DE714269C - Converter system for an electrical energy transmission with high voltage direct current - Google Patents

Description

Stromrichteranlage für eine elektrische Energieübertragung mit hochgespanntem Gleichstrom Es ist bekannt, Fernleitungen zur übertragung elektrischer Energie mit hochgespanntem Gleichstrom zu betreiben, eine Übertragungsart, die besonders dann vorteilhaft ist, wenn die Übertragungsleitungen als Kabel verlegt sind. Es ist weiterhin bekannt, die elektrische Energie, welche in üblicher Weise durch Wechselstromgeneratoren erzeugt wird, mit Hilfe von steuerbaren Gas- oder Dampfentladungsstrecken mit lichtbogenartiger Entladung in Gleichstromenergie umzuwandeln und am Ende der Fernleitung ebenfalls steuerbare Entladungsstrecken vorzusehen, die die Gleichstromenergie wieder in Wechselstromenergie zurückverwandeln und sie einem Wechselstromverteilungsnetz zuführen.Converter system for an electrical energy transmission with high voltage Direct current It is known to use long-distance lines for the transmission of electrical energy to operate high-voltage direct current, a type of transmission that is particularly important then it is advantageous if the transmission lines are laid as cables. It is still known, the electrical energy generated in the usual way by alternators is generated with the help of controllable gas or vapor discharge paths with arc-like To convert discharge into direct current energy and at the end of the long-distance line as well Provide controllable discharge paths that convert the direct current energy back into alternating current energy convert them back and feed them to an AC distribution network.

Gegenstand der Erfindung ist eine Stromrichteranlage dieser Art, welche Wechselstrom in hochgespannten Gleichstrom bzw. hochgespannten Gleichstrom in Wechselstrom umformt, die aber den bekannten Anordnungen gegenüber erhebliche Vorteile bietet.The invention relates to a converter system of this type, which Alternating current in high voltage direct current or high voltage direct current in alternating current reshaped, which, however, offers considerable advantages over the known arrangements.

Gemäß der Erfindung wird die Gesamtzahl der auf eine Gleichstromleitung arbeitenden Entladungsgefäße in Gruppen unterteilt. Sämtliche auf die Gleichstromleitung arbeitenden Entladungsgefäße werden dabei unter sich- gleichstromseitig parallel geschaltet, und es werden schließlich den Gruppen dieser parallel geschalteten Entladungsgefäße je besondere Transformatoren zugeordnet, die von besonderen Generatoren gespeist werden. Eine Unterteilung der Entladungsstrecken in mehrere Gruppen, die aus voneinander getrennten Wechselstromduellen gespeist werden, ist bereits vorgeschlagen worden. Nach diesem Vorschlag werden jedoch die einzelnen Gruppen der Entladungsstrecken gleichstromseitig nicht parallel, sondern hintereinandergeschaltet, wodurch eine Spannungsaufteilung auf die einzelnen Gruppen erreichi wird.According to the invention, the total number of times on a DC line working discharge vessels divided into groups. All on the DC line working discharge vessels are parallel to each other on the DC side switched, and finally the groups of these discharge vessels connected in parallel each assigned to special transformers, which are fed by special generators will. A subdivision of the discharge paths into several groups, which consist of one another separate alternating current duels have already been proposed. According to this proposal, however, the individual groups of the discharge paths on the DC side not in parallel, but in series, whereby a Allocation of tension to the individual groups is achieved.

Für die Erfindung werden zweckmäßig Entladungsgefäße verwendet, die mit einer möglichst geringen Anzahl von Anoden ausgerüstet sind. Besonders vorteilhaft sind dreianodige Gefäße, bei denen jede Anode einer Phase eines Drehstromnetzes bzw. einer Phase eines die Entladungsgefäße speisenden Transformators zugeordnet ist. Eine Umformeranordnung nach der Erfindung besteht demnach beispielsweise aus vier Gruppen von dreianodigen Entladungsgefäßen, und jede dieser Gruppen enthält vier Entladungsgefäße, die wechselstromseitig in Parallel- Die den einzelnen Gruppen von Entladungsgefäßen zugeordneten Generatoren können mit der gleichen Frequenz betrieben werden, es ist jedoch zweckmäßig, die Phasenlage der von ihnen erzeugten Spannungen gegeneinander zu versetzen. Man kann die Generatoren beispielsweise mechanisch miteinander kuppeln und die Läufer derart anordnen, daß die Generatoren sämtlich die gleiche Frequenz, aber Spannungen verschiedener Phasenlage erzeugen. Die Phasenlage der den Gruppen von Entladungsgefäßen zuzuführenden Spannungen kann auch dadurch versetzt werden, daß für die Transformatoren der Entladungsgefäße Schaltungen an sich bekannter Art verwendet werden, die bei gleicher Phasenlage- der Primärspannungen Sekundärspannungen mit verschiedener Phasenlage liefern.Discharge vessels which are equipped with the smallest possible number of anodes are expediently used for the invention. Three-anode vessels in which each anode is assigned to a phase of a three-phase network or to a phase of a transformer feeding the discharge vessels are particularly advantageous. A converter arrangement according to the invention accordingly consists, for example, of four groups of three-anode discharge vessels, and each of these groups contains four discharge vessels, which are connected on the alternating current side in parallel The generators assigned to the individual groups of discharge vessels can be operated at the same frequency, but it is expedient to offset the phase position of the voltages generated by them with respect to one another. The generators can, for example, be mechanically coupled to one another and the rotors can be arranged in such a way that the generators all generate the same frequency but voltages of different phase positions. The phase position of the voltages to be supplied to the groups of discharge vessels can also be offset by using circuits of a known type for the transformers of the discharge vessels which supply secondary voltages with different phase positions for the same phase position of the primary voltages.

Die den einzelnen Gruppen von Entladungsgefäßen zugeordneten Generatoren können auch mit verschiedenen Frequenzen betrieben werden, was insbesondere für die Beseitigung der Oberwellen in der Gleichstromleitung von Vorteil ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß an sich unabhängige Generatoren gleicher Frequenz verwendet werden, daß aber die Wechselstromleitungen der Generatoren über Widerstände, vorzugsweise Drosselspulen, lose miteinander elektrisch gekoppelt werden. Wichtig ist in jedem Falle, daß im Gegensatz zu den bisher üblichen Umformeranordnungen die Gesamtheit der an der Umformung beteiligten Entladungsgefäße gleichstromseitig fest verbunden, daß wechselstroinseitig dagegen diese Verbindung elektrisch mehr oder weniger ganz aufgetrennt ist.The generators assigned to the individual groups of discharge vessels can also be operated at different frequencies, which is especially useful for the elimination of harmonics in the direct current line is beneficial. Another The possibility is that generators of the same frequency are independent in themselves be used, but that the alternating current lines of the generators via resistors, preferably choke coils, are loosely electrically coupled to one another. Important is in any case that in contrast to the previously common converter arrangements the entirety of the discharge vessels involved in the deformation on the DC side firmly connected, that alternating current side, however, this connection electrically more or less completely separated.

Die Entladungsstrecken, welche zur Gleichrichtung bzw. Wechselrichtung am Anfang und am Ende der Gleichstromleitung dienen, werden zu Regelzwecken in bekannter Weise mit Steuerelektroden, beispielsweise Steuergittern, ausgerüstet. Vorteilhaft ist es, die Steuerung sämtlicher untereinander parallel geschalteter Entladungsstrecken mit einem einzigen Steuergerät durchzuführen, so daß alle Entladungsstrecken gemeinsam geregelt werden können. Dabei sind jedoch Schutzanordnungen von Vorteil, die es gestatten, bei Störungen an einzelnen Entladungsgefäßen nur diese Entladungsgefäße abzuschalten, die übrigen Gefäße dagegen in betriebsmäßigem Zustande zu erhalten. Fernerhin sind Mittel vorzusehen, die dafür sorgen, daß die Gesamtleistung gleichmäßig auf alle parallel geschalteten Entladungsgefäße verteilt wird. Handelt es sich um Gleichstromübertragungsleitungen, denen auf der Erzeugerseite, d. h. an der Stelle der Wechselstrom-,leichstromumformung, eine längereWechsel-' 0 yinleitung oder ein größeresWechselstrorn-F'z vorgeschaltet ist" so ist es zweckmäßig, L '. I Entladungsgefäße mit verschiedener Teilaussteuerung zu betreiben; denn es werden dann die bei der Steuerung der Entladungsstrecken entstehenden Oberwellen weitgehend .von dem speisenden Wechselstromnetz ferngehalten.The discharge paths, which are used for rectification or alternation at the beginning and at the end of the direct current line, are equipped in a known manner with control electrodes, for example control grids, for control purposes. It is advantageous to carry out the control of all of the discharge paths connected in parallel with one another with a single control device, so that all of the discharge paths can be regulated together. In this case, however, protective arrangements are advantageous which allow only these discharge vessels to be switched off in the event of malfunctions in individual discharge vessels, while the other vessels, on the other hand, can be kept in an operational state. Furthermore, means are to be provided which ensure that the total output is evenly distributed to all discharge vessels connected in parallel. If it is a matter of direct current transmission lines, which are connected upstream of a longer alternating current line or a larger alternating current line on the generating side, i.e. at the point of alternating current, light current conversion, "it is advisable to use L '. I discharge vessels with different partial levels to operate; because then the harmonics that arise when controlling the discharge paths are largely kept away from the feeding AC network.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Stroinrichteranlage für eine elektrische Energieübertragung finit hochgespanntem Gleichstrom, bei der Wechsel-Strom in Gleichstrom bzw. Gleichstrom in Wechselstrom durch gesteuerte Stromrichter mit lichtbogenartiger Entladung umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet. rlaß die Gesamtzahl der auf eine-Gleich-Stromleitung arbeitenden Entladungsgefäße in Gruppen unterteilt ist, daß sämtliche auf die Gleichstromleitung arbeitenden Entladungsgefäße unter sich gleichstromseitig parallel geschaltet sind und daß den Gruppen dieser parallel geschalteten Entladungsgefäße je besondere Transformatoren zugeordnet sind, die von besonderen Generatoren gespeist -,-."erden. .-Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoren über Widerstände, vorzugsweise Drosselspulen, elektrisch miteinander lose gekoppelt sind. 3. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoren mechanisch miteinander gekuppelt sind. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren der Generatoren derart angeordnet sind, daß die von den Generatoren erzeugten Spannungen in der Phase gegeneinander versetzt sind. Anlage nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß riie Generatoren mit verschiedenen Frequenzen betrieben werden. 6. -Anlage nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß die den Umformern zugeordneten Transformatoren primärseitig oder sekundärseitig eine derartige Wicklungsanordnung erhalten. daß die den Entladungsstrecken zugeordneten Wechselspannungen in der Phase gegeneinander versetzt sind. ;. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen der den Gruppen von Entladungsgefäßen zugeordneten Transformatoren in an sich bekannter Weise über Saugdrosselspulen miteinander elektrisch verbunden sind. B. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sämtlichen paraller, geschalteten Entladungsgefäßen bzw. E4t f' ladungsgefäßgruppen eine gemeinsame Gittersteuerungseinrichtung zugeordnet ist. g. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um eine gleichmäßige Belastungsverteilung der Entladungsgefälle bzw. Entladungsgefäßgruppen zu erzwingen. io. Anlage nach Anspruch i, insbesondere für Gleichstromleitungen, denen auf der Gleichrichterseite längere - Wechselstromleitungen oder Wechselstromnetze ,vorgeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsstrecken mit verschiedener Teilaussteuerung betrieben werden. i i. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichstromseitig parallel geschalteten Entladungsgefäße mit Schutzeinrichtungen ausgerüstet sind, durch die in an sich bekannter Weise die Entladungsgefäße gesperrt werden können, und daß diese Schutzeinrichtungen derart ausgebildet sind, daß die Entladungsgefäße einzeln abgeschaltet werden.PATENT CLAIMS: i. Power converter system for electrical energy transmission finite high-voltage direct current, in which alternating current is converted into direct current or direct current converted into alternating current by controlled converters with an arc-like discharge is characterized by. Let the total number of on a DC power line working discharge vessels is divided into groups, that all on the direct current line working discharge vessels are connected in parallel with each other on the DC side and that the groups of these parallel-connected discharge vessels each have special transformers are assigned, which are fed by special generators -, -. "ground.. system according to Claim i, characterized in that the generators via resistors, preferably Choke coils, electrically loosely coupled to one another. 3. Plant according to claim i, characterized in that the generators are mechanically coupled to one another are. Plant according to claim 3, characterized in that the rotors of the generators are arranged so that the voltages generated by the generators in the Phase are offset from one another. Plant according to claim i. characterized, that riie generators are operated at different frequencies. 6. -Appendix after Claim i. characterized in that the transformers assigned to the converters Received such a winding arrangement on the primary or secondary side. that the alternating voltages assigned to the discharge paths in phase with one another are offset. ;. System according to claim i, characterized in that the secondary windings the transformers assigned to the groups of discharge vessels in electrically connected to one another in a manner known per se via suction throttle coils are. B. System according to claim i, characterized in that all parallel, switched discharge vessels or E4t f 'charge vessel groups have a common grid control device assigned. G. Plant according to claim i, characterized in that means are provided are to ensure an even load distribution of the discharge gradient or discharge vessel groups to force. ok System according to claim i, in particular for direct current lines, those on the rectifier side that are longer - AC lines or AC networks , are connected upstream, characterized in that the discharge paths with different Partial control can be operated. i i. Plant according to claim i, characterized in that that the discharge vessels connected in parallel on the DC side with protective devices are equipped, through which the discharge vessels are blocked in a manner known per se can be, and that these protective devices are designed such that the Discharge vessels are switched off individually.