CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE DAMPING OF SWITCHING-ON AND SWITCHING-OFF OSCILLATIONS IN A SWITCH GEAR INSTALLATION

Abstract: 1. A circuit arrangement for the damping of oscillations produced in a switch gear installation of an electricity supply network, at switch-on or switch-off, including transformers (Tr), current converters (Ls ) and switches (S) on and in line branches (3, 4, 5 and 6), characterized in that each of the current converters (Ls ) arranged in a transmission branch (3, 5 and 6) to serve as a longitudinal inductance (LS ) for high-frequency oscillations is connected with a parallel resistor (R) whose value is see diagramm : EP0162965,P3,F1 where fE is the natural frequency of the switch gear installation.

Description: Schaltungsanordnung zur Bedämpfung von Einund Ausschaltschwingungen in einer Schaltanlage Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Bedämpfung von Ein- und Ausschaltschwingungen in einer Schaltanlage eines Elektrizitätsversorgungsnetzes mit Transformatoren, Stromwandlern und Schaltern an und in Leitungsabzweigen. Werden Transformatorabzweige über längere Leitungsabschnitte von einer Zentralschaltanlage gespeist, dann treten unter ungünstigen Umständen Ladeschwingungen der Leitung mit deren Eigenfrequenz im Bereich von etwa 10 bis 500 kHz auf, die möglicherweise zu einer Resonanzanregung der Transformatorwicklungen führen. Derartige Ladeschwingungen entstehen beim Zuschalten einer Leitung, wenn bereits mindestens eine weitere Leitung schon unter Spannung steht. Ist am Ende eines Abzweigs ein Transformator angeschlossen und führen die Ladeschwingungen zu einer Resonanzanregung der Wicklungen, so wird die Höhe der in den Wicklungen angefachten Uberspannungen nur durch die Dämpfungskonstanten des Netzes und des Transformators bestimmt, wenn keine besonderen Vorkehrungen hiergegen vorgesehen sind. Der bekannte, normale Uberspannungsschutz durch Uberspannungsableiter ist in diesen Fällen unwirksam, weil die Amplituden im Kabelnetz und an den Transformatorklemmen die Amplituden der höchsten zulässigen Betriebsspannung nicht oder nur geringfügig überschreiten, so dass die Uberspannungsableiter nicht ansprechen. Trotzdem kann es dabei innerhalb der Wicklungen bei Resonanzanregung je nach Da.prung zu Uberspannungsfaktoren von etwa 10 bis 40 koen. Als Abhilfe ist bereits vorgeschlagen, zur zusätzlichen Dämpfung Schalter mit Vorkontakten und Widerständen zu verwenden. Diese Lösung ist jedoch wegen des apparativen Aufwandes bei Mittelspannungsschaltern unwirtschaftlich. Es ist auch schon bekannt, zur zusätzlichen Dämpfung am Schalter oder vorzugsweise am Transformator RC-Glieder zwischen Phase und Erde vorzusehen. Dies erfordert jedoch beispielsweise, dass auf die platzsparende, direkte Einführung des Kabels in den Transformator über Kabel endverschlusse verzichtet werden muss. Durch die DE-OS 28 42 341 ist darüber hinaus zum schalt anlagenseitigen Einbau in Hochspannungskabelnetzen ein Dämpfungsglied bekannt, das aus einer räumlich konzentrischen Anordnung von einem spannungsabhängigen Widerstand, einem Festwiderstand und einer Drosselwicklung besteht. In dieser Anordnung sind die drei genannten Widerstände elektrisch parallel geschaltet. Diese Anordnung ist jedoch verhältnismässig aufwendig und zwar vor allem in den Fällen, in denen sie speziell an die Verhältnisse in den einzelnen Abzweigen angepasst sein muss. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Be dämpfung von Ein- und Ausschaltschwingungen in einer Schaltanlage eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die einfach und wirtschaftlich an Besonderheiten des jeweiligen Einsatzfalles anpassbar ist und durch die die Art der jeweils erforderlichen Anpassung vorgegeben ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgexass für eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelost, dass parallel zu jedem der in einem Transformatorabzweig liegenden, gegen hochfrequente Schwingungen als Längsinduktivität LS wirkenden Stromwandler der Schaltanlage ein Parallelwiderstand R der Grösse R = 2° fELS geschaltet ist, wobei E die Eigenfrequenz der Schaltan- lage ist. Nach zweckmässigen Weiterbildungen der Erfindung ist hin sichtlich der Eigenfrequenz fE zur Bestimmung der Grösse des Parallelwiderstandes R lediglich der dominierende Einfluss der Eigenfrequenz des jeweils angeschlossenen Transformators berücksichtigt und ist nicht nur den Stromwandlern in Abzweigen zu Transformatoren, sondern auch in anderen Abzweigen, soweit sie Anteile eines Hochfrequenzstromes führen, liegenden Stromwandlern ein Parallelwiderstand parallel geschaltet. Der besondere Vorteil der erfindungsgemässen Lösung besteht darin, dass je Abzweig nur ein einziges zusätzliches Bauelement, und zwar je Stromwandler je ein Parallelwiderstand erforderlich ist, um eine optimale Bedämpfung der Eigenfrequenz der Anlage zu erreichen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Ein Netzleiter 1 eines elektrischen Versorgungsnetzes ist über eine Brücke 7 mit einer Leiterschiene 2 in einer Schaltanlage verbunden. Die Leiterschiene 2 ihrerseits speist Abzweige 3, 4, 5 und 6. Die Abzweige 3, 5 und 6 führen über je einen eigenen Schalter S und einen Stromwandler ES zu je einem Transformator Tr. Der Abzweig 4 enthalt lediglich einen Schalter S sowie einen Stromwandler Ls. Die Abzweige 3, 4, 5 und 6 sind bis zu einigen Kilometern lang, so dass beim Ein- oder Ausschalten Lade- bzw. Wiederzündschwin- gungen 11 Frequenzbereich von 10 bis 500 kHz auftreten. Dies rist insbesondere dann der Fall, wenn bereits mindestens einer der Sehalter S geschlossen ist. Da diese Schwingungen angeschlossene Anlagenteile und dabei vor allem die Transformatoren Tr gefahrden, ist erfindungsgemäss elektrisch parallel zu jedem der Stromwandler L5 ein Parallelwiderstand R vorgesehen. Mit dem bei hohen Frequenzen eine beachtliche Längsinduktivität in der GroBenordnung von 10 bis 50 pH aufweisenden Stromwandler L5 zusammen, stellt jeder der Parallelwiderst n- de R eine optimale Bedämpfung der Eigenfrequenz E der Schaltanlage dar, wenn R = 2f fEL5 gewahlt ist. Da sich die Eigenfrequenz der Anlage mit dem Schaltzustand je nach der Anzahl und der Länge der abgehenden Leitungen ändert, ist es häufig zweckmässiger, die Pa rallelwiderst nde R auf die kritische Eigenfrequenz des jeweils angeschlossenen Transformators Tr abzustimmen. Darüber hinaus haben Versuche gezeigt, dass es vorteilhaft ist, die Stromwandler L5 nicht nur in den Abzweigen 3, 5 und 6 mit Transformatoren, sondern in allen Abzweigen die wesentliche Anteile des Hochfrequenzstroms fuhren, also beim dargestellten Ausführungsbeispiel auch im Abzweig 4, zu beschalten. 3 Patentanspruche 1 Zeichnung

Claims: Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zur Bedämpfung von Ein- und Ausschaltschwingungen in einer Schaltanlage eines Elektrizitätsversorgungsnetzes mit Transformatoren (Tr), Stromwandlern (los) und Schaltern (S) an und in Leitungsabzweigen (3, 4, 5 und 6), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass parallel zu jedem der in einem Transformatorabzweig (3, 5 und 6) liegenden, gegen hochfrequente Schwingungen als Längsinduktivität wirkenden Stromwandler (los) der Schaltanlage ein Parallel widerstand R der Grösse R = 2t fELS geschaltet ist, wobei fE die Eigenfrequenz der Schaltanlage ist. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h gek e n n z e ich ne t , dass hinsichtlich der Eigenfrequenz (fE) zur Bestimmung der Grösse des Parallelwiderstandes (R) lediglich der dominierende Einfluss der Eigenfrequenz des jeweils mit dem Dämpfungsglied in Reihe liegenden Transformators (Tr) berücksichtigt ist. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass nicht nur den Stromwandlern (los) in Abzweigen (3, 5 und 6) zu Transformatoren, sondern auch in anderen Abzweigen (4), soweit sie Anteile eines Hochfrequenzstromes führen, liegenden Stromwandlern (los) ein Parallelwiderstand (R) parallel geschaltet ist.

Inventors: MULLER, WALTER, DR. DIPL.-ING., Müller, Walter, Dr. Dipl.-Ing.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: H02H9
IPC codes: H02H9