DE2350778C2

DE2350778C2 - Mehrphasige Stromrichterstation für eine HGÜ-Anlage

Info

Publication number: DE2350778C2
Application number: DE2350778A
Authority: DE
Inventors: Karl Werner 6806 Viernheim Kanngießer
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1973-10-10
Filing date: 1973-10-10
Publication date: 1983-08-18
Also published as: US3942089A; FR2247837A1; SE7412674L; GB1477026A; CA1029805A; FR2247837B3; CH582965A5; SE395801B; DE2350778A1

Description

2 · 3 ■ U₈ ■ -A · J₄ = 4- U₈-J₄ 2-2- U₀-J₄ = 4 ■ l'g · J,

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrphasige Stromrichterstation für eine HGÜ-Anlage (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Anlage) gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Stromrichterstation für eine HGÜ-Anlage ist aus der GB-PS 10 78 336 bekannt. Dort liegen sechs Stromrichter in Reihe zwischen den Klemmen des ersten HGÜ-Netzes. Der Verbindungspunkt zwischen drittem und viertem Stromrichter ist geerdet. Zwischen dem ersten und dem zweiten sowie zwischen dem fünften und dem sechsten Stromrichter befinden sich die Anzapfungen für das /weite HGÜ-Netz mit niedrigerer Spannung als der des ersten Netzes. Die Stromrichterventile aller Stromrichter sind so gepolt, daß sich eine einzige, gemeinsame Stromflußrichtung durch die Serienschaltung der Stromrichter ergibt. Wechselspannungsseitig sind die Stromrichter mit einem Drehstromnetz verbunden. Diese Stromrichterstation ist beispielsweise zur Speisung des zweiten HGÜ-Netzes und des Drehstromnetzes aus dem ersten HGÜ-Netz geeignet. Eine vollständige Übertragung der Leistung aus dem .,ersten HGÜ-Netz in das zweite HGÜ-Netz ist, nicht •-^möglich, da stets ein Teil der Leistung Hn das Drehstromnetz abgeführt werden muß.

Beim Aufbau einer HÜG-Anlage mit mehreren Gleichspannungsebenen ergibt sich das Problem, aus einem HGÜ-Gleichstromnetz mit höherer Gleichspannung ein Gleichspannungsnetz mit niedrigerer GleichEine solche Anordnung kanⁿ als die Kombination zweier Stromrichterstationen autgefaßt werden und darf somit als bekannt gelten. Der Nachteil dieser Anordnung ist ihr hoher Aufwand, denn es muß eine Stromrichterleistung installiert werden, die doppelt so hoch ist wie die zu übertragende Leistung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromrichterstation für eine HGÜ-Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die vollständige Transformation der Leistung aus einem ersten HGÜ-Gleichstromnetz mit höherer Spannung in ein zweites HGÜ-Gleichstromnetz mit niedrigerer Spannung oder umgekehrt ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Im Zusammenhang mit einer beim Gegenstand des Anspruches I möglichen Energierichtungsumkehr ist es beispielsweise aus der DE-OS 15 13 827 bekannt, zur wahlweisen Spannungsabgabe eines Stromrichters in der einen oder anderen Richtung entweder einen

ho Polumschalter vorzusehen oder den Stromrichter vom Gleichrichter- und den Wechselrichterbetrieb umzusteuern. Es ist dabei· jedoch nicht vorgesehen, eine ^Kombination von mehreren Stromrichtern mit unterschiedlicher Betriebsart in einer Station einzusetzen.

Der mit der Erfindung gegenüber der gattungsgemäßen Stromrichterstation erzielbare Vorteil besteht darin, daß- die gesamte Leistung zwischen zwei HGÜ-Netzen übertragbar ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen erläutert. In den F i g. 2 und 3 sind dabei Stromrichterstatio- ί nen mit unterschiedlichen Glättungsdrossel-Beschaltungen dargestellt.

Wie in Fig. 1 weisen die Anschlüsse 1, 2 des ersten HGÜ-Gleichstromnetzes gemäß Fig. 2, 3+ bzw. - 600 kV gegen Erde auf. '»

Mit dem Leiter 1 ist eine Wechselrichterbrücke 28 mit Nennspannung Ub verbunden, die über den Transformator 32 in die Sammelschiene 38 einspeist. Die Sammelschiene 38 wird ebenfalls gespeist von einer Wechselrichterbrücke 31, die über den Transformator r> 35 auf die Sammelschiene 38 einspeist. Von der Sammelschiene ab gehen die Transformatoren 33, 34. die über die Gleichrichterbrücken 29, 30, jede mit der Nennspannung 2 Ub, in die Leiter 25, 26 des zweiten HGÜ-Gleichstromnetzes einspeisen, das hier mit ±400 kV gegen Erde angenommen ist. Zwischen der Wechselrichterbrücke 28 und der Gieichrichterbrücke 29 bzw. der Wechselrichterbrücke 31 und oer Gieichrichterbrücke 30 sind die Leiter 25, 26 des zweiten HGÜ-Gleichstromnetzes angeschlossen. 2i

Die schaltungsgemäße Ausbildung der Wechselrichter- und Gleichrichterbrücken ist dem Durchschnittsfachmann hinlänglich bekannt. Die Wechselrichterbrükken 28, 31 speisen auf die Sammelschiene 38, die über die Transformatoren 33, 34 und die zugehörigen 3» Gleichrichterstationen 29 und 30 in das zweite Gleichstromnetz einspeisen. Dabei ist die installierte Stromrichterleistung folgendermaßen zu berechnen:

2 ■ U_B ■ ²/_} ■ Ja = % " U_B ■ J_x
2-2CZ₀-V₃-Jj = % ■ Ub " ■/,<

⁸A -U₈-J₄

Es ergibt sich daraus der Vorteil, daß die erfindungsgemäße Anordnung nur ein Drittel des technischen Aufwandes aufweist, der aufgewendet werden müßte, wenn die Stromrichterstationen der eingangs genannten Art nach der herkömmlichen Art, wie in Fig I gezeigt, aufgebaut würde.

Die Sammelschiene 38 kann mit einem vorhandenen Drehstromnetz verbunden werden. Sofern dieses Netz leistungsfähig genug ist, kann die von den Stromrichterbrücken benötigte Blindleistung von diesem Netz bezogen werden. Ein Teil der Blindleistung wird von den üblicherweise vorzusehenden Filterkreisen zur Aufnahme der Oberschwingungsströme bereitgestellt Die Anordnung ist jedoch auch funktionsfähig, wenn ein Drehstromnetz nicht verfügbar ist. In diesem Fail wird das Drehstromzwischennetz durch die Sammelschiene 38 repräsentiert. Die benötigte Blindleistung der Stromrichter kann durch rotierende Phasenschieber oder Kondensatoren bereitgestellt werden. Im ersten Fall können die Synchronphasenschieber in bekannter Weise zur Regelung der Sammelschienenspannung herangezogen werden.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf die Energierichtung von dem Gleichstromnetz höherer Spannung zum Gleichste ><nnetz niedrigerer Spannung beschränkt. Es ist in gieHier Weise die umgekehrte Energierichtung möglich, sofern die Stromrichter mit umgekehrter Polarität angeordnet und mit entgegengesetzter Betriebsan gesteuert werden, d. h„ in der Beschreibung zu F i g. 2 sind die Begriffe Gleichrichter und Wechselrichter jeweils zu vertauschen.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann die Anordnung auch zur wechselseitigen Energieübertragung eingesetzt werden. Erfinckingsgemäß sind hierbei die einzelnen Stromrichterbrücken mit Umpoltrennschaltern in an sich bekannter Weise ausgerüstet, die die notwendige Polaritätsumkehr der Stromrichter bewirken.

Der wirtschaftliche Erfolg der beschriebenen Stromrichteranordnung kann noch vergrößert werden, wenn man die in Fig.2 dargestellten Glättungsdrosseln 36, 36a, 37, 37a zwischen der Stromrichterstation und den beiden Gleichstromnetzen derart kombiniert, daß jeweils zwischen Gleichrichter- und Wechselrichterbrücke eine Glättungsdrossel 36 bzw. 37 mit Anzapfung ve.gesehen ist, mit denen die Leiter des Gleichstromnetzes niedrigerer Spannung verbunden sind. Eine solche Anordnung ist in F i g. 3 dargestellt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mehφhasige Stromrichterstation für eine HGÜ-Anlage zum Energieaustausch zwischen einem ersten HGÜ-Netz mit höherer Spannung und einem zweiten HGÜ-Netz mit niedrigerer Spannung, bestehend aus zwei symmetrisch zu einem geerdeten Verbindungspunkt angeordneten Stationshälften mit mindestens je zwei in Reihe geschalteten Stromrichtern, die jeweils zwischen sich eine mit dem zweiten HGÜ-Netz verbundene Anzapfung aufweisen, wobei die Stromrichter beider Stationshälften gleichstromseitig zwischen die Leiter des ersten HGÜ-Netzes in Reihe geschaltet sind π und wechselstromseitig über Stromrichtertransformatoren parallel an einem Drehstromnetz liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitig der Anzapfungen liegenden Stromrichter (28, 29 bzw. 30, 31) bezüglich ihrer Stromflußrichtung jo einander entgegengeschaltet, mit unterschiedlicher, durch eine Gleich- oder Wechselrichterfunktion definierte Betriebsart betrieben und derart gesteuert sind, daß die Wechselrichterleistung gleich der Gleichrichterleistung ist.

2. Stromrichterstation nach Anspruch 1 zur Energieübertragung mit wechselnder Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stromrichter (28, 29, 30, 31) mit Umpoltrennschaltern ausgerüstet sind. J0

3. Stromrichterstation nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite HGÜ-Netz an den Mittelpunkt einer zwischen den Stromrichter (28, 29 bzw. 30, 31) liegenden Drosselspule (37 bzw. 36) angeschlossen ist.(Fig.3).

spannung zu speisen, wobei jedoch nur ein Teil der Energie in dieses zweite HGÜ-Gleichstromnet7 eingespeist wird, während der andere Teil der Energie des ersten HGÜ-Gleichstromnetzes weitergeleitet wird. So kann es beispielsweise empfehlenswert sein, aus dem HGÜ-Gleichstromnetz mit großer Spannung ein zweites HGÜ-Netz mit niedrigerer Spannung zu speisen, welches als Ringleitung ausgebildet ist und einen Siedlungsbereich mit Energie versorgt, wobei Stromrichterstationen vorgesehen sind, welche aus dem zweiten HGÜ-Gleichstromnetz Energie in das Energieversorgungs-Wechselspannungsnetz des Siedlungsgebietes einspeisen.

Zu diesem Zweck besteht die Möglichkeit, wie F i g. 1 zeigt, aus einem ersten Gleichstromnetz eine Wechselrichterstation mit den Stromrichterbrücken 3 bis 8 zu betreiben, welche über Transformatoren 9 bis 14 in eine Drehstromsammelschicne 15 einspeisen. Diese Anordnung stellt eine konventionelle HGÜ-Anlage dar, an die eine zweite, gleich ausgeführte HGÜ-Anlage über Kuppelschalter 15a angeschlossen ist. Letztere besteht aus einer Drehstrom-Sammelschiene 156; die über Transformatoren 16 bis 19 und Gleichrichterbrücken 20 bis 23 Energie in ein zweites HGÜ-Gleichstromnetz 24 einspeist, an dessen Leitern 25, 26 eine geringere Gleichspannung anliegt. Geht beispielsweise zwischen den Leitern 1 und 2 über die Brücken 3 bis 8 ein Strom, der-Λ des Nenns-romes /_ades HGÜ-Gleichstromnetzes 24 ausmacht, dessen Spannung ¹Ii der Spannung des Gleichstromnetzes 1, 2 beträgt, und beträgt die Nennspannung aller Stromrichterbrücken Ub. so belauft sich die installierte Stromrichterleistung beider Anlagen 3 bis 8 bzw. 20 bis 23 auf