DE653957C

DE653957C - Glaettungskreis fuer Wechselstromnetze

Info

Publication number: DE653957C
Application number: DES107957D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alois Michael Moser
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1933-01-19
Filing date: 1933-01-19
Publication date: 1937-12-07

Description

Glättungskreis für Wechselstromnetze In Wechselstromnetzen werden aus verscbiedenenGründen, wie z. B. durch die Magnetisierungsströme der Transformatoren, durch kompensierte Motoren, durch Gleichrichter ttsw., mehr oder weniger starke Oberwellen bedingt. Es ist bekannt, diese Oberwellenströme durch Parallelschaltung von Ill'esonanzkreisen, welche aus hintereinander-, geschalteten Kondensatoren und Drosselspulen bestehen, kurzzuschließen und dadurch den Anschlußpunkt dieser Schwingungskreise spannungsoberwellenfrei zu machen. Ein typischer Fall, in dein Verzerrungen der Spannungskurve in erheblichem Maße auftreten, sind Überlandnetze, die ein größeres Gebiet mit vorwiegend landwirtschaftlichen Abnehmern versorgen. In diesen Netzen liegt in der Nacht eine verhältnismäßig große Zahl von kleinen, schwach' belasteten Transformatoren, und diese kleinen Transformatoren erfordern prozentual einett höheren Magnetisierungsstrom als größere Transformatoren. Ferner ist in derart weit verzweigten Netzen die Gesamtleistung im Verhältnis zur Transformatorleistung klein. Das hat zur Folge, daß die vom Generator gelieferten Oberwellenströme beträchtliche Leitungsabschnitte durchfließen müssen, so daß die Spannungsabfälle groß werden und eine Verzerrung der Spannungskurve auftritt.
Versorgungsgebiete der erwähnten Art «-erden in der Regel durch ein Freileitungsnetz mit Übertragungsspannungen von etwa Io bis 3o kV gespeist. An den einzelnen Verbrauchspunkten befinden sich Abspanntransformatoren,welche auf die Verbrauchsspannung von beispielsweise 38o Volt umformen. Gemäß der Erfindung werden die für die Abspanntransformatoren notwendigen Oberwellenströme nicht durch einen besonders bewickelten Schenkel mit an der Wicklung angeschlossenen Resonanzkreis aufgebracht, sondern unter Ausnutzung der Transformatorstreuinduktivität durch einen SchNvingungskreis geliefert, der aus einem niederspannungsseitig angeschlossenen Kondensator, gegebenenfalls mit Vordrossel, und dem Transformator besteht.
Im Gegensatz zu der bisher üblichen Anordnung läßt sich durch diesen Kreis oder mehrere derartiger Kreise das Verteilungsnetz auf der Oberspannungsseite an Punkten mit unzulässiger Spannungserhöhung spannungsoberwellenfrei machen.
Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die Anschaffungskosten verringert werden und die Betriebssicherheit erhöht wird, da die Drosselspulen lediglich für Niederspannung ausgeführt zu werden brauchen und keinen Überspannungen, besonders atmosphärischen Ursprungs, ausgesetzt sind.
Will man schon vorhandene Kondensatoren zur Leistungsfaktorverbesserung nachträglich zwecks Glättung der Spannungskurve auf eine oder mehrere Oberreellen abstimmen, dann bedeutet die kleine Zusatzdrosselspule gleichzeitig° auch eine entsprechend geringe. Erhöhung der Grundwellenspannung am Karri densator. Würde beispielsweise ein Kond'eü-# sator im Hochspannungsnetz auf die fünfte Oberwelle abgestimmt, dann ist hierzu eine, Blindleistung der Drosselspule von 4. °7o notwendig. Die Grundwellenspannung am Kondensator erhöht sich dann ebenfalls um d. 0701 seine Grundwellenleistung um 8 °;'o. Im Niederspannungsnetz wird die Zusatzdrosselspule kleiner mit Rücksicht auf die Streuspannung des Transformators. Es kann beispielsweise schön eine Drosselspule mit einer Blindleistung von a 07o ausreichend sein. In dem gleichen Maße wird dadurch auch die Grundwellenspannung des Kondensators kleiner. Eine verringerte Grundwellenspannung ist aber durchaus von Bedeutung, insbesondere wenn berücksichtigt wird, daß durch die abgeleiteten Oberwellenströme in der Regel schon eine Mehrbelastung des Kondensators auftritt.
Es sei noch erwähnt, daß durch Einbau derartiger Glättungskreise an mehreren bzw. möglichst vielen Punkten des Netzes eine günstige Verteilung der Belastung im Glättungskreis erzielt werden kann. Ferner kann die Spannung, für die die Drosselspulen bemessen werden müssen, auch dadurch verringert werden, daß die Drosselspulen, wie dies bereits vorgeschlagen worden ist, in dem durch die Clättungskondensatoren gebildeten Sternpunkt eingebaut werden. Die :Spannung, welche an der Drosselspule liegt, beträgt dann lediglich .i.1.71 der Grundwellenspannung bei einem Glättungskreis, welcher für die fünfte Oberwelle abgestimmt ist. Die Nullpunktsspannung ist bei einen i geerdeten Netz gleich Null. Ein Vorteil dieser Anordnung der Drosselspule in I Nullpunkt liegt noch darin, daß die Überspannungen nicht mehr unmittelbar auf die Drosselspulen auftreffen, sondern zuerst auf den Kondensator. Kondensatoren stellen aber, wenn sie entsprechend bemessen sind, einen geeigneten Schutz gegen Z'berspannungen dar. Man kann auf diese Weise Schutzwirkungen gegen Überspannung und Glättungswirküng miteinander verbinden.
Eine weitere Verbesserung der Glättungseinrichtungen 1ä ßt sich dadurch erzielen, daß für die mit den Kondensatoren in Reihe geschalteten Drosselspülen Regulierdrossspulen verwendet werden, d. h: Drosselspulen, deren Induktivität betriebsmäßig verändert «erden kann. Die Verwendung von Regulierdrosselspulen hat den Vorteil, daß an Ort und Stelle die Einstellung bzw. Abstimmung der aus, Kondensatoren und Drosselspulen bestehenden Glättungskreise in einfacher Weise vorgenommen und verändert werden kann. Diese betriebsmäßige Einstellmöglichkeit an Ort und Stelle ist aus mehrfachen Gründen erwünscht. Es können Toleranzen in der Größe der Drosselspule und des Kondensators, die sich bei der Fabrikation nicht umgehen lassen, ausgeglichen werden. Der Hauptvorteil besteht jedoch darin, daß man die Möglichkeit hat, die Belastung des Glättungskreises einzustellen. Die Ströme, welche im Glättungskreis fließen, hingen von der Zahl, Größe und Entfernung der am Netz liegenden Transformatoren ab. Durch Unischaltungen im Netz können sich daher große Veränderungen ergeben, die eine übermäßige Belastung des Glättungskreises zur Folge haben. Es bedeutet daher eine wesentliche Verbesserung der Anlage, wenn die Möglichkeit besteht, derartige Überlastungen zu verhindern, ohne daß der Glättungskreis vollständig abgeschaltet werden muß.
Zum Zwecke der Veränderung der Induktivität der Drosselspulen kann man den Luftspalt einer 1-Eisendrosselspule ändern. Man kann aber auch Drosselspulen mit Anzapfungen verwenden. Die Induktivität wird entweder von Hand oder selbsttätig eingestellt, wobei die Belastung des Glättungskreises auf eine Signaleinrichtung oder ein Relais, einwirkt. .
Die Regulierdrosselspulen können naturgemäß nicht nur für solche Glättungskreise ,verwendet werden, bei denen die Kondensatoren zur Leistungsfaktorverbesserung dienen, sondern auch für Kondensatoren, welche ausschließlich oder in erster Linie zu Glättungszwecken an das Wechselstromnetz angeschlossen sind.

Claims

PATINTANSI'Iti,"CHE: I. Einrichtung zur Verhinderung unzulässiger Spannungsanstiege an bestimmten Punkten von Wechselstromvertei-lungsnetzen durch Oberwellen, die. von den Verbrauchern ausgehen, @ insbesondere Überlandnetzen, die auf der Oberspannungsseite mit etwa jo bis 3o kV und auf der Niederspannungsseite mit etwa 38o V arbeiten, mit Hilfe von Glättungskreisen, die aus in Reihe .Init Drosseln geschalteten Kondensatoren bestellen, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Oberwellen abgestimmten Resonanzkreise unter Ausnutzung der Streuinduktivität der Abspanntransförmatoren von diesen Transformatoren und niederspannungsseitig mit ihnen in Reihe liegenden Kondensatoren sowie gegebenenfalls Vordrosseln gebildet und so bemessen werden, daß eine Ober-. wellenspannungsfreiheit an den. genannten Punkten des Netzes auf der Ob; r s pannungsseite erzielt wird. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren der Resonanzkreise außerdem zur Blindstromlieferung der Grundfrequenz ausgenutzt werden. 3. Einrichtung nach Anspruch i und @, dadurch gekennzeichnet, daß Drosselspulen finit betriebsmäßig veränderlicher Induktivität verwendet «-erden. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität von Hand oder selbsttätig in Abhängigkeit von Betriebswerten des Wechselstromnetzes, insbesondere in Abhängigkeit an der Belastung des Glättungskreises, einstellbar ist. -Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß @ die Drosselspulen im Sternpunkt der Kondensatoren angeschlossen sind.