DE699323C - Wechselstromnetz - Google Patents

Description

• Anordnung zur Regelung der Blindleistung in einem Wechselsitromnetz Es sind bereits Anordnungen zur Regelung der Blindleistung in einemWechselstromnetz vorgeschlagen worden, bei den-en gittergesteuerte Entladungsstrecken, vorzugsweise solche mit Dampf- oder Gasfüllung, sich in einem paraÜel zu oder in Reihe mi ' t den Leitungen des Wechselstroninetzes liegenden, zweckmäßigerweis,e kurz#geschlossenen Stromkreis befinden. - Die Erfindung stellt eine Weiterbildung des Vorschlages dar, bei dem die Entladungsstrecken parallel zum Wechselstromnetz liegen. Sie besteht erflii-dungsgemäß darin, daß in den Gleichstromkreis der Schaltung eine Gleichstromdrosselspule eingefügt ist und die Schaltun- mit solcher Einstellung der Gittersteuerung betrieben wird, daß -die Gleichspannung möglichst klein bzw. praktisch Null ist. Zweckmäßigerweise sind die Entladungsstrecken in Gleich- und Wechselrichterschaltung' gleichstroms-eitig miteinander in Reihe geschaltet.
• In Abb. i der Zeichnung sind die beiden Gruppen von Entladungsstrecken 13 (Gleichrichtergruppe) und 14 (Wechselrichtergruppe) dargestellt, die einerseits mit dem, Wechselstroninetz stromführende io und Leitung anderseits 17, in über deren die Zug gleich' die Gleichstromdrosselspule 18 liegt, unmittelbar miteinander verbunden sind. Das Wechselstromnetz i o besitzt beispielsweise einen Nullleiter 17, der z. B. aus dem Sternpunkt eines in Ste ' rn -geschalteten Netztransformators ig herausgeführt ist. Zwischen diesem Nulleiter U' und der Leitung 17 herrscht die Gleich-Spannung, die gemäß der Erfindung allemi durch Einstellung der - Gittersteuerung der Gruppen 13 und 14 möglichst klein gehalten werden soll. Auf die Gefäße bezogen, besagt diese Steuervorschrift, daß die Anoden im wesentlichen zur Zeit des Nulldurchganges ihrer Anodenspannung Strom führ-en sollen. Dies ist -bekanntlich durch die Wirkung der Drosselspule 18 ohne weitergs möglich. Nünnit man zunächst an, daß der Gleichrichter mit den Entladungsstrecken 13R, 13S und 13T SO gesteuert ist,. daß er annähernd volle Gleichspannung liefert, und daß der Wüchselrichter mit den Entladungsstrecken 14R, i4s und 14T mit entsprechender Einstellungder Steuerung zurücharbeitet, so gelten die in Abb. 2 angegebenen Spannungs- und Stromverhältniss-e, wobei EI.3 die vom Gleichrichter gelieferte, EI4 die am Wechselrichter -liegende ungeglättete Gleichspannung bedeuten. Die KurvenE,3 und EL4 entsprechen dabei- dem normalen Gleichrichterbetrieb bzw. de#m# normalen I Wechselrichterbetrieb. Der Übergang der Stromführung von einer Entladungsstrecke zur anderen erfolgt innerhalb jeder Gruppe normal, genau so, als ob die andere Gruppe nicht vorhanden wäre. In Abb. 2 ist außer den Spannungen nochder Strom der Phase Reingezeichnet, und zwar ist der über das Gleichrichtergefäß 13R fließende Strom I,3p nach oben und der über das Wechselricht-ergefäß 14R fließende StromII4R nach unten aufgetragen. Man erkennt, daß sich die Gleichrichter- und Wechselrichterstromanteile bei dieser Aussteuerung zum Teil überlappen und daß daher aus der betrachteten Netzphase R nur der schraffiert gezeichnete Anteil des Stromes I13R dem Gleichstromkreis zufließt bzw. nur der schraffiert gezeichnete Anteil des Stromes I1,iR an das Wechselstromnetz abgegeben wird. Für die Aufrechterhaltung des Stromes im Zwischenkreis 17, 18 sorgt die der Einfachheit halber als unendlich groß angenommene Drosselspule 18. Bezüglich der Blindleistungslieferung ist aber eine Aussteuerung entsprechend der Abb. 2 ungünstig; denn es ergibt sich, daß für jede Phase der positive und der negative Stromteil innerhalb ein und derselben, dieser Phase zugeordneten Halbwelle der Spannung liegen, während in der darauffolgenden Halbwelle die Phase stromlos ist. Der Strom ist also unsymmetrisch, er enthält außer dem gewünechten Blindstrom noch einen recht erheblichen Verzerrungsstrorn.
• Regelt man dagegen mittels der Steuerung den Gleichrichter auf die Gleichspannung Null und den Wechselrichter auf eine Gleichspannung von nahezu Null, so erhält man den in Abb. 3 dargestellten Verlauf von Strom und Spannung. Sowohl beim Gleichrichter als auch beim Wechselrichter führt jetzt jede Entladungsstrecke gerade dann Strom, wenn die zugehörige Phasenspannung durch Null geht. Gleich- und Wechselrichterstrom überdecken sich nicht mehr, die Stromant#eile liegen jetzt in bezug auf jede Halbwelle der zugeordneten Phasenspannung in gleichem Maße phasenverschoben und haben die Lage des Blindstromes. Wie das Diagrammder Abb. 3 durch die ausgezogene Linie des Wechselrichterbetriebes bzw. die gestrichelt eingezeichnete Linie des Gleichrichterbetriübes zeigt, führt z. B. das Gefäß I IR einen Gleichrichterstrom IlsR in den Zeitabschnitten i und 2, der im Zeitabschnitt i als StromI14_s über das Ge-fäß I 4s, im Zeitabschnitt 2 als Strom IiIT über das Gefäß 147- an die Phasen S und T des Wecliselstromnetzes zurückgeliefert wird. Entsprechend ;erhält das Gefäß i4,R der Wechselrichtergrup##e in dem Zeitabschnitt 4 den StromIlss vom Gefäß 13s und im Zeitabschnitt 5 den Strom IIBT vom Gefäß i 3T der Cleichrichtergruppe. Entsprechend verteilt sich auch beispielsweise der in den Zeitabschnitten3 -und 4 vom Gleichrichter aus der Netzphase S bezogene Strom II.,s, der im Zeitabs#Imitt3 von der Wechselrichtergruppe als .StromII4T an die PhaseT, im Zeitabschnitt4 als Strom114R an die PhaseR zurückgeliefert wird, sowie der Strom l,.37- der Phase T (s. die Diagramme der Abb.3). Bei dieser Einstellung der Steuerung wird der Gleichstrom, der beispielsweise durch geringe Verschiedenheit der Gleich- und Wechselrichteraussteuerung hervorgei-ufen und durch die Wirkung der Drosselspule 18 ungefähr konstant aufm rechterhalten wird, am wirkungsvollsten in Blindleistung umgesetzt. Gleichzeitig besitzt die Verzerrungsleistung einen Mindestwert. Die Transformatorausnutzung besitzt für eine geforderte Blindleistung einen Höchstwert. Die Regelung der Blindleistung kann durch geringe Änderung der Steuerung des Gleich-oder Wechselrichters abweichend von der günstigsten Lage erfolgen. Zweckmäßigerweise arbeitet man aber mit fester Einstellung der günstigsten Betriebslage und verändert die Blindleistung durch Regelung einer in den Gleichstromkreis eingeführten Zusatzgleichspannung, z.B. Maschine, gesteuerterGleichrichter. InAbb.4isteineGleichstrommaschine 29 für die Erzeugung der Zusatzspannung angenommen.
• Der Phasenschieber liefert bei natürlicher Kommutierung induktive Blindleistung. Soll er kapazitive Blindleistung liefern, so werden zusätzliche Kom#mutie=gssclialtniittel benötigt, wie sie bereits zahlreich vorgeschlagen worden sind. Man kann also mit dem ruhenden Phasenschi#ber den Leistungsfaktor in beliebigern Sinn beeinflussen.* Erwähnt sei noch, daß beim Betrieb mit der mittleren Gleichspannung Nullkein Unter-,schied mehr besteht zwischen der als Gleichrichter und der als Wechselrichter arbeitenden Gruppe von Entladungsstrecken. Man kann daher den Gleichstromkreis von Gleich-und Wechselrichter auftrennen -und jeder Gruppe je eine Gleichstromdrosselspule 15 öder 16 zuordnen (vgl. Abb. 5).

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Regelung der Blindleistung in einem Wechselstromnetz mittels gittergesteuerter Entladungsstrecken, vorzugsweise `solcher mit Dampf- oder Gasfüllung, bei der die Entladungsstrecken sich in einem parallel zu den Leitungen des Wechselstromnetzes liegenden Stromkreis, insbesondere inGleich- und Wechselrichterschaltung, befinden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gleichstromkreis der Schaltung eine Gleichstromdrosselspule eingefügt ist und die Schaltungmitsolcher Einstellung der Gittersteuerung betrieben wird, daß die Gleichspannung möglichst -klein bzw., praktisch Null ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i"dadurch gekennzeichnet, daß zwei"Schaltungen vorgesehen sind, die wech##eIstromseitig zueinander parallel an das zu regelnde Netz angeschlossen sind, gleichstromseitig miteinander in Reihe Z#es-challtet sind. 3. Anordnung -nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Gittersteu-ena-ig unveränderlich ist und die Größe der Blindleistung durch eine in den Gleichstromzwischenkreis eingefügte zusätzliche regelbart Gleichspannung gesteuert wird.