstationen zusammenhängenden
Ausgaben gesenkt werden.
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Bei Einsatz der Regeleinrichtung nimmt der Nenn-Zündverzögerungswinkel
der Gleichrichterunterstation auf 5° el.
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ab, was die Blindleistungsaufnahme um 10 bis 15°,4 herabsetzt und
die Übertragungsspannung um ca. 1% erhöht.
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L e e r s e i t e