DE3341984A1

DE3341984A1 - Blindleistungskompensation

Info

Publication number: DE3341984A1
Application number: DE19833341984
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Hochstetter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-11-21
Filing date: 1983-11-21
Publication date: 1985-05-30
Also published as: DE3341984C2

Description

Blindlejstungskompensation
Die Erfindung betrifft eine Blindleistungskompensation nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Da der netzseitige Blindleistungsbedarf, die sogenannte "Drossellast", für eine Anordnung von Generator und elektronischem Frequenzumformer in Gestalt von Direkt- oder Zwischenkreisumrichter nicht vom Generator gedeckt werden kann, wird auf der Netz seite des Umrichters eine Kompensationsanordnung benötigt. Bei als Kondensatoren oder Filterkreise ausgebildeten kapazitiven Kompensationsanordnungen müssen diese für die maximal benötigte Grundschwingungsblindleistung, das ist die Netz-plus-Umrichterblindleistung, bemessen sein. Wegen des Anschlusses des Generators an ein Netz mit konstanter Spannung und dem Wunsch nach konstantem Leistungsfaktor im Netz bei reduzierter Wirkleistung ist es notwendig, daß die jeweils überschüssige Blindleistung der ständig angeschlossenen Kompensationsanordnung ihrerseits kompensiert wird, was durch Aussteuerung des Umrichters in einen Bereich höherem Blindleistungsbedarf möglich ist, wobei aber höhere Verluste auftreten bei einer unveränderbaren Kompensationsanordnung oder aber zu deren Vermeidung eine aufwendigere, stufenweise veränderbare Kompensationsanordnung benötigt wird.
Die Aufgabe der Erfindung, auch bei Verwendung einer einfachen, fest angeschlossenen Kompensationsanordnung eine Kompensation derselben bei veränderlicher Grundschwingungsblindleistung entbehrlich zu machen, wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die Erfindung ist anhand zweier in der Zeichnung vereinfacht dargestellter Beispiele nachfolgend näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild der Blindleistungskompensationsanordnung, Fig. 2 ein Detail einer Variante der Fig. 1.
In Fig. 1 arbeitet ein Drehstrom-Generator 1 auf ein Drehstromnetz 2 konstanter Spannung. Der von einer Wasserturbine 3 mit fest eingestellten Leit- und Laufschaufeln angetriebene Generator ändert seine Wirkleistung P bei unterschiedlicher Fallhöhe mit der 3. Potenz seiner Drehzahl, wodurch sich auch der netzseitige Wirkstrom J mit w der 3. Potenz der Drehzahl n ändert. Der Generator 1 ist über einen Umrichter 4 mit dem sekundärseitig stufenweise durch einen nicht dargestellten, Teil des Sekundärkreis bildenden Transformatorschalter schaltbaren Netztransformatur 5 verbunden, wobei zwischen dem Umrichter 4 und dem Netztransformator 5 eine unveränderliche kapazitive Kompensationsschaltung 6 angeschlossen ist. Das Windungsverhältnis des Netztransformators 5 wird so eingestellt, daß sich im Umrichter 4 am Anschlußpunkt der Kompensationssschaltung 6 ein konstantes Verhältnis von Netzspannung und Netzstrom (U/J = const) einstellt. Auf diese Weise kann der Umrichter4 bei jeder Drehzahl und Leistung mit bestmöglichem Leistungsfaktor cos f betrieben werden, bei dem nur die geringstmöglichen Verluste auftreten.
Wenn zur Frequenzumformung ein Zwischenkreisumrichter 7 entsprechend Fig. 2 benutzt wird, kann er bei aus Redundanzgründen netzseitig parallelen Thyristorzweigen 8, 9; 10, 11 je Phase und entsprechender Zündsteuerung den Transformatorlastschalter ersetzen.
Soll z.B. am Zwischenkreisumrichter 7 eine höhere Spannung eingestellt werden, so ist z.B. bei der Wicklung U von der Anzapfung U5 auf Anzapfung U4 der Sekundärseite des Netztransformators 5' zu verstellen, wozu die Thyristoren 8 und 9 gesperrt werden und die Thyristoren 10 und 11 vorübergehend den vollen Strom übernehmen.
Der mit den Thyristoren 8 und 9 verbundene Stellerkontakt wird von der Anzapfung U5 nach U4 (entsprechend Fig. 2) verstellt und in der neuen Kontaktstellung von den entsprechend gesteuerten Thyristoren 8 und 9 auf die Thyristoren 10 und 11 kommutiert. Die Thyristoren 8 und 9 bleiben danach solange gesperrt, bis der mit ihm verbundene Stellerkontakt ebenfalls auf die Anzapfung U4 umgestellt ist.
Die Gesamtfunktion bleibt hierbei auch bei größeren Schaltstufen stetig, da die stufenweisen Anderungen durch entsprechend kleine Anderungen des Steuerwinkels am Zwischenkreisumrichter 7 ausgeglichen werden können.
3 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche Blindleistungskompensation mit kapazitiver Kompensationsschaltung bei einem auf ein Netz konstanter Spannung über einen elektronischen Frequenzumformer in Form eines Direkt-oder Zwischenkreisumrichters und einen Netz transformator arbeitenden, mit veränderlicher Drehzahl angetriebenen Generator, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß ein auf der Umrichterseite stufenweise schaltbarer Netztransformator (5, 5') mit einem in weitem Spannungsbereich einstellbaren Umsteller (Transformatorschalter) vorgesehen und eine unveränderliche kapazitive Kompensationsschaltung (6) auf der Umrichterseite (4) des Netztransformators (5, 5') angeschlossen ist.
2. Blindleistungskompensation nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Transformatorlastschalter durch einen Zwischenkreisumrichter (7) mit netzseitig redundanten Schaltzweigen (8, 9, 10, 11) ersetzt ist.
3. Blindleistungskompensation nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Umrichter mit optimalem Steuerwinkel betreibbar ist bei Deckung der Umrichterblindleistung aus dem Netz (2) und Einhaltung eines festen Verhältnisses von Umrichterblindleistung zur eingespeisten Wirkleistung (konstanter rost ).