DE19838111A1 - Monitoring method for DC-link filter in HVDC power transmission installation - Google Patents

Abstract

A method of monitoring a DC-link filter (5) in which a alternating current (AC) component (IZAC) detected on the DC side, is regulated to approx. zero. The filter impedance (ZF) is ascertained and then compared with a rated or desired impedance (Zs). With a deviation (delta ZF) of the detected filter impedance (ZF) from the rated or desired impedance (Zs), the DC-link filter (5) is disconnected. More specifically, with use of a Rogovskii coil (12) for detecting the AC component (IZAC), a measurement signal (S(IZAC)) representing the time derivative of the AC component (IZAC) is utilised as a criterium for error detection, with the filter impedance (ZF) ascertained from the measured filter voltage (UF(t)) and the measured filter current (IF(t)).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Zwischenkreisfilters einer Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungsanlage (HGÜ-Anlage), bei dem ein gleichstromsei­ tig erfaßter Wechselstrom zumindest annähernd zu Null gere­ gelt wird. Sie bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for monitoring an intermediate circuit filter of a high-voltage direct current Transmission system (HVDC system), in which a direct current AC current detected at least approximately zero is valid. It further relates to a device for Execution of the procedure.

Der Aufbau und die prinzipielle Funktionsweise einer HGÜ-An­ lage sind z. B. in dem Aufsatz "HGÜ: Technik, die Grenzen überwindet" in ELEKTRIE, Berlin 45, (1991) 3, Seiten 94 bis 96 beschrieben. Mittels einer derartigen HGÜ-Anlage wird elektrische Energie über große Entfernungen übertragen. Die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom und umgekehrt in­ nerhalb des Hochspannungsnetzes von beispielsweise 500 kV er­ folgt mittels Stromrichter oder sogenannter Halbleiterven­ tile, die am Anfang und am Ende der Übertragungsstrecke in entsprechenden Stromrichterstationen vorgesehen sind. Die Stromrichter verursachen in den Hochspannungsleitungen und damit im Gleichstrom-Zwischenkreis der HGÜ-Anlage harmonische Oberschwingungsströme oder Oberwellen, die sich in einem dem Gleichstromanteil überlagerten Wechselstromanteil widerspie­ geln. Da die Frequenzen der Oberwellen im hörbaren Bereich liegen, verursachen diese in unerwünschter Weise Störungen in nahegelegenen Fernsprechleitungen.The structure and principle of operation of a HVDC system location are z. B. in the article "HVDC: technology, the limits overcomes "in ELEKTRIE, Berlin 45, (1991) 3, pages 94 to 96 described. With such an HVDC system transmit electrical energy over long distances. The Conversion of AC to DC and vice versa within the high-voltage network of 500 kV, for example follows by means of converters or so-called semiconductor nerves tile that at the beginning and at the end of the transmission path in corresponding converter stations are provided. The Power converters cause in the high voltage lines and thus harmonic in the DC link of the HVDC system Harmonic currents or harmonics, which are reflected in one DC component superimposed on the AC component apply. Because the frequencies of the harmonics are in the audible range lying, they cause unwanted interference in nearby telephone lines.

Zur Unterdrückung dieser Störungen ist in jedem Pol der HGÜ- Anlage ein Zwischenkreisfilter vorgesehen, um den gleich­ stromseitig noch vorhandenen Wechselstromanteil (Oberwellen) herauszufiltern. Bei Verwendung eines aktiven Gleichstromfil­ ters, der einen aus Kondensatoren, Spulen und ohmschen Wider­ ständen aufgebauten passiven Filterteil und ein Aktivteil mit einer steuerbaren Spannungsquelle umfaßt, wird im fehler­ freien Betrieb des Zwischenkreisfilters der Wechselstroman­ teil zu Null geregelt. Der Aufbau und die Funktionsweise ei­ nes aktiven Gleichstromfilters oder Zwischenkreisfilters sind z. B. in dem Aufsatz "HGÜ-Anlagen mit aktiven Gleichstromfil­ tern" in ABB-Technik 6/7 1995, Seiten 17 bis 21, beschrieben.To suppress these disturbances, the HVDC Plant provided an intermediate circuit filter to make the same AC component still present on the current side (harmonics) filter out. When using an active DC fil ters, the one from capacitors, coils and ohmic resistors built passive filter part and an active part a controllable voltage source is included in the error  free operation of the intermediate circuit filter of the alternating current partly regulated to zero. The structure and functioning of egg active DC filter or DC link filter e.g. B. in the article "HVDC systems with active DC fil tern "in ABB Review 6/7 1995, pages 17 to 21.

Der Hauptbestandteil eines derartigen Zwischenkreisfilters ist der sogenannte C1-Kondensator, der aus einer Vielzahl von Kondensatorwickeln aufgebaut ist, die ihrerseits in H-Schal­ tung oder Parallelstrangschaltung in sogenannten Kondensator­ kannen gruppenweise zusammengefaßt sind. Da der Ausfall einer bestimmten Anzahl von Kondensatorwickeln einerseits zu einer Verstimmung des Filters und andererseits zu einer fortschrei­ tenden Zerstörung des C1-Kondensators führen kann, wird die­ ser C1-Kondensator überwacht und gegen Überlast geschützt. Eine dazu vorgesehene Schutzeinrichtung soll den Ausfall von Kondensatorwickeln erkennen und bei Überlast den betroffenen Zwischenkreisfilter vom Netz abtrennen.The main component of such an intermediate circuit filter is the so-called C1 capacitor, which consists of a variety of Capacitor winding is built, which in turn in H-scarf device or parallel string connection in so-called capacitor can be grouped together. Since the failure of one certain number of capacitor windings to one Detuning the filter and on the other hand to progress tendency to destroy the C1 capacitor, the This C1 capacitor monitors and protects against overload. A protective device provided for this purpose should prevent the failure of Detect capacitor winding and in the event of overload the affected Disconnect the DC link filter from the mains.

Die Überwachung erfolgt üblicherweise durch Strommessung. Während dazu bei einem in H-Schaltung aufgebauten C1-Konden­ sator der Symmetriestrom im H-Zweig gemessen wird, werden bei einem aus zwei zueinander parallele Stränge aufgebauten C1- Kondensator die in beiden Strängen gemessenen Ströme mitein­ ander verglichen, wobei im Falle einer Unsymmetrie der Ströme auf einen Kondensatordefekt erkannt wird. Diese Art der Be­ triebsüberwachung und des Schutzes des C1-Kondensators ist jedoch aufgrund der erforderlichen zusätzlichen Komponenten zur Strommessung sehr kostenintensiv. Darüber hinaus ist diese Methode der Strommessung, insbesondere bei einem Aus­ fall nur weniger Kondensatorwickel, häufig für einen zuver­ lässigen Schutz nicht ausreichend.Monitoring is usually done by measuring the current. While this is the case with a C1 condenser built in an H circuit sator the symmetry current in the H branch is measured at a C1- made up of two parallel strands Capacitor the currents measured in both strands other compared, being in case of asymmetry of the currents for a capacitor defect. This type of loading drive monitoring and protection of the C1 capacitor however due to the additional components required very expensive for current measurement. Beyond that this method of current measurement, especially in the event of an off only fewer capacitor windings, often for a reliable casual protection is not sufficient.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein besonders einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Überwachung eines Zwischenkreisfilters einer HGÜ-Anlage anzugeben. Des weiteren soll eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung angegeben werden.The invention is therefore based on the object, a particular simple and reliable method for monitoring a To specify the DC link filter of a HVDC system. Furthermore  should be one that is particularly suitable for carrying out the method Device can be specified.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu wird die Fil­ terimpedanz ermittelt und mit einer Soll-Impedanz verglichen.With regard to the method, this object is achieved according to the invention solved by the features of claim 1. For this, the Fil terimpedance determined and compared with a target impedance.

Während die Filterimpedanz online und damit während des Be­ triebs der Anlage vorteilhafterweise aus bereits vorhandenen Betriebsparametern oder Meßgrößen des Aktivteils des Zwi­ schenkreisfilters ermittelt wird, insbesondere durch Messung des Filterstroms und der Filterspannung, wird die Soll-Impe­ danz zweckmäßigerweise anhand eines zugrundeliegenden Schal­ tungsmodells berechnet oder durch eine Referenzmessung am fehlerfreien Zwischenkreisfilter bestimmt.While the filter impedance is online and therefore during loading drives the system advantageously from existing ones Operating parameters or measured variables of the active part of the Zwi circle filter is determined, in particular by measurement of the filter current and the filter voltage, the target Impe danz expediently based on an underlying scarf tion model or calculated by a reference measurement on error-free DC link filter determined.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß bei Ein­ satz eines aktiven Filters, d. h. eines Zwischenkreisfilters mit Aktivteil, einerseits zumindest die zeitliche Ableitung des überlagerten Wechselstromanteils oder Oberwellenstroms exakt gemessen werden kann, obwohl der im Zwischenkreis dem Gleichstrom- und dem Gleichspannungsanteil überlagerte Wech­ selstrom- bzw. Wechselspannungsanteil zumindest hinsichtlich einer ausreichend genauen Spannungsmessung zu gering sind. Da andererseits mit Hilfe dieser Information der Wechselstroman­ teil mittels des aktiven Filterteils im Idealfall zu Null ge­ regelt werden kann, ist bei Erfüllung dieser Bedingung zwangsläufig auch der entsprechende Wechselspannungsanteil gleich Null, so daß für den Wechselstromanteil ein virtueller Kurzschluß zwischen den Knoten des Zwischenkreisfilter ent­ steht. Dies wiederum bedeutet, daß die komplexe Impedanz des Zwischenkreisfilters allein durch den Quotienten aus der kom­ plexen Filterspannung und dem komplexen Filterstrom bestimmt werden kann.The invention is based on the consideration that at one active filter set, d. H. an intermediate circuit filter with active part, on the one hand at least the time derivation of the superimposed AC component or harmonic current can be measured exactly, even though that in the DC link AC and the DC voltage component superimposed AC Selstrom- or AC voltage share at least with regard a sufficiently accurate voltage measurement is too low. There on the other hand, with the help of this information, the alternating current ideally zero using the active filter part can be regulated if this condition is met inevitably also the corresponding AC component equal to zero, so that a virtual one for the AC component Short circuit between the nodes of the DC link filter stands. This in turn means that the complex impedance of the DC link filter solely by the quotient from the com complex filter voltage and the complex filter current determined can be.

Die komplexe Impedanz wird zweckmäßigerweise für verschiedene Frequenzen, d. h. für verschiedene Oberwellen, z. B. für die 12. Harmonische und für die 24. Harmonische, separat ausge­ wertet. Da sich Fehler bei unterschiedlichen Frequenzen in verschiedenen Filterkomponenten unterschiedlich auf den kom­ plexen Impedanzverlauf des Filters auswirken, kann zusätzlich zur sicheren Fehlererkennung zumindest tendenziell das feh­ lerhafte Bauelement bestimmt werden.The complex impedance is expedient for different ones Frequencies, d. H. for different harmonics, e.g. B. for the  12th harmonic and for the 24th harmonic, separately evaluates. Because there are errors in different frequencies different filter components different on the com plexen impedance profile of the filter can also affect at least tends to reliably detect errors lerlicher component can be determined.

Die Überwachung der Filterimpedanz ermöglicht somit vorteil­ hafterweise einen zuverlässigen und selektiven Schutz des Zwischenkreisfilters, insbesondere des im Vergleich zu den übrigen Filterkomponenten besonders kostenintensiven und kom­ plex aufgebauten C1-Kondensators. Daher wird vorteilhafter­ weise eine Abweichung der ermittelten Filterimpedanz von der Soll-Impedanz als Kriterium zum Abschalten des Zwischenkreis­ filters herangezogen.Monitoring the filter impedance thus advantageously enables reliably and selectively protect the DC link filter, especially that compared to the other filter components particularly cost-intensive and com plex built C1 capacitor. Therefore, it becomes more advantageous show a deviation of the determined filter impedance from the Target impedance as a criterion for switching off the DC link filters used.

Als zusätzliches Kriterium für eine Fehlererkennung wird zweckmäßigerweise die zeitliche Ableitung des Wechselstroman­ teils herangezogen, die vorzugsweise mittels einer Rogowski­ spule unmittelbar erfaßt wird. Da bei fehlerfreiem Betrieb des Aktivteils zumindest bei einer nur geringen Verstimmung des Filters der Wechselstromanteil weiterhin zu Null geregelt und somit mittels des Zwischenkreisfilters unterdrückt oder kompensiert wird, kann mittels dieses Kriteriums zwischen ei­ nem Fehler im passiven Filterteil und einem Fehler im aktiven Filterteil unterschieden werden.As an additional criterion for error detection expediently the time derivative of the alternating current partly used, preferably by means of a Rogowski coil is detected immediately. Because with faultless operation of the active part, at least if there is only a slight upset of the filter, the AC component continues to be regulated to zero and thus suppressed by means of the intermediate circuit filter or is compensated by means of this criterion between egg an error in the passive filter part and an error in the active one Filter part can be distinguished.

Bezüglich der Vorrichtung wird die genannte Aufgabe erfin­ dungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 6. Vor­ teilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der auf diesen rückbezogenen Unteransprüche.The stated object is invented with regard to the device appropriately solved by the features of claim 6. Before partial configurations are the subject of this back-related subclaims.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­ dere darin, daß durch Messung der Impedanz eines einen akti­ ven und einen passiven Filterteil umfassenden Zwischenkreis­ filters einer HGÜ-Anlage bei gleichzeitig einfacher Überwa­ chung ein besonders zuverlässiger Schutz der Filterkomponen­ ten erzielt wird. Da die zur Ermittlung der Filterimpedanz erforderlichen Meßgrößen oder Betriebsparameter bereits in­ nerhalb des Filterregelkreises vorhanden sind, können die in einer Kondensatorstation des vornehmlich zu schützenden C1- Kondensators üblicherweise vorhandenen Strommeßeinrichtungen eingespart werden. Dies wiederum ermöglicht einen vergleichs­ weise einfachen Aufbau des C1-Kondensators, was wiederum zu einer erheblichen Kostenreduzierung führt.The advantages achieved with the invention are in particular the fact that by measuring the impedance of an acti ven and an intermediate circuit comprising a passive filter part HVDC system filters with simple monitoring a particularly reliable protection of the filter components  ten is achieved. Because the to determine the filter impedance required parameters or operating parameters already in are present within the filter control loop, the in a capacitor station of the C1 to be protected Capacitor usually existing current measuring devices be saved. This in turn enables a comparison as simple construction of the C1 capacitor, which in turn leads to a significant reduction in costs.

Darüber hinaus können mit diesem Verfahren und mit dieser Vorrichtung gleichzeitig auch andere Komponenten des Filters in einfacher Weise überwacht und geschützt werden. Das Ver­ fahren ist prinzipiell auch für ein aktives Wechselstrom-Fil­ ter einsetzbar.You can also use this method and this Device simultaneously other components of the filter be monitored and protected in a simple manner. The Ver In principle, driving is also for an active AC fil can be used.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Fi­ gur schematisch einen Pol einer HGÜ-Anlage mit einem aktiven Zwischenkreisfilter und mit einer Vorrichtung zu dessen Über­ wachung.An exemplary embodiment of the invention is described below a drawing explained in more detail. In it shows the only fi gur schematically a pole of a HVDC system with an active DC link filter and with a device for its over watch.

Die Figur zeigt einen von üblicherweise vier Polen eines Zwi­ schenkreises 1 einer HGÜ-Anlage mit einem z. B. in Form eines Halbleiterventils ausgebildeten Stromrichter 2 einer Übertra­ gungsstation. Der Stromrichter 2 dient zur Gleichrichtung des aus einem wechselspannungsseitig aus dem Hochspannungsnetz in den Zwischenkreis 1 eingekoppelten Wechselstroms I_AC und liegt gleichstromseitig zwischen einer Gleichstromleitung 3 und einer Erdpotentialleitung 4. Eine vom Stromrichter 2 er­ zeugte Quellengleichspannung U_QDC ist mit einem geringen har­ monischen Wechselspannungsanteil U_QAC überlagert. Diese Span­ nungen U_QDC und U_QAC erzeugen gemeinsam mit den Quellspannungen der anderen Übertragungsstation der HGÜ-Anlage im Zwischen­ kreis 1 den Zwischenkreisgleichstrom I_ZDC und einen mittels einer Glättungsdrossel Lh begrenzten Zwischenkreiswechsel­ strom oder Oberwellenstrom I_ZAC. Diese wiederum erzeugen an Knotenpunkten P₁, P₂ eines in den Zwischenkreis 1 geschalte­ ten Zwischenkreisfilter 5 eine Zwischenkreisgleichspan­ nung U_ZDC und eine dieser überlagerten Zwischenkreiswechsel­ spannung U_ZAC. An den Knotenpunkten P₁ und P₂ ist der Zwi­ schenkreisfilter 5 an die Gleichstromleitung 3 einerseits bzw. an die Erdpotentialleitung 4 andererseits angeschlossen. Der Zwischenkreisfilter 5 umfaßt einen passiven und einen ak­ tiven Filterteil 5a bzw. 5b. Der passive Filterteil 5a umfaßt in Reihenschaltung einen Kondensator C1 - den sogenannten C1- Kondensator - und eine Drosselspule L1 sowie einen Parallel­ schwingkreis, der aus einer Drosselspule L2 und aus einem ohmschen Widerstand R2 sowie aus einem Kondensator C2 aufge­ baut ist. Der über den C1-Kondensator an die Gleichstromlei­ tung 3 angeschlossene passive Filterteil 5a ist über ansteu­ erbare Schalter 6a und 6b mit der Erdpotentialleitung 4 bzw. mit der Gleichstromleitung 3 verbunden.The figure shows one of usually four poles of an inter mediate circuit 1 of a HVDC system with a z. B. in the form of a semiconductor valve converter 2 a transmission station. The converter 2 serves to rectify the alternating current I _{AC that} is coupled into the intermediate circuit 1 from an alternating voltage side from the high-voltage network and is located on the direct current side between a direct current line 3 and an earth potential line 4 . A _generated by the converter 2 source _DC voltage U _{QDC is} superimposed with a small _harmonic AC voltage _component U _QAC . These voltages U _QDC and U _QAC , together with the source voltages of the other transmission station of the HVDC system in the intermediate circuit 1, _generate the intermediate _{circuit direct current} I _ZDC and an intermediate _{circuit alternating} current or harmonic current I _ZAC limited by a smoothing inductor Lh. This in turn generate at nodal points P _1, P _2, an intermediate circuit DC clamping voltage U _ZDC and this superimposed intermediate circuit AC voltage U of a _ZAC in the DC intermediate circuit 1 peeled th filter. 5 At the nodes P ₁ and P ₂ , the intermediate circuit filter 5 is connected to the DC line 3 on the one hand and to the ground potential line 4 on the other hand. The intermediate circuit filter 5 comprises a passive and an active filter part 5 a and 5 b. The passive filter part 5 a comprises in series connection a capacitor C1 - the so-called C1 capacitor - and a choke coil L1 and a parallel resonant circuit which is built up from a choke coil L2 and an ohmic resistor R2 and a capacitor C2. The passive filter part 5 a connected via the C1 capacitor to the direct current line 3 is connected via controllable switches 6 a and 6 b to the ground potential line 4 and to the direct current line 3 , respectively.

Der aktive Filterteil 5b stellt das Aktivteil des Zwischen­ kreisfilters 5 dar, so daß der Zwischenkreisfilter 5 im Aus­ führungsbeispiel ein an sich bekanntes aktives Gleichstrom­ filter ist. Das aktive Filterteil oder Aktivteil 5b weist eine steuerbare Spannungsquelle mit einem Transformator 7 und einer Wechselspannungswelle U_SAC auf, die eine Wechselspan­ nung von z. B. 380 V (AC) liefert. Die steuerbare Spannungs­ quelle umfaßt außerdem einen dem Transformator 7 nachgeschal­ teten und von einem Regler 8 angesteuerten, an sich bekannten pulsweitenmodulierten (PWM) Leistungsverstärker 9 auf. Ein Koppeltransformator 10, der primärseitig mit dem PWM-Lei­ stungsverstärker 9 verbunden ist, ist sekundärseitig vorzugs­ weise im Bereich zwischen dem passiven Filterteil 5a und dem Knotenpunkt P₂ in eine Filterstromleitung 11 geschaltet, in der auch die Schalter 6a, 6b liegen. Über den Koppeltransfor­ mator 10 sind der passive Filterteil 5a und der aktive Fil­ terteil 5b des Zwischenkreisfilters 5 galvanisch voneinander getrennt. The active filter part 5 b represents the intermediate-circuit filter 5 constitute the active part so that the intermediate circuit in the filter 5 from a per se known active cocurrent flow filter is, for example. The active filter part or active part 5 b has a controllable voltage source with a transformer 7 and an AC voltage wave U _SAC , which has an AC voltage of z. B. delivers 380 V (AC). The controllable voltage source also includes a transformer 7 downstream and controlled by a controller 8 , known pulse width modulated (PWM) power amplifier 9 . A coupling transformer 10 , which is connected on the primary side to the PWM power amplifier 9 , is preferably connected on the secondary side in the area between the passive filter part 5 a and the node P ₂ in a filter current line 11 , in which the switches 6 a, 6 b are also located . Via the coupling transformer 10 , the passive filter part 5 a and the active fil ter part 5 b of the intermediate circuit filter 5 are electrically isolated from one another.

Beim Betrieb der HGÜ-Anlage wird der vom Stromrichter 2 er­ zeugte und mittels der Glättungsdrossel Lh begrenzte Oberwel­ lenstrom oder Wechselstromanteil I_ZAC vom passiven Filter­ teil 5a teilweise herausgefiltert. Dennoch gelangt ein nicht unerheblicher Teil des Wechselstromanteils I_ZAC hinter den Zwischenkreisfilter 5 und somit in die Gleichstromleitung 3. Dieser Wechselstromanteil Izac wird mittels eines Meßwand­ lers 12 erfaßt, der ein dem Wechselstromanteil I_ZAC entspre­ chendes Meßsignal S(I_ZAC) erzeugt. Bei Verwendung einer Ro­ gowskispule als Meßwandler 12 wird eine besonders zuverläs­ sige Erfassung zumindest der zeitlichen Ableitung des Wech­ selstromanteils erreicht, so daß dann S(I_ZAC) = d(I_ZAC)/dt ist.During operation of the HVDC system, he generated by the converter 2 and limited by means of the smoothing choke Lh Oberwel lenstrom or AC component I _ZAC from the passive filter part 5 a partially filtered out. Nevertheless, a not inconsiderable part of the AC _component I _ZAC passes behind the intermediate circuit _filter 5 and thus into the DC line 3 . This AC component Izac is detected by a metering wall coupler 12, which produces a changing current component I _ZAC entspre and fair measurement signal S (I _ZAC). When using a Ro gowski coil as transducer 12 , a particularly reliable detection of at least the time derivative of the alternating current component is achieved, so that S (I _ZAC ) = d (I _ZAC ) / dt.

Der Regler 8 erzeugt anhand dieses Meßsignals S(I_ZAC) ein ent­ sprechendes Steuersignal ST für den PWM-Leistungsverstär­ ker 9. Dieser liefert einen Filterstrom I_F der über den Kop­ peltransformator 10 entsprechend dessen Übersetzungsverhält­ nis einen über das passive Filterteil 5a fließenden Filter­ strom I'_F generiert. Durch entsprechende Einstellung des transformierten Filterstroms I'_F wird somit der gleichstrom­ seitig noch vorhandene Wechselstromanteil I_ZAC zu Null gere­ gelt.The controller 8 uses this measurement signal S (I _ZAC ) to generate a corresponding control signal ST for the PWM power amplifier 9 . This provides a filter current I _F of about Kop peltransformator 10 corresponding to the translation behaves nis a via the passive filter part 5 a flowing filter I _'F electricity generated. By appropriate adjustment of the transformed filter current I ' _F , the AC component I _ZAC still present on the DC side is thus regulated to zero.

Während des Betriebs der HGÜ-Anlage werden die Komponenten des Zwischenkreisfilters 5, insbesondere die Komponenten des passiven Filterteils 5a überwacht. Die Überwachung dient ins­ besondere zum Schutz des C1-Kondensators. Dieser ist in an sich bekannter und daher nicht näher dargestellten Art und Weise aus einer Vielzahl von Kondensatorwickeln aufgebaut, die ihrerseits gruppenweise in Kondensatorkannen oder Wickel­ paketen zusammengefaßt sind. Der Aufbau eines derartigen Kon­ densators ist beispielsweise in dem Aufsatz "Aufbau von Fil­ terkreisen für Hochspannungs-Gleichstromübertragungen" im Sonderdruck der Arbeitsgemeinschaft Hochspannungs-Gleich­ strom-Übertragung (HGÜ) der Firmen AEG, BBC, SIEMENS aus der Siemens-Zeitschrift 41 (1967), Heft 12, dargestellt und be­ schrieben. The components of the intermediate circuit filter 5, in particular the components of the passive filter part 5 can be monitored during operation of a HVDC transmission system. The monitoring serves in particular to protect the C1 capacitor. This is constructed in a manner known per se and therefore not shown in detail from a large number of capacitor windings, which in turn are grouped in groups in capacitor cans or winding packages. The construction of such a capacitor is, for example, in the article "Construction of filter circuits for high-voltage direct current transmission" in the special printing of the Working Group for High-Voltage Direct Current Transmission (HVDC) from the companies AEG, BBC, SIEMENS from Siemens magazine 41 (1967) , Issue 12, shown and written.

Die Überwachung des Zwischenkreisfilters 5 erfolgt durch Er­ mittlung der Filterimpedanz Z_F und durch deren Vergleich mit einer Soll-Impedanz Z_S. Dazu ist eine Meß- und Überwachungs­ einrichtung 20 vorgesehen, die anhand des vom aktiven Filter­ teil 5b erzeugten Filterstroms I_F und der zugehörigen Filter­ spannung U_F die Filterimpedanz Z_F ermittelt und bei einer Ab­ weichung von der Soll-Impedanz Z_S ein Steuersignal SN zum Be­ tätigen der Schalter 6a, 6b und somit zur Abschaltung des Zwischenkreisfilters 5 erzeugt. Dazu wird der Einrichtung 20 eingangsseitig ein an der Primärwicklung 10a des Koppeltrans­ formators 10 gemessenes Filterspannungssignal U_F(t) und ein ebenfalls dort gemessenes Filterstromsignal I_F(t) zugeführt. Dabei wird zur Ermittlung der Filterimpedanz Z_F die Streuim­ pedanz Z'_F des Koppeltransformators 10 berücksichtigt.The DC link filter 5 is monitored by determining the filter impedance Z _F and comparing it with a target impedance Z _S. For this purpose, a measuring and monitoring device 20 is provided which, based on the filter current 5 _F generated by the active filter part 5 _F and the associated filter voltage U _{F, determines} the filter impedance Z _F and, in the event of a deviation from the target impedance Z _S, a control signal SN for actuating the switch 6 a, 6 b and thus for switching off the intermediate circuit filter 5 generated. For this purpose, the device 20 is supplied with a filter voltage signal U _F (t) measured on the primary winding 10 a of the coupling transformer 10 and a filter current signal I _F (t) likewise measured there. To determine the filter impedance Z _F, the stray impedance Z ' _{F of} the coupling transformer 10 is taken into account.

Die Messung der Filterspannung U_F und des Filterstroms I_F kann auch an der Sekundärwicklung 10b des Koppeltransforma­ tors 10 erfolgen. Der Einrichtung 20 wird außerdem das Meßsi­ gnal S(I_ZAC) zugeführt.The measurement of the filter voltage U _F and the filter current I _F can also take place on the secondary winding 10 b of the coupling transformer 10 . The device 20 is also the Meßsi signal S (I _ZAC ) supplied.

Die Ermittlung der Filterimpedanz Z_F erfolgt zweckmäßiger­ weise für jede harmonische Oberwelle n separat. Dazu umfaßt die Einrichtung 20 eine der Anzahl der harmonischen Oberwel­ len n entsprechende Anzahl von Analysemodulen 21a bis 21n, sowie eine entsprechende Anzahl von Verknüpfungsmodulen 22a bis 22n. Mittels der Analysemodule 21a bis 21n werden für jede harmonische Oberwelle n durch Fourier-Transformation der Realteil und der Imaginärteil sowohl des Spannungssignals U_F(t) als auch des Stromsignals I_F(t) für die jeweilige har­ monische Oberwelle n berechnet. Die Berechnung der komplexen Filterimpedanz Z _F erfolgt dabei für jede harmonische Ober­ welle n getrennt.The filter impedance Z _F is expediently determined separately for each harmonic harmonic n. For this purpose, the device 20 comprises a number of analysis modules 21 a to 21 n corresponding to the number of harmonic harmonics n, and a corresponding number of linking modules 22 a to 22 n. By means of the analysis modules 21 a to 21 n, n is generated for each harmonic harmonic Fourier transformation of the real part and the imaginary part of both the voltage signal U _F (t) and the current signal I _F (t) are calculated for the respective harmonic harmonic n. The complex filter impedance Z _F is calculated separately for each harmonic harmonic.

Aus der komplexen Spannung U _F(n) und aus dem komplexen Strom I _F(n) der jeweiligen harmonischen Oberwelle n wird im zugehö­ rigen Verknüpfungsmodul 22n die komplexe Filterimpedanz Z _F(n) jeweiligen Oberwelle n gemäß der Beziehung Z _F(n) = U _F(n)/I _F(n) berechnet. Die ermittelte Filterimpedanz Z _F(n) der jeweiligen harmonischen Oberwelle n, beispielsweise der 12., 24. oder 36. Harmonischen, wird in einem Vergleichsmodul 23 mit der zugehörigen Soll-Impedanz Z _S(n) verglichen. Die entsprechende Soll-Impedanz Z _S(n) kann beispielsweise durch Berechnung an­ hand eines Schaltungsmodells des Zwischenkreisfilters 5 oder durch eine Referenzmessung am fehlerfreien Zwischenkreisfil­ ter 5 ermittelt und in der Einrichtung 20 als Referenzgröße hinterlegt werden.From the complex voltage U _F (n) and from the complex current I _F (n) of the respective harmonic harmonic n, the complex filter impedance Z _F (n) of the respective harmonic n is made in the associated logic module 22 n according to the relationship Z _F (n) = U _F (n) / I _F (n) calculated. The determined filter impedance Z _F (n) of the respective harmonic n, for example the 12th, 24th or 36th harmonic, is compared in a comparison module 23 with the associated target impedance Z _S (n). The corresponding target impedance Z _S (n) can be determined, for example, by calculation using a circuit model of the intermediate circuit filter 5 or by a reference measurement on the error-free intermediate circuit filter 5 and can be stored in the device 20 as a reference variable.

Weicht die bei der Überwachung des Zwischenkreisfilters 5 er­ mittelte Impedanz Z _F(n) bei einer bestimmten harmonischen Oberwelle n von der zugehörigen Soll-Impedanz Z _S(n) ab und überschreitet eine entsprechende Abweichung ΔZ_F(n) ein vor­ gebbares Toleranzband, so wird auf einen Fehler im Zwischen­ kreisfilter 5 erkannt. Dabei kann aufgrund der für jede har­ monische Oberwelle n separat ermittelten Filterimpedanz Z _F(n) und damit infolge der frequenzselektiven Analyse der Fil­ terimpedanz Z_F eine bauteilspezifische Fehlererkennung dia­ gnostiziert werden. Grund hierfür ist, daß sich Fehler in verschiedenen Komponenten des Zwischenkreisfilters 5, d. h. ein defekter Kondensator C1, eine defekte Drosselspule L1, L2 oder ein defekter Kondensator C2 des passiven Filterteils 5a, für verschiedene Frequenzen unterschiedlich auf den komplexen Impedanzverlauf Z _F des Zwischenkreisfilters 5 auswirken.Deviates he mittelte impedance Z _F (n) at a given harmonic n of the corresponding target impedance Z _S (n) and exceeds a corresponding deviation .DELTA.Z _F (n) before gebbares tolerance band, as in the monitoring of the intermediate circuit filter 5 is detected on an error in the intermediate circuit filter 5 . A component-specific error detection can be diagnosed on the basis of the filter impedance Z _F (n) separately determined for each harmonic harmonic n and thus as a result of the frequency-selective analysis of the filter impedance Z _F. The reason for this is that errors in various components of the intermediate circuit filter 5 , ie a defective capacitor C1, a defective inductor L1, L2 or a defective capacitor C2 of the passive filter part 5 a, differ for different frequencies on the complex impedance profile Z _{F of} the intermediate circuit filter 5 impact.

Das Verfahren ist prinzipiell zur Überwachung des gesamten Zwischenkreisfilters 5 geeignet. Um jedoch die Überwachung für die Komponenten des passiven Filterteils 5a selektiv aus­ zuführen, wird zweckmäßigerweise als zusätzliches Kriterium bei der Ermittlung der Filterimpedanz Z_f das Meßsignal S(I_ZAC) = d(I_ZAC)/dt herangezogen. Ist die Bedingung S(I_ZAC) = 0 er­ füllt, so wird zumindest bei einer geringen Verstimmung des Zwischenkreisfilters infolge eines Fehlers im passiven Fil­ terteil 5a der Wechselstromanteil I_ZAC weiterhin zu Null gere­ gelt, obwohl beispielsweise ein oder mehrere Wickel eines Wickelpakets des C1-Kondensators defekt sind. In diesem Fall würde eine entsprechende Logik der Einrichtung 20 die Ab­ schaltung des Zwischenkreisfilters 5 bewirken.In principle, the method is suitable for monitoring the entire intermediate circuit filter 5 . However, in order to carry out the monitoring for the components of the passive filter part 5 a selectively, the measurement signal S (I _ZAC ) = d (I _ZAC ) / dt is expediently used as an additional criterion when determining the filter impedance Z _f . If the condition S (I _ZAC ) = 0 it fills, at least with a slight detuning of the intermediate circuit filter due to an error in the passive filter ter part 5 a, the AC component I _{ZAC is} still regulated to zero, although for example one or more windings of a winding package C1 capacitor are defective. In this case, a corresponding logic of the device 20 would cause the switching of the intermediate circuit filter 5 .

Ist dieses Kriterium nicht erfüllt, d. h. ist das Meßsignal S(I_ZAC) ≠ 0, so wird die Generierung des Steuersignals SN ver­ hindert und es erfolgt eine Sperrung der Schutzschaltung. In diesem Fall wird von der Einrichtung 20 beispielsweise eine Fehlermeldung ausgegeben, ohne daß eine Abschaltung des Zwi­ schenkreisfilters S erfolgt. Aus der Information oder dem Kriterium S(I_ZAC) ≠ 0 kann beispielsweise auf einen defekten Meßwandler 12 oder eine fehlerhafte Komponente des aktiven Filterteils 5b geschlossen werden.If this criterion is not met, ie if the measurement signal S (I _ZAC ) ≠ 0, the generation of the control signal SN is prevented and the protective circuit is blocked. In this case, an error message is output by the device 20, for example, without the intermediate circuit filter S being switched off. From the information or the criterion S (I _ZAC ) ≠ 0, it can be concluded, for example, that a defective transducer 12 or a faulty component of the active filter part 5 b.

Claims (8)

1. Verfahren zur Überwachung eines Zwischenkreisfilters (5) einer HGÜ-Anlage, bei dem ein gleichstromseitig erfaßter Wechselstromanteil (I_ZAC) zumindest annähernd zu Null geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterimpedanz (Z_F) ermittelt und mit einer Soll-Impedanz (Z_S) verglichen wird.1. A method for monitoring an intermediate circuit filter ( 5 ) of a HVDC system, in which an AC component (I _ZAC ) detected on the DC side is regulated at least approximately to zero, characterized in that the filter impedance (Z _F ) is determined and compared with a target impedance ( Z _S ) is compared. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einer Abweichung (ΔZ_F) der ermit­ telten Filterimpedanz (Z_F) von der Soll-Impedanz (Z_S) der Zwischenkreisfilter (5) abgeschaltet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that in the event of a deviation (ΔZ _F ) the determined filter impedance (Z _F ) of the target impedance (Z _S ) of the intermediate circuit filter ( 5 ) is switched off. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Verwendung einer Rogowskispule (12) zur Erfassung des Wechselstromanteils (I_ZAC) ein die zeitliche Ableitung des Wechselstromanteils (I_ZAC) darstellendes Meßsi­ gnal (S(I_ZAC)) als Kriterium zur Fehlererkennung herangezogen wird.3. The method according to claim 2, characterized in that when using a Rogowski coil ( 12 ) for detecting the AC component (I _ZAC ) a time derivative of the AC component (I _ZAC ) representing Meßsi signal (S (I _ZAC )) as a criterion for Error detection is used. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterimpedanz (Z_F) aus der gemessenen Filterspannung (U_F(t)) und dem gemessenen Fil­ terstrom (I_F(t)) ermittelt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the filter impedance (Z _F ) from the measured filter voltage (U _F (t)) and the measured Fil terstrom (I _F (t)) is determined. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterimpedanz (Z_F) für eine Anzahl von harmonischen Oberwellen (n) ermittelt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the filter impedance (Z _F ) for a number of harmonic waves (n) is determined. 6. Vorrichtung zur Überwachung eines Zwischenkreisfilters (5) einer HGÜ-Anlage, mit einem passiven Filterteil (5a) und mit einem aktiven Filterteil (5b), der einen gleichstromseitig mittels eines Meßwandlers (12) erfaßten Wechselstromanteil (I_ZAC) zumindest annähernd zu Null regelt, gekenn­ zeichnet durch eine Einrichtung (20) zur Messung der Filterimpedanz (Z_F) und zum Vergleichen der gemessenen Filterimpedanz (Z_F) mit einer Soll-Impedanz (Z_S).6. Device for monitoring an intermediate circuit filter ( 5 ) of a HVDC system, with a passive filter part ( 5 a) and with an active filter part ( 5 b), which detects an AC component (I _ZAC ) at least approximately on the DC side by means of a measuring transducer ( 12 ) regulates to zero, characterized by a device ( 20 ) for measuring the filter impedance (Z _F ) and for comparing the measured filter impedance (Z _F ) with a target impedance (Z _S ). 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Messung der Filterimpedanz (Z_F) auf der von einer steuerbaren Spannungsquelle (7, 9, U_SAC) des aktiven Filterteils (5b) betriebenen Primärseite (10a) eines Koppeltransformators (10) erfolgt, dessen Sekundär­ seite (10b) zwischen den Koppelpunkten (P₁, P₂) des in den Zwischenkreis (5) geschalteten passiven Filterteils (5b) liegt.7. The device according to claim 5 or 6, characterized in that the measurement of the filter impedance (Z _F ) on the one of a controllable voltage source ( 7 , 9 , U _SAC ) of the active filter part ( 5 b) operated primary side ( 10 a) occurs coupling transformer (10) whose secondary ₍₂ P _1, P) of the (b 5) in the intermediate circuit (5) connected passive filter part situated side (10 b) between the coupling points. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß als Meßwandler zur Erfassung des Wechselstromanteils (I_ZAC) eine Rogowski­ spule (12) vorgesehen ist.8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that a Rogowski coil ( 12 ) is provided as a transducer for detecting the AC component (I _ZAC ).