Anordnung zur Unterdrückung von Oberwellen an Gleich- oder Wechselstromhochspannungsübertragungsleitungen
Bekanntlich enthalten Gleich- oder Wechselstromnetze, die von Gleichrichtern bzw.
von Wechselrichtern oder Umrichtern (Stromtoren) gespeist werden, ausgeprägte Oberwellen,
die durch die Arbeitsweise dieser elektrischen Entladungsgefäße verursacht sind.
Es ist bekannt, daß man zur Unterdrückung dieser Oberwellen in der Spannung von
Gleichrichtern Resonanzkreise verwendet, die man parallel zur abgehenden Gleichstromleitung
schaltet und die die Oberwellen vernichten, da sie für die auftretende Oberwellenspannung
einen Kurzschluß darstellen. Die auftretenden Kurzschlußströme -fließen durch eine
in die Leitung . eingeschaltete Drosselspule und erzeugen an dieser Spannungsabfälle
von etwa, der vollen Höhe der in der Gleichrichterspannung enthaltenen Oberwellenspannung
der Eigenfrequenz des Resonanzkreises. Beispielsweise ist bei Gleichstromhochspannungsübertragungen
über große Entfernungen die Ausbildung der Oberwellenströme in erster Linie abhängig
von dem Verhältnis der Länge der Übertragungsleitung zu der durch die Oberwellenfrequenz
bedingten Wellenlänge, und zwar erreicht der von der übertragungsleitung aufgenommene
Oberwellenstrom am Anfang der Übertragungsleitung einen Höchstwert, wenn die Länge
der übertragungsleitung 1/3, 3/4 usw. der Wellenlänge beträgt, weil sich am Ende
der Leitung auf jeden Fall ein Spannungsbauch und ein Stromknoten bilden. Am Anfang
der Leitung ist dann ein Spannungsknoten vorhanden, so daß die mit diesem Sp,annungsmindestwert
übereinstimmende, in der Gleichrichterstation erzeugte Oberwellenspannung am Ende
der Leitung, wo .der Spannungshöchstwert vorhanden ist, um ein hohes Viel-
Faches
vergrößert ist. Auch die Oberwellenladeströme werden infolge des Stromhöchstwertes
am Anfang der Leitung entsprechend hoch.Arrangement for suppressing harmonics on direct or alternating current high-voltage transmission lines
It is well known that direct or alternating current networks, which are operated by rectifiers or
are fed by inverters or converters (current gates), pronounced harmonics,
caused by the way these electrical discharge vessels work.
It is known that to suppress these harmonics in the voltage of
Rectifiers use resonance circuits, which are placed in parallel with the outgoing direct current line
switches and which destroy the harmonics, as they are responsible for the occurring harmonic voltage
represent a short circuit. The short-circuit currents that occur flow through a
into the line. switched on choke coil and generate voltage drops across it
of about, the full height of the harmonic voltage contained in the rectifier voltage
the natural frequency of the resonance circuit. For example, high voltage direct current transmissions
The formation of the harmonic currents primarily depends on large distances
on the ratio of the length of the transmission line to that caused by the harmonic frequency
conditional wavelength, namely that of the transmission line reached
Harmonic current at the beginning of the transmission line has a maximum value when the length
the transmission line is 1/3, 3/4, etc. of the wavelength, because at the end
In any case, form a voltage bulge and a current node on the line. At the beginning
The line then has a voltage node, so that the voltage with this voltage minimum value
matching harmonic voltage generated in the rectifier station at the end
the line where the maximum voltage value is present in order to
Subject
is enlarged. The harmonic charging currents are also due to the maximum current value
correspondingly high at the beginning of the line.
Praktisch liegen die Verhältnisse so, daß bei 12- und 24phasigen Gleichrichtern
die Länge der Übertragungsleitung das Mehrfache der Wellenlänge der in der Gleichrichterspannung
enthaltenen Grundwelle betragen kann. Z. B. ist bei 12phasiger Gleichrichtung aus
einem 5operiodigen Drehstrom die Grundfrequenz der Gleichrichteroberwellenspannung
6oo Per./Sek., die bei Freileitungen einer Wellenlänge von 5oo km entspricht. Die
gefährliche Übertragungslänge beträgt 1/4 davon, also i25km; bei Kabeln erhält man
noch kleinere Werte wegen der geringen Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen.In practice, the situation is such that with 12- and 24-phase rectifiers
the length of the transmission line is a multiple of the wavelength in the rectifier voltage
contained fundamental wave. E.g. with 12-phase rectification is off
a 5-period three-phase current is the fundamental frequency of the rectifier harmonic voltage
6oo per./sec., Which corresponds to a wavelength of 500 km for overhead lines. the
dangerous transmission length is 1/4 of this, i.e. i25km; with cables you get
even smaller values because of the slow propagation speed of the waves.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Unterdrückung solcher
Oberwellen, die an Gleich- oder Wechselstromhochspannungsübertragungsleitungen aus
irgendeinem Grunde auftreten. Gemäß der Erfindung ist die Leitungsstrecke durch
Zuschalten von Blindwiderständen (z. B. Kondensatoren oder Drosselspulen) so verstimmt,
daß für die Oberwellenspannung an derjenigen Stelle der Leitung, an der sie an die
die Oberwellen erzeugende Station angeschlossen ist, ein Spannungsbauch entsteht.
Die in der Station durch die Gleichrichter erzeugten Oberwellenspannungen besitzen
an sich keine beträchtliche Größe. Sie verursachen erst dann größere schädliche
Wirkungen, wenn sie an der Leitung durch Resonanz eine Verstärkung erfahren. Da
nun bei der Anordnung nach der Erfindung der Spannungshöchstwert der Oberwellen
bereits an der Station vorhanden ist und mit der Größe der in der Station an sich
erzeugten Oberwellenspannung übereinstimmt, so müssen diese Oberwellenspannungen
.an den von der Station entfernteren Punkten noch geringere Größe aufweisen bzw.
überhaupt nicht vorhanden sein. Außerdem hat eine solche Bemessung der Leitung zui
Folge, daß an der Station für den Oberwellenstrom ein Stromknoten vorhanden ist,
so daß die Station von Oberwellenströmen entlastet ist. Der an sich an der Leitung
vorhandene Strombauch kann keine beträchtliche Größe annehmen, da zu seiner Erzeugung,
wie geschildert, keine wesentliche Spannung zur Verfügung steht. Beispielsweise
kann man eine Übertragungsstrecke von 1/4 Wellenlänge, bei der die Oberwellenverhältnisse
infolge Bildung eines Strombauches und Spannungsknotens an der Erzeugungsstelle
besonders ungünstig werden, durch Vorschalten einer Drosselspule und eines Kondensators
einer Übertragungsstrecke von 1/2 Wellenlänge, bei der die Bedingungen der Erfindung
vorhanden sind, gleichwertig machen.The invention relates to a device for suppressing such
Harmonics emanating from direct or alternating current high voltage transmission lines
occur for any reason. According to the invention, the line section is through
Switching on reactances (e.g. capacitors or inductors) detuned so that
that for the harmonic voltage at that point on the line where it is connected to
the harmonic generating station is connected, a tension build-up arises.
Have the harmonic voltages generated in the station by the rectifiers
not a considerable size in itself. Only then do they cause major harmful ones
Effects when they are amplified by resonance on the line. There
now in the arrangement according to the invention the maximum voltage value of the harmonics
is already present at the station and with the size of the station itself
generated harmonic voltage matches, these harmonic voltages must
. are even smaller in size or at the points further away from the station.
not be present at all. In addition, such a dimensioning of the line has to be
As a result, there is a current node at the station for the harmonic current,
so that the station is relieved of harmonic currents. The one on the line
existing current belly cannot assume a considerable size, since for its generation,
as described, no essential voltage is available. For example
a transmission path of 1/4 wavelength, at which the harmonic ratios
as a result of the formation of a current bulge and voltage node at the point of generation
be particularly unfavorable by connecting a choke coil and a capacitor
a transmission path of 1/2 wavelength, in which the conditions of the invention
are available, make them equivalent.
Die Zeichnung veranschaulicht eine solche Anordnung. Die als Kabel
ausgebildete Übertragungsstrecke i ist an eine Oberwellen erzeugende Station 2 (Stromrichterstation)
angeschlossen. Zur Abstimmung der Übertragungsstrecke auf 1/2 Wellenlänge für die
vorherrschende Oberwelle ist in der Nähe der Station 2 mit der Strecke eine Drosselspule
3 in Reihe geschaltet und ein Kondensator 4 an die Strecke angeschlossen.The drawing illustrates such an arrangement. The ones as cables
Trained transmission path i is to a harmonic generating station 2 (converter station)
connected. To adjust the transmission path to 1/2 wavelength for the
predominant harmonic is near station 2 with the track a choke coil
3 connected in series and a capacitor 4 connected to the line.
Übertragungsleitungen, die als Kabel mit magnetischer Eisenbandarmierung
ausgebildet sind, verhalten sich anders als Kabel mit unmagnetischer Armierung oder
nicht armierte Kabel. Man kann nun die Eigenschwingung der Übertragungsstrecke in
gewissen Grenzen durch Verlegung von armierten und nichtarmierten Kabelteilstrecken
verändern. Hierbei ist die Verlegung einer magnetisch armierten Kabelstrecke in
der Nähe der Oberwellen erzeugenden Stromrichter am wirksamsten, da diese Kabel
einen bedeutend höheren Wechselstromwiderstand haben und hierdurch geeignet sind,
die Oberwellenströme stark zu dämpfen. Eine solche Anordnung kann dann zusätzlich
zu der Abstimmung der Kabelstrecke gemäß der Erfindung verwendet werden. Um die
Kabelerwärmung an den Stellen, wo die Oberwellenverluste besonders hoch sind, in
den zulässigen Grenzen zu halten, empfiehlt es sich, den Kabelquerschnitt dort zu
vergrößern und dadurch die Verluste herabzusetzen.Transmission lines that act as cables with magnetic iron tape armoring
behave differently than cables with non-magnetic armouring or
unarmoured cables. You can now see the natural oscillation of the transmission path in
certain limits by laying armored and non-armored cable sections
change. The laying of a magnetically armored cable section in
near the harmonics generating converters are most effective as these cables
have a significantly higher AC resistance and are therefore suitable,
to attenuate the harmonic currents strongly. Such an arrangement can then additionally
can be used to tune the cable route according to the invention. To the
Cable heating at the points where the harmonic losses are particularly high, in
To keep the permissible limits, it is advisable to adjust the cable cross-section there
increase and thereby reduce the losses.