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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Übertragung von elektrischer
Energie, umfassend ein Direktspannungsnetz und mindestens ein Wechselspannungsnetz,
das über
eine Station mit diesem verbunden ist, wobei die Station geeignet
ist, die Übertragung
von elektrischer Energie zwischen dem Direktspannungsnetz und dem
Wechselspannungsnetz durchzuführen,
und mindestens einen VSC-Umrichter,
der dazu geeignet ist, eine Direktspannung in Wechselspannung und
umgekehrt umzuwandeln, sowie eine Vorrichtung zum Steuern des Umrichters
umfasst, wobei die Vorrichtung dazu geeignet ist, den Umrichter
der Station zum Regeln des Stroms durch diese hindurch zu steuern,
wobei der Umrichter an seiner Direktspannungsseite zwei Stromventile
aufweist, die zwischen zwei Polen des Direktspannungsnetzes in Serie
geschaltet sind, und das Wechselspannungsnetz an einem Punkt für die Verbindung
der Ventile angeschlossen ist, wobei jedes Stromventil mindestens
einen Ausschalter vom Ein- und Ausschalttyp aufweist und antiparallel
mit diesen eine Diode geschaltet ist, wobei die Ausschalter in dieselbe
Richtung gerichtet sind.
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Eine
derartige Anlage wurde vor kurzem durch die Arbeit „PWM and
control of two and three level high power voltage source converters" von Anders Lindberg,
Kungliga Tekniska Höskolan,
Stockholm 1995, bekannt, wobei in dieser Publikation eine derartige
Anlage zur Übertragung
von elektrischer Energie über
ein Direktspannungsnetz für
Hochspannungsgleichstrom (HVDC) beschrieben ist. Es wird hervorgehoben,
dass die Erfindung nicht auf diese Anwendung eingeschränkt ist,
aber zur Darstellung der Erfindung, jedoch nicht zu ihrer Einschränkung darauf,
genau diese Anwendung auf Anlagen des oben definierten Typs hierin
nachstehend erörtert wird.
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Vor
dem Erscheinen dieser Arbeit basierten Anlagen zur Übertragung
von elektrischer Energie über
ein Direktspannungsnetz für
Hochspannungsgleichstrom auf der Verwendung von netzgeführten CSC-Umrichtern
(Current Source Converter) in Leistungsübertragungsstationen. Durch
die Entwicklung von IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor = Bipolartransistor
mit isolierter Gateelektrode) für
Hochspannungsanwendungen und die Eignung dieser zur Serienschaltung
in Ventilen in Umrichtern, da sie einfach gleichzeitig ein- und
auszuschalten sind, sind VSC-Umrichter (Voltage Source Converter)
zur Zwangskommutierung zu einer Alternative geworden, und diese
Art der Übertragung
von elektrischer Energie zwischen einem Direktspannungsnetz für Hochspannungsgleichstrom,
das durch sich hindurch spannungssteif ist, und damit verbundenen
Wechselspannungsnetzen bietet mehrere bedeutende Vorteile gegenüber der
Verwendung von netzgeführten CSC-Umrichtern
in HVDC, wobei jener Vorteil erwähnenswert
ist, dass der Verbrauch von Wirkleistung und von Blindleistung unabhängig voneinander
gesteuert werden kann und keine Gefahr des Kippens des Umrichters
und somit keine Gefahr der Übertragung
des Kippens von Umrichtern zwischen verschiedenen HVDC-Strecken
vorliegt, was bei netzgeführten
CSC-Umrichtern vorkommen kann. Außerdem besteht die Möglichkeit,
ein schwaches Wechselspannungsnetz oder ein Netzwerk ohne Eigenerzeugung
(totes Wechselspannungsnetz) zu speisen. Weitere Vorteile sind vorhanden.
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In
einer Anlage des in der Einleitung definierten Typs wird der Differentialquotient
des Stroms durch die Induktivität
an der Wechselspannungsseite des Umrichters auf herkömmliche
Weise durch die Differenz zwischen der Spannung des Wechselspannungsnetzes
und der Gleichspannung des Gleichspannungsnetzes bestimmt und ist
direkt proportional zu dieser Differenz. Das bedeutet, dass beispielsweise
bei einem plötzlichen
Abfall der Wechselspannung infolge eines Erdschlusses im Wechselspannungsnetz
der Strom, der durch jenen Ausschalter, normalerweise einen IGBT,
fließt,
der zu genau diesem Zeitpunkt in einem der Umrichterventile führend ist,
rasch ansteigt, wobei der Stromdifferentialquotient durch die Phasenposition
der Wechselspannung bestimmt wird und die Amplitude vom Strom abhängt, wenn
der Fehler eintritt. Die Abstand zwischen gewöhnlichem Spitzenstrom durch
den Umrichter und dem Maximalstrom, der von den Ausschaltern in
den Stromventilen abgelenkt wird, ist vorzugsweise so gering wie
möglich
gehalten, was bedeutet, dass es für die von der Steuervorrichtung
der Station ausgeführte
gewöhnliche
Stromregulierung schwierig wird, immer über die Zeit zu verfügen, den
Strom so zu begrenzen, dass keine Überstromsicherung aktiviert wird.
Es ist jedoch ein großer
Nachteil, wenn die Überstromsicherung
aktiviert wird, da dies zu einer zeitweiligen Sperre des Umrichters
führt,
was wiederum für
einen Anstieg der Spannung im Gleichspannungsnetz sorgt, der dann
alle damit verbundenen Umrichter stört. Im letzteren Fall ist es
somit notwendig, den Strom rasch zu begrenzen und dadurch das Eintreten
einer zeitweiligen Blockierung des Umrichters zu verhindern. Dasselbe
Problem kann auch unter plötzlich
auftretenden umgekehrten Bedingungen zwischen der Wechselspannung
und der Gleichspannung auftreten, d. h. wenn die Wechselspannung plötzlich ansteigt
und die Gleichspannung einen niedrigen Wert aufweist. Dies kann
beispielsweise dann eintreten, wenn die Wechselspannung nach einer
Unterbrechung der Verbindung des Wechselspannungsnetzes infolge
eines Fehlers zurückkehrt, was
zu einer hohen zurückkehrenden
Wechselspannung führen
kann, wobei dazu noch hinzukommen kann, dass die Direktspannung
während
dieser Verbindungsunterbrechung niedrig war.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer
Anlage des in der Einleitung definierten Typs, bei der die oben
aufgeführten
Probleme bei einem rasch ansteigenden Strom durch den Umrichter
gemindert werden, sodass in einem weit größeren Maße als zuvor verhindert werden kann,
dass eine in der Anlage vorhandene Überstromsicherung aktiviert
wird und den Umrichter zeitweilig blockiert.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst, indem eine Anlage nach
Anspruch 1 bereitgestellt wird. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert. Die Anlage umfasst Elemente, die dazu geeignet sind,
die Richtung und die Stärke
des Stroms durch den Umrichter und dasjenige der Ventile, durch
das der Strom fließt,
zu detektieren, und Mittel, die dazu geeignet sind, auf der Grundlage
von Informationen der Elemente die Stärke des Stroms mit einem ersten vorbestimmten
unteren Wert, der den normalerweise durch den Umrichter akzeptierten
Strom überschreitet,
und einem zweiten vorbestimmten oberen Wert zu vergleichen und,
nach dem Erkennen der Position des Stroms zwischen den Werten und
dem gleichzeitigen Erkennen, dass der Strom durch die Ausschalter
eines der Stromventile fließt,
die Steuervorrichtung zur Steuerung des Umrichters zu betätigen, um den
Strom zum Fließen
durch das andere Stromventil umzupolen.
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Durch
das Umpolen des Stroms auf diese Weise zum anderen Stromventil hin
kann ein Überstrom
durch den Unterbrecher in einem der Stromventile sofort verringert
werden, sodass eine zeitweilige Sperre des Umrichters verhindert
werden kann. Durch die Tatsache, dass es eine Voraussetzung für die Umpolung
ist, dass die Elemente erkennen, dass der Strom durch einen Ausschalter
in einem der Stromventile fließt,
wird sichergestellt, dass die Umpolung unter keinen Umständen dann
aktiviert wird, wenn der Strom durch die Diode des Stromventils fließt, was
zu einer Umpolung des Stroms zum Ausschalter des anderen Stromventils
führen
würde und der
Strom dadurch sogar noch schneller ansteigen würde. Durch das Vorhandensein
des zweiten vorbestimmten oberen Werts wird zusätzlich sichergestellt, dass
keine Umpolung stattfindet, wenn der Strom zu hoch ist, da dann
keine Umpolung welcher Art auch immer in Frage kommt, sondern der
Umrichter zeitweilig blockiert werden muss, da sonst die Leistungserzeugung
in den Komponenten der Anlage zu hoch wäre.
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Die
US-A-4 719 554 offenbart
eine Anlage mit Stromventilen sowie die Art der Messung eines Überstroms
in dieser Anlage, und eine Schutzfunktion wird in jenem Fall aktiviert,
in dem der Überstrom einen
ersten Wert während
eines bestimmten Zeitraums überschreitet.
Die Anlage gemäß dieser
Publikation unterscheidet jedoch nicht zwischen einem Strom durch
einen Ausschalter und durch eine Diode.
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Die
US-A-5 214 575 zeigt,
dass es bereits bekannt ist, Überstrom-Detektionsmittel
an jedem Ausschalter eines VSC-Umrichters
anzuordnen, um Erdschlüsse
an der Ausgangsseite einer Wechselrichterschaltung zu detektieren.
In diesen Publikationen wird jedoch an keiner Stelle erwähnt, dass
es beim Auftreten eines Überstroms
in einem Umrichter wünschenswert
wäre, den
Strom von einem Ventil zum anderen umzupolen, wenn der Überstrom
durch einen Ausschalter, bei dem es sich um eine Hableitervorrichtung
vom Ausschalttyp handelt, fließt,
um den Strom stattdessen durch die Diode des anderen Ventils zu
führen,
wie es in der Anlage gemäß der vorliegenden
Erfindung der Fall ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Mittel dazu geeignet, eine Überstromsicherung, die den
gesamten Umrichter zeitweilig blockiert, zu aktivieren, wenn ein
Strom detektiert wird, dessen Stärke
zwischen dem vorbestimmten Wert liegt, und gleichzeitig erkannt
wird, dass der Strom durch die Diode eines der Stromventile fließt. Dadurch
wird sichergestellt, dass der Umrichter zeitweilig bei Diodenstrom
blockiert wird, anstatt dass eine Umpolung zum Ausschalter des anderen
Stromventils stattfindet, was zu einem noch höheren Strom durch den Umrichter
führen
würde und die
Gefahr einer Beschädigung
der Ausstattung der Station mit sich brächte.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform,
bei der es sich um eine Weiterentwicklung der letztgenannten Ausführungsform
handelt, sind die Mittel dazu geeignet, die Überstromsicherung unter der
Bedingung zu aktivieren, dass der Strom nach Ablauf eines vorbestimmten
Zeitraums ab dem Überschreiten
des ersten Werts noch immer über
diesem Wert liegt. Durch ein derartiges Verzögern einer zeitweiligen Sperre
des Umrichters ist es gegebenenfalls möglich, ein zeitweiliges Blockieren
des Umrichters auch im Falle eines Diodenstroms zu verhindern, sollte
der Überstrom
durch eine vorübergehende Überspannung
im Wechselspannungsnetz verursacht sein.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Mittel dazu geeignet, eine Überstromsicherung,
die den gesamten Umrichter zeitweilig blockiert, unabhängig davon
zu aktivieren, ob der Strom durch die Diode oder den Ausschalter
des im Moment führenden
Ventils fließt, wenn
ein Wert des Stroms detektiert wird, der den zweiten Wert überschreitet.
Sollte der Strom also aus welchen Gründen auch immer einen Wert
erreichen, der bei Ausschalterstrom den zweiten Wert überschreitet,
ohne Umschalten des Ausschalters auf die Diode des anderen Stromventils,
oder der Strom bei Diodenstrom auf einen Wert ansteigen, der diesen zweiten
Wert überschreitet,
so ist durch dieses Merkmal der Anlage gemäß der Erfindung sichergestellt, dass
die Überstromsicherung,
die den Umrichter zeitweilig blockiert, sofort aktiviert wird und
dadurch die damit verbundene Ausstattung geschützt ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Steuervorrichtung dazu geeignet, die gewöhnliche
Stromregelung auch dann kontinuierlich auszufüh ren, wenn die Mittel als Ergebnis
ihrer Vergleiche die Betätigung
des Umrichters aktivieren. Es ist von Vorteil, die gewöhnliche Stromregelung
während
des kurzen Zeitraums, während
dessen die Mittel eingreifen und den Umrichter betätigen, „zu übergehen", da dies dadurch
auch den Strom in der richtigen Richtung beeinflusst und sicherstellt,
dass er auf einem akzeptablen Pegel gehalten ist, wenn die Mittel
ihre Betätigung
abgeschlossen haben.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Anlage mehr als einen VSC-Umrichter. Im
Falle einer Vielzahl an derartigen Umrichtern in der Anlage ist
es besonders wichtig, dass eine zeitweilige Sperre des Umrichters erfindungsgemäß weitest
gehend vermieden wird, da ein derartiges Blockieren dessen zu einem
zeitweiligen Anstieg der Gleichspannung im Gleichspannungsnetz führt, was
von den anderen Umrichtern abgefühlt
wird, und es besteht die Gefahr der Aktivierung einer Überspannungssicherung,
die einen dieser blockiert, sodass die Gleichspannung noch weiter ansteigt
und eine Kettenreaktion mit kostspieligen Folgen ausgelöst werden
kann.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Anlage zur Übertragung von elektrischer
Energie durch ein Gleichspannungsnetz für Hochspannungsgleichstrom
(HVDC) entwickelt. Die Vorteile der Anlage gemäß der Erfindung treten in dieser
bevorzugten Anwendung besonders deutlich zutage.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung und den anderen abhängigen
Ansprüchen
hervor.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nachstehend
folgt eine Beschreibung einer als Beispiel angeführten bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
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In
den Zeichnungen ist:
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1 ein
höchst
schematisches Blockdiagramm, das das Prinzip der Erfindung veranschaulicht,
und
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2 ein
Blockdiagramm, das die Funktion der Vergleichermittel veranschaulicht,
die in der Anlage gemäß der Erfindung
vorhanden sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Die
Struktur einer Anlage zur Übertragung von
elektrischer Energie gemäß der Erfindung
ist in 1 höchst
schematisch dargestellt, wobei nur die Komponenten, die direkt mit
den erfindungsgemäßen Funktionen
zu tun haben, in der Zeichnung dargestellt sind, um das Verständnis der
Erfindung zu erleichtern. Die Anlage umfasst ein Gleichspannungsnetz 1 für Hochspannungsgleichstrom
(HVDC = High Voltage Direct Current).
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Die
Anlage weist ferner ein Wechselspannungsnetz 5 auf, das über eine
Station 4 mit dem Gleichspannungsnetz verbunden ist, was
durch ein Wechselspannungssymbol 6 und eine Induktivität 7 dargestellt
ist. Die Station ist dazu entwickelt, die Übertragung von elektrischer
Energie zwischen dem Gleichspannungsnetz 1 und dem Wechselspannungsnetz 5 auszuführen, wobei
die Energie vom Wechselspannungsnetz in das Gleichspannungsnetz eingespeist
oder vom Gleichspannungsnetz aus in das Wechselspannungsnetz gespeist
werden kann. Somit kann das Wechselspannungsnetz Generatoren elektrischer
Energie aufweisen oder nur mit Verbrauchern dieser verbunden sein.
Die Station umfasst zumindest einen VSC-Umrichter 8, der
dazu geeignet ist, Gleichspannung in Wechselspannung umzuwandeln
und umgekehrt. Es fällt
jedoch in den Schutzumfang der Erfindung, wenn die Station eine Vielzahl
an derartigen Umrichtern aufweist, auch wenn nur einer in der Figur
dargestellt ist. Es ist ebenfalls möglich, dass das Wechselspannungsnetz mehr
als eine Phase, meist drei Phasen, aufweist, auch wenn das Wechselspannungsnetz
in der Figur zu nur einer Linie zusammengefasst ist. Im Falle von mehr
als einer Phase verfügt
jede Phase über
einen eigenen Umrichter. Der VSC-Umrichter 8 umfasst nach
gewöhnlicher
Art zwei so genannte Stromventile 9, 10, die hierin
als erstes bzw. zweites Stromventil bezeichnet werden. Diese beiden
Stromventile sind zwischen den zwei Polen 2, 3 des
Gleichspannungsnetzes in Serie geschaltet, und das Wechselspannungsnetz
ist mit einem Punkt der Verbindung 11 der Ventile verbunden.
Jedes Stromventil weist zumindest einen Ausschalter 12, 13 vom
Ein- und Ausschalttyp und eine Diode 14, 15 auf,
die antiparallel mit diesen geschaltet ist, wobei die Ausschalter
der zwei Stromventile in dieselbe Richtung gerichtet sind. Die Ausschalter
sind vorzugsweise IGBTs und sind in jedem Stromventil in einer vergleichsweise
großen Zahl
vorhanden, auch wenn sie in der Figur durch nur ein Symbol zusammenfassend
dargestellt sind. Eine große
Anzahl an IGBTs kann beispielsweise in einem einzigen Ventil in
Serie geschaltet sein, um gleichzeitig ein- und ausgeschaltet zu
werden, um als ein einziger Ausschalter zu wirken, wodurch die Spannung entlang
dem Ventil auf die verschiedenen in Serie geschalteten Ausschalter
verteilt ist. Die Steuerung der Ausschalter erfolgt auf gewöhnliche
Weise durch Pulsweitenmodulation (PWM). Auch die Diode kann durch
eine Reihe an seriengeschalteten Dioden ersetzt sein.
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Die
Station 4 umfasst ferner eine Vorrichtung 16,
die schematisch dargestellt ist, um den Umrichter zu steuern. Diese
Vorrichtung ist dazu geeignet, den Umrichter der Station zur Regulierung
des durch diesen fließenden
Stroms zu steuern, wobei die Regulierung auf gewöhnliche Weise auf jene Art
erfolgt, mit der die Steuerimpulse an die verschiedenen Stromventile
des Umrichters vorgesehen sind. Die Vorrichtung versucht, den Strom
auf jenen Wert zu regulieren, der für eine gewünschte Leistungsübertragung durch
die Station zwischen den beiden Netzwerken erwünscht ist, und dabei sicherzustellen,
dass der Strom den höchsten
annehmbaren Wert nicht überschreitet.
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Die
Anlage weist ferner Elemente 17 auf, die schematisch dargestellt
sind und dazu geeignet sind, die Richtung und die Stärke des
Stroms durch den Umrichter sowie dasjenige der Ventile, durch das
der Strom im Moment fließt,
zu detektieren. Die Information darüber wird vom Element 17 an
die Vergleichermittel 18 gesendet, die Teil der Steuervorrichtung 16 sind
und diese Vorrichtung betätigen.
Diese Vergleichermittel sind dazu geeignet, auf der Grundlage der vom
Element 17 gesendeten Informationen die Stärke des
Stroms mit einem ersten vorbestimmten unteren Wert, der den normalerweise
durch den Umrichter akzeptierten Strom überschreitet, und einem zweiten
vorbestimmten oberen Wert zu vergleichen, um die Steuerung des Umrichters
durch die Steuervorrichtung auf eine Weise zu beeinflussen, die
nun mit Bezug auf 2 beschrieben wird.
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In 2 wird
veranschaulicht, wie der Wechselstrom im Wechselspannungsnetz 5 in
den Mitteln 18 verschiedenen Vergleichen unterzogen wird,
wobei die Funktion der Mittel beginnend vom ersten Stromventil 9 als
Referenz veranschaulicht wird. Die Amplitude des Wechselstroms durch
den Umrichter wird in diesen Mitteln mit einem ersten vorbestimmten
unteren Wert, der in den Kästchen 19, 20 angegeben
ist, und einem zweiten vorbestimmten oberen Wert, der in den Kästchen 21, 22 angegeben
ist, verglichen. Die Spalten im ersten Quadranten in den Kästchen 19 und 21 bedeuten,
dass der Strom vom Wechselspannungsnetz zum Gleichspannungsnetz fließt, während die
Spalten im vierten Quadranten in den Kästchen 20 und 22 bedeuten,
dass der Strom in die umgekehrte Richtung, vom Gleichspannungsnetz zum
Wechselspannungsnetz, fließt.
Ist die Bedingung, die durch die jeweiligen Kästchen 19–22 angegeben
ist, erfüllt,
d. h. ein Strom fließt
durch den Umrichter in eine angegebene Richtung und liegt über dem
im Kästchen
angegebenen Pegel, so sendet das entsprechende Kästchen eine logische Eins an
ein oder zwei (Kästchen 19 und 20)
logische UND-Gatter 23–28.
Am zweiten Eingang dieser Logikgatter wird für 23, 25 und 27 eine
logische Eins abgegeben, wenn das erste Stromventil 9 nicht
führend
ist, und eine logische Eins wird für 24, 26 und 28 abgegeben, wenn
es führend
ist. Solange der Strom durch den Umrichter unter dem ersten vorbestimmten
unteren Wert liegt, der einen Grenzwert für die Kästchen 19 und 20 bildet,
greifen die Mittel 18 nicht ein und beeinflussen die Art
der Steuerung der Umrichter durch die Steuervorrichtung 16 nicht.
Sollte jedoch der Strom, aus welchen Gründen auch immer, beispielsweise
durch einen raschen Abfall der Wechselspannung infolge eines Erdschlusses
im Wechselspannungsnetz, rasch ansteigen und diesen Wert überschreiten,
so greifen die Mittel 18 ein.
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Die
verschiedenen Fälle,
die dann eintreten können,
werden nun erörtert.
Zunächst
wird angenommen, dass der Strom sich vom Wechselspannungsnetz zum
Gleichspannungsnetz bewegt, wenn der erste vorbestimmte Wert der
Amplitude dessen überschritten
wird, was bedeutet, dass vom Kästchen 19 eine
logische Eins an die Gatter 24 und 25 gesendet
wird. Fließt
der Strom durch das zweite Stromventil 10, was bedeuten
würde,
dass er durch den IGBT 13 fließt, so empfängt das Gatter 25 an
seinem zweiten Eingang eine logische Eins, was zur Betätigung der
Steuervorrichtung 16 führt,
um den Umrichter so zu steuern, dass der Strom umgepolt wird, um
stattdessen durch die Diode 14 des ersten Stromventils 9 zu
fließen,
wodurch der Strom sofort gesenkt wird, sodass ein zeitweiliges Blockieren
des Umrichters verhindert wird. Führt hingegen im gegebenen Moment
das erste Stromventil 9, was bedeutet, dass beide Eingänge des
Gatters 24 eine logische Eins empfangen, so kann keine
Umpolung zum entgegengesetzten Stromventil 10 stattfinden,
da in diesem Fall ein durch die Diode 14 fließender Strom vorhanden
ist und die Umpolung bedeuten würde, dass
der Strom durch den IGBT 13 noch rascher ansteigt. Wie
durch das Kästchen 29 angegeben
ist, wird jedoch ein gewisser Zeitraum abgewartet, bevor der Umrichter
zeitweilig blockiert wird, und die Blockierung findet nur statt,
wenn der Strom nach Ablauf dieses Zeitraums noch immer über dem
ersten Wert liegt. Es wird hervorgehoben, dass ein Kästchen 29, 30 eine
komplexere Ausgestaltung aufweisen kann, um die Belastungen an der
Diode zu berechnen. Die Länge
der Verzögerung
wird durch die Spezifikationen für
die verwendete Diode bestimmt. Durch eine derartige Verzögerung kann
möglicherweise
eine zeitweilige Sperre selbst bei Diodenstrom vermieden werden,
sollte der Überstrom
durch eine vorübergehende Überspannung
im Wechselstromnetz verursacht sein. Sollte aus welchem Grund auch
immer die Funktion gemäß Kästchen 25 versagen,
so ist eine zusätzliche
Sicherheitsmaßnahme
vorhanden, gebildet durch die Bedingung gemäß Kästchen 21, die besagt,
dass dann, wenn der Strom durch den IGBT 13 des zweiten
Stromventils 10 fließt
und dieser einen zweiten vorbestimmten oberen Wert überschreitet,
eine zeitweilige Sperre des Umrichters trotz allem ausgelöst wird.
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Umgekehrt
findet Folgendes statt, wenn die Bedingung der Gatter 26, 27 und 28 erfüllt ist:
Ein Strom durch den IGBT 12 im ersten Stromventil 9 mit einem
Wert über
dem ersten unteren Wert (Bedingung gemäß Kästchen 20 ist erfüllt) bedeutet,
dass das Gatter 26 die Steuervorrichtung betätigt, um
den Umrichter so zu steuern, dass der Strom umgepolt wird, um stattdessen
durch die Diode 15 des zweiten Stromventils 10 zu
fließen,
sodass eine sofortige Senkung des Stroms erzielt wird. Ist hingegen
die Bedingung gemäß Kästchen 20 erfüllt, aber
der Strom fließt
im Moment durch die Diode 15, so empfängt das Gatter 27 an
beiden Eingängen
eine Eins, jedoch kann keine Umpolung zum entgegengesetzten ersten
Stromventil 9 stattfinden, trotzdem aber es kommt zu einer
Verzögerung
der Aktivierung der zeitweiligen Sperre des Umrichters auf die oben
beschriebene Weise, was durch das Kästchen 30 dargestellt
ist. Ist die Bedingung gemäß Kästchen 22 erfüllt, d.
h. der Strom durch den IGBT 12 des ersten Stromventils 9 liegt über dem
zweiten vorbestimmten oberen Wert, so stellt das Gatter 28 die
zeitweilige Blockierung des Umrichters sicher. Die zeitweilige Blockierung
des Umrichters wird vorzugsweise aufgehoben, sobald der Strom durch
diesen auf einen Wert unter dem ersten vorbestimmten unteren Wert
gesunken ist.
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Es
wird betont, dass die gewöhnliche
Stromregulierung der Steuervorrichtung die ganze Zeit „läuft" und demzufolge von
der von den Mitteln durchgeführten
Regulierung übergangen
wird, wenn die Bedingungen für
ihr Eingreifen in die Steuerung der Umrichter durch die Steuervorrichtung
erfüllt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist natürlich
in keiner Weise auf die oben beschriebene, bevorzugte Ausführungsform
eingeschränkt,
und für
Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung sind zahlreiche Möglichkeiten
für Modifikationen
an ihr ersichtlich, die jedoch nicht vom Grundkonzept der Erfindung,
das in den Ansprüchen
definiert ist, abweichen.
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Wie
bereits erwähnt
kann die Anlage zahlreiche Komponenten aufweisen, die in den Zeichnungen
nicht dargestellt sind, wie etwa Oberwellenfilter zur Beseitigung
von Oberwellenströmen,
die in der Pulsweitenmodulation erzeugt werden.
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Auch
wenn in 1 für einige Elemente, Mittel oder
dergleichen Symbole abgebildet sind, so ist es nicht unbe dingt notwendig,
dass diese als separate Komponenten vorhanden sind, sondern die
Funktionen können
ebenso auch durch andere Komponenten, die zudem noch andere Aufgaben
haben, erfüllt
werden, und beispielsweise müssen
Werte nicht direkt gemessen werden, sondern können ebenso aus Werten von
beliebigen anderen gemessenen Größen berechnet
werden.
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Die
Anlage kann mehr als eine Station aufweisen, wobei vorzugsweise
jede Station die Mittel zum Eingreifen in die Stromregulierung aufweisen. Es
ist dann ebenso möglich,
dass eine der Stationen spannungsregulierend ist, d. h. den Umrichter
steuert, um die Spannung des Gleichspannungsnetzes an dieser Station
zu regulieren.
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Auch
wenn die den Kästchen 21, 23, 22 und 28 in 2 entsprechenden
Funktionen weggelassen werden könnten,
bilden sie dennoch ein zusätzliches
Sicherheitsmerkmal.
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Die
Erwähnung
des zweiten vorbestimmten Pegels in Anspruch 1 ist nicht als die
Erfindung einschränkend
zu betrachten, sondern deutet nur auf die offensichtliche Tatsache
hin, dass der Umrichter selbstverständlich blockiert wird, wenn
der Strom zu hoch wird.
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In
den Elementen, die detektieren, durch welches Stromventil der Strom
fließt,
können
Detektoren der Steuerimpulse der Steuervorrichtung enthalten sein.