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Bypass fuer Frequenzumformer zur Kurzschlussklaerung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000181556D
Original Publication Date: 2009-Apr-27
Included in the Prior Art Database: 2009-Apr-27
Document File: 1 page(s) / 23K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei der Speisung eines Inselnetzes, also eines definiert abgegrenzten Netzes, dass im Normalfall durch eine eigene Energiequelle versorgt wird, durch ein externes Versorgungsnetz, bei der sich die jeweiligen Netzfrequenzen unterscheiden, kommen statische Frequenzumformer zum Einsatz. Diese passen die Frequenz der Versorgungsspannung an die Frequenz der Inselnetzspannung an. Dabei ist die Leistungsabgabe an das Inselnetz an einen Wert knapp ueber der Nennleistung des Frequenzumformers gebunden, da die verwendeten Halbleiter nur bedingt ueberlastbar sind. Fuer ein verlaessliches, selektives Ausloesen der Schutzorgane im Inselnetz ist jedoch in aller Regel ein Vielfaches dieses Nennstroms notwendig. Einen solch grossen Fehlerstrom koennen die Frequenzumformer nicht liefern, es sei denn sie sind von vornherein fuer diesen Strom ausgelegt. Dies wuerde jedoch eine Ueberdimensionierung darstellen, die aus Kostengruenden nicht vertretbar waere.

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Bypass fuer Frequenzumformer zur Kurzschlussklaerung

Idee: Juergen Moser, DE-Erlangen; Uwe Krebs, DE-Erlangen

Bei der Speisung eines Inselnetzes, also eines definiert abgegrenzten Netzes, dass im Normalfall durch eine eigene Energiequelle versorgt wird, durch ein externes Versorgungsnetz, bei der sich die jeweiligen Netzfrequenzen unterscheiden, kommen statische Frequenzumformer zum Einsatz. Diese passen die Frequenz der Versorgungsspannung an die Frequenz der Inselnetzspannung an. Dabei ist die Leistungsabgabe an das Inselnetz an einen Wert knapp ueber der Nennleistung des Frequenzumformers gebunden, da die verwendeten Halbleiter nur bedingt ueberlastbar sind. Fuer ein verlaessliches, selektives Ausloesen der Schutzorgane im Inselnetz ist jedoch in aller Regel ein Vielfaches dieses Nennstroms notwendig. Einen solch grossen Fehlerstrom koennen die Frequenzumformer nicht liefern, es sei denn sie sind von vornherein fuer diesen Strom ausgelegt. Dies wuerde jedoch eine Ueberdimensionierung darstellen, die aus Kostengruenden nicht vertretbar waere.

Ein moeglicher Ansatz zur Loesung dieses Problems ist die Verwendung eines rotierenden anstelle eines statischen Frequenzumformers. Die Verwendung dieses rotierenden Umformers waere jedoch durch den auftretenden Laerm, die benoetigte Wartung etc. sehr nachteilbehaftet. Der Verzicht auf die Selektivitaet bei der Abschaltung von Kurzschluessen im Inselnetz waere ebenfalls denkbar aber nicht ratsam. Ausserdem koennte die Klaerung des Fehlers durch Zuschaltung von Generatoren auch nach erfolgtem Blackout erfolgen.

Eine neuartige Loesung sieht vor, parallel zum statischen Umformer einen Schalter anzuordnen, der beim Einschalten eine niederohmige Verbindung zwischen Ein- und Ausgang des Frequenzumformers herstellt. Dieser Schalter innerhalb der, im Folgenden Bypass genannten, Verbindung ist im Normalbetrieb offen. Wird vom Frequenzumformer ein Netzfehler detektiert, wird dieser Bypassschalter nach erfolgter Impulssperre im Frequenzumformer geschlossen, um das Inselnetz direkt mit der Versorgungsnetzspannung und ihrer festen Frequenz zu speisen. Diese Zuschaltung erfolgt jedoch nicht sofort. Um unkontrollierte Ausgleichsstroeme zu vermeiden, werden, waehrend der Frequenzumformer weiter mit Nennstrom einspeist, die Spannungen am Aus- und Eingang verglichen und erst bei gleicher Phasenlage wird der Bypassschalter geschlossen. Beis...