DE685162C - Anordnung zur Regelung der Blindleistung in einem Wechselstromnetz - Google Patents

Description

• Anordnung zur Regelung der Blindleistung in einem Wechselstromnetz In Wechselstromv erteilungsnetzen ergibt sich häufig ein sehr schlechter Leistungsfaktor, beispielsweise infolge stark induktiver Verbraucher. Man kann die Blindleistungsv erhältnisse in einem Wechselstromnetz verbessern, wenn man an passend gewählten Punkten des Netzes leer laufende Synchronmaschinen, sogenannte Phasenschieber, oder Kondensatoren aufstellt. Hierdurch erreicht man eine wesentliche Verbesserung des Leistungsfaktors und damit eine bessere Ausnutzung der Übertragungsleitungen.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Regelung der Blindleistung in einem Wechselstromnetz mittels gittergesteuerter dampf- oder gasgefüllter Entladungsgefäße, deren Anodenstromkreis gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Glättungsdrosselspule kurzgeschlossen ist. Gemäß der Erfindung sind die Entladungsgefäße, zweckmäßigerweise unter Zwischenschaltung eines Reihentransformators, in die Leitungen des Wechselstromnetzes geschaltet. In besonders zweckmäßiger Weise gelingt die Regelung der Blindleistung, wenn man die gitterbesteuerten Entladungsgefäße in einer Umformerschaltung nach Art eines Gleichrichters anordnet. Allein durch Beeinflussung der Gittersteuerung, die selbsttätig oder willkürlich erfolgen kann, ist es möglich, die Blindleistungsverhältnisse in den übertragungsleitungen zu beherrschen. Verwendet man gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsgefäße, die wegen ihres besonders kleinen Spannungsabfalles gegenüber Elektronenröhren bevorzugt angewendet werden, so wird man im allgemeinen bei beliebiger Blindleistungsregelung zusätzliche Kommutierungsschaltmittelbrauchen, damiteineKoinmutierung zwischen den Dampfentladungsgefäßen auch dann möglich ist, wenn die Anode des nachfolgenden Gefäßes noch negatives Potential gegenüber der vorhergehenden Anode aufweist.
• In der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke beispielsweise an Hand eines dreiphasigen Verbrauchernetzes io erläutert, das an eine Speisedrehstromspannung i i angeschlossen ist. Zwischen dem Verbrauchernetz io und dem Speisenetz i i ist ein Reihentransformator 12 mit den Phasen A, B und C eingeschaltet, dessen Sekundärwicklungen in Stern geschaltet und über eine mehrphasige Gleichrichteranordnurig kurzschließbar sind. Im vorliegenden Fall soll die Reglung im Sinn der Erfindung an Hand einer dreiphasigen Graetzschaltung mit Zwischenphasentransforinator erläutert werden. Eine Gleichrichteranlage dieser Art enthält einen dreischenkligen Transformatorkern 13 mit verschiedenen Phasenwicklungen 14, 15 und 16, die je mit einer Mittelanzapfung versehen sind. Diese Mittelanzapfungen sind an je eine Phase der Sekundärwicklung des Reihentransformators 12 angeschlossen. Die Wicklungen 14, 15 und 16 sind über die in Graetzschaltung angeordneten Gefäße 18...23 mit den Gleichstromschienen 17 verbunden, die ihrerseits wieder vorzugsweise durch eine Drosselspule 24. miteinander verbunden sind. Als Entladungsgefäße 18 ... 23 werden gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsgefäße verwendet, jedoch kann man dann nicht ohne weiteres kapazitive Blindleistung mittels Gittersteuerung allein bereitstellen und muß infolgedessen zusätzliche Kommutierungsmittel vorsehen. Hierfür gibt es an sich mehrere Möglichkeiten; im vorliegenden Fall soll eine bereits vorgeschlagene Kommutierungsanordnung beschrieben werden. Diese Kommutierungsanordnung enthält eine ähnlich wie die Hauptgleichrichteranordnung ausgeführte Hilfsgleichrichteranordnung mit den Transformatorwicklungen 25, 26 und 27 auf denselben Schenkeln wie die Transformatorwicklungen 14, 15 und 16. Die Mittelanzapfungen der Wicklungen 25, 26 und 27 sind an die Phasen des Verbraucherkreises io angeschlossen. Andererseits sind die Wicklungen 25, 26 und 27 über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsgefäße 29...34 mit den Gleichstromschienen 28 verbunden, die ihrerseits ebenfalls wieder über eine Drosselspule 3:5 miteinander verbunden sind. Für die Steuerung der Gitter der einzelnen Entladungsgefäße wird man vorzugsweise eine phasenveränderliche Steuerwechselspannung verwenden, und zwar sind hierfür phasendrehende Vorrichtungen, z. B. Drehtransformatoren 36 und 37, vorgesehen.
• Bei der Betrachtung der Wirkungsweise der beiden Gleichrichterschaltungen ist zunächst zu beachten, daß der mehrschenklige Kern 13 den Gleichfluß in jedem Schenkel im wesentlichen konstant hält und dadurch die Kommutierung zwischen den einzelnen Gefäßen unterstützt. Man kann zeigen, daß in jedem Augenblick vier von den sechs Gefäßen jeder Gleichrichterschaltung leitend sind, so daß jedes Gefäß während 240° Strom führt. Durch Einstellung der Phase <der Steuerwechselspannung mittels des Drehtransformators 37 in bezug auf die Anodenspannungen der Gefäße 18...23 kann man die Phasenlage des der Gleichrichterschaltung mit den Gefäßen 18...--3 zugeführten Wechselstromes regeln. Hierbei ist jedoch zunächst noch keine Einstellung eines voreilenden Leistungsfaktors möglich, denn dabei müßte die Kommutierung von einem Gefäß mit höherem Anodenpotential auf ein Gefäß mit niedrigerem Anodenpotential durchgeführt werden. Eine solche Kommutierung kann jedoch verwirklicht werden, wenn man die Entladungsstromkreise des Hilfsgleichrichters mit demselben Zw ischenphasentransformator verkettet und diesen mit Spannungen solcher Phasenlage erregt, daß eine Kommutierungsspannung von solcher Größe und Phasenlage in den Wicklungen 14, 15 und 16 induziert wird, daß eine Kommutierung auch zwischen solchen Gefäßen stattfinden kann, bei denen die normalen Spannungsverhältnisse eine Kommutierung nicht zulassen. Verschiebt man die Phase der den Gittern der Gefäße 29 ... 34 zugeführten Steuerwechselspannung im wesentlichen um go° in bezug auf die zugehörige Anodenspannung, so kann der die Hilfsgleichrichterschaltung durchfließende Strom sehr klein sein. Er ist im wesentlichen ein Blindstrom. Man kann demnach den Leistungsfaktor des Stromes für die Hauptgleichrichterschaltung durch entsprechende Einstellung der Gitterspannung der Gefäße 18...23 regeln. Dadurch wird aber auch der vom Speisenetz i i nach dem Verbrauchernetz io durch die Primärwicklungen des Reihentransformators 12 fließende Strom in seiner Phasenlage gesteuert. Man hat es also in der Hand, den Leistungsfaktor für das speisende Netz i i beliebig einzustellen und beispielsweise konstant zu halten.
• Wenn zwar der Erfindungsgedanke in Zusammenhang mit in Graetzschaltung angeordneten Entladungsgefäßen beschrieben ist. so ist er jedoch hierauf nicht beschränkt, denn zweifellos können auch alle anderen bekannten Gleichrichterschaltungen mit Erfolg angewendet werden. Ebenso hat der Erfindungsgedanke Bedeutung für beliebig vielphasige Wechselstromnetze, obwohl naturgemäß die Regelung im Sinne der Erfindung besonders günstig für Drehstromnetze ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Regelung der Blindleistung in einem Wechselstromnetz mittels gittergesteuerter dampf- oder gasgefüllter Entladungsgefäße, deren Anodenstromkreis gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Glättungsdrosselspule kurzgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsgefäße, zweckmäßigerweise unter Zwischenschaltung eines Reihentransformators, in die Leitungen des Wechselstromnetzes geschaltet sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise in Graetzschalrung ausgeführte Gleichrichter einen mehrphasigen, die einzelnen Entladungsströme miteinander verkettenden und die Kommutierung unterstützenden Zwischenphasentransformator enthält.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2; da-. durch gekennzeichnet, daß der Zwischenphasentransformator zur Einstellung eines beliebigen Leistungsfaktors zusätzlich durch weitere gittergesteuerte Entladungsgefäße (2g ... 3q.) magnetisch gesteuert wird, vorzugsweise durch solche mit Dampf- oder Gasfüllung, die zweckmäßigerweise ebenfalls in Gleichrichterschaltung geschaltet sind.