DE1513957B2 - Anordnung zur lastsymmetrierung mit hilfe eines blindstrom richters - Google Patents
Anordnung zur lastsymmetrierung mit hilfe eines blindstrom richtersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Lastsymmetrierung mit Hilfe eines Blindstromrichters
bei einphasigen oder mehrphasigen unsymmetrischen induktiven Verbrauchern an einem Drehstromnetz. Es
sind Blindstromrichter mit kapazitivem Speicher auf der Gleichstromseite und mit Rückstromventilen vorgeschlagen
worden, die im Gegensatz zu den Blindstromrichtern mit induktivem Speicher dem Netz
nicht einen symmetrischen Strom oder eine symmetrische Spannung aufdrücken, nämlich eine der
Spannung des Speichers entsprechende treppenförmige Spannung.
Es sind Blindstromrichter mit kapazitivem Speicher auf der Gleichstromseite und mit Rückstromventilen
vorgeschlagen worden, die im Gegensatz zu den Blindstromrichtern mit induktivem Speicher dem Netz nicht
einen symmetrischen Strom, sondern eine symmetrische Spannung aufdrücken, nämlich eine der Spannung des
Speichers entsprechende treppenförmige Spannung. Diese Blindstromrichter eignen sich dann zur Symmetrierung
von Drehstromverbrauchern, wenn sie ohne die üblichen Vordrosseln direkt dem Verbraucher parallel
geschaltet werden, was bei induktiven Verbrauehern ohne Schwierigkeit möglich ist. Damit in das
Drehstromnetz nicht zu große Oberschwingungsströme fließen, kann dieses Netz durch Reaktanzen
verdrosselt werden, sofern die vorhandenen Streureaktanzen der Umspanner usw. nicht ausreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl eine Lastsymmetrierung als auch eine Blindstromkompensation
mit einem zwangskommutierten Blindstromrichter durchzuführen. Dies wird bei einer eingangs
beschriebenen Anordnung dadurch erreicht, daß zur Blindstromkompensation und zur Lastsymmetrierung
ein zwangskommutierter dreiphasiger Blindstromrichter mit kapazitivem Speicher und Rück
Stromventilen ohne Vordrosseln mit dem Verbraucher parallel geschaltet ist.
Damit in das Drehstromnetz nicht zu große Oberschwingungsströme fließen, kann dieses Netz mit
Reaktanzen beschaltet werden, sofern die vorhandenen Streureaktanzen dei Umspannet usw. nicht ausreichen.
An Hand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführimgsbeispiel der Erfindung erläuteit. Es zeigt
F i g. 1 die Schaltskizze eines Ausführungsbeispieles, während
F i g. 2 und 3 Zeigerdiagramme des Stromes und der Spannung bei unterschiedlichem Verschiebungsfaktor
veranschaulichen.
In dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 wird aus einem dreiphasigen Netz der Phasen 1, 2 und 3 ein
elektrischer Ofen als Verbraucher gespeist. Seine Belastung für das Netz ist schematisch durch den ohmsehen
Anteil R und den induktiven Anteil L veranschaulicht. Der Strom des dreiphasigen Netzes beträgt
I0 und seine Spannung YJU0. Um das Drehstromnetz
vor zu großen Obei Schwingungsströmen zu schützen, ist es mit Reaktanzen L1 beschaltet. Dem zum
Verbraucher parallelgeschalteten Blindstromrichter B1
und dem kapazitiven Speicher C fließen die Ströme I1,
L und /3 zu, wobei der Strom L mit dem Strom /0 identisch
ist. Letzterer beträgt
/0 =
I cos ψ
Ausgehend von den vorgenannten Größen sind in den F i g. 2 und 3 Zeigerdiagramme konstruiert worden,
wobei der Winkel φ bei der F i g. 2 60° und bei der F i g. 3 70° beträgt. Es wurde dabei angenommen,
daß der Blindstromrichter verschwindend kleinen inneren Widerstand hat und sein Steuerwinkel δ so
gewählt ist, daß der aus dem Speisenetz zufließende Strom I0 symmetrisch und rein ohmisch ist. Dann ergeben
sich die bereits genannten drei Blindstromrichterströme I1, L und /3. Da, wie ebenfalls bereits festgestellt,
I2 = I0 ist, fließt in den Phasen I1 und I3 im wesentlichen
der Blindstrom des Verbrauchers.
Die Anordnung nach der Erfindung erlaubt im Ausführungsbeispiel nicht nur die Kompensation des
Blindstromes und die symmetrische Verteilung der Last auf die diei Phasen des Netzes, sondern sie ver-
mag auch infolge der kontaktlosen, stetigen Steuerung
des Blindstromrichters bei schnellen unregelmäßigen Lastschwankungen die Kompensation und die Symmetrierung
selbsttätig aufrechtzuerhalten, wenn der Steuerwinkel
δ mit einer entsprechenden Regelung auf den gewünschten Verschiebungsfaktor, z. B. auf cos φ = 1,
und auf Symmetrie ausgerüstet ist.
Soll das speisende Netz von Stromoberschwingungen, die unter den Einflüssen der treppenförmigen
Blindstromrichterspannungen zustande kommen, besonders gut gereinigt werden, so können auf der Netzseite
der DrOSSeInL1 in an sich bekannter Weise zusätzlich
auf bestimmte Oberschwingungen, z. B. 250 oder 300 Hz usw., abgestimmte Resonanzkreise vorgesehen
werden.
Wenn dei Verbraucher einphasig ist oder stets in einer Phase kleineren Strom aufnimmt als in der anderen,
so kann man den Blindstromrichter in der schwach belasteten Phase mit kleineren Ventilen ausrüsten.
Unter Umständen genügen, wenn wie z. B. beim Ausführungsbeispiel der Strom I0 = /,ein reiner Wirkstrom
ist, nur die Rückstromventile.
Wenn bei symmetrischer Steuerung des Blindstromrichters und unsymmetrischer Spannung des Drehstromnetzes
die Ströme I0 nicht genügend symmetrisch werden, so kann man die Ventile der drei Phasen des
Blindstromrichters derart unsymmetrisch steuern, daß die Symmetriebedingung für die Ströme I0 erfüllt ist.
Wenn man parallel zur Speicherkapazität C eine Batterie oder bzw. als Brennstoffzellen schaltet, so
vermag die Anordnung nicht nur Blind- und Wirklastströme vom Speisenetz fernzuhalten, sondern der
Betrieb des Verbrauchers kann bei Netzausfall des Notbetriebes
aufrechterhalten werden.
Die Anordnung nach der Erfindung kann in einem weiten Frequenzbereich, z. B. von 162/3 bis 1000 Hz
angewendet werden, d. h., sie kann auch zur Entlastung und Lastsymmetrierung von Mittelfrequenzgeneratoren
dienen. Der mögliche Leistungsbereich geht von wenigen kvar bis zu 100 Mvar. Bei kleinen
Spannungen kommen heute als Ventile des Blindstromrichters Halbleiterzellen in Frage, bei größeren Spannungen
auch Quecksilberdampfventile mit kleiner Freiwerdezeit.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Anordnung zur Lastsymmetrierung mit Hilfe eines Blindstromrichters bei einphasigen oder mehrphasigen
unsymmetrischen induktiven Verbrauchern an einem Drehstromnetz, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Blindstromkompensation und zur Lastsymmetrierung ein zwangskommutierter
dreiphasiger Blindstromrichter mit kapazitivem Speicher und Rückstromventilen ohne Vordrosseln mit dem Verbraucher parallel
geschaltet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Drehstromzuleitungen
zum Verbraucher mit parallelgeschaltetem Blindstromrichter Reaktanzen (1) oder ein Umspanner
mit Streureaktanz geschaltet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile des Blindstromrichters
in einer unbelasteten Phase entsprechend dem kleineren Strom, den sie führen, kleiner ausgelegt
sind als in den anderen Phasen.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindstromrichter in einer
schwach belasteten Phase nur Rückstromventile aufweist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung des
Blindstromrichters von der Spannung (U0) des
Drehstromnetzes vor den Reaktanzen (Z0) abhängig gemacht ist.
6. Anordnung nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerwinkel δ
des Blindstromrichters so gestellt bzw. geregelt ist, daß dem Drehstromnetz nur Wirkstrom entnommen
wird.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerwinkel δ
des Blindstromrichters zur vollständigen Symmetrierung der Last in den einzelnen Phasen verschieden
eingestellt bzw. geregelt ist.
8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei schwankender Last die
Steuerung des Blindstromrichters derart gestellt bzw. geregelt ist, daß die Belastung des Drehstromnetzes
stets symmetrisch und im wesentlichen ohmisch bleibt.
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-
1966
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