DE2811099C2

DE2811099C2 - Einrichtung zur Spannungsregelung und Blindleistungskompensation in Abspannstationen und auf Verteilungsleitungen

Info

Publication number: DE2811099C2
Application number: DE2811099A
Authority: DE
Inventors: Mark Samuilovi&ccaron; Moskva Libkind; Michail Michailovi&ccaron; Naletsky; Vsevolod Grigorievi&ccaron; Minsk Pekelis; Viktor Moiseevi&ccaron; Moskva Sorokin
Original assignee: Gosudarstvennyj Naucno-Issledovatel'skij Energeticeskij Institut Imeni Gm Krzizanovskogo Moskva Su
Current assignee: Gosudarstvennyj Naucno-Issledovatel'skij Energeticeskij Institut Imeni Gm Krzizanovskogo Moskva Su
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1978-03-14
Publication date: 1982-09-30
Also published as: FR2425748A1; FR2425748B1; JPS54121940A; DE2811099A1; SE7802727L; SE419390B; GB1591499A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Spannungsregelung und Blindleistungskompensation in Abspannstationen und auf strahlenförmig ausgehenden Verteilungsleitungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Spannungsregelung und Blindleistungskompensation hängen zusammen, und zwar ändert sich bei einer Kompensation der Blindlast einer Verteilungsleitung deren Spannung.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist bekannt (CH-PS 2 21 419). Allerdings dient die bekannte Einrichtung zur Erhöhung der Übertragungsleistung über große StrecKen, weshalb die Parallel-lnduktivität und der Reihenkondensatov zur Kompensation entsprechender Parameter der Übt/tragungsleitung vorgesehen sind. Es wird also bezüglic; der kapazitiven Querleitfähigkeit und bezüglich der Längsinduktivität kompensiert. Das heißt, die Wirkungsweise der elektrischen Leitung wird verbessert. Bei der bekannten Einrichtung ist die Verwendung eines Parallelkondensators ausdrücklich als unzulässig angegeben, da dadurch die Leitung elektrisch verlängert und die Übertragungsleistung verringert werden würde.

Auch die Verwendung einer Kondensatorbatterie und einer steuerbaren Drosselspule parallel zur Verteilungsleitung alleine (Bericht 31-08, CIGRE, 1974) erlauben keine Spannungsregelung im erforderlichen Bereich, wobei weiter die große Nennleistung der Kondensatoren und der Drosselspule nachteilig sind, die aufgrund der notwendigen Spannungserhöhung an der Last gewählt werden müssen.

Zur Spannungsregelung allein sind mehrere Maßnahmen üblich, wie ein Transformator mit Stufenumschaltung, wobei sich dessen Spannungsregelbereich mit zunehmender Länge der Speiseleitung verlängert und weder eine Blindleistungskompensation noch eine Verringerung von Leistungsverlusten möglich sind. Zur Spannungsregelung wird weiter eine Kondensatorbatterie zur kapazitiven Reihenkompensation verwendet. Zwar wird dabei trägheitslose Spannungserhöhung proportional dem Blindstrom durch die Kondensatorbatterie sichergestellt und ein Teil des Spannungsabfalls in der Speiseleitung kompensiert. Jedoch ist die Spannungserhöhung gering bei hohem Leistungsfaktor, insbesondere bei einem Leistungsfaktor nahe Eins. Weiter ist die erforderliche Blindleistungskompensation nicht möglich und können die Leistungsverluste in der Verteilungsleitung nicht im geforderten Maße herabgesetzt werden.

Zur Blindleistungskompensation ist es üblich, verschiedene Blindleistungsquellen der Leitung parallel zuzuschalten wie synchrone Blindleistungsmaschinen und Nebenschluß-Kondensatorbatterien, und zwar können dadurch die Leistungsverluste vermindert, eine Spannungsregelung jedoch nicht in erforderlichem Maße sichergestellt werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, aV.ß eine stufenlose Regelung der Spannung sowie der Blindleistung bei gleicher oder verminderter Nennleistung der Einrichtung möglich ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Bei der Erfindung wird mittels der Parallelinduktivität und des Parallelkondensators aus dem Berr' h der Überkompensation der kapazitiven Blindbeiastung herausgeführt und wird mittels eines entsprechend geschalteten Kondensators eine Kompensation des induktiven Blindwiderstandes der Versorgungsleitung erreicht. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen des Parallelkondensators wird die Verteilungsleitung von einem Blindlaststrom und bezüglich der Parallelindukti-

vität entlastet, wobei weiter auch die Übertragungsleistung erhöht bzw. verbessert wird.

Auf diese Weise ermöglicht die Einrichtung zur Spannungsregelung und Blindleistungskompensation die gleichzeitige Lösung von zwei Betriebsaufgaben, nämlich Spannungsregelung und Blindleistungskompensation. Die Wirksamkeit der Reglung wird in einem breiten Last-Änderangsbereich mit unterschiedlichen Leistungsfaktoren (auch nahe 1) sichergestellt Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispiels weise näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Prinzipschaltbild der Einrichtung zur Spannungsregelung und Blindleistungskompensation;

Fig.2 wie Fig. 1 mit Anordnung der Kondensatorbatterien jedoch an der Hochspannungsseite des

Transformators.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung I zur Spannungsreglung und Blindleistungskompensation ist der Eingang an die Niederspannungswicklung eines Transformators 2 einer Abspannstation angeschlossen.

Die Einrichtung 1 enthält eine parallel zu einer Verteilungsleitung 3 angeschlossene Konder orbatterie 4 und eine steuerbare Drosselspule " sowie eine Kondensatorbatterie 6, die in die Vertei.uiigsleitung 3 zwischen den Anschlußstellen der Kondensatorbatterie

so 4 und der steuerbare« Drosselspule 5 geschaltet ist.

Der Ausgang der Einrichtung 1 ist an Schienen 7 der Abspannstation angeschlossen, von denen strahlenförmig Verteilungsleitungen 8 zur Abnehmerspeisung abgehen. In F i g. 1 ist an einer der Verteilungsleitungen 8 eine andere Einrichtung 9 zur Spannungsreglung und Blindleistungskompensation installiert, die ähnlich der Einrichtung I ist.

Möglich ist auch eine derartige Variante des Anschlusses der erfindungsgemäßen Einrichtung 10 (Fig.2), daß die Kondensatorbalterien 4 und 6 auf der Hochspannungsseite des Transformators 2 angeschlossen sind. Der Anschluß beider Kondensatorbatterien 4 und 6 bzw. nur einer Kondensatorbatterie 4 (Nebenschlußbatterie) auf der Hochspannungsseile des Trans- formators 2 kann sich bei der Anordnung der Kondensatorbatterien 4 und 6 aus einzelnen Kondensatoren, die untereinander in Reihe und parallel geschaltet sind, als zweckmäßig erweisen. Die Wahl der Schaltung

der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung 1 oder der in Fig.2 dargestellten Einrichtung 10 ist hauptsächlich vom Typ der angewendeten Kondensatoren abhängig. Die Ausführung der in Fi g, 1 dargestellten Einrichtung 1 ermöglicht, den Transformator 2 vom Lastblindstrom zu entlasten.

Die Einrichtung 1 ermöglicht eine zentralisierte Spannungsreglung an den Schienen 7 der Abspannstation. Bei nichtübereinstimmenden Lastkennlinien der über die Verteilungsleitungen 8 gespeisten Abnehmer kann es sich als notwendig erweisen, die Einrichtung 1 der zentralisierten Reglung durch die Einrichtung 9 zur gesonderten Spannungsreglung und Blindleistungskompensation zu ergänzen, die am Empfangsende einer oder mehrerer strahlenförmig abgehender Verteilungsleitungen 8 installiert wird.

Schaltungs- und funktionsmäßig ist die Einrichtung 9 analog der Einrichtung 1.

Die Einrichtung 1 (F i g. 1) zur Spannungsreglung und Blindleistungskompensation arbeitet folgendermaßen:

Die Nebenschluß-Kondensatorbatterie 4 kompensiert die Blindkomponente des Stroms der speisenden Verteilungsleitung 3 und gewährleistet eine Verminderung der Leistungsverluste in der Veneilungsleitung 3 bis auf einen wirtschaftlich vertretbaren Wert sowie eine gewisse Erhöhung der Spannung im Anschlußpunkt der Kondensatorbatterie 4. Wird anstelle der Einrichtung 1 als Ganzes nur die Nebenschluß-Kondensatorbatterie 4 eingesetzt, so muß man für minimale Verluste in der Verteilungsleitung 3 bei Laständerungen die Kondensatorbatterie 4 verstellbar ausführen, d. h. als einige umschaltbare Sektionen. Bei Einsatz der Kondensatorbatterie 4 allein ist die Spannung an der Last ungenügend.

Die Kondensatorbatterie 6 zur kapazitiven Reihenkompensation gewährleistet eine Spannungserhöhung an den Schienen 7 der Abspannstation, die im wesentlichen proportional der Blindkomponente des durch die Kondensatorbatterie 6 fließenden Laststroms ist. Eine Änderung der Spannungserhöhung erfolgt verzögerungsfrei bei Laständerung. Der Wert der Spannungserhöhung ist desto größer, je kleiner der Last-Leistungsfaktor ist. Benutzt man anstelle der Einrichtung 1 als Ganzes nur die Kondensatorbatterie 6 zur Reihenkompensation, so ist es im allgemeinen unmöglich, die Leistungsverluste in der Verteilungsleitung 3 auf einen optimalen Wert herabzusetzen. Außerdem ist bei einem hohen Last-Leistungsfaktor die durch die Kondensatorbatterie 6 erzeugte Spannungserhöhung ungenügend.

Die steuerbare Drosselspule 5 ist zur Vergrößerung der Spannungserhöhung, die durch die Kondensatorbatterie 6 zur Reihenkompensation bei einem Reihenkompensationsgrad von über 100% erzeugt wird, suwie zur Reglung dieser Spannungserhöhung nach einem gewählten Geseiz bestimmt. Die Regelwirkung wird durch die Änderung der durch die Drosselspule 5 aufgenommenen Leistung und der Blindkomponente des durch die Kondensatorbatterie 6 fließenden Stromes erzielt. Dabei muß die Leistung der Drosselspule 5 zur Erhöhung der Spannung an den Schienen 7 erhöht werden. Die Leistungsverluste in der Leitung 3 werden dabei dank Auswahl der entsprechenden Leistung der Nebenschluß-Kondensatorbatterie 4 nicht vergrößert. Ist der Last-Leistungsfaktor nicht groß und erweist sich die Spannungserhöhung, die durch die Kondensatorbatterie 6 beim Durchfluß des Last-Blindstroms erzeugt wird, als genügend, so vermindert sich die Leistung der steuerbaren Drosselspule 5 unter der Wirkung eines automatischen Reglers (nicht gezeigt) auf einen Minimalwert. Im Betrieb maximaler Last bei einem hohen Leistungsfaktor, wenn sich die durch die Kondensatorbatterie 6 erzeugte Spannungserhöhung als ungenügend erweist, erhöht sich .litomatisch die Leistung der steuerbaren Drosselspule 5 unc proportional zu dieser steigt auch die Spannungserhöhung an. Durch entsprechende Abstimmung des Regelsystems der Drosselspule 5 kann die Ausgangsspannung der Einrichtung 1 nicht nur nach der Blind-, sondern auch nach der Wirkkomponente des Laststroms oder nach anderen Betriebsparametern geregelt werden. Benutzt man anstelle der Einrichtung 1 als Ganzes nur die Kondensatorbatterie 4 und die steuerbare Drosselspule 5, die parallel zu der Verteilungsleitung 3 angeschlossen sind, so ist die Spannungserhöhung an der Last ungenügend und vermindert sich die Größe der Spannungserhöhung mit zunehmender Leistung der steuerbaren Drosselspule 5. Die Leistung der Kondensatorbatterie 4 und der steuerbaren Drosselspule 5, die entsprechend der erforderlichen Spannung gewählt wird, ist dabei größer als die Leistung der Bauelemente der Einrichtung 1 im Ganzen. Die Änderung iler resultierenden Blindleistung der Einrichtung 1 durch stetige Reglung der Leistung der steuerbaren Drosselspule S ermöglicht, von der stufenweisen oder diskreten Reglung der Nebenschluß-Kondensatorbatterie 4 abzukommen. Benutzt man als die Drosselspule 5 eine Drosselspule, die durch Vormagnetisierung gesteuert oder mittels Thyristoren geschaltet wird, so läßt sich die Einrichtung 1 statisch, d. h. ohne bewegliche Teile, ausführen. Eine derartige Einrichtung ist betriebssicher und erfordert kein ständiges Betriebspersonal.

Die Einrichtung 9 und die Einrichtung 10 (Fig.2) funktionieren ähnlich, wie oben beschrieben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zur Spannungsregelung und Blindleistungskompensation in Abspannstationen und auf strahlenförmig ausgehenden Verteilungsleitungen, mit

einer Kondensatorbatterie in Reihe zur Verteilungsleitung und einer steuerbaren Induktivität parallel zur Verteilungsleitung, gekennzeichnet durch

eine zweite Kondensatorbatterie (4) parallel zur Verteilungsleitung (3),

wobei die erste Kondensatorbatterie (6) zwischen den Anschlußstellen der zweiten Kondensatorbatterie (4j und der steuerbaren Induktivität (S) angeschlossen ist.