SE510197C2 - Förfarande och anordning för styrning av ett kondensatordon för en shuntkopplad statisk kompensatorenhet med deblockeringssignaler för indikering av icke strömförande tillstånd hos ingående ventiler - Google Patents

Description

510 197 2 ett flertal sinsemellan seriekopplade tyristorer vilka samtliga gemensamt styrs av en tändorder. Ett styrdon alstrar därvid individuella tändpulser för de i halvledarventilen ingående halvledarna.

En kompensator av beskrivet slag innefattar vanligen ett antal kompensatorenheter, vilkas inkoppling styrs av ett överordnat spänningsstyrsystem, som, iberoende av en avkänd spämiing i kraftnätet och ett referensvärde för derma spänning, alstrar inkopplingsorder för inkoppling av respektive kompensatorenhet.

För en allmän beskrivning av tyristorkopplade kondensatorer och styrning därav hänvisas till exempelvis Åke Ekström: High Power Electronics HVDC and SVC. Stockholm 1990, särskilt sid 10-1 till 10-7, och till K Reichert: Controllable reactive compensation. Electric Power & Energy Systems, Vol 4 No 1 Ianuary 1982, page 51 - 61.

I det följande avses med grundtonskomposant för en spänning eller en ström i ett elektriskt kraftnät den komposant av respektive spänning eller ström som är av en frekvens svarande mot kraftnätets frekvens, exempelvis har ett kraftnät med den nominella frekvensen på 50 Hz en frekvens på eller åtminstone nära 50 Hz.

Eftersom strömmen genom den tyristorkopplade kondensatorn stationärt har ett fasläge 90° elektriskt före spänningen över densamma bör halvledarventilens båda halvledare ges tändorder växelvis och vid de tidpunkter då tidsderivatan av grundtonen för spänningen över den tyristorkopplade kondensatorn växlar tecken från ett positivt värde till ett negativt värde och omvänt. Om spänningens fasläge definieras så att dess amplitud är noll vid O° och ökande i positiv riktning, sker under stationära förhållanden dessa teckenväxlingar vid de elektriska vinklarna 90° och 270°.

Då nämnda tidsderivata växlar tecken från ett positivt till ett negativt värde bör tändorder ges till den av halvledarna vars ledriktning sammanfaller med den förväntade strömriktningen i det kommande intervallet, det vill säga, med ovannämnda konvention, i intervallet 90° till 270°. Denna ledriktning benämnes i det föjande den förväntade strömförande ledriktningen för intervallet ifråga. Då nämnda tidsderivata åter byter tecken ges tändorder till den andra halvledaren, vars ledriktning sammanfaller med den förväntade strömriktningen i det då kommande 3: i 510 197 intervallet, det vill säga, med ovannänmda konvention, i intervallet 270° till 450°.

Då alstringen av tändorder bringas upphöra, exempelvis i beroende av spänningsstyrsystemet, kommer strömmen genom halvledarventilen att upphöra vid nästkommande nollgenomgång för strömmen.

Kondensatorns späiming förblir därvid på en nivå bestämd av kraftnätets spänning då strömmen genom kondensatorn bringades upphöra. Då tändorder åter alstras, enligt det kriterium som ovan nämnts, och kraftnätets spänning förblivit oförändrad, sker inkopplingen av kondensatorn principiellt utan några övergångsfenomen i ström och spänning. “ Vid inkoppling av kondensatorn i de fall en spänningsskillnad föreligger mellan kraftnätets spänning och spänningen över kondensatorn initieras dock harmoniska svängningar som kan medföra onormalt höga strömmar genom halvledaren och kondensatorn. Dessa svängningar påverkar strömmar och spänningar i kompensatorns anslutningspunkt till kraftnätet och denna påverkan kan betraktas som en försämring av kraftnätets elektriska kvalitet.

Ett känt fenomen i samband med tyristorkopplade kondensatorer är att en feltändning av en halvledare vid en tidpunkt då spänningen över kondensatorn har omvänd polaritet mot kraftnätets spänning, på grund av att strömmen genom kondensatorn då växer upp mycket snabbt, leder till en för kondensatorn farlig spänningshöjning och till för halvledaren onormalt höga strömmar.

Ett känt sätt att alstra tändorder är att, då inkopplingsorder föreligger och sedan en första tändorder bildats enligt ovannämnda kriterium, kontinuerligt påföra båda halvledarna tändorder. Därigenom hålls halvledarventilens båda ledriktningar öppna för strömmen genom kondensatorn och risken för feltändningar elimineras.

Studier har emellertid visat att de ovan nämnda harmoniska svängningarna vid inkoppling av kondensatorn då en spänningsskillnad föreligger mellan kraftnätets och kondensatorns spänning dämpas mycket svagt, varför insvängningsförloppen till ostörd drift blir mycket långa. 510 197 t Även för de fall kraftnätets spänning innehåller övertoner kan ett resonanstillstånd inträda med för den tyristorkopplade kondensatorn skadligt höga strömmar.

Ett annat känt sätt att alstra tändorder är att vid början av vart och ett av de ovannämnda intervallen om 180°, det vill säga vid de tidpunkter då tidsderivatan av kraftnätets spänning ändrar tecken, från ett positivt till ett negativt värde eller omvänt, ge en tändorder endast till den halvledare vars ledriktning sammanfaller med den förväntade strömriktningen i det kommande intervallet. Tändorder för de båda halvledarna alstras således växelvis och för den halvledare vars ledriktning sammanfaller med den under intervallet förväntade strömförande ledriktningen. En faslåst krets bildar i beroende av kraftnätets spänning en sinusformad signal sådan att den svarar mot grundtonskomposanten av spänningen över kondensatordonet samt är faslåst 90° elektriskt före denna. Denna sinusformade signal utgör därmed tidsderivatan av ett ur den i kraftnätet avkända spänningen härlett värde av grundtonskomposanten av spänningen över kondensatordonet. Tändorder för ventilen alstras principiellt vid, men i praktiken kort före, den faslåsta signalens nollgenomgångar.

Med detta sätt för alstring av tändorder uppnås god dämpning av insvängningsförloppen efter en inkoppling vid spänningsskillnad mellan kraftnät och kondensator och även av de ovannämnda resonansfenomenen då kraftnätets spänning innehåller övertoner.

Under vissa förhållanden, typiskt vid snabba förändringar av fasläget för kraftnätets spänning, orsakade exempelvis av fel i detta, uppstår emellertid på grund av den faslåsta kretsens insvängningstid, åtminstone transient en situation där den av den faslåsta kretsen bildade sinusformade signalen ej är fasförskjuten 90° elektriskt mot kraftnätets spänning. Detta får till följd att strömmen genom den strömförande halvledaren går mot noll inom ett av de nämnda intervallen om 180° och bringas därvid att upphöra och förbli noll till dess tändorder bildas för den omvända ledriktningen. Spänningen i kraftnätet kommer därmed att byggas upp som en blockspänning i ledriktningen över den halvledare som står i tur att få tändorder, vilken spänning, då tändordern alstras, leder till en hög ström genom kondensatorn med åtföljande risk för överspänningar på denna. f i s 10 19 7 REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat förfarande av inledningsvis angivet slag, vilket dels ger en god dämpning av insvängningsförloppen efter en inkoppling av kondensatordonet vid en spänningsskillnad mellan kraftnät och kondensator och av de ovannämnda resonansfenomenen då kraftnätets spänning innehåller övertoner, och dels motverkar skadliga spänningsstegringar över kondensatorn, exempelvis vid snabba förändringar av fasläget för kraftnätets spänning, orsakade av att en blockspänning byggs upp över en halvledare.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall närmare förklaras genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, i vilka figur 1 visar i form av ett 1-linjediagram en kompensator innefattande tyristorkopplade kondensatorer, anslutna till ett elektriskt kraftnät, figur 2 visar ett trefasigt schema över kompensatorenhet innefattad i en kompensator enligt figur 1, figur 3 visar ett kondensatordon innefattat i en kompensatorenhet enligt figur 2, figur 4 visar ett känt utförande av en del av en styrutrustning för en kompensator enligt figur 1, figur 5 visar en utföringsform av en styrenhet enligt uppfinningen, innefattat i en styrutrustning för en kompensator enligt figur 1, och figur 6 visar ett antal signalformer vid en styrenhet enligt figur 5.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Den följande beskrivningen avser såväl förfarandet som anordningen. 510 f: 197 6 Anordningen innefattar logiska kretsar och tidsfördröjande kretsar, i figurerna visade i form av blockschemor, vilka helt eller delvis kan utföras som analoga eller digitala elektriska kretsar eller utgöras av programfunktioner, exempelvis i för ändamålet programmerade rnikroprocessorer. Det skall därför förstås att in- och utsignalerna till respektive kretsar kan utgöras av elektriska/ logiska signaler eller av beräkningsvärden. Signal- och beräkningsvärde används därför i det följande synonymt.

För att ej tynga framställningen med för fackmannen självklara distinktioner används i allmänhet samma beteckningar för de strömmar och spänningar som uppträder i det elektriska kraftnätet och i kompensatorn och för de mot dessa storheter svarande mätvärden och signaler/ beräkningsvärden som påförs och behandlas i den i det följande beskrivna styrutrustningen.

I blockschemorna visas block för bildande av vissa beräkningsvärden vilka används i andra visade block, sammanbindande linjer mellan dessa block har i vissa fall utelämnats för att ej tynga ritningarna men det skall förstås respektive beräkningsvärden hämtas från de block i vilka de bildas.

Figur 1 visar i form av ett 1-linjediagram en kompensator COM innefattande tre kompensatorenheter COMl, COM2 , COM3 respektive. Var och en av kompensatorenheterna, som är av sinsemellan likartat slag, innefattar kondensatordon av ovan beskrivet slag. Kompensatorn är ansluten till en samlingsskena NB, vilken via en transformator TR är ansluten till ett trefasigt elektriskt kraftnät NW med frekvensen f Hz och med faserna a, b och c. En styrutrustning CEQ , som nedan skall närmre beskrivas, innefattar ett tändsignaldon FSD, ett spänningsreglerdon VREG och för var och en av kompensatorenheterna ett styrdon CD1, CD2, CD3 respektive. Vart och ett av styrdonen, som är av sinsemellan likartat slag, innefattar tre styrenheter, som likaså är av sinsemellan likartat slag.

Styrenheterna i styrdonet CD1 betecknas i figuren med CUab, CUbc, CUca respektive.

Medelst ett spänningsavkännande don VM avkänns huvudspänningarna U'ab, U'bc och U'ca i kraftnätet NW. Motsvarande mätvärden, bildade av det spänningsavkännande donet, påförs spänníngsreglerdon VREG.

Medelst ett spänningsavkännande don VN avkänns huvudspänningarna 7A ' ' 1 0 1 9 7 Uab, Ubc och Uca på samlingsskenan NB. Motsvarande mätvärden, bildade av det spänningsavkännande donet VN, påförs tändsignaldonet FSD.

Styrutrustningen CEQ alstrar och påför kompensatorn styrsignaler för respektive kompensatorenheter i beroende av nämnda mätvärden.

Mellan styrutrustningen och var och en av kompensatorenheterna överförs ett dubbelriktat flöde av signaler SFI, SF2, SF3 respektive, vilka flöden sinsemellan är av principiellt samma slag.

Tändsignaldonet påför vart och ett av styrdonen ett signalflöde SF4, SFS, SF6 respektive, vilka flöden sinsemellan är av principiellt samma slag.

Spänningsreglerdonet alstrar ett signalflöde SF7. Samtliga nämnda signalflöden skall nedan närmre beskrivas.

Figur 2 visar trefasigt schema över kompensatorenheten COM1.

Kompensatorenheten innefattar tre sinsemellan A-kopplade kondensatordon TSCab, TSCbc, TSCca respektive, vart och ett innefattande i seriekoppling en kondensator C, en halvledarventil TS och en reaktor LR.

Kondensatordonet TSCab är anslutet mellan två kopplingspunkter Iab och Ibc, kondensatordonet 'ISCca är anslutet mellan kopplingspunkten Iab och en kopplingspunkt Ica, och kondensatordonet TSCbc är anslutet mellan kopplingspunkterna Ibc och Ica. Kopplingspunkterna Iab, Ibc, Ica är i sin tur anslutna till faserna a, b c respektive på samlingsskenan NB. Spänníngarna mellan kopplingspunkterna Iab, Ibc och Ica betecknas med Uab, Ubc och Uca respektive.

Signalflödet SF1 mellan kompensatorenheten COM1 och styrdonet CD1 är, som illustreras i figuren, innefattar tre delsignalflöden SFlab, SF1bc och SFlca mellan kondensatordonen TSCab, TSCbc, TSCca och de i styrdonet CD1 innefattade och till respektive kondensatordon hörande styrenheterna CUab, CUbc, CUca.

Figur 3 visar kondensatordonet TSCab, delsignalflödet SF1ab mellan kondensatordonet och styrenheten CUab, ett delsignalföde SF4ab från tändsignaldonet FSD till styrenheten CUab och en signal COMlON, innefattad i signalflödet SF7 från spänningsreglerdonet VREG till 510 197 styrenheten. I denna figur har för enkelhets skull indexen 1 respektive a och b slopats på de i delsignalflödet SFlab innefattade signalerna.

Halvledarventilen TS innefattar två halvledare TYp, TYn i antiparallellkoppling, i figuren var och en visad som en tyristor, varvid halvledaren TYp har sin ledriktning från fasen a till fasen b på samlingsskenan NB. Över kondensatordonet ligger huvudspänningen Uab.

Spänningen över kondensatorn C betecknas med UC och spänningen över halvledarna med LITY. Indikeringsdon UMp, UMn alstrar på något i och för sig känt sätt indikeringssignaler lNPp och INPn, indikerande att över halvledaren TYp och halvledaren TYn, respektive, ligger en blockspänning i deras respektive ledriktning. Halvledarna innefattar, ehuru för tydlighets skull ej visat i figuren, var och en flera sinsemellan seriekopplade tyristorer och en indikeringssignal alstras och avges för var och en av tyristorerna, vilket i figuren markeras med ett flertal pilar med den gemensamma beteckningen INPn, INPp respektive. Typiskt alstras en indikeringssignal då blockspänningen uppgår till ca 50 V över en tyristor. Likaså på något i och för sig känt sätt mottar halvledarventilen tändsignaler FPp och FPn respektive för de i halvledarna TYp och TYn respektive ingående tyristorerna. Även tändsignalerna markeras i figuren med ett flertal pilar med den gemensamma beteckningen FPn, FPp respektive, indikerande att tändsignaler ges till var och en av de i halvledaren ingående tyristorerna.

Ett strömkännande organ CM är på något i och för sig känt sätt anordnat att avkänna strömmen IC som flyter genom genom kondensatorn och att avge ett strömmätvärde på denna ströms positiva halvperioder, det vill säga på den ström Ip som flyter genom halvledaren TY p, och ett strömmätvärde på strömmens IC negativa halvperioder, det vill säga på den ström In som flyter genom halvledaren TYn. Såsom markerats i figuren innefattar delsignalflödet SF1ab nämnda indikeringssignaler, tändpulser och strömmätvärden.

Spänningsreglerdonet VREG (figur 4) bildar, på något i och för sig känt sätt, i beroende av påförda mätvärden på huvudspänningarna U'ab, U'bc och U'ca i kraftnätet NW, inkopplingsorder COMION, COMZON, COM3ON för inkoppling av respektive kompensatorenhet COM1, COM2, COM3. De nämnda tre inkopplingsorderna innefattas i signalflödet SF7.

Tändsignaldonet FSD (figur 4) innefattar för var och en av huvud- spänningarna Uab, Ubc och Uca en faslåst krets PLLab, PLLbc och PLLca ' 510 197 respektive, som i beroende av de påförda mätvärdena på dessa huvudspänningarna på något i och för sig känt sätt bildar motsvarande sinusformade grundtonssignaler SUab, SUbc och SUca, svarande mot respektive grundton i de påförda mätvärdena och faslåsta 90° elektriskt före dessa. Tändsignaldonet alstrar för grundtonssignalen SUab, på något i och för sig känt sätt, två ledorder CPp,ab och CPn,ab respektive, vilka är sinsemellan komplementära på så sätt att ledordern CPp,ab föreligger då grundtonssignalen SUab är större än noll och ledordern CPn,ab föreligger då nämnda grundtonssignal är mindre än noll. Detta innebär att ledordern CPp,ab föreligger då tidsderivatan av grundtonskomposanten Uabl i huvudspänningen Uab, det vill säga spänningen över kondensatordonet TSCab, är större än noll, (dUab1 / dt) > 0, och ledordern CPn,ab föreligger då denna tidsderivata är mindre än noll, (dUab1 / dt) < 0.

Som illustreras i figurerna 3 och 4 innefattar signalflödet SF4 delsignal- flöden SF4ab, SF4bc och SF4ca, där delsignalflödet SF4ab innefattar de ovan beskrivna ledordrarna CPp,ab och CPn,ab och delsignalflödena SF4bc och SF4ca innefattar motsvarande ledorder CPp,bc, CPn,bc, CPp,ca och CPn,ca alstrade på likartat sätt i beroende av grundtonssignalen SUbc och av grundtonssignalen SUca respektive. Delsignalflödena SF4bc och SF4ca påförs Styrenheterna CUbc och CUca för kondensatordonen TSCbc, 'ISCca respektive.

En utföringsform av en styrenhet CUab visas i blockschemaform i figur 5.

Styrenheterna CUbc och CUca är utförda på likartat sätt varför i figur 5 index 'ab' på i figuren förekommande signaler ej visas.

Indikeringssignalerna INPp och INPn överförs via i figuren endast antydda ljusledare LC1p, LC1n respektive, till i styrdonet innefattade fotodiodkretsar 1P, IN respektive, var och en kombinerad med var sin diskriminatorkrets 1P', 1N' respektive. Diskrirninatorkretsen 1P' avger en signal Slp då åtminstone en indikeringssignal INPp mottages via ljusledaren, innebärande att åunirtstone en tyristor i halvledaren TYp har tagit upp en blockspänning i sin frarnriktrting. På analogt sätt avger diskriminator- kretsen 1N' en signal Sln då åtrninstoneen tyristor i halvledaren TYn har tagit upp en blockspänning i sin frarnriktning. I syfte att uppnå ökad säkerhet kan diskrimineringskretsarna, såsom markerats i figuren, utformas att avge sina respektive signaler Slp, Sln då åtminstone ett 510 197 15 föreskrivet antal 'm' indikeringssignaler mottagits, indikerande att motsvarande antal tyristorer tagit upp blockspänning.

Strömmätvärdena på strömmarna Ip och In påförs i styrdonet innefattade nivåavkännande organ ZP, 2N respektive, med inverterande utgångar. Det nivåavkännande organet 2P bildar en utsignal S2p då dess påförda signal indikerar att ingen ström flyter genom halvledaren TYp och det nivåavkännande organet 2N bildar en utsignal S2n då dess påförda signal indikerar att ingen ström flyter genom halvledaren TYn. Typiskt bildas utsignalerna S2p och S2n då värdet på respektive ström understiger ca 1 % av strömmens nominella effektivvärde.

En OCH-krets 3P påförs inkopplingsordern COMION, ledordern CPp samt signalen Slp och bildar, då samtliga dessa signaler samtidigt föreligger, en utsignal S3p. En OCH-krets 3N påförs på motsvarande sätt inkopplings- ordern COM1ON, ledordern CPn samt signalen Sln och bildar, då samtliga dessa signaler samtidigt föreligger, en utsignal S3n.

En OCH-krets 4P påförs inkopplingsordern COMION, ledordern CPn, signalen Slp samt signalen S2n och bildar, då samtliga dessa signaler samtidigt föreligger, såsom utsignal en deblockeringssignal S4p.

En OCH-krets 4N påförs inkopplingsordern COMION, ledordern CPp, signalen Sln samt signalen S2p och bildar, då samtliga dessa signaler samtidigt föreligger, såsom utsignsl en deblockeringssignal S4n.

Enligt uppfinningen påförs deblockeringssignalerna S4p och S4n var sitt tidsfördröjande organ 5P, SN respektive, med en valbar tidsfördröjning T1.

Utsignalen S5p från det tidsfördröjande organet 5P, som alltså är tidsfördröjd med tiden T1 i förhållande till deblockeringssignalen S4p, och signalen S3p påförs en ELLER-krets 6P, vilken som utsignal bildar en tändorder S6p då åtminstone endera av dess insignaler föreligger.

Utsignalen S5n från det tidsfördröjande organet 5N, som alltså är tidsfördröjd med tiden T1 i förhållande till deblockeringssignalen S4n, påförs en ELLER-krets 6N, som som utsignal bildar en tändorder S6n då åtminstone endera av dess insignaler föreligger.

H É sin 19í(” Tändordrama S6p och S6n påförs var sitt pulsformande don 7P, 7N respektive vilka bildar pulsformade utsignaler S7p, S7n respektive. Dessa utsignaler S7p, S7n påförs optokopplare 8P, 8N respektive, som såsom utsignaler bildar tändsignaler FPp respektive FPn, vilka via ljusledare LC3p och LC3n påförs halvledarventilen TS. Halvledarventilen innefattar, i figur 3 ej visade organ, vilka på något i och för sig känt sätt, således i beroende av tändordrarna S6p och S6n, bildar tändpulser till i respektive halvledare innefattade tyristorer.

Styrdonets funktion skall ytterligare förklaras i anslutning till diagrammen i figurerna 6A - 6B, i vilka den horisontella axeln i samtliga fall anger elektriska grader för de på den vertikala axeln visade storheterna.

Beskrivningen hänför sig till kondensatordonet TSCab såsom det visas i figur 4 och till styrenheten CU ab såsom den visas i figur 5. Övriga kondensator- och styrenheter är uppbyggda på likartat sätt.

Figur 6A visar på den vertikala axeln grundtonssignalen SUab, för tydlighets skull med omvänd polaritet. Som framgår av det föregående svarar grundtonssignalen SUab mot tidsderivatan av grundtons- komposanten i spänningen Uab på samlingsskenan NB, och därmed mot tidsderivata av motsvarande komposant av spänningen över kondensatordonet. På den vertikala axeln visas också med heldragen linje strömmen IC genom kondensatorn C i kondensatordonet TSCab under ostörd drift med inkopplad kompensatorenhet. Beteckníngen Ip invid beteckningen IC markerar att det är halvledaren TYp som för strömmen IC, och beteckningen In att det är halvledaren In som för strömmen IC. Som jämförelse visas på den vertikala axeln även grundtonskomposanten Uabl av spänningen Uab över kondensatordonet. Under ostörd drift sammanfaller grundtonssignalens och strömmens nollgenomgångar väsentligen med varandra.

Med streckad linje indikeras en ström IC' genom kondensatorn, som, exempelvis till följd av ett fel i kraftnätet har bringats till ett fasläge sådant att dess nollgenomgång från ett negativt värde inträffar vid en vinkel oc°, i figuren visad i intervallet 180° - 270°, och därmed före grundtonssignalens motsvarande nollgenomgång vid 270°. Det skall observeras att den i figuren visade grundtonskomposanten Uabl av spänningen Uab över kondensatordonet gäller för ostörd drift och ej för det fall som motsvaras av det visade fasläget för strömmen IC'. 510 197 12k Figur 6B visar i tur och ordning uppifrån och ned på respektive axlar ledordrarna CPp och CPn, bildade i beroende av grundtonssignalen, signalerna Slp, S2n, S3p, deblockeringssignalen S4p, signalen S5p samt tändordern S6p.

De i figur 6B visade signalerna visas med heldragna linjer för fallet ostörd drift med inkopplad kompensatorenhet, och med streckade linjer för det fall strömmen genom kondensatorn har det fasläge som strömmen IC' enligt figur 6A har.

Av figurerna framgår att ledordern CPp föreligger då grundtonssignalen SUab > 0 och att ledordern Cpn föreligger då grundtonssignalen SUab < 0.

Under ostörd drift och med övertonsfri spänning Uab över kondensator- donet skiftar tídsderivatan (dUab/ dt) av denna spänning tecken från negativt tecken till positivt tecken vid vinkeln 270°, varvid under det kommande intervallet 270° - 450° ledordern CPn ej föreligger medan ledordern CPp kommer att föreligga. Strömmen In genom halvledar- ventilen går mot noll vid vinkeln 270° men upphör vid denna vinkel på grund av att halvledaren TYn ej leder ström i motsatt riktning. De i halvledaren TYp innefattade tyristorerna har under det föregående intervallet 90° - 270° befunnit sig i icke ledande tillstånd och kommer att vid vinkeln 270° att ta upp en spänning i sin framriktning. Därvid bildas signalen Slp varvid samtliga insignaler på OCH-kretsen 3P föreligger, signalen S3p bildas och i följd därav tändsignalen FPp. Deblockerings- signalen S4p från OCH-kretsen 4P bildas ej därför att ledordern CPn ej föreligger vid denna tidpunkt.

För det fall strömmen genom kondensatorn exempelvis har det fasläge som visas för strömmen IC' i figur 6A, går strömmen In mot noll vid vinkeln ot.

Signalen S3p föreligger ej vid denna vinkel eftersom ledordern CPp ej föreligger. ' I en utföringsform av uppfinningen antas OCH-kretsen 4P endast innefatta ingångar för signalerna Slp, CPn och COMIN, varför det nivåavkännande organet 2N kan uteslutas ur styrenheten CU. 13 "i 510 19? Vid vinkeln a bildas signalen Slp av samma skäl som ovan beskrivits.

Eftersom i detta intervall ledordern CPn föreligger, bildas deblockerings- signalen S4p vid vinkeln a, och, tidsfördröjd med tiden T1, signalen S5p och i följd därav tändsignalen FPp. Signalen Slp försvinner då halvledaren TYp försatts i ledande tillstånd.

Såsom illustreras nederst i figur 6B bildas vid ostörd drift tändordern S6p och därmed tändsignalen FPp, vid strömmens nollgenomgång vid vinkeln 270° i beroende av signalen S3p, . Vid en driftstörning som medför att strömmens In nollgenomgång sker vid en vinkel a som ligger före vinkeln 270°, bildas tändordern S6p i beroende av signalen S5p, och därmed i beroende av deblockeringssignalen S4p. Tändordern uppträder vid en vinkel T1*f*360° efter det att strömmen In gått mot noll från ett negativt värde, där f är frekvensen för det elektriska kraftnätet NW.

I en amian utföringsform av uppfinningen innefattar styrenheten CU det nivåavkännande organet 2N och OCH-kretsen 4P även en ingång för signalen S2n. Som framgår av figurerna 5 och 6B bildas signalen S2n då strömmen går mot noll, det vill säga väsentligen samtidigt (i praktiken något tidigare, beroende på inställningsriivåer i indikeringsdon UMp, UMn respektive de nivåavkännande organen 2P, 2N) som signalen Slp från diskriminatorkretsen 1P'. Styrenhetens funktion vad avser bildandet av deblockeringssignalen S4p och signalen S5p är därför helt likartad med den som ovan beskrivits. Avkänningen av respektive ström Ip och In genom halvledarventilen och villkoret att deblockeringssignal skall bildas endast om strömmen upphört att flyta genom halvledaren innebär dock en ytterligare säkerhet i styrningen av kondensatordonet och innebär alltså en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen.

Styrenheten är utförd helt symmetrisk med avseende på bildande av tändsignalen FPp och tändsignalen FPn varför beskrivningen av hur den senare tändordern bildas ej genomförs.

Sammanfattningsvis är således styrenhetens funktion enligt uppfinningen sådan att då strömmen genom halvledarventilen flyter i en första ledriktning av halvledarventilens båda ledriktningar och går mot noll i ett vinkelintervall då ledordern för detta intervall med tillhörande förväntade ledriktning fortfarande föreligger, men ej ledordern för den andra 510 197 14 ledriktningen, och en indikering (signalerna Slp, S2n, S2p, S1n) på att strömmen därmed upphör att flyta genom halvledarventilen, en tändorder bildas för den andra ledriktningen i beroende av en deblockeringssignal och med en valbar fördröjning efter det att deblockeringssignalen bildats.

Tidsfördröjningen T1 svarar mot en elektrisk vinkel T1*f*360°, där f är frekvensen för det elektriska kraftnätet NW. Studier har visat att denna vinkel med fördel bör väljas ligga i intervallet 7° - 11°, det vill säga vid en frekvens på 50 Hz för kraftnätet svarande mot en tidsfördröjning i intervallet ca 0.4 - 0.6 ms. Därigenom uppnås dels att sannolikheten för att farliga överspärmingar skall byggas upp över kondensatorn under denna tid starkt reduceras samtidigt som en god dämpning av insvängningsförloppen efter en inkoppling vid spänningsskillnad mellan kraftnät och kondensator och även av de ovannämnda resonansfenomenen, då kraftnätets spänning innehåller övertoner behålles.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsexemplen.

Exempelvis kan styrenheterna Cuab etc utföras på ett flertal för fackmannen kända sätt i beroende av med vilka medel de av styrenheterna utförda funktionerna implementeras.

Värdet på tidsfördröjningen T1 kan även, på något för fackmannen känt sätt, bildas i beroende av exempelvis vid indikeringsdonen UMp, UMn avkänd blockspänning på sådant sätt att detta värde står i omvänt förhållande till den avkända blockspänningen.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 ß i i 510 197 PATENTKRAV

1. Förfarande för styrning av ett kondensatordon (TSCab, TSCbc, TSCca) för en shuntkopplad statisk kompensatorenhet (COM1, COM2, COM3) för kompensering av reaktiv effekt i ett elektriskt kraftnät (NW), vilket kondensatordon innefattar en kondensator (C) och en med denna seriekopplad halvledarventil (TS) med en första halvledare (TYP), svarande mot en första ledriktning (CTYp) för ström genom kondensatorn och en andra halvledare (TYn), svarande mot en andra ledriktning (CTYn) för ström genom kondensatorn, varvid en spänning (Uab, Ubc, Uca) avkännes vid kompensatorn och en första tändorder (S6p) för den första halvledaren och en andra tändorder (S6n) för den andra halvledaren alstras växelvis i beroende av tecknet på tidsderivatan av ett ur den avkända spänningen härlett värde på denna spännings grundtonskomposant, k ä n n e t e c k n a t av att för var och en av den första och den andra ledriktningen (CTYp, CTYn) bildas en deblockeringssignal (S4p, S4n) som indikerar att den med respektive tändorder associerade ledriktningen ej för ström, och att därvid tändordern alstras för den andra (CTYn, CTYp) av den första och den andra ledriktningen med en valbar fördröjning (T1*f*360°) efter det att nämnda deblockeringssignal uppträder.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda tidsderivata bildas medelst en faslåst krets (PLLab, PLLbc, PLLca) såsom en sinusformad signal med en fasförskjutning på 90° elektriskt relativt nämnda avkända spänning.

3. Förfarande enligt något av patentkraven 1 och 2, k ä n n e t e c k n a t av att deblockeringssignalen bildas genom avkänning av en blockspänning (UTY) över halvledarventilen.

4. Förfarande enligt något av patentkraven 1 och 2, k ä n n e t e c k n a t av att deblockeringssignalen bildas genom avkänning av en ström (Ip, In) genom halvledarventilen.

5. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda valbara fördröjning företrädesvis ligger i ett intervall 7° - 11° elektriskt. 10 15 20 25 30 35 510 197 m

6. Anordning för styrning av ett kondensatordon (TSCab, TSCbc, 'TSCca) för en shuntkopplad statisk kompensatorenhet (COM1, COM2, COMS) för kompensering av reaktiv effekt i ett elektriskt kraftnät (NW), vilket kondensatordon innefattar en kondensator (C) och en med denna seriekopplad halvledarventil (TS) med en första halvledare (TYp), svarande mot en första ledriktning (CTYp) för ström genom kondensatorn och en andra halvledare (TYn), svarande mot en andra ledriktning (CTYn) för ström genom kondensatorn, anordningen innefattande organ (VN, FSD, CU) som avkänner en spänning (U ab, Ubc, Uca) vid kompensatorn, som bildar ett värde på tidsderivatan av ett ur den avkända spänningen härlett värde på denna spännings grundtonskomposant, och som i beroende av tecknet på denna tidsderivata växelvis alstrar en första tändorder (S6p) för den första halvedaren och en andra tändorder (Sön) för den andra halvledaren, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen därutöver innefattar organ (UMp, UMn, CM, 1P, 1P', 2N, 2P, 1N, 1N', 5P, SN) som för var och en av den första och den andra ledriktningen (CTYp, CTY n) bildar en deblockeringssignal (S4p, S4n), indikerande att den med respektive tändorder associerade ledriktningen ej för ström, och som därvid alstrar en tändorder för den andra (CTYn, CTYp) av den första och den andra ledriktningen, med en Valbar fördröjning (T1*f*360°) efter det att nämnda deblockeringssignal uppträder.

7. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en faslâst krets (PLLab, PLLbc, PLLca) som bildar värdet på tidsderivatan såsom en sinusformad signal med en fasförskjutning på 90° elektriskt relativt nämnda avkända spänningen.

8. Anordning enligt något av patentkraven 6 och 7, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar medel (UMp, UMn, 1P, 1P', IN, 1N') som bildar nämnda deblockeringssignal genom avkänning av en blockspänning (UTY) över halvledarventilen.

9. Anordning enligt något av patentl av att den innefattar medel (CM, 2N, ZP) som bildar nämnda deblockeringssignal genom avkänning av en ström (Ip, In) genom halvledarventilen. 17

10. Anordning enligt något av patentkraven 6-9, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar tidsfördröjande organ (SP, SN) för inställning av nämnda valbara fördröjning, företrädesvis i ett intervall 7° - 11° elektriskt. 510 197H