"Verfahr.---n zur Inbetriebnahme einer Hochspannungs-Gleichstromtbertragungsanla.ge"
. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer -Hochspannungs-Gleichstrom-Lberträgungsänlage
(HGiI-Anlage), die aus zwei Stromrichterstationen besteht, von denen eine als Gleichrichter
und eine als Vechselrichter arbeitet, und bei. . der jede Stromrichterstation aus
einer Reihenschaltung mehrerer Stromrichterbrücken aufgebaut und mit Strom- und
Spannungsregler ausgestattet ist. Die Inbetriebnahme einer HG-Anlage enthält einige
Probleme, die" im Normalbetrieb nicht vorkommen. Bei dem Aufbau des -Leitungsstromes
muß die Zück grenze der Stromrichter durchfahren werden, d,h. der Gleichstrom der
in der G1eichstrcmleitung fließt weist Lücken auf, ist also nicht stetig. Damit
können Schwierigkeiten in den Regelungseinrichtungen verbunden sein und es treten
unter Umständen höhere BeanspruchunLerl durch Schwingungsvorgänge auf, insbesondere,
wenzi Lösch- und-Zündschwingungen der Stromrichterventile zusammenfallen. In der
Stromrichtertechnik werden üblicherweise-zwei Verfahren angewendet, um eine-aus
der Reihenschaltung eines Gleichrichters und eines Wechselrichters-bestehenden,
Stromrichteranlage in Betrieb zu nehmen, d.h. Spannung vom @':ert Null auf den Nenn=
bzw. Betriebswert hochzufahren. Bei dem einen Verfahren wird zuerst der echselrichter
auf maximale Spannung ausgesteuert. Anschließend fährt der G:;.eichrichter nach
Entaperrung der ,Gitter mittels eines Stromreglers den Strom langsam hoch, während
die Spannung konstant bleibt: Ein Belastungeatrom_:tritt hierbei erst dann: auf,
wenn der -Gleichrichter .etwa fseine Nennspannung erreicht hat. Vorteilhaft bei
diesem Verfahren ist die gertms
Zeansruchung der
Stromrichterventile, der geringe Blindleistungsbedarf und die
geringe Gleichspannungswelligkeit. Nachteilig ist hier, daß
die Lückengrenze bei voller Spannung, also bei relativ hoher
Leistung, und bei einer @vechselrichteraussteuerung in der
Nähe
der Kippgrenze durchfahren wird. Die Gefahr für die ::echsel-
richterkippung ist im..-er dann groß, wenn Instabilitäten oder
Schwingungsvorgänge beim Übergang der Betriebsbereiche lückend
oder nicht lückend auftreten.
Das andere Verfahren zur Inbetriebnahme einer Stromrichter-
anlage_ sieht so aus, daß zunächst der ";echselrichter die
Span-
nung auf etwa Yull hält und der Stromregler des Gleichrichters
den gewünschten Strom einregelt. Erst dan--_ .mittels des
Spannungsreglers (!es ',°:echselrichters (,ie Spanrunb bis
zum
Nennwert gesteigert. VcLteilhaft ist hier, daß die Lückgrenze
dann durchfahren wird, vaenn die Spannung etwa den `:giert
Null
hat. Das ist in Bezug auf die ,'iechselrici-teY-stabilität
völlig
unkritisch. Bis zum Erreichen der z";en_.#span«u n- ist jedoch
eine hohe Gefäßbeanspruchung, ein großer Blindleistungsbedarf
und eine große Gleicxlstromwelli`keit vorhanden, was als Nach-
teil dieses Verfahrens anzusehen ist.
Aufgabe der Erfindung: ist es, ein Verfahren für die Inbetriebnahme einer HGÜ-Anlage
anzugeben, das die genani-iten Nachteile beider Verfahren bei der Inbetriebnahme
einer normalen StromricItteranlage weitgehend vermeidet und gleichzeitig die genannten
Vorteile möglichst äusnutzt. . Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht
darin,.daß eine gex@adzahligt Anzahl von Stromrichterbrücken derart gesteuert-wird,
daß zunächst in jeder Stromrichterstation eine Hälfte der Stromrichterbrücken im
Gleichrichter- und die andere im Jechselrichterbetrieb mit den kleinstzulässigen
Steuerwinkeln ausgesteuert werden, sodann zunächst der Stromregler der Gleichrichteretation
den gewünschten Strom einregelt, und nach Erreichen der gewünschten Stromes der
Span:.unt sregler der Wechselrichterstntion die Spänziung auf den Nennwert hochregelt'
was mittels Umsteuerung de:r@ jeweils entgegengesetzt azggesteuerten
Stromrichterbrücken
in die vorgesehene Betriebsart erfolgt. In einer -weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens werc:en zur Vermeidung des stetigen Wechsels zwischen 6-'und 12-pulsigem
Betrieb beim 'dmsteuervorgang bei 4-oder ß Stromrichterbrücken je Station jeweils
zwei ungleichphasige Brücken -gemeinsam gesteuert.
Anhand der Figur soll das Verfahrensgemäß der Erfindung näher"
erläutert werden. Mit GR ist eine als Gleichrichter arbeitende
Stroririchterstation bezeichnet, die aus der Reihenschaltung
von vier Stromrichterbrücken -1, 29 3, und-4 aufgebaut ist.
Die
einzelnen Stromrichterbrücken sind-aus steuerbaren-Ventilen
in
#r Art -en.er #dpulsigen Brückenschaltung aufgebaut und nur
schematisch dargestellt. Von der Stromrichterbrücke 1 -führt
der
positive Netzpol + ' der HG-Anlage zu der mit iR bezeichnetem
als V"yechselrichter arbeitenden Stromrichterstation. Auch
diese
Stromrichterstation YJR ist aus der Reihenschaltung von:vi-er
Stromrichterbrücken 5, 6, 7y und 8 aufgebaut, _
Der Aufbau der einzelnen Stromrichterbrücken ist wie bei der
Gleichrichterstation GR. Von der Stromrichterbrücke-8 des
°f@echselrichters @7R führt -der negative Netzpol-zurück: zum
Gleich-
richten GR $n die Stromrichterbrücke 4. Die Mitten der beiden
-Stromrichterstationen GF, und NR sind jeweils an- -Erde. gelegt,
sodaß sich zwei sym,::etrisch zum Erdpotential liegende Setzpole
.ergeben. Die beiden Stromrichterbrücken 1 und 2 sind mit
-zwei Stromrichtertj-ansformatoren 9 und 10 verbunden, die
ver-
schiedenen Schaltgruppen angehöre n* Damit arbeiten die beiden
6-pulsigen Stromriehterbrücken 1. und 2 zusammen mit den Strom-
richtertr ansformatoren 9 und 10 wie eine 12-pulsige Anlage:
Entsprec=.endes gilt für die Stromrichterbrücken 3 und 4 zu-
sammen mir .den Stromrichtertransformatoren 13. und 12. Die
1'iechsel-
richterstatior IR ist genauso wie die Gleichrichterstation
GR
aufgebaut.@Hier bilden die Stromrichterbrücken 5 und -6 mit-
den
Stromrichtertransformatoren 13 und-14 bzw: die Stromrichter-
brUcken-7 und 8 mit den ätromrichtertransformatoren 15-und
16
je-eine 12-pulsige Stationshälfte:
.Jede der vier 12-pulsigen Stationshälften ist mit einem Gitter-
steuersatt 17 bis 2-D ausgestattet; Die Gittersteuerszittze
dienen
der Aussteuerung der Ventile d.er einzelnen Stramrichterbrücken
sowohl zur Spannungs- als auch zur Strombestimmung der Anlage.
Hierzu werden sie von Stramree:lern III bzw. Spannungsreglern
UR beeinfluL;t. Diese Regler sind nur schematisch in das Block-
bild einer HGU-Anlage ge:@ f der Figur eingezeichnet. `legen
der
Gleichberechtigung der Stromrichterstationen GR und :IR sind
sowohl für den Gl.eichrichter:, als auch für den ';lechselrichter
Strom- und Spannungsregler vorgesehen; welcher der Regler im
Eingriff ist, hängt von der Soll.vre-rteinst.ellung ab. Es
ist je-
doch zweckmäß.i.g., der Gleichricht-erstation GR die Stromregelung
und der Wechselrichterstation WR die Spannungsregelung anzu-
ordnen.
Vor .der Inbetriebnahme einer Anlage ist die Gleichspannung
auf
der GR-Seite,- als auch auf der MR-Seite gleich Kull. Dies
kann
dadurch erreicht werden, daß sämtliche Brücken jede für,sich
auf Spannung .0 gesteuert werden, wobei der 'ündve-rzöc-:erung.s-
Winkel 90o beträgt, .oder aber *gemäß der Erfindung dadurch,
daß
die eine Hälfte der Brücken im Gleichrichterbetrieb und die
andere Hälfte im Wechselrichterbetrieb so nusgesteuert v:erden,
daß die Spannungsmittelwerte entgegenüe,etzt gleich sind, wobei
die Summe von Gleichrichter- und ;rechselrichte.rzündverzögerungs-
winkel 180b betragen muß. Solange die Span urig lull ist, fließt
noch kein Strom. So'; l nun von der Stronrichterstation GR
zur
StromrichterstatIon WR Strom fließen, so wird jetzt die Gleich-
spannurig an der GB-Seite so nach positiven Werten ?:in verschoben,
daß der Strom in der gew*.inschten Höhe fließt. Da d en "echsel-
richter WR durch die G@egeneinänderschaltung der Stromrichter-
brücken 5 und 6 anstehende Gegenspanrung noch den 7,';ert 11u11
hat, nuß die am Gle.ichrichte.r GR anstehende resultierende
Spannung nur die durch den Anla-g.enstrom in der @@G.!=;;nlage
entstehenden Verluste decken. Der Weitere und sciließlich letzte
Schritt bei der Inbetriebnahme der hGÜ-Anlage ist nun fol#ender:
Sobald der Anlagenstrom den gewünschten Vert erreicht Lat,
werden auf der WR-;Seite unter Einflüß durch den Spazuiursregler
diejenigen Stromrichterbrücken, die bisher entgegengesetzt
der
vorgesehenen Betriebsart,.d.h. im Gleichrichterbetrieb
ausge-
steuert waren,-umgesteuert. Da die GR-Station
bestrebt ist, den
fließenden Gleichstrom aufrechtzuerhalten, bleibt ihr nichts -anderes
übrig, als ihre Klemmenspannung im gleichen Maße wie die VIEL-Station zu erhöhen.
Unter dem-Einfluß des Strömreglers werden die-bislang im ';@echselrichterbetrieb
ausgesteuerten Brücken in den Gleichrichterbetrieb umgesteuert. Im Beispiel wird
also auf der GTI-Seite die Stromr ichterbrüoke 2 von 'Aviechselrichteraussteuerung
über den-Spannungswert Null zu -maxilmaler. oder gewünschter Gleichspannung mittels
des Gittersteuersatzes 17 umgesteuert.. Ebenso wird auf der fR-Seite die Stromrichter--brücke
5 von Gleichrichteraussteuerung über den Spannungswert Null zu maximaler oder gewünschter
Wechselrichter-Gegenspannung umgesteuert. Dadurch-kommt auf. der Gleichrichterseitedie
Speisespannung der HGÜ-Anlage zustande und auf-der Wechselrichterseite die notwendige
Gegengleichspannung: _
Die Umsteuerung derjenigen Stromrichterbrücken, die der je-
weile vorgesehenen Betriebsart der Stromrichterstation entgegen-
gesetzt ausgesteuert sind, -erfolgt, wie bereits erwähnt, mittels
der Gittersteuerung. Hierbei vierden die Zündimpulse für die
ein-
zelnen Ventile der einen Stromriehterbrücke festgehalten'und
die Zündimpulse für die zweite Stromrchterbrücke um maximal
ca.. 150°e1. verschoben. Nach dieser Verschiebung erächainen
sie an der für den vorgesehenen 12-Pulsbetrieb notwendigen
Stelle. Die weitere-im Zuge von Regelvorgängen notwendige-Aus-
st@eue-rüngsänderung erfolgt gemeinsam: Während dieser Verschie-
bung tritt riü@z-ei-rie etwas -unangenehme Erscheinung auf.-
die
Pulszahl we,,chii#e-lt .zwischen 6 und 12 und zwar bei 150°e1.
Ver-
schiebung des Zündwinkels alle-300--einmal" insgesamt also
5mal.
Zur Vermeidung dieser Erscheinung wird in einer zweckmäßigen
Ausgestaltung des-erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen,
-d aß
bei Gleichi#ichterstätionen, die aus der Reihenschaltung von
4 oder 8-Stromrichterbrücken bestehen-, jeweils zwei ungleich-
phasige Stromriehterbrücken einer Station gemeinsam -gesteuert
werden.-Es wird hier selbstverständlich vorausgesetzt, daß
-
die Stromric-htertransformätoren -11 und 12 Lind 15 "ürid 16
ebene.
aufgebäut-sind"ünd denselben Schaltgruppen ängehören,'wie die'
Stromricht-ertransformä.toren 9, 10, bzw. 139 14:- Damit- istl-im
Normalbetrie-b'-die Anläge 24-pulsig,- Zur Inbetriebnahme-,werden
jetzt beispielsweise auf der GR-Seite die Stromrichterbrücken 1
und 4 und die Brücken 2 und 3 zu je einer 12-pulsigen Gruppe zusammengefaßt und
jeweils gemeinsam gesteuert. Die Steuerung erfolgt dadurch, daß die Zündimpulse
der einen Gruppe, Brücken 1 und 4, festgehalten werden und die der anderen Gruppe,
Brücken 2 und 3, um ca. 150°e1. verschoben werden. vierbei entsteht jetzt lediglich
ein ;wechsel zwischen 12- und 24=pulsigem Betrieb. Der bezüglich Netzrückwirkungen
unangenehme 6-Pulsbetrieb ist vermieden. Entsprechend werden auf der Ife chselrichterseite
die Stromrichterbrücken 5 und 8 "sowie 6 und 7 je@@;e'ils zu einer 12-pulsigen Gruppe
zusammengefaßt und gemäß dem Verfahren nach der Erfindung bei der Inbetriebnahme
der' .iG@J-Anlage gesteuert.-Diese-Zusammenfassung gemeinsam gesteuerter Stromrichterbrücken
is.t.auch auf Stationen mit 8 Stromrichterbrücken anwendbar. ' Die mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren erzielten Vorteile liegen darin, daß die Lückgrenze des :@`romes etwa
bei der Spannung Null durchfahren wird, weiterhin tritt eine erhöhte Gefäßbeanspruchung
nur während des kurzen Ursteuerur:# ,vor#arges auf, und nur bei der einen Hälfte
der Ventile. Der Blindleistungsbedarf ist ebenfalls nur beim Umsteuerungsvorgang
kurzzeitig erhöht, bleibt aber wesentlich unter dem Bedarf, der bei dem in der Einleitung
genannten Konstantstromverfahren notwendiL, ist. Das erfindungsgemäße Verfahren
zur Inbetriebnahme einer HGiJ-Anlage ist selbstverständlich in umgekehrter `Reihenfolge
zur Außerbetriebnahme der Anlage geeignet und ver,#,;endbar."Verfahr .--- n for commissioning a high-voltage direct current transmission system". The invention relates to a method for commissioning a high-voltage direct current transmission system (HGiI system), which consists of two converter stations, one of which works as a rectifier and one as an inverter, and at. . which each converter station is built up from a series connection of several converter bridges and is equipped with current and voltage regulators. The commissioning of a HV system contains some problems that "do not occur in normal operation. When building up the line current, the converter must pass through the back limit, i.e. the direct current that flows in the calibration line has gaps, so it is not steady. This can lead to difficulties in the control devices and, under certain circumstances, higher stresses due to oscillation processes occur, in particular when the extinguishing and ignition oscillations of the converter valves coincide To start up the rectifier and an existing inverter system, that is, to increase the voltage from @ ': ert zero to the nominal or operating value. In one method, the converter is first controlled to maximum voltage. calibration judge after de-capping the grid by means of a Stromreg The current slowly increases while the voltage remains constant: A load atrom: only occurs here: when the rectifier has reached approximately its nominal voltage. The advantage of this method is gertms Sea invasion of the Converter valves, the low reactive power requirement and the
low DC voltage ripple. The disadvantage here is that
the gap limit at full voltage, i.e. at a relatively high voltage
Power, and with an inverter control nearby
the tipping limit is passed. The danger for the :: echsel-
Richter tilting is in the ..- it is great when instabilities or
Vibration processes with gaps in the transition between the operating areas
or not appearing in gaps.
The other method for commissioning a converter
plant_ looks like this that first the
voltage at about Yull and the current regulator of the rectifier
regulates the desired current. Only then --_. By means of the
Voltage regulator (! Es', °: echselrichters (, ie Spanrunb up to
Par value increased. What is particularly important here is that the gap limit
is then passed through, vaenn the voltage about the `: yaws zero
Has. That is totally in terms of the 'ichselrici-teY stability
uncritical. However, until the z "; en _. # Span« u n- is reached
a high load on the vessel, a large reactive power requirement
and there is a large equilibrium current ripple, which is
part of this procedure is to be considered.
The object of the invention is to provide a method for commissioning an HVDC system that largely avoids the disadvantages of both methods when commissioning a normal electric generator system and at the same time makes the greatest possible use of the advantages mentioned. . The inventive solution to this problem is that a gex @ ad numbered number of converter bridges is controlled in such a way that first half of the converter bridges in each converter station are controlled in rectifier mode and the other half in inverter mode with the smallest permissible control angles, then the current regulator the rectifier station regulates the desired current, and after reaching the desired current, the span: .unt s regulator of the inverter station regulates the voltage up to the nominal value 'which is done by reversing de: r @ in each case oppositely controlled converter bridges in the intended operating mode. In a further embodiment of the method according to the invention, two non-in-phase bridges per station are controlled jointly to avoid the constant change between 6-pulse and 12-pulse operation during the control process with 4 or 3 converter bridges. With the aid of the figure, the method according to the invention should be described in more detail "
explained. With GR is one working as a rectifier
Current rectifier station referred to from the series connection
of four converter bridges -1, 29, 3, and -4 is constructed. the
individual converter bridges are - from controllable valves - in
#r Art -en.er #dpulsigen bridge circuit built and only
shown schematically. From the converter bridge 1 -leads
positive grid pole + 'of the HG system to the one marked with iR
power converter station working as a V inverter. This too
Converter station YJR is from the series connection of: vi-er
Converter bridges 5, 6, 7y and 8 built up, _
The structure of the individual converter bridges is the same as for the
Rectifier station GR. From the converter bridge-8 of the
° f @ echselrichters @ 7R leads - the negative mains pole - back: to the same
align GR $ n the converter bridge 4. The middle of the two
-Converter stations GF, and NR are each grounded. placed,
so that two set poles are symmetrical to the earth potential
.result. The two converter bridges 1 and 2 are with
-Two converter transformers 9 and 10 connected, which
n belong to different vector groups * This is what the two work with
6-pulse current chain bridges 1. and 2 together with the current
Richter transformer 9 and 10 like a 12-pulse system:
The same applies to converter bridges 3 and 4.
together with the converter transformers 13 and 12.
richterstatior IR is just like the rectifier station GR
@ Here the converter bridges 5 and -6 form with the
Converter transformers 13 and -14 or: the converter
bridge 7 and 8 with the atrom converter transformers 15 and 16
one 12-pulse station half each:
.Each of the four 12-pulse station halves is equipped with a grid
tax rich 17 to 2-D equipped; The grid control seats are used
the control of the valves of the individual rectifier bridges
for both voltage and current determination of the system.
To do this, they will learn from Stramree: III or voltage regulators
UR affects. These controllers are only shown schematically in the block
picture of an HGU system ge: @ f of the figure drawn in. `put the
Equal rights of the converter stations GR and: IR are
both for the equalizer: as well as for the inverter
Current and voltage regulators provided; which controller in the
Intervention depends on the target setting. It is ever-
but expediently, the rectifier station GR controls the current
and the inverter station WR to control the voltage
put in order.
Before starting up a system, the DC voltage is on
the GR-side, - as well as on the MR-side equal to Kull. This can
can be achieved in that all bridges each for, themselves
can be controlled on voltage .0, whereby the 'ündve-rzöc-: erung.s-
Angle is 90o,. Or * according to the invention in that
one half of the bridges in rectifier operation and the
the other half in inverter operation as nut-controlled v: earth,
that the voltage mean values are opposite, now equal, where
the sum of rectifier and rectifier rectifier.
angle must be 180b. As long as the span is quaint, flowing
no electricity yet. So'; l now from the rectifier station GR to
Converter station WR current is flowing, the rectification is now
tense on the GB side so for positive values?: in postponed,
that the current flows at the desired height. Since the "echsel-
inverter by the reciprocating circuit of the converter
bridge 5 and 6 pending counter voltage still the 7, '; ert 11u11
has, the resultant pending at the Gle.ichrichte.r GR
Voltage only due to the system current in the @@ G.! = ;; system
cover any losses incurred. The next and finally the last
The next step in commissioning the HVDC system is as follows:
As soon as the system current reaches the desired vert,
are on the INV side under the influence of the spa controller
those converter bridges that were previously opposed to the
intended operating mode, i.e. in rectifier mode
controls were - reversed. As the GR station strives to
To maintain flowing direct current, she has no choice but to increase her terminal voltage to the same extent as the MUCH station. Under the influence of the flow regulator, the bridges that were previously controlled in inverter operation are switched to rectifier operation. In the example, the Stromr ichterbrüoke 2 is on the GTI side from 'Aviechselrichteraussteuerung via the voltage value zero to -maxilmaler. or the desired DC voltage by means of the grid control set 17. Likewise, the converter bridge 5 on the fR side is reversed from the rectifier control via the voltage value zero to the maximum or desired inverter counter voltage. Through it-comes up. The supply voltage of the HVDC system is established on the rectifier side and the necessary counter DC voltage on the inverter side: _ The reversal of those converter bridges that are
contrary to the intended mode of operation of the converter station
are set, - is done, as already mentioned, by means of
the grid control. The ignition pulses for the
individual valves of a flow switch bridge held 'and
the ignition pulses for the second Stromrchterbrücke by a maximum
approx. 150 ° e1. postponed. Erachain after this shift
they are necessary for the intended 12-pulse operation
Job. The further - necessary in the course of control processes -
st @ eue change takes place jointly: During this shift
riü @ z-ei-rie occurs somewhat - unpleasant appearance - the
Pulse number we ,, chii # e-lt. Between 6 and 12, namely at 150 ° e1. Ver
shift of the ignition angle every-300 - once "a total of 5 times.
In order to avoid this phenomenon, a practical
Design of the method according to the invention provided, -d ate
in the case of rectifier stations that result from the series connection of
There are 4 or 8 converter bridges, two unequal
phase power link bridges of a station jointly controlled
- It is of course assumed here that -
the power transformers -11 and 12 and 15 "ürid 16 level.
are built up and belong to the same vector groups 'as the'
Converter transformers 9, 10, or 139 14: - So that it is
Normal operation-b'-the systems 24-pulse, - for commissioning, are
now, for example, on the GR side, the converter bridges 1 and 4 and the bridges 2 and 3 are each combined to form a 12-pulse group and are each controlled together. The control takes place in that the ignition pulses of one group, bridges 1 and 4, are held and those of the other group, bridges 2 and 3, by approx. 150 ° e1. be moved. four with now only a; change between 12 and 24 = pulsed operation. The 6-pulse operation, which is unpleasant in terms of network perturbations, is avoided. Correspondingly, on the converter side, the converter bridges 5 and 8 ″ as well as 6 and 7 are combined into a 12-pulse group and controlled according to the method according to the invention when the .iG @ J system is put into operation. This summary of jointly controlled converter bridges is also applicable to stations with 8 converter bridges. The advantages achieved with the method according to the invention are that the gap limit of the: @ `romes is passed at approximately zero voltage, and there is also an increased Vessel loading only during the short primary control: #, before # arges open, and only with one half of the valves. The reactive power requirement is also only increased briefly during the reversal process, but remains significantly below the requirement that is necessary for the constant current method mentioned in the introduction, The method according to the invention for commissioning a HGiJ system is of course in the reverse order to the operation of the system suitable and ver, # ,; finite.