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Anordnung zur Regelung von Stromrichtern in einer Kraftübertragungsanlage mit hochgespanntem Gleichstrom Es sind Anordnungen zur Regelung von Stromrichtern in einer Kraftübertragungsanlage mit hochgespanntem Gleichstrom bekannt, bei denen elektrische Energie, die von einem Wechselstromnetz geliefert wird, in einer oder mehreren Gleichrichterstationen in hochgespannten Gleichstrom umgewandelt wird.
Dieser Gleichstrom wird dann über Luftleitungen oder Kabel nach einer oder mehreren Wech- selrichterstationen übertragen, wo die Energie wieder in Wechselstrom umgeformt und einem Wechselstromnetz zugeführt wird. Kraftübertragungsanlagen dieser Art können entweder mit konstantem Übertragungsstrom und veränderlicher Gleichspannung in den Stromrichterstationen betrieben werden oder auch mit konstanter Gleichspannung in mindestens einer der Stromrichterstationen, während sich der übertragene Gleichstrom in Abhängigkeit vom Energiebedarf ändert. Die letztgenannte Variante bietet den Vorteil, dass die Stromrichter mit höherem Wirkungsgrad und grösserer Sicherheit arbeiten können. Eine der Stromrichterstationen, z.
B. die Wechselrichterstation, legt dann die Übertragungsspannung im Gleichstromnetz fest, welche Übertragungsspannung in letzter Hand durch die in dem empfangenden Wechselstromnetz von Generatoren oder Phasenschiebern erzeugte Wechselspannung gegeben ist. Die in Frage stehende Wechselrichterstation wird dann von einer Gittersteuereinrichtung gesteuert, die zweckmässig einen konstanten Kommutierungsabstand sicherstellt. In diesem Falle wird in wenigstens einer der Gleichrichterstationen die Gleichspannung so geregelt, dass eine bestimmte elektrische Betriebsgrösse der Übertragungsanlage, z. B. der Leitungsstrom selbst oder die Übertragungsleistung oder die in dem empfangenden Wechselstromnetz herrschende Frequenz, gewünschte Werte einnimmt.
In manchen Fällen wird statt dessen die Übertragungsspannung mindestens einer Gleichrichterstation konstant gehalten, während in mindestens einer Wechselrichterstation die Wechselrichter auf eine solche Gegenspannung geregelt werden, dass der übertragene Gleichstrom so gross ist, dass eine geregelte Grösse, z. B. eine der oben genannten elektrischen Betriebsgrössen, gewünschte Werte annimmt. Während eine solche Betriebsform mit konstanter Übertragungsspannung viele Vorteile bei ungestörtem Betrieb bietet, hat sie beispielsweise bei einem Kommutierungsfehler in einer Wechselrichterstation oder bei anderen Kurzschlüssen im Gleichstromnetz den Nachteil, d'ass der Gleichstrom in der Gleichrichterstation auf unzulässig hohe Werte ansteigen kann.
Bei einem solchen Fehler würde sich ein Konstantstrom-System günstiger verhalten.
Die Erfindung betrifft nun eine Anordnung zur Regelung von Stromrichtern in einer Kraftübertra- gungsanlage mit hochgespanntem Gleichstrom, in der bei Normalbetrieb mindestens eine der Stromrichter- stationen die Übertragungsspannung festlegt, während in mindestens einer anderen Stromrichterstation die Gleichspannung ihrer Stromrichter mittels einer von einer Hauptregelgrösse beeinflussten Regeleinrichtung so geregelt wird, dass eine elektrische Betriebsgrösse der Übertragungsanlage gewünschte Werte annimmt.
Um die bei Fehlern in einem Konstantspannungs- System auftretenden Schwierigkeiten zu beseitigen, sind gemäss der Erfindung in wenigstens einer Station von dem übertragenen Leitungsstrom beeinflusste Organe vorgesehen, die die Regeleinrichtungen der Kraft- übertragungsanlage mit einer vom Leitungsstrom abhängigen Regelgrösse beeinflussen, die schneller als die Hauptregelgrösse wirkt und die einer Änderung des Leitungsstromes entgegenarbeitet. Die Hauptregelgrösse kann hierbei eine von der geregelten elek-
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trischen Betriebsgrösse oder ihren Abweichungen von einem Sollwert abhängige Grösse sein.
Sie kann jedoch auch, ausser von der geregelten Betriebsgrösse, von einer Zusatzgrösse abhängig sein, die langsam auf einen solchen Wert eingestellt wird, dass die Abweichung der geregelten Betriebsgrösse von einem Sollwert auf Null ausgeregelt wird.
Die Hauptregelgrösse kann auch von der übertragungsspannung abhängig sein. Die Hauptregelgrösse und die Stromregelgrösse können auf die Regeleinrichtung der Kraftübertragungsanlage in verschiedener Weise und in verschiedenen Punkten wirken. Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wirken die beiden genannten Grössen in ein und derselben Station auf einen gemeinsamen Regler ein, der die Stromrichtergitter steuert. Die zwei Regelgrössen können jedoch die Regeleinrichtungen der Kraftübertra- gungsanlage auch in der Weise beeinflussen, dass z.
B. beide Grössen in einer oder mehreren Stromrichterstationen auf einen gemeinsamen Regler wirken, während in den andern Stromrichterstationen nur die Stromregelgrösse die dort befindlichen Regler beeinflusst.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der beigefügten Fig. 1 bis 5 dargelegt. Von diesen zeigt Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau des Kraftübertragungssystems und der Regeleinrichtungen. Die Geräte 12, 13 der Organe 60, 61 für die Stromregelgrösse und die Organe 20, 21 für die Hauptregelgrösse werden in den Fig. 2, 3 und 4 in drei beispielsweisen Varianten gezeigt. Fig.5 gibt eine alternative Ausführungsform der Geräte 12, 13 wieder.
Fig. 1 zeigt die Übertragungsleitung 1 der Gleichstromhochspannungsanlage, die eine Freileitung oder ein Leiter in einem Erdkabel sein kann. Der Kraft- übertragungskreis schliesst sich durch die Erde an den Erdungspunkten 2. Die Übertragungsanlage wird von dem Gleichrichter 3 gespeist, der über den Transformator 6 an das speisende Wechselstromnetz 7 angeschlossen ist. Am Anfang und am Ende der Übertragungsleitung 1 liegen Glättungseinrichtungen 5. An der Empfangsstelle wird der hochgespannte Gleichstrom in dem Wechselrichter 4 in Wechselstrom umgewandelt, der über den Transformator 6 in das empfangende Wechselstromnetz 8 gespeist wird.
An dieses Netz ist auch ein Wechselstromgenerator oder ein Phasenschieber 9 als Taktgebermaschine angeschlossen. Der Gleichrichter 3 wird mit Hilfe seiner Gitter von einem Regler 10 gesteuert. Ein Regler 11 steuert die Gitter des Wechselrichters 4. Der Regler 10 wird unter anderem von dem Organ 60 beeinflusst, das von der Höhe des übertragenen Leitungsstromes, z. B. seinen Änderungen, abhängig ist. Der übertragene Leitungsstrom speist einen Transduktor 14, dessen Ausgangsstrom in dem Gleichrichter 16 gleichgerichtet und über einen Widerstand 18 dem Gerät 12 zugeführt wird.
In entsprechender Weise wird der Regler 11 des Wechselrichters 4 unter anderem von dem Teil 13 des Organs 61 beeinflusst, auch dies abhängig von dem übertragenen Leitungsstrom oder seinen Änderungen. In dieser Station wird der Leitungsstrom einem Transduktor 15 zugeführt, dessen Ausgangsstrom im Gleichrichter 17 gleichgerichtet wird und der einen Spannungsabfall an dem Widerstand 19 hervorruft. Die an den Widerständen 18 und 19 auftretenden Spannungen, die im wesentlichen dem übertragenen Leitungsstrom proportional sind, werden den Geräten 12 und 13 über Klemmen zugeführt, die für das Gerät 12 mit 31 und 32 bezeichnet sind. Der Regler 10 ist weiter von dem Organ 20 beeinflusst, das eine Hauptregelgrösse abgibt. Dessen Klemmen sind mit 35 und 36 bezeichnet.
In gleicher Weise beeinflusst ein die Hauptregelgrösse abgebendes Organ 21 über einen Widerstand 26 den Regler 11 in der Wechselrichterstation. Während der Regler 11 des Wechselrichters 4 dauernd von dem Organ 21, das heisst von der Hauptregelgrösse, beeinflusst wird, kann das entsprechende Organ 20 in der Gleichrich- terstation mit Hilfe des Kontaktes 27 von dem Regler 10 abgeschaltet werden. Unter anderen, im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung interessierenden Einrichtungen befinden sich die Hilfsorgane 22 und 23 in der Gleichrichter- bzw. Wechselrichterstation.
Diese führen den Reglern 10 bzw. 11 eine Hilfsregelgrösse zu, deren Wirkung der von den Organen 20 bzw. 21 kommenden Wirkung in derjenigen Richtung entgegengerichtet ist, in der der Einfluss der Organe 20 bzw. 21 begrenzt werden soll, und zwar liefert das Hilfsorgan 22 eine negative, das Hilfsorgan 23 eine positive Spannung an die Regler 10 bzw. 11. Diese Hilfsorgane sind durch die Kontakte 29 und 30 daran gehindert, in der Gleichrichter- und Wechselrichterstation gleichzeitig wirksam zu sein. In der gezeigten Stellung ist der Kontakt 30 geschlossen, daher ist das Hilfsorgan 23 wirksam. Wenn der Kontakt 30, der später beschrieben werden soll, öffnet, schliesst gleichzeitig der Kontakt 29, wodurch das Hilfsorgan 22 in der Gleichrichterstation wirksam wird.
Schliesslich ist in der Wechselrichterstation noch das Organ 24 vorhanden, das, wenn der Kontakt 28 schliesst, den Regler 11 in einer solchen Weise beeinflusst, dass er den über das Organ 21 von der Hauptregelgrösse veranlassten Regeleingriff in einer von seinen Richtungen begrenzt. Die Richtung wird von dem Stromventil 25 bestimmt, das nur leitend wird, wenn die von dem Organ 21 abgegebene Hauptregelgrösse noch negativer ist als der eingestellte negative Ausgangswert des Organs 24.
In Fig. 2 ist im einzelnen eine der möglichen Ausführungsformen für das von dem übertragenen Leitungsstrom oder seinen Änderungen abhängige Gerät 12 und für das die Hauptregelgrösse abgebende Organ 20 gezeigt. Die in Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnte, vom Gerät 14/16 erzeugte Gleichspannung, die im wesentlichen dem übertragenen Leitungsstrom proportional ist, wird dem Gerät 12 an den Eingangsklemmen 31 und 32 zugeführt. An diese sind der Kondensator 38 und der Widerstand 39 angeschlossen.
Bei Änderungen des Leitungsstromes fliesst ein
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Strom über den Kondensator 38, der einen Spannungsfall an dem Widerstand 39 hervorruft. über die Klemmen 33 und 34 wird dieser Spannungsfall dem Regler 10 zugeführt. Das Organ 20 besteht in diesem Falle aus einem Empfänger 40, dessen Ausgang von einer elektrischen Betriebsgrösse abhängig ist. Diese kann z. B. die Frequenz in dem empfangenden Wechselstromnetz 8 (Fig. 1) sein, die auf einem gewünschten Wert konstant gehalten werden soll. An dem Potentiometer 41 ist mit Hilfe der beweglichen Klemme 42 der Sollwert eingestellt, auf dem die Betriebsgrösse konstant gehalten werden soll. Hat die Betriebsgrösse den Sollwert, so wird dem Regler 10 von den Klemmen 35 und 36 keine oder eine nur unbedeutende Spannung zugeführt.
Im anderen Fall, das heisst, wenn eine positive oder negative Spannung zwischen diesen Klemmen vorliegt, wird der Regler in der einen oder anderen Richtung beeinflusst. Der Empfänger 40 ist ein Teil einer Fernmesseinrichtung, die den Fre- quenzwert von dem Wechselstromnetz 8 überträgt. Der Vergleich zwischen der Betriebsgrösse und ihrem Sollwert kann auch vollständig in der Wechselrichterstation durchgeführt werden, wobei nur der Unterschied zwischen diesen Grössen von der Wechselrich- terstation nach der Gleichrichterstation übertragen wird, wo er über die Klemmen 35 und 36 in gezeigter Weise den Regler 10 beeinflusst.
Das in Fig. 1 und 2 gezeigte, die Gleichstromüber- tragungsanlage beeinflussende Regelsystem arbeitet in folgender Weise: Es wird angenommen, dass die Kraftübertragungs- anlage in ungestörtem Betrieb arbeitet. Ferner ist angenommen, dass es ihre Aufgabe ist, einen solchen Energiezuschuss an das empfangende Wechselstromnetz 8 zu liefern, dass die Frequenz in diesem Netz auf einem gewünschten Wert konstant gehalten wird. Von dem Netz 8 wird dann an das Organ 20 in der Gleichrichterstation durch Fernmessung ein Messwert übertragen, der entweder die Frequenz im Wechselstromnetz 8 oder ihre Abweichung von einem gewünschten Sollwert darstellt.
In jedem Fall wird eine der Abweichung proportionale Spannung ei' zwischen den Klemmen 35 und 36 des Organs 20 aufrechterhalten. Gleichzeitig wird die Frequenz oder ihre Abweichung vom Sollwert an das Organ 21 in der Wech- selrichterstation geleitet, welches Organ im Prinzip dem Organ 20 in der Gleichrichterstation gleich ist. Eine dem Frequenzunterschied proportionale Spannung ef' tritt auch zwischen den Klemmen 53 und 54 auf. Wenn die Fernmessverbindung zwischen der Wechselrichterstation und der Gleichrichterstation in Ordnung ist, sind die Kontakte 27 und 30, wie gezeigt, geschlossen, während die Kontakte 28 und 29, wie gezeigt, geöffnet sind.
Dies bedeutet, dass die Haupt- regelgrösse ei' bzw. e,' sowohl auf den Regler 10 wie auf den Regler 11 einwirkt. Von den Hilfsorganen 22 und 23 ist nur das Hilfsorgan 23 eingeschaltet, und es beeinflusst somit den Regler 11. Die Begrenzungseinrichtung 24, die später beschrieben wird, ist unwirksam. In diesem Betriebsfall wird angenommen, dass die Wechselrichterstation mit ihrem Regler 11 die Übertragungsspannung der Anlage bestimmen soll, während die Gleichrichterstation mit ihrem Regler 10 das Regelsystem in solcher Weise beeinflusst, dass die Frequenz im Wechselstromnetz 8 konstant gehalten wird.
Bei Gleichgewicht im Regelsystem, das heisst wenn die Frequenz den richtigen Wert hat und eine Änderung des Leitungsstromes nicht vorliegt, liefert nur das Hilfsorgan 23 in der Wechselrichterstation eine Regelgrösse eh' an den Regler 11. Diese ist positiv. In der Wechselrichterstation entsprechen an und für sich positive Regelgrössen einer Höherregelung der Wechselrichter-Gegenspannung, das heisst einer Tie- ferregelung des übertragenen Kraftstromes.
Jedoch ist der Wechselrichter mit einem Regelbegrenzer versehen, der verhindert, dass die Gegenspannung über einen Wert hinaus geregelt werden kann, der von der Steueranordnung des Wechselrichters bestimmt ist und der die Gittervorspannung so einstellt, dass eine gute Kommutierung erhalten wird. Das Hilfsorgan 23 ist dadurch bis auf weiteres unwirksam. Wenn jetzt z. B. durch Einschalten von Wechselstromverbrau- chern im Wechselstromnetz 8 die Frequenz fällt, wird die Abweichung der Frequenz vom Sollwert negativ.
Das bedeutet, dass zwischen den Klemmen 35 und 36 am Organ 20 und zwischen den Klemmen 53 und 54 des Organs 21 der Hauptregelgrösse eine negative Spannung ef bzw. ei'' entsteht. Die Organe 20 und 21 versuchen nun, den Gleichrichterregler 10 und den Wechselrichterregler 11 in der Weise zu beeinflussen, dass der übertragene Leitungsstrom erhöht wird. In der Wechselrichterstation vermag die negative Hauptregelgrösse e,' nicht die Gegenspannung herabzuregeln, weil die Hauptregelgrösse in der Regel niedriger als die positive Hilfsspannung ei," des Organs 23 ist.
In der Gleichrichterstation erhöht die negative Regelgrösse die Gleichrichterspannung. über die Kondensatoren 38 in den Geräten 12 und 13 der Stromregelgrösse, die an die Messtransduktoren 14 bzw. 15 und ihre Gleichrichter 16 bzw. 17 angeschlossen sind, fliesst dann ein im wesentlichen exponentiell verlaufender Strom nach dem Widerstand 39. Eine Steuerspannung e; bzw. ei" entsteht somit an den Klemmen 33 und 34 des Gerätes 12 bzw. an den Klemmen 55 und 56 des Gerätes 13.
Diese Stromregelgrössen ei und ei" werden mit positivem Vorzeichen eingeführt und wirken also entgegengesetzt wie die Hauptregelgrösse et bzw. e,'. Die Höherregelung des Kraftstromes wird daher unterbrochen, ehe die Frequenz ihren normalen Wert erreicht hat; die Stromregelgrösse wirkt also schneller als die Hauptregelgrösse. Nach und nach gehen die Stromregelgrösse ei und die Hauptregelgrösse ei auf den Wert Null zurück, ohne dass Regelpende- lungen entstanden sind. Die Hauptaufgabe der Stromregelgrösse ei geht aus dem Verlauf hervor, der sich bei Fehlern in der Kraftanlage abspielt, z.
B. bei einem Kommutierungsfehler im Wechselrichter oder einem anderen Kurzschluss in dem Gleichstromsystem. In diesem Fall würde die Hauptregelgrösse ef entweder mit falscher Tendenz eingreifen oder auch auf Grund
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der Trägheit des Wechselstromnetzes mit grosser Verzögerung. Hier wird ein starker Stromanstieg im Gleichrichter 3 durch die aufrechterhaltende Wirkung der rascher arbeitenden Stromregelgrösse e; verhindert. Über den Messtransduktor 14 mit dem Gleichrichter 16, den Kondensator 38 und den Widerstand 39 wird nämlich eine positive Regelgrösse e;
von dem Gerät 12 dem Regler 10 zugeführt, der die Gleichrichterspannung tiefer regelt und damit verhindert, dass der Leitungsstrom steigt. Die Stromregelgrösse ei' ist also bestrebt, den Leitungsstrom auf seinem gerade vorliegenden Wert zu halten. Eine gleiche Aufgabe hat das Gerät 13 in der Wechselrichterstation. Bei Fehlern in einem Teil des Gleichrichters 3 sinken die Gleichrichterspannung und der Leitungsstrom. Mit Hilfe des Messtransduktors 15, des Gleichrichters 17, des Widerstandes 19, des Kondensators 38 und des Widerstandes 39 wird dann dem Regler 11 von den Klemmen 55 und 56 ,eine negative Regelgrösse ei" zugeführt.
Diese bewirkt eine Tieferregelung der Wechselrichter-Gegenspannung, so dass trotz der niedrigeren Gleichrichterspannung der Leitungsstrom im wesentlichen auf seinem früher vorliegenden Wert gehalten wird. Nach und nach geht die Stromregelgrösse ei" auf Null zurück, aber dann übernimmt die langsamer wirkende Hauptregelgrösse ei'' über das Organ 21 die Höherregelung des Leitungsstromes.
Eine Voraussetzung dafür, dass die bei Fallen des Leitungsstromes entstehende negative Stromregelgrösse ei" in der Lage ist, den Regler 11 zu beeinflussen, ist, dass die Stromreg elgrösse ei" :einen Wert haben muss, der die von dem Hilfsorgan 23 abgegebene positive Regelgrösse eh' übersteigt.
Dieses Hilfsorgan hat die Aufgabe, in normalem Betrieb zu verhindern, dass der Wechselrichter an der Ausregelung negativer Fre- quenzabweichungen oder einer Abnahme des Leitungsstromes teilnimmt, welche Grössen über das Or- P Cr ri 21 bzw. das Gerät 13 versuchen würden, den Regler 11 zu beeinflussen. In dem beschriebenen Falle kann nämlich die Hauptregelung und Rückführungsregelung dem Gleichrichter überlassen werden, während der Wechselrichter, wie erwähnt, eine konstante Gegenspannung halten soll.
Die früher beschriebene Regelbegrenzung in der Wechselrichtersteueranord- nung verhindert in ähnlicher Weise, dass positive Fre- quenzabweichungen bzw. eine Erhöhung des Leitungsstromes die Wechselrichtersteuerung beeinflussen können.
Bei den bisher beschriebenen Betriebs- und Fehlerfällen war vorausgesetzt, dass die Hauptregelgrösse ei!', das heisst die Betriebsgrösse oder ihre Abweichungen von einem Sollwert mittels einer Fernmesseinrich- tung von dem Wechselstromnetz 8 nach der Gleichrichterstation an das Organ 20 übertragen werden. Man muss jedoch damit rechnen, dass eine solche Fernmessanlage (8-20) aus irgendeinem Grunde ausser Betrieb kommt. Das bedeutet, dass die Hauptregelgrösse ef dem Gleichrichterregler 10 nicht mehr zugeführt wird und dass demnach der Gleichrichter 3 die vorgeschriebenen Regelaufgaben nicht einhalten kann.
In einem solchen Fall geht das Regelsystem auf eine andere Betriebsform über, die hier Reservebetrieb genannt wird. Eine Fernmesseinrichtung der genannten Art ist heute immer mit einem Indikator versehen, der Fehler in der Fernmesseinrichtung anzeigt. Dieser Indikator ist so ausgebildet, um die Kontakte 27, 29 und 28, 30 bei eintretenden Fehlern durch einen nicht gezeigten Eingriff derart beeinflussen zu können, dass die Kontakte 27, 30 öffnen und die Kontakte 28, 29 schliessen. Das bedeutet, dass das Organ 20 der Hauptregelgrösse ef nicht länger auf den Regler 10 wirkt und dass das Hilfsorgan 23 nicht länger den Wechselrichter 11 beeinflusst. Statt dessen wird das entsprechende Hilfsorgan 22 in der Gleichrichterstation eingeschaltet.
Ausserdem wird das begrenzende Organ 24, dessen Aufgabe näher beschrieben werden wird, an den Wechselrichterregler 11 angeschlossen. In einer nicht gezeigten Weise bestimmt nun der Gleichrichter 3 die Übertragungsspannung der Kraftübertragungsanlage, während die zu regelnde Betriebsgrösse, von der auch in diesem Falle angenommen wird, dass sie die Frequenz des Netzes 8 ist, mit Hilfe des Wechselrichterreglers 11 gewünschte Werte annimmt. Fällt z.
B. die Frequenz im Wechselstromnetz 8, so wird die zwischen den Klemmen 53 und 54 des Organs 21 (dieses arbeite normal) entstehende Hauptregelgrösse e,' negativ, und der Regler 11 vermindert daher die Gegenspannung des Wechselrichters 4. Der Leitungsstrom steigt daher, eine positive Stromregelgrösse ei" wird über das Gerät 13 dem Regler 11 zugeführt, wobei diese Grösse stabilisierend auf den Regeleingriff einwirkt. Die Regelbegrenzung, die in Zusammenhang mit dem Normalbetrieb beschrieben war, ist nun nicht länger wirksam, da das Hilfsorgan 23 nicht länger an den Regler 11 angeschlossen ist, und dieser kann ohne Begrenzung erniedrigend in die Gittersteuerung des Wechselrichters eingreifen.
Dagegen wird nun eine Regelbegrenzung an der Steuereinrichtung des Gleichrichters 3 wirksam und verhindert, dass eine Abnahme des Leitungsstromes über das Gerät 12 sich geltend machen kann, indem die von dem jetzt über den Kontakt 29 angeschlossenen Hilfsorgan 22 abgegebene negative Spannung in Form einer Erhöhung der Gleichrichterspan- nung eh in der Gleichrichterstation wirksam wird. Das Hilfsorgan mit seiner negativen Regelgrösse eh setzt sich somit einer Tieferregelung der Gleichspannung entgegen, die von dem Gerät 12 veranlasst werden könnte, wenn dieses positive Änderungen des übertragenen Leitungsstromes feststellt.
Damit die bei steigendem Leitungsstrom entstehenden positiven Stromregelgrössen e; und ei" sich nicht geltend machen können, wird im Reservebetrieb der Eingriff der Hauptregelgrösse ef' in der Wechselrichterstation begrenzt. Dies geschieht dadurch, dass das Organ 24 mit dem die Hauptregelgrösse e,' repräsentierenden Organ 21 parallel geschaltet ist. Wenn die Hauptregelgrösse ei" einen zu grossen negativen Wert annimmt, der sonst zu starke Erhöhungen des Leitungsstromes veranlassen könnte, wird nämlich die negative Span-
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nung ei,"' des Organs 24 positiver als die des Organs 21.
Ein Stromkreis wird dann von. 24 über den Hilfs- gleichrichter 25, den Kontakt 28, den Widerstand 26 nach dem Organ 21 geschlossen, der die negative Spannung e,' dieses Organs auf den Regler 11 unwirksam macht. Durch diese Massnahmen verhindert man also, dass der Gleichrichter 3 sich den Regeleingriffen des Wechselrichters 4 entgegensetzt. Daher kann der Wechselrichter 4 allein die Konstanthaltung der Betriebsgrösse besorgen.
Auch in dieser Reservebetriebsform, bei der bei wegfallender Fernmessung 8-20 die Konstanthaltung der Übertragungsspannung von der Wechselrichterstation nach der Gleichrichterstation verlagert wird, während die Wechselrichterstation die Betriebsgrösse konstant zu halten versucht, strebt die Stromregelgrösse danach, bei Fehlern in der Kraftanlage den Leitungsstrom auf seinem gerade vorliegenden Wert zu halten. Bei einem Fehler in einem Teil des Gleichrichters 3 mit einer dadurch verursachten Herabsetzung des Leitungsstromes stellt das Gerät 13 über den Messtransduktor 15 und seine Hilfsapparate fest, dass der Leitungsstrom in der Übertragungsleitung abnimmt.
Das Gerät 13 gibt dann eine negative Regelgrösse ei" an den Regler 11 ab, der die Gegenspannung des Wechselrichters herabregelt und dadurch den Kraftstrom auf seinen früher vorliegenden Wert heraufsetzt. In gleicher Weise strebt das Gerät 12 in der Gleichrichterstation danach, den Leitungsstrom auf seinen früher vorliegenden Wert hin herabzusetzen, wenn dieser auf Grund eines Kommutie- rungsfehlers im Wechselrichter oder eines anderen Kurzschlusses im Gleichstromsystem zu steigen neigt.
Eine positive Stromregelgrösse ei' wird dann von dem Gerät 12 an den Gleichrichterregler 10 abgegeben, und wenn diese einen Wert angenommen hat, der mindestens gleich dem der von dem Hilfsorgan 22 abgegebenen negativen Regelgrösse ei; ist, wird der Regler 10 beeinflusst, die Gleichrichterspannung herabzusetzen und dadurch den Leitungsstrom auf dem früher vorliegenden Wert festzuhalten.
Die Beschreibung für den Normalbetrieb der Anlage und für Betriebsfehler stützt sich auf die in der Fig. 2 gezeigte Weise der Zusammenarbeit zwischen Stromregclgrösse ei und Hauptregelgrösse ef. Die Stromregelgrösse ei ist durch Einschaltung des Kon- densators 38 von den Änderungen des Leitungsstromes abhängig, wogegen die Hauptregelgrösse ef von den Abweichungen der Betriebsgrösse von einem Sollwert abhängig ist. Der Kondensator dient hier als ein differenzierendes Element. Natürlich kann man anstelle des Kondensators 38 andere differenzierende Elemente verwenden.
So kann statt des in Reihe geschalteten Kondensators eine parallel geschaltete Spule die Änderung des Leitungsstromes nach dem Regler vermitteln.
Die gleichen Eigenschaften wie die in der Fig. 2 für die Geräte 12 bzw. 13 gezeigte Schaltung hat auch die Schaltung nach Fig. 5. Die von dem Mess- transduktor 14 herrührende, zwischen den Klemmen 31 und 32 über den Widerstand 57 entstehende Spannung wird hier mit einer Spannung verglichen, die von dem beweglichen Arm 50 an einem Span- nungsteiler 51 abgegriffen wird. Der Arm 50 wird von einem nach der Nullmethode geschalteten Motor 52 verstellt, der direkt oder über ein Zwischenorgan in der einen oder anderen Richtung gesteuert wird, wenn eine positive oder negative Differenz zwischen der Spannung über dem Widerstand 57 und der Spannung an dem Arm 50 vorliegt.
Im Gleichgewichtszustand, das heisst wenn die Spannungen gleich sind, steht der Motor 52 still, und der von den Widerständen 58 und 59 gebildete Spannungsunterschied ei, der dem Regler 10 über die Klemme 34 zugeführt wird, ist Null. Ändert sich nun der Leitungsstrom, so entsteht ein positiver oder negativer Spannungsunterschied ei, der den Regler 10 beeinflusst. Dieser wird allmählich nach Null ausgeregelt, weil der Motor 52 mit bestimmter Geschwindigkeit den beweglichen Arm 50 so verstellt, dass die zwei Spannungen im Beharrungszustand wieder gleich sind.
Fig. 3 zeigt eine Variante, bei der der Regler 10 bzw. 11 unter dem Einfluss einer Stromregelgrösse ei steht, die im wesentlichen dem Leitungsstrom proportional ist. Ein differenzierendes Element kommt hier nicht vor. Die Hauptregelgrösse e, ihrerseits ist im wesentlichen der zu regelnden Betriebsgrösse proportional, die von dem Empfänger 43 wiedergegeben wird. Die Betriebsgrösse kann, wie früher erwähnt, entweder lokal gemessen sein oder von einer anderen Station ferngemessen werden. Bei dieser Einrichtung ist das Regelsystem im Gleichgewicht, wenn bei einem bestimmten Wert der Betriebsgrösse, z.
B. bei einem bestimmten Frequenzwert, ein bestimmter Leitungsstrom über die Leitung fliesst. Das bedeutet, dass eventuelle Frequenzabweichungen nicht vollständig ausgeregelt werden, sondern dass das Regelsystem eine gewisse Regelabweichung aufweist. Wenn diese jedoch klein ist, kann die Betriebsgrösse mit gewünschter Genauigkeit trotzdem eingehalten werden.
Eine weitere Variante, die im wesentlichen mit der in Fig. 3 gezeigten äquivalent ist, geht aus Fig.4 hervor. Das Gerät 12 bzw. 13 gibt in diesem Falle eine Regelgrösse ei ab, die im wesentlichen dem Leitungsstrom proportional ist. Die Hauptregelgrösse ef, die von dem Organ 20 bzw. 21 über die Klemmen 35 und 36 an den Regler 10 des Gleichrichters bzw. über die Klemmen 53, 54 an den Regler 11 des Wechselrichters abgegeben wird, ist aus der Betriebsgrösse selbst und einer Zusatzgrösse zusammengesetzt, die mit Hilfe der Abweichung der geregelten Betriebsgrösse von einem Sollwert langsam auf einen solchen Wert verstellt wird, dass diese Abweichung von der Regeleinrichtung nach Null ausgeregelt wird.
Die geregelte Betriebsgrösse wird hier von dem Empfänger 47 eingegeben, dessen Spannung mit Hilfe des Motors 46 mit einem Sollwert verglichen wird, der an dem beweglichen Arm 49 des Potentiometers 48 abgegriffen wird. Der Motor bewegt sich in der einen oder anderen Richtung so lange, als eine Abweichung
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vorliegt, und verstellt dabei die bewegliche Klemme 44 am Potentiometer 45 in der einen oder anderen Richtung. Der Regler 10 bzw. 11 erhält daher die Summe der von dem Empfänger 47 erzeugten und der am Potentiometer 45 abgegriffenen Spannungen.
Die in der Fig. 1 gezeigte Kraftanlage enthält nur eine Gleichrichterstation und eine Wechselrichter- station. Die Erfindung kann jedoch auch für Stationen in solchen Anlagen für hochgespannte Gleichstrom- übertragung verwendet werden, die mehr als eine Gleichrichter- und/oder eine Wechselrichterstation enthalten. Mindestens eine von diesen legt dann die übertragungsspannung fest, und mindestens eine andere regelt die Gleichspannung so, dass eine Netzgrösse gewünschte Werte annimmt. In mindestens einer der Stromrichterstationen beeinflussen dann die Stromregelgrösse und die Hauptregelgrösse einen gemeinsamen Regler wie 10, 11.
Die Hilfsorgane 22 bzw. 23 sind in denjenigen Stromrichterstationen wirksam, die die übertragungsspannung bestimmen, und in diesen Stationen wird auch verhindert, dass das Regelsystem von der Stromregelgrösse in mehr als einer Richtung beeinflusst werden kann. Für diesen Zweck können im übrigen statt der oben erwähnten, die Stromrichtersteuerung hinter dem Regler beeinflussenden Regelbegrenzung andere Mittel benützt werden. Zum Beispiel kann ein Stromventil den Eingriff der Stromregelgrösse vor oder in dem Regler in der nicht gewünschten Richtung sperren.
Wie einleitungsweise gesagt wurde, braucht die geregelte elektrische Betriebsgrösse nicht die Frequenz in dem empfangenden Wechselstromnetz zu sein. Wenn die Gleichstromkraftübertragung dazu bestimmt ist, wenigstens bei gewissen Gelegenheiten einen konstanten Leistungszuschuss nach dem erwähnten Wechselstromnetz zu liefern, kann stattdessen die über die Kraftleitung übertragene Gleichstromleistung oder der Leistungsstrom selbst die geregelte Betriebsgrösse sein. Diese Werte werden dann dadurch konstant gehalten, dass sie in die Hauptregelgrösse eingehen, die mindestens eine der Stromrichterstationen regelt, die nicht die -Übertragungsspannung bestimmen.
Schliesslich kann, wie erwähnt, die -Hauptregelgrösse von der Übertragungsspannung (Betriebsgrösse) abhängig sein, die von wenigstens einer der Stromrichterstationen festgelegt wird.