DE3248839T1

DE3248839T1 - Statischer reaktiver kompensator

Info

Publication number: DE3248839T1
Application number: DE823248839T
Authority: DE
Inventors: Hemesh Laxidas Walton-on-the-Hill Stafford Thanawala
Original assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Current assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Priority date: 1981-06-25
Filing date: 1982-06-25
Publication date: 1983-12-01
Also published as: WO1983000071A1; US4503380A; GB2103439A; EP0082160B1; EP0082160A1; GB2103439B

Description

Statischer reaktiver Kompensator

Die Erfindung bezieht sich auf statische reaktive Kompensatoren zur Blindleistungskompensation und Spannungssteuerung in Wechselstrom-Übertragungssystemen.

Die Verwendung statischer reaktiver Kompensatoren hat sich gut eingebürgert, und man benutzt hierfür eine von zwei alternativen Schlüsselkomponenten, d.h. Sättigungsdrosselspulen mit massiven Eisenkernen oder lineare Luftdrosselspulen, die jeweils durch phasenanschnittsgesteuerte Thyristoren gesteuert werden.

FIG. 1 zeigt eine Grundschaltung, eine Spannungs/ Strom-Kennlinie und Schwingungsverläufe eines typischen thyristorgesteuerten Drosselspulensystems. Eine lineare Drosselspule 1, d.h. eine Luftdrosselspule ohne Eisenkern, ist in Reihe mit einer Thyristorschaltanordnung 2 zwischen eine Wechselstrom-Hochspannungsleitung 3 und einen Stern- oder Nullpunkt 4 geschaltet. Die Schaltanordnung enthält Thyristoren in Antiparallelschaltung, so daß ein Stromfluß in beiden Richtungen möglich ist. In jedem Zweig sind einige Thyristoren miteinander in Reihe geschaltet, um die erforderliche Spannungsfestigkeit zu erzielen.

Die Leitungsspannung V wird von einer Steuerschaltung 5 mit Hilfe eines Abwärtstransformators 6 abgefühlt. Die Steuerschaltung stellt den Zündwinkel (L der Thyristoren so ein, daß die Stromfluß- oder Durchlaßzeit größer wird, wenn die Leitungsspannung zunimmt. FIG. 1(b) zeigt die Spannungs/Strom-Kennlinie für die in FIG. 1(a) dargestellte Schaltung. Die gestrichelt eingezeichnete Linie OC ist diejenige Kennlinie (konstanter Reaktanz), die

' -..■'.

sich einstellen würde, wenn die Thyristoren ständig vollkommen stromleitend wären. Durch Verzögerung des

: Zündwinkels von 90° beim Punkt C bis auf 180° beim Punkt A wird jedoch der Blindwiderstand oder die Reaktanz effektiv erhöht, wenn der Strom absinkt. Man erhält dann die Kennlinie AC. Die Thyristoren können aber für mehr als den vollen Nennstrom I sorgen, so daß der Normalbetrieb im Abschnitt AB stattfindet. Beim Punkt B setzt eine Konstantstromsteuerung ein, wobei der Kennlinienabschnitt BD gilt, und zwar bis zu der Spannung, die dem Punkt D entspricht. Oberhalb dieses Punktes geht die Kennlinie in eine Konstantreaktanzlinie über, und zwar bei und oberhalb des Punktes E. FIG. 1(c) zeigt die Spannungs- und Stromverläufe bei den drei Punkten A, B und C.

Eine bekannte Anordnung, wie diejenige nach FIG. 1, hat gegenüber Sättigungsdrosselspulen den Vorteil von günstigeren Kosten, \veist aber beträchtliche Nachteile 20. auf, und zwar einen hohen Oberwellenstromgehalt und die Verwendung von Thyristoren, die Fehlerströme führen müssen und die daher untsrbemessen sein müssen, was zu einer entsprechenden Verteuerung führt.

Eine Alternative und in Wirklichkeit ein Vorläufer zu dem oben erläuterten thyristorgesteuerten Drosselspulenkompensator ist der Sättigungsdrosselkompensator nach FIG. 2. Eine sättigbare Drosselspule oder Sättigungsdrosselspule SR ist in Reihe mit einem neigungs- oder steilheitskorrigierenden Kondensator 7 zwischen den Ausgang eines Transformators β und einen Nullpunkt geschaltet. Der Transformator ist mit der Speiseleitung verbunden und sieht einen Anzapfungs- oder Abgriffswechsel vor. Die Sättigungsdrosselspule hat eine nicht lineare Kennlinie, wie es in FIG. 2(b) gezeigt ist. Der Hauptteil dieser Kennlinie besteht aus■einer konstanten

Λ.

positiven Neigung oder Steigung, die bei einem Knie- . punkt beginnt, der die minimale Betriebsspannung oder Referenzspannung V„ vorgibt. Die Neigungs- oder Stei-

'S'· ■

gungsreaktanz (d.h. die inkrementelle oder Zuwachsreaktanz) ist noch weiter vermindert in Richtung auf Null, und zwar durch den Steigungskorrigierenden Kondensator 7, dessen negative Reaktanz gerade so gewählt ist, daß sie die positive Steigungsreaktanz auslöscht. Die ausgezogene Linie stellt die nicht korrigierte Kennlinie dar, wohingegen die gestrichelt eingezeichnete Linie: die korrigierte Kennlinie ist.

Da die Sättigungsdrosselspule im wesentlichen ein Einzelspannungsbauelement ist, ist es notwendig, einen Anzapfungswechsler am Speisetransformator vorzusehen, um Spannungen Rechnung zu tragen, die oberhalb und unterhalb der Grundspannung V_ liegen. In FIG. 2(b) sind zwei zusätzliche Kennlinien eingezeichnet.

Die Sättigungsdrosselspule hat den Vorteil einer im wesentlichen momentanen und automatischen Reaktion auf Speisespannungsänderungen. Sie kann darüber hinaus großen Überlastungen standhalten und ferner so ausgelegt sein, daß sie einen relativ kleinen Anteil von Stromoberwellen zieht. Beispiele solcher oberwellenkompensierter Drosselspulen findet man in den GB-Patentschriften 1 303 634 und 1 545 491.

Ein Nachteil der Sättigungsdrosselspule ist die oben erwähnte Notwendigkeit, am Transformator einen veränderbaren Abgriff oder einen Abgriffs- oder Anzapfungswechsler vorzusehen, damit der Betriebsspannungsbereich ver-. ändert v/erden kann. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß der zugeordnete steigungskorrigierende Kondensator nicht fähig ist, Überlastungsströmen standzuhalten. Der Kondensator muß daher größer sein als es für den norma-

len Betrieb erforderlich ist. Dies ist mit zusätzlichen Kosten verbunden. Eine Überspannungsschutzausrüstung 9 und ein Dämpfungsfilter 11 werden im allgemeinen vorgesehen, um die Notwendigkeit der Verwendung eines großen Kondensators zu vermeiden. Diese Maßnahmen verursachen aber auch zusätzliche Kosten und erhöhen die Komplexität.

Dem gesamten grundsätzlichen Kompensator kann man einen Nebenschlußkondensator 13 parallelschalten, um Oberwellen höherer Ordnung zu unterdrücken.

Man hat bereits verschiedenartige Methoden vorgeschlagen, um die den Anordnungen nach FIG. 1 und nach FlG. 2 eigenen Nachteilen zu vermeiden. Bei einem dieser Versuche wird eine Sättigungsdrosselspule ohne einen Steigungskorrigierenden Kondensator von einem Transformator mit getrennten Sekundärwicklungsabschnitten'gespeist. Durch Bildung von Reihenschaltungen aus ausgewählten Wicklungsabschnitten durch schnelle Schaltvorgänge mit Hilfe von Thyristoren, kann die Speisespannung effektiv geändert werden. Die Wicklungsabschnitte können so abgestuft sein, daß eine feine Abstufung der Speisespannung vorgenommen werden kann. Eine Vertikalverschiebung der gesamten Sättigungsdrosselkennlinie ist somit möglich, und durch Übergang von einer grundsätzlichen Sät-. tigungsdrosselkennlinie (d.h. mit beachtlicher positiver

Steigung) zu einer niedrigeren kann man bei zunehmender ■■', Speisespannung nahezu eine Nullsteigungsreaktanz erhalten. Die Thyristörschaltanordnung ist aber komplex, weil man Wicklungsabschnitte nicht einfach kurzschließen kann, sondern auftrennen muß. Es sind daher zwei Gruppen von Thyristoren erforderlich.

Eine damit etwas ähnliche Methode ist in der GB-Patentschrift 1 ?.J>Q 015 beschr.i oben. Dort weist eine

—κ*—

-6.

Drosselspule getrennte Wicklungsabschnitte auf, die in der oben angegebenen Weise zum Herstellen von Serienverbindungen ausgewählt werden. ■

Die Hauptschwierigkeit bei all diesen Anzapfungswechsel- oder Anzapfungsumschaltmethoden sind im Hinblick auf das Anwendungsgebiet in der Hochspannungs- und Hochleistungstechnik hohe Fehlerstrombeanspruchungen, denen die Thyristoren ausgesetzt sein können.

Bei einer anderen in Betracht gezogenen Methode liegt eine Sättigungsdrosselspule in Reihe mit einer Anzahl linearer Drosselspulen, denen Thyristoren parallelgeschaltet sind. Die sich dabei ergebende Kennlinie besteht aus der grundsätzlichen Sättigungsdrosselspulenkennlinie mit einer Steigungsreaktanz zunehmender Größe gemäß der Anzahl linearer Drosselspulen, die nicht kurzgeschlossen sind. Eine Steigungskorrektur kann somit dadurch erreicht v/erden, daß bei anwachsender Speisespannung die Kennlinien der Kennlinienfamilie durchgeschaltet werden. Der Bereich der verfügbaren Stromwerte ist allerdings hierbei durch die verfügbare maximale lineare Reaktanz begrenzt, und je größer der Reaktanzschritt ist, um so größer muß die erforderliche Nennspannung der Thyristoren sein.

Darüber hinaus ist mit dieser Methode eine schnelle. Vertikalverschiebung der gesamten Kennlinie nicht möglich. Höhere effektive Spannungsreferenzeinstellungen können nur durch aufeinanderfolgend stärker begrenzte Strombereiche erzielt werden. ■■■:■'

Die erläuterten bekannten und in Betracht gezogenen statischen reaktiven Kompensatoren haben daher alle den einen oder anderen Nachteil. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen statischen reaktiven Kompensator vor-

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zusehen, der in einem hohen Maße die Vorteile der verschiedenen erläuterten Methoden in sich vereint und dabei die meisten der Schwierigkeiten abbaut.

Ein statischer reaktiver Mehrphasenkompensator enthält nach der Erfindung eine Vielzahl von Wechselstrom-Sättigungsdrosselspulen, die in Reihe zwischen Speiseanschlüsse geschaltet sind, x^obei einige der Sättigungsdrosselspulen steuerbare Nebenschlußpfade haben, sowie Einrichtungen zur Steuerung dieser Nebenschlußpfade in ausgewählter Weise derart, daß eine zusammengesetzte Spannungs/Strom-Kennlinie durch fortschreitendes Kurzschließen der Sättigungsdrosselspulen bei zunehmender Speisespannung gewonnen wird, wobei die effektive Steigungsimpedanz vermindert wird.

Die Vielzahl der Sättigungsdrosselspulen enthält vorzugsweise eine Grunddrosselspule ohne Nebenschlußpfad und eine Anzahl kleinerer Drosselspulen mit Nebenschlußpfaden, .wobei die Impedanz der Grunddrosselspule die Gesamtimpedanz der kleineren Drosselspulen übersteigt.

Die kleineren Drosselspulen können bezüglich der Impedanz so abgestuft sein, daß man durch geeignete Kom binationen aus geöffneten und geschlossenen Pfaden normale oder reguläre Schrittänderungen der Gesamtimpedanz erhält. Jede der Sättigungsdrosselspulen kann so ausgebildet sein, daß sie eine Unterdrückung von Stromoberwellen vorsieht.

Ferner kann gemäß der Erfindung eine einzige Sättigungsdrosselspule eine primäre Wicklungsanordnung und eine sekundäre geschlossene Maschenwicklung enthalten, die die Unterdrückung von gewissen Stromoberwellen in der primären Wicklungsanordnung vorsieht, 'wobei''die Ma-

schenwicklung eine Spannungsquelle der dritten Oberwelle für eine Hilfssättigungsdrosselspule darstellt, die in der primären wicklungsanordnung Ströme höherer Oberwellen zu unterdrücken sucht, und wobei der Hilfssättigungsdrosselspule ein steuerbarer Nebenschlußpfad parallelgeschaltet ist, der in der Lage ist, die Hilfssättigungsdrosselspule mit einer steuerbaren Impedanz nebenzuschließen.

Der steuerbare Nebenschlußpfad kann eine lineare Drosselspule enthalten und v/eist vorzugsweise auch eine Thyristorschaltanordnung auf.

Ein Ausführungsbeispiel und einige Abwandlungen eines statischen reaktiven Kompensators für ein Wechselstrom-Hochspannungsübertragungssystem hoher Leistung soll im folgenden beispielshalber an Hand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:

FIG. 1(a), (b) und (c) einen bekannten thyristorgesteuerten linearen Drosselspulenkompensator, die Kennlinie der Drosselspule und verschiedene während des Betriebs auftretende Schwingungsformen,

.<w FIG. 2(a) und (b) einen bekannten Sättigungsdr ο s-

seispulenkompensator und die zugeordnete Kennlinie,

F I G . 3 eine Grundschaltung und Kennlinie eines Kompensators, der nach der Erfindung ausgebildet ist, und

F I G . 4, 5 und 6 Abwandlungen der Grundschaltung und .die diesen Abwandlungen zugeordneten Kennlinien.

FIG. 1 und 2 zeigen bekannte Anordnungen, die bereits erläutert wurden und auf die daher im einzelnen nicht mehr Bezug genommen wird.

FIG. 3(a) zeigt einen Kompensator mit Sättigungsdrosselspulen SR1, SR2, SR3 und SR4, die in Reihe zwischen eine Hochspannungsleitung 3 und einen Nullpunkt geschaltet sind. In der Zeichnung ist lediglich ein einziger Phasenabschnitt des Kompensators dargestellt.

Jede Drosselspule ist aber in Wirklichkeit für ein Dreiphasennetz geeignet und vorzugsweise in einer höhere Frequenzen verdreifachenden, oberwellenkompensierten Ausführungsform (treble-tripler, harmonically compensated form) vorgesehen, wie sie in den GB-Patentschrif- ten 1 303 634 oder 1 545 491 beschrieben ist. Der Einfachheit und besseren Übersicht halber wird jedoch der Kompensator unter Bezugnahme auf eine Einphasenanordnung erläutert.

Die Sättigungsdrosselspulen sind bezüglich der Kniespannung oder Sättigungsreferenzspannung, die von ihnen übernommen wird, abgestuft. Auf der Grundlage einer Nennspeise- oder Nennetzspannung sowie eines Nennstromes von Eins oder einer Einheit übernimmt die Grunddrosselspule SR1 einen Anteil von 0,8 der Nennetzspannung, d.h. V_ = 0,8. Die Drosselspule SR2 übernimmt einen Anteil von 0,2, die Drosselspule SR3 übernimmt einen Anteil von 0,1 und die Drosselspule SR4 einen Anteil von 0,05. Durch Verbinden ausgewählter Kombina- tionen dieser Drosselspulen in Form einer Reihenschaltung kann ein Referenzspannungsbereich von 0,8 bis 1,15 bedient werden. Sieht man weitere Drosselspulen vor, sind feinere Abstufungen und/oder ein größerer Bereich möglich.

Die Grunddrosselspule SR1 v/eist bei der Ausführungs-

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form nach B¹IG. 3(a), keinen Nebenschlußpfad auf und ist daher dauernd in die Schaltung einbezogen. Jeder der anderen Drosselspulen SR2, ■ SR3 und SR4 ist ein Nebenschlußpfad parallelgeschaltet, der zwei antiparallelgeschaltete Thyristoren aufweist, die jeweils·ein Thyristorventil TV2, TV3 und TV4 bilden.

Die Thyristorventile werden durch Phasenanschnittssteuerung bzw. Phasensteuerung ihrer Zündwinkel von einer Steuerschaltung 15 gesteuert, die die Speiseoder Netzspannung V abtastet und auf sie anspricht.

Das unterste Thyristorventil TV4 liegt mit einer linearen Drosselspule 17 in Reihe. Hierbei handelt es sich jedoch lediglich um eine bevorzugte Ausführungsform, was noch erläutert wird.

Durch selektives "Einschalten" der Thyristorventile TV2, TV3 und TV4 steht in Schritten von 0,05 ein Bereich an Gesamtreferenzspannungen von 0,8 pro Einheit bis 1,15 pro Einheit.zur Verfügung. Die sich ergebenden Kennlinien sind in FIG. 3(b) dargestellt und überspannen dort den Bereich von "B" bis "C". Da bei dieser Ausführungsform ein steigungskorrigierender Kondensator nicht benutzt wird, hat jede Kennlinie eine beachtliche positive Steigung, die bei einer gegebenen Änderung der Netzspannung den Bereich des von der Drosselspule gezogenen Stroms begrenzt. Dieser Nachteil kann jedoch dadurch leicht überwunden werden, daß man bei Zunahme der Netzspannung von einer Kennlinie zu einer tiefer liegenden Kennlinie umschaltet, so daß man beispielsweise die in FIG. 3(b) eingezeichnete zusammengesetzte Kennlinie ¹¹A" erhält. Somit stehen die zwei Merkmale oder Funktionen (1) Steigungskorrektür und (2) Steuerung der Vertikallage der Gesamtkennlinie gleichzeitig zur Verfügung.

Bezüglich der Anzahl der Sättigungsdrosselspulen in Anwendungen, bei denen nur eine Steigungskorrektur erforderlich ist, kann man sich von wirtschaftlichen , Gesichtspunkten tragen lassen.

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Während jede der Drosselspulen in ihrer Gesamtheit in die Anordnung ein- oder ausgeschaltet wird, erhält man das gleiche Ausmaß an Oberwellenunterdrückung, wie es von den Drosselspulen einzeln bereitgestellt wird.

Eine in einem höheren Maß kontinuierliche Steuerung der zusammengesetzten Kennlinie A kann man durch : Phasensteuerung eines der Sättigungsdrosselspulen-Nebenschlußpfade erreichen, wobei die Reaktanz der Drosselspule von Null bis zu ihrem normalen vollen Wert verändert werden kann. Die resultierende Kennlinie kann daher gleichmäßig oder stufenlos von B nach C verschoben werden, und zwar durch selektives Schalten der Ein/Aus-Thyristorventile in Verbindung mit einer kontinuierlichen Einstellung des Zündwinkels der Thyristoren TV4 in Abhängigkeit von dem erforderlichen Kompensatorstrom.

Die teilweise Nebenschlußwirkung hat die Neigung, den vom Kompensator gezogenen Strom zu verzerren, und vermindert daher die, Oberwellenkompensationsmaßnahmmen der Drosselspule SR4. Das Ausmaß dieser Kompensationsverminderung wird auf einem hinreichend niedrigen Niveau gehalten, und zwar dadurch, daß die relative Größe der so gesteuerten Drosselspuleneinheit minimiert wird (d.h. durch Auswahl von SR4) und daß der Grad des teilweisen Stromdurchlasses der Thyristoren, wie es durch ihre Phasenwinkelsteuerung bestimmt ist, minimiert wird. Diese Verzerrung wird auch in einem gewissen Maß dadurch vermindert, daß eine kleine lineare Drossel-

-u-

spule 17 in Reihe in den Nebenschlußpfad geschaltet

ist. ■ ι ■ ·' ' ·

FIG. 4, 5 und 6 dienen zur Erläuterung von Ab-Wandlungen der Anordnung nach FIG. 3. Wie bereits oben erwähnt, können die Sättigungsdrosselspulen und insbesondere die große Grunddrosselspule SR1 oberwellenkompensierte Ausführungsformen sein, wie sie in den GB-Patentschriften 1 303 634 und 1 545 491 beschrieben sind. In solchen Drosselspulen sind die Wicklungen jeder Phase auf neun Schenkel eines sättigbaren Kerns verteilt, und die Schenkel tragen zusätzlich eine geschlossene Maschenwicklung, um eine Bahn für die neunten Oberwellenströme vorzusehen. Diese geschlossene Maschenwicklung liefert an geeignete Stellen eine dritte Oberwellenspannung, die einer Hilfssättigungsdrosselspule zugeführt wird. So ist entsprechend der Darstellung nach FIG. 4(a) eine geschlossene Mäschenwicklung 19, die magnetisch mit der Primärwicklung der Sättigungsdrosseispule SR1 gekoppelt ist, mit einer Hilfs-■■■ drosselspule'AR verbunden. ■

In Reihe mit der Hilfsdrosselspule AR liegt ein Thyristorschalter 21, und dieser Reihenschaltung ist ein Thyristorschalter 23 parallelgeschaltet. Die Hilfsdrosselspule AR kann daher als offener oder kurzgeschlossener Stromkreis betrieben werden, oder sie kann durch geeignete Phasenanschnittssteuerung der Schalter 21 und 23 auf irgendeinem Zwischenwert betrieben werden. Die Thyristorschalter 21 und 23 werden mit Hilfe einer Zündwinkel-Steuerschaltung 22 gesteuert, die mit der allgemeinen Steuerschaltung 15 zusammenarbeitet, um in der Steuerung eine Kontinuität vorzusehen.

, FIG. 4(b) zeigt die Wirkung der Steuerung der Hilfsdrosselspule in der beschriebenen Weise. Wenn beide

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Schalter 21 und 23 vollkommen offen oder "aus" sind, bildet die Drosselspule AR einen offenen Stromkreis, und die Kennlinie nimmt den eingezeichneten Verlauf D an. Ist der Schalter 23vollkommen geschlossen oder "ein" (d.h. phasenvorgeschoben), ist die Drosselspule AR kurzgeschlossen, und die Kennlinie nimmt den eingezeichneten νβΓίαμΐ E an, wobei ein Abfall der Referenzspannung von etwa 10% auftritt.

Ist der Schalter 21 geschlossen oder "ein" und der Schalter 23 phasengesteuert, wird die Reaktanz der Drosselspule AR gegenüber ihrem vollen Wert vermindert. Ist der Schalter 23 offen oder "aus" und der Schalter 21 phasengesteuert, wird die Reaktanz über ihren normalen vollen Wert erhöht. Die sich ergebende, gestrichelt eingezeichnete Kennlinie F kann daher irgendeine Lage zwischen den Kennlinien D und E einnehmen.

Bei normaler Auslegung ist die Hilfsdrosselspulenbelastung so gewählt, daß die Oberwellenkompensation . optimiert wird, insbesondere bezüglich der Oberschwingungen siebzehnter und neunzehnter Ordnung. Der Wert von V₀ liegt dabei nur etwa 3% unter der Kennlinie D für den

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offenen Stromkreis. Bei den Extremfällen des offenen oder . kurzgeschlossenen Stromkreises können die Oberwellenströme so groß werden, daß sie 10% des Nennoberwellengrundfrequenzstromes ausmachen. Die Oberwellen oder Oberschwingungen höherer Ordnung werden aber bei den Kompensatoranschlüssen von der Nebenschlußkondensatorbank vermindert, die in FIG. 2 als wahlweise oder bevorzugte Zusatzeinrichtung dargestellt ist.

FIG. 5(a) zeigt eine Anordnung, in dor die Hilfssättigungsdrosseispule AR durch eine gesteuerte lineare Drosselspule ACR in Reihe mit einem Thyristorschalter ersetzt ist. Der Thyristorschalter 23 wird wiederum durch

die Zündwinkel-Steuerschaltung 22 in Zusammenarbeit mit der allgemeinen Steuerschaltung 15 phasenanschnittsgesteuert. Bei dieser Art der Steuerung der linearen Hilfsdrosselspule kann eine Steigungskorrektur entsprechend der Darstellung nach FIG. 5("b) erzielt werden.

FIG. 6. zeigt eine Kombination aus den beiden Hilfsdrosseispulen, \robei der Thyristorschalter 27 mit der Sättigungsdrosselspule AR und der Thyristorschaltung in Reihe mit der linearen Drosselspule ACR liegt. Die zugeordneten Kennlinien nach FIG. 6(b) zeigen die zur Verfügung stehende Veränderung der Referenzspannung zwisehen den gestrichelt eingezeichneten Kennlinien G und H sowie die Steigungskorrektur durch die lineare Drosselspule unter Bildung der Kennlinie. I für die steuerbare Referenzspannung V_.

Die erläuterten erfindungsgemäßen Prinzipien machen sich somit in einem hohen Maße die wertvollen inneren Eigenschaften von Sättigungsdrosselspulen zunutze, nämlich beispielsweise das schnelle Ansprechen, die innere Oberwellenkompensation und die beachtliche Überlastungsfähigkeit. Gleichzeitig sind externe Steuermittel vorgesehen, um eine schnelle Einstellung der Stei gung und Bezugsspannungswerte der Spannungs/Strom-Kennlinien zu ermöglichen.

Claims

Patentansprüche

1. Statischer reaktiver Mehrphasenkompensator, enthaltend eine Vielzahl wechselstromgesättigter Drosseln, die in Reihe zwischen Netzanschlüsse geschaltet sind und von denen einige steuerbare Nebenschlußpfade sowie Einrichtungen zur Steuerung der Nebenschlußpfade aufweisen, wobei diese Steuereinrichtungen die Nebenschlußpfade selektiv so steuern können, daß bei zunehmender Netzspannung durch fortschreitendes Kurzschließen der gesättigten Drosseln eine zusammengesetzte Spannungs/Strom-Kennlinie gebildet wird und dabei die effektive Steigungsimpedanz vermindert wird.

2. Kompensator nach Anspruch 1, bei dem die Vielzahl der gesättigten Drosseln eine Grunddrossel ohne Neben-schlußpfad und eine Anzahl kleinerer Drosseln mit jeweiligen Nebenschlußpfaden aufweist, wobei die Impedanz der Grunddrossel die Gesamtimpedanz der kleineren Drossein übersteigt.

3. Kompensator nach Anspruch 2, bei dem die kleineren Drosseln bezüglich der Impedanz so abgestuft sind, daß durch geeignete Kombinationen aus geöffneten und geschlossenen Nebenschlußpfaden normale Schrittveränderungen der Gesamtimpedanz zur Verfügung stehen.

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4. Kompensator nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Nebenschlußpfad einer der gesättigten Drossein durch eine Thyristorventileinrichtung gebildet ist und zur Steuerung des Stromflußwinkels der Thyristorventileinrichtung eine Phasenanschnittssteuereinrichtung vorgesehen ist, wobei die Impedanz der zugeordneten gesättigten Drossel stufenweise fortschreitend vcränderbar ist..

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5. Kompensator nach Anspruch 4, enthaltend eine Nebenschlußsteuereinrichtung zur Steuerung der Nebenschlußpfade in Verbindung mit der Phasenanschnittssteuereinrichtung zwecks Erzielung einer kontinuierlichen Steue-

5' rung der effektiven Impedanz der gesättigten Drosseln.

6. Kompensator nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem jede der gesättigten Drosseln in einer solchen Weise konstruiert ist, daß Stromoberwellen unterdrückt.

werden.

7. Kompensator nach Anspruch 2, bei dem die Grunddrosselspule eine primäre Wicklungsanordnung und eine sekundäre geschlossene Maschenwicklung aufweist, die für die Unterdrückung von gewissen Stromoberwellen in der primären Wicklungsanordnung sorgt, wobei die Maschenwicklung eine die dritte Oberwellenspannung erzeugende Quelle für eine gesättigte Hilfswicklung darstellt, die höhere Oberwellenströme in der primären Wicklungsanordnung zu unterdrücken sucht, und bei dem der gesättigten Hilfswicklung ein steuerbarer Nebenschlußpfad parallelgeschaltet ist, der so ausgebildet ist, daß er die gesteuerte Hilfswicklung mit einer steuerbaren Impedanz nebenschließt.

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8. Kompensator nach Anspruch 7, bei dem der steuerbare Nebenschlußpfad eine lineare Drossel enthält.

9. Kompensator nach Anspruch 7 oder 8, bei demder steuerbare Nebenschlußpfad eine Thyristörschaltanordnung enthält.

10. Kompensator nach Anspruch 2, bei dem die Grunddrossel eine primäre Wicklungsanordnung und eine sekundäre geschlossene Maschenwicklung aufweist, die für die Unterdrückung gewisser Stromoberwellen in der primären Wicklungsanordnung sorgt, wobei die Maschenwicklung· eine die dritte Oberwellenspannung bereitstellende Quelle darstellt, und bei dem als Belastung der Maschenwicklung eine lineare Drossel mit einer phasengesteuerten Thyristorschaltanordnung in Reihe geschaltet ist.

11. Statischer reaktiver Mehrphasenkompensator, enthaltend eine wechselstromgesättigte Drossel mit einer primären Wicklungsanordnung und einer sekundären geschlossenen Maschenwicklung,.die eine Unterdrückung von gewissen Stromoberwellen in der primären Wicklungsanordnung vorsieht und eine die dritte Oberwellenspannung erzeugende Quelle für eine gesättigte Hilfsdrossel darstellt, die höhere Oberwellenströme in der primären Wicklungsanordnung zu unterdrücken sucht, vrobei :die gesättigte Hilfsdrossel durch einen steuerbaren Nebenschlußpfad nebengeschlossen ist, der so ausgebildet ist, daß er der gesättigten Hilfsdrossel eine steuerbare Impedanz parallelschaltet.

12. Kompensator nach Anspruch 11, bei dem die gesättigte Hilfsdrossel mit der phasengesteuerten Thyristorschal teinrichtung in Reihe geschaltet ist, um die Impedanz der gesteuerten Hilfsdrossel zwischen ihrem normalen Wert und offenem Stromkreis zu steuern.

13. Kompensator nach Anspruch 11 oder 12, bei dem der steuerbare Nebenschlußpfad eine lineare Drossel enthält.

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"Ur. Kompensator nach Anspruch 13, bei dem der steuerbare Nebenschlußpfad eine lineare Drossel in Reihe mit der phasengesteuerten Thyristorschalteinrichtung enthält.