Traitement en cours

Veuillez attendre...

Paramétrages

Paramétrages

Aller à Demande

1. WO2020108732 - BOBINE D'ARRÊT À RÉGLAGE MAGNÉTIQUE, À BORNE CENTRALE

Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique

[ DE ]

Beschreibung

Magnetisch regelbare Drosselspule mit Mittenanschluss

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Blindleistungs kompensation in einem wenigstens einen Phasenleiter aufwei senden Hochspannungsnetz. Die Vorrichtung weist für jeden Phasenleiter einen Hochspannungsanschluss auf. Für jeden Hochspannungsanschluss wiederum sind ein erster und ein zwei ter Kernabschnitt, die Teil eines geschlossenen Magnetkreises sind, eine erste Hochspannungswicklung, die den ersten Kern abschnitt umschließt, eine zweite Hochspannungswicklung, die den zweiten Kernabschnitt umschließt und parallel zur ersten Hochspannungswicklung geschaltet ist, wenigstens ein Sätti gungsschaltzweig, der zum Sättigen wenigstens eines Kernab schnittes eingerichtet ist und ansteuerbare Leistungshalb leiterschalter aufweist, und eine Steuerungseinheit zum An steuern der Leistungshalbleiterschalter vorgesehen.

Eine solche Vorrichtung ist aus der EP 3 168 708 Al bereits bekannt. Dort ist ein so genannter „Full Variable Shunt Reac-tor" (FVSR) offenbart. Die vorbekannte Vorrichtung verfügt über zwei einander parallel geschaltete Hochspannungswicklun gen je Phase, die jeweils einen Kernschenkel eines geschlos senen Eisenkerns umschließen und an ihrem Hochspannungsende an einen Phasenleiter eines Hochspannungsnetzes angeschlossen sind. Die Niederspannungsseiten der Hochspannungswicklungen sind mit Hilfe eines Transistorschalters entweder mit einem zweckmäßig polarisierten Umrichter oder direkt mit einem Erd anschluss verbindbar. Der Umrichter ist zum Erzeugen eines Gleichstroms in der mit ihm verbundenen Hochspannungswicklung eingerichtet. Dabei wird der Gleichstrom so eingestellt, dass der von der Wicklung umschlossene Kernschenkel in einen ge wünschten Sättigungszustand getrieben wird. In diesem Sätti gungszustand weist das Kernmaterial beispielsweise eine sehr kleine magnetische Permeabilität auf, wodurch sich der magne tische Widerstand der Wicklung erhöht und deren Induktivität abgesenkt wird. Die Sättigung der besagten Kernabschnitte ist polarisationsabhängig, so dass ein über die Wicklungen flie ßender Wechselstrom je nach seiner Polarisierung im Wesentli chen nur über eine der beiden Hochspannungswicklungen fließt. So fließt beispielsweise ein positiver Wechselstrom über die erste Hochspannungswicklung während ein negativer Wechsel strom über die zweite Hochspannungswicklung zur Erde hin ab fließt. Wird der Strom nur über eine Hochspannungswicklung getrieben, kann die jeweils andere Wicklung, die gerade nicht vom Wechselstrom durchströmt wird, mit einem Gleichstrom be aufschlagt werden, um den von ihr umschlossenen Kernschenkel in dem gewünschten Maß zu sättigen.

Magnetisch gesteuerte Drosselspulen sind ferner aus der DE 20 2013 004 706 Ul und der DE 10 2012 110 969 bekannt.

Der vorbekannten Vorrichtung haftet der Nachteil an, dass die bei Betrieb auf eine Hochspannungspotential liegenden Hoch spannungswicklungen einen großen Abstand zu dem auf Erdpoten tial liegenden Kern aufweisen müssen, um die geforderte Span nungsfestigkeit bereit zu stellen. Dieser große Abstand hat zur Folge, dass sich das von der Hochspannungswicklung er zeugte Streufeld stärker ausbildet und Teile des Aktivteils wie beispielsweise den Pressrahmen, die Durchführungen, den Tank oder die Ausleitungen durchsetzt, wodurch unerwünschte Verluste entstehen und die besagten Teile erwärmt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die geringere Streufeldverlus te aufweist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass wenigstens ei ne Hochspannungswicklung einen Mittenanschluss aufweist und an ihren Wicklungsende mit dem Sättigungsschaltzweig und über den Mittenanschluss mit dem Hochspannungsanschluss verbunden ist .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist wenigstens eine Hoch spannungswicklung mit einem Mittenanschluss auf. Der Mitten- anschluss ist mit dem jeweils zugeordneten Hochspannungsan schluss verbunden. Bevorzugt sind beide Hochspannungswicklun gen, die dem gleichen Hochspannungsanschluss zugeordnet sind, mit einem Mittenanschluss versehen und über diesen mit dem Hochspannungsanschluss verbunden. Somit sind alle Hochspan nungswicklungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung über ihren Mittenanschluss mit dem Hochspannungsanschluss verbunden. Die Wicklungsenden sind hingegen mit dem Sättigungsschaltzweig verbunden. Somit liegen die Wicklungsenden, die dem oberen beziehungsweise unteren Joch des Kerns zugewandt sind, auf einem niedrigeren elektrischen Potential als bei einer ver gleichbaren Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Der Ab stand X0, Xn der Enden der oder jeder Hochspannungswicklungen zu dem oberen bzw. unterem Joch kann somit verringert werden. Dies reduziert das magnetische Streufeld und verringert folg lich die Streufeldverluste.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist darüber hinaus auch kom pakt und somit leichter als eine vorbekannte Vorrichtung, die für gleiche Leistungen und Betriebsspannungen ausgelegt ist.

Der Begriff „Mittenanschluss" ist dem Fachmann zwar bekannt. Zur Klarstellung sei jedoch ausgeführte, dass hier unter ei nem Mittenanschluss zu verstehen ist, dass eine Wicklung, die sich in Längsrichtung erstreckt und in dieser Längsrichtung übereinander liegende helixförmig gewickelte Windungen, Win dungspakete oder Spulen aufweist, an einer in Längsrichtung mittig liegenden Windung, Wicklungspaket oder Spule mit einem Anschluss ausgerüstet ist, der hier als Mittenanschluss be zeichnet ist. Die mittige Windung, das mittige Wicklungspaket oder die mittige Spule die mit dem Mittenanschluss verbunden ist oder diesen ausbildet, muss im Rahmen der Erfindung je doch nicht ganz genau in der Längsmitte der Hochspannungs wicklung liegen. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung Abwei chungen hiervon möglich.

Vorzugsweise sind der erste und der zweite Kernabschnitt über ein oberes und ein unteres Joch miteinander verbunden, wobei die Abstände X0 und Xu zwischen dem oberen und unteren Joch und dem ersten beziehungsweise zweiten Wicklungsende der mit Mittenanschluss ausgerüsteten Hochspannungswicklung (en) im Bereich von 1 bis 20 cm liegen. Dieser Bereich hat sich für die Abstände als besonders günstig herausgestellt.

Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung ist jede Hoch spannungswicklung und jeder Sättigungsschaltzweig in einem mit einem Isolierfluid befüllten Tank angeordnet. Gemäß einer Variante sind Hochspannungswicklungen und Sättigungsschalt zweig in dem gleichen Tank angeordnet. Im Rahmen der Erfin dung ist es jedoch auch möglich, dass die Hochspannungswick lungen und die Leistungselektronik des SättigungsschaltZwei ges in unterschiedlichen Tanks oder Gehäusen angeordnet sind. Dabei sind beide Gehäuse mit einem Isolierfluid befüllt, wo bei Durchführungen vorgesehen sind, um die elektrische Ver bindung der in dem Tank angeordneten Komponenten miteinander zu ermöglichen. Als Isolierfluid kommt beispielsweise ein mi neralisches Öl, ein Ester oder dergleichen in Betracht. Es können unterschiedliche Isolierfluide in verschiedenen Tanks vorgesehen sein. Bevorzugt ist jedoch das Isolierfluid in al len Tanks das gleiche. Das Isolierfluid kann abweichend davon auch als Schutzgas ausgeführt sein.

Vorzugsweise verfügt jeder Sättigungsschaltzweig über wenigs tens ein zweipoliges Submodul mit einer Brückenschaltung, die über Leistungshalbleiterschalter und eine Gleichspannungs quelle verfügt, so dass je nach Ansteuerung der Leistungs halbleiterschalter die Gleichspannungsquelle entweder in Rei he zu wenigstens einer Hochspannungswicklung schaltbar oder überbrückbar ist. Die Gleichspannungsquelle stellt bei zweck mäßiger Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter dann die notwenigen Spannungen und Gleichströme zum Sättigen des Kern schenkels der Hochspannungswicklungen bereit.

Bevorzugt ist jedes Submodul als Vollbrückenschaltung ausge bildet, die einen ersten Reihenschaltungszweig und einen zweiten Reihenschaltungszweig aufweist, die der Gleichspan- nungsquelle jeweils parallelgeschaltet sind. Jeder Reihen schaltungszweig weist eine Reihenschaltung aus zwei Leis tungshalbleiterschaltern auf, wobei der Potenzialpunkt zwi schen den Leistungshalbleiterschaltern des ersten Reihen schaltungszweiges mit einer ersten Anschlussklemme des Submo duls und der Potenzialpunkt zwischen den Leistungshalbleiter schaltern des zweiten Reihenschaltungszweigs mit der zweiten Anschlussklemme des Submoduls verbunden ist. Vollbrücken schaltungen ermöglichen eine Polarisationsumkehr an den An schlussklemmen, die mit einer so genannten Halbbrückenschal tung, die lediglich einen Parallelzweig mit zwei Leistungs halbleiterschaltern aufweist, nicht möglich ist.

Bevorzugt ist jeder Leistungshalbleiterschalter ein IGBT mit gegensinnig parallel geschalteter Freilaufdiode, ein so ge nannter GTO oder ein Transistorschalter. Vorteilhaft ist im Rahmen der Erfindung, dass jeder Leistungshalbleiterschalter sowohl von seiner Unterbrecherstellung, in der ein Stromfluss über den Leistungshalbleiterschalter nicht möglich ist, in seine Durchlassstellung oder umgekehrt überführbar ist, in der ein Stromfluss über den Leistungshalbleiterschalter er möglicht ist. Solche Leistungshalbleiterschalter werden auch abschaltbare Leistungshalbleiterschalter genannt, die sogar einen über sie fließenden Kurzschlussstrom unterbrechen kön nen, wenn geeignete Maßnahme getroffen wurden, um die dabei entstehenden Energien abzubauen.

Bevorzugt ist jede Gleichspannungsquelle ein Energiespeicher. Als Energiespeicher kommen beispielsweise elektrische Ener giespeicher in Betracht, die vorzugsweise unipolar sind. So kommen als Energiespeicher beispielsweise Kondensatoren, Su perkondensatoren, supraleitende Spulen, Batterieakkumulato ren, Supercaps oder dergleichen in Betracht. Die aufgezählten oder andere Energiespeicher können in einem Submodul einzeln auftauchen oder aber mehrere von ihnen sind in Reihe geschal tet. Auf diese Reihen- und/oder Parallelschaltung wird im Rahmen der hier vorliegenden Erfindung mit dem Begriff „Ener giespeicher" insgesamt Bezug genommen.

Zweckmäßigerweise ist der Energiespeicher mit einer Ladeein heit zum Aufladen des Energiespeichers verbunden. Bevorzugt ist der Energiespeicher an ein Versorgungsnetz anschließbar. Dies erfolgt zweckmäßigerweise über eine Ladeeinheit, die im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein kann. Wesentlich ist jedoch, dass über die Ladeeinheit dem Versorgungsnetz Energie entnommen und in dem Energiespeicher gespeichert werden kann. Diese Energie ermöglicht dann den Stromfluss zur Sättigung der jeweiligen Hochspannungswick lung .

Zweckmäßigerweise sind Ausgleichswicklungen vorgesehen, die induktiv mit den Hochspannungswicklungen gekoppelt sind, wo bei die Zusatzwicklungen mit wenigstens einem kapazitiv wir kenden Bauteil verschaltet sind. Die Ausgleichswicklungen sind im Rahmen der Erfindung mit wenigstens einer der Hoch spannungswicklungen induktiv gekoppelt. Dabei sind die Aus gleichswicklungen mit einem kapazitiv wirkenden Bauteil ver schaltet. Mit dem Begriff „verschaltet" ist gemeint, dass je des kapazitiv wirkende Bauteil galvanisch entweder direkt o-der über ein elektrisches Bauteil, wie beispielsweise eine Schalteinheit mit wenigstens einer der Ausgleichswicklungen verbunden ist. Das kapazitive Bauteil, beispielsweise ein Kondensator oder eine mit Kondensatoren ausgerüstete „Flexib le AC Transmission System" (FACTS) - Komponente, wie bei spielsweise ein „Static Synchronous Compensator" (STATCOM) , kann so Einfluss auf den Grad und Richtung der Blindleis tungskompensation nehmen. Dabei kann die Steuerungseinheit die Leistungshalbleiterschalter des FVSR so ansteuern, dass der induktive Effekt der Hochspannungswicklung bei der Blind leistungskompensation nahezu vollständig zurückgefahren wird, so dass lediglich das kapazitive Bauteil seine Wirkung ent faltet und zu einer in Summe kapazitiven Blindleistungskom pensation beiträgt. Abweichend hiervon kann die Steuerungs einheit dafür sorgen, dass die induktive Wirkung der Hoch spannungswicklungen vollständig zur Wirkung kommt, so dass die Wirkung des kapazitiven Bauteils überlagert wird, so dass in Summe eine induktive Blindleistungskompensation erfolgt.

Zweckmäßigerweise ist das kapazitive Bauteil ein Kondensator oder eine Kondensatorbatterie.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Aus führungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Bauteile verweisen und wobei

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

Vorrichtung,

Figur 2 eine der Hochspannungswicklungen mit den ihr zugeordneten Kernabschnitten der Vorrichtung gemäß Figur 1,

Figur 3 die Submodule eines Sättigungsschaltzweiges der Vorrichtung gemäß Figur 1 genauer und

Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung zeigen.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die einen mit einem Isolierfluid befüllten Tank 2 aufweist. Als Isolierfluid kommen mineralische Öle, aber auch Esterflüssigkeiten oder dergleichen in Betracht. Das Isolierfluid stellt zum einen die notwendige Spannungs festigkeit für Bauteile der Vorrichtung 1, die auf einem Hochspannungspotenzial liegen, gegenüber dem Tank 2 auf Erd potenzial bereit. Darüber hinaus dient das Isolierfluid zur Kühlung der beim Betrieb Wärme entwickelnden Komponenten.

Innerhalb des Tanks 2 ist ein Kern angeordnet, der aus einem magnetisierbaren Material, hier flächig aneinander anliegen- den Eisenblechen, zusammengesetzt ist, und einen ersten Kern schenkel 3 sowie einen zweiten Kernschenkel 4 als Kernab schnitte ausbildet. Der erste Kernschenkel 3 ist von einer ersten Hochspannungswicklung 5 umschlossen. Der zweite Kern schenkel 4 ist von einer zweiten Hochspannungswicklung 6 um geben. Zur Ausbildung eines geschlossenen Magnet- oder Eisen kreises dienen figürlich nicht dargestellte Joche, die sich von dem oberen Ende des ersten Kernschenkels 3 zum oberen En de des zweiten Kernschenkels 4 sowie vom unteren Ende des Kernschenkels 3 zum unteren Ende des Kernschenkels 4 erstre cken. In Figur 1 sind die bewickelten Kernschenkel 3 und 4 für eine Phase gezeigt. Für die beiden anderen Phasen des Hochspannungsnetzes sind jeweils zwei weitere bewickelte nicht dargestellte Kernschenkel im dem Tank 2 angeordnet, die über die Joche miteinander verbunden sind. Darüber hinaus sind zwei figürlich ebenfalls nicht dargestellte Rückfluss schenkel vorgesehen, die von keiner Wicklung umschlossen sind und sich rechts und links parallel zu den Kernschenkeln 3 be ziehungsweise 4 erstrecken. Mit anderen Worten ist bei der in Figur 1 beschriebenen einphasigen Ausführung des FVSR ein so genannter 6/2-Kern bereitgestellt. Abweichend hiervon kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 für jede Phase einen Tank 2 aufweisen. In jedem einphasigen Tank 2 wäre dann ein 2/2 Kern mit zwei bewickelten Kernschenkeln 3 und 4 sowie 2 nicht bewickelten Rückflussschenkeln angeordnet.

Die erste Hochspannungswicklung 5 und die zweite Hochspan nungswicklung 6 weisen jeweils ein erstes Ende 7 und ein zweites Ende 9 auf. Ferner ist jede Hochspannungswicklung 5 und 6 mit einem Mittenanschluss 50 ausgerüstet. Ferner sind Hochspannungsanschlüsse 8 erkennbar, wobei für jede Phase ein Hochspannungsanschluss vorgesehen ist. Ist die Vorrichtung 1 in einem mit Isolierfluid befüllten Tank 2 angeordnet, ist der Hochspannungsanschluss 8 beispielsweise als Durchführung ausführt. Die Durchführung durchgreift die Tankwand und ist an ihrem freien, außerhalb des Kessels angeordneten Ende mit einem Freiluftanschluss ausgerüstet. Der figürlich nicht dar gestellte Freiluftanschluss dient zum Anschluss eines luft- isolierten Leiters. An ihrem ersten und zweiten Ende 7, 9, die miteinander verbunden sind, sind die erste Hochspannungs wicklung 5 und die zweite Hochspannungswicklung 6 mit einem Sättigungsschaltzweig 10 beziehungsweise 11 verbunden, wobei jeder Sättigungsschaltzweig 10, 11 ein zweipoliges Submodul 12 aufweist, das mit einer ersten Anschlussklemme 13 mit der jeweiligen Hochspannungswicklung 5 beziehungsweise 6 und mit einer zweiten Anschlussklemme 14 mit einem gemeinsamen Poten zialpunkt 15 verbunden ist. Der Potenzialpunkt 15 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel geerdet. Mit anderen Worten sind die Hochspannungswicklungen 5 und 6 einander parallelge schaltet oder zumindest schaltbar.

Über den Hochspannungsanschluss 8 sind die Hochspannungswick lungen 5 und 6 mit einem Phasenleiter 16 eines Hochspannungs netzes 17 verbunden, wobei das Hochspannungsnetz 17 zwei wei tere Phasenleiter 18 und 19 aufweist, die jeweils wieder über einen Hochspannungsanschluss 8 mit zwei Hochspannungswicklun gen und zwei Sättigungsschaltzweigen verbunden sind. Mit an deren Worten weist die Vorrichtung 1 für jede Phase 16, 18,

19 des Hochspannungsnetzes 17 einen identischen Aufbau auf, wobei hier aus Gründen der Übersicht lediglich der Aufbau für einen Phasenleiter 16 gezeigt ist.

Wesentlich für den hier gezeigten Full Variable Shunt Reactor (FVSR) ist, dass jeder Sättigungsschaltzweig 10 beziehungs weise 11, ein zweipoliges Submodul 12 aufweist, das über eine Brückenschaltung aus Leistungshalbleiterschaltern 20, 21, 22 und 23 und eine Gleichspannungsquelle 24 verfügt, die bevor zugt unipolar ausgebildet ist und somit einen festen Plus-und einen festen Minuspol aufweist.

Die Brückenschaltung kann im Rahmen der Erfindung eine Halb rücke oder eine Vollbrücke sein. In Figur 1 verfügt jedes Submodul über eine Vollbrücke mit vier Leistungshalbleiter schaltern 20, 21, 22, 23. Eine Halbbrücke umfasst lediglich zwei Leistungshalbleiterschalter. Zum zweckmäßigen Ansteuern der vier Leistungshalbleiterschalter 20, 21, 22 und 23 ist eine Steuerungseinheit 26 vorgesehen, die eingangsseitig mit Sollwerten für die Spannung UACsoii, den Wechselstrom IACsoii und die Blindleistung QACsoii versorgt werden kann. Zum Erfas sen des von dem Phasenleiter 16 zu den Hochspannungswicklun gen 5 und 6 fließenden Wechselstromes IAC dient ein

Stromsensor 27, wobei ein Spannungssensor 28 die hochspan nungsseitig der Hochspannungswicklung 5 und 6 abfallende Spannung erfasst. Der Stromsensor 27 und der Spannungssensor 28 sind über figürlich nicht dargestellte Signalleitungen mit der Steuerungseinheit 26 verbunden. An dem ersten Ende 9 der Hochspannungswicklung 5 beziehungsweise 6 sind ebenfalls Sen soren 29 und 30 erkennbar, die ebenfalls über Signalleitungen mit der Steuerungseinheit 26 verbunden sind und Ströme erfas sen, die zwischen dem jeweiligen Submodul 12 und der jeweili gen Hochspannungswicklung 5 beziehungsweise 6 fließen.

Die Leistungshalbleiterschalter 20, 21, 22 und 23 eines Sub moduls 12 können durch zweckmäßige Ansteuersignale, die durch gestrichelte Linien dargestellt sind, von der Steuerungsein heit 26 von einer Trennstellung, in welcher ein Stromfluss über die Leistungshalbleiterschalter unterbrochen ist, in ei ne Durchgangsstellung, in der ein Stromfluss über die Leis tungshalbleiterschalter ermöglicht ist, überführt werden oder umgekehrt von der Durchgangsstellung in die Trennstellung.

Die Betriebsweise der Vorrichtung 1 ist wie folgt: Ist der vom Stromsensor 27 bzw. 28 oder 29 erfasste Strom positiv, sind die Leistungshalbleiterschalter 22 und 23 des Sätti gungsschaltkreises 10 geschlossen. Es sei an dieser Stelle vorausgesetzt, dass der Kernschenkel 3 zuvor durch einen von dem Submodul 12 des ersten Sättigungsschaltzweiges zur Hoch spannungswicklung 5 fließenden Gleichstrom gesättigt wurde, so dass für die positiven Halbwelle der Wechselspannung der Wechselwiderstand der Hochspannungswicklung 5 kleiner ist als der Wechselwiderstand der Hochspannungswicklung 6. Somit fließt nahezu der gesamte Wechselstrom IAC über den mit II bezeichneten Strompfad zur Erde hin ab. In der positiven Halbwelle des Stromes werden daher die Leistungshalbleiter- Schalter 21 und 22 des Sättigungsschaltzweiges 11 geschlos sen, so dass die Gleichspannungsquelle 24 des Sättigungs schaltkreises 11 einen Gleichstrom treibt, der von der Hoch spannungswicklung 6 zur Erde 15 fließt. Während der positiven Halbwelle der Wechselspannung im Phasenleiter 16 kann somit der zweite Kernschenkel 4 in der gewünschten Weise gesättigt werden .

Während der negativen Halbwelle, in welcher der vom Sensor 27 oder 30 gemessene Strom negativ ist, fließt der Wechselstrom IAC hingegen im Wesentlichen über die zweite Hochspannungs wicklung 6, so dass durch Schließen der Leistungshalbleiter schalter 20 und 23 und Öffnen der Leistungshalbleiterschalter 21 und 22 des Submoduls 12 des ersten Sättigungsschaltzweiges 10 ein Sättigungsgleichstrom erzeugt wird, der von dem Submo dul 12 zur ersten Hochspannungswicklung 5 fließt. Durch

Schließen von der Leistungshalbleiterschalter 22 und 21 fließt alternativ ein Strom in umgekehrter Richtung. Durch geeignete Schaltung kann die gewünschte Sättigung des Kern schenkels 3 eingestellt werden.

Im Rahmen der Erfindung ist wesentlich, dass die Enden oder mit anderen Worten die Wicklungsenden 7 oder 9 der Hochspan nungswicklungen nicht mit dem Hochspannungsanschluss 8 ver bunden sind und beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrich tung 1 auf einem Hochspannungspotential liegen. Die besagten Enden 7, 9 sind im Rahmen der Erfindung mit einem oder je weils einem Sättigungsschaltzweig 10, 11 verbunden, der an seinem vom der Hochspannungswicklung abgewandten Ende geerdet ist. Die Enden 7, 9 liegen daher auf einem geringeren

elektrischen Potential. Somit kann der Abstand zum nicht dar gestellten Joch des Kerns geringer sein als bei einer ver gleichbaren Vorrichtung des Standes der Technik. Streufeld verluste werden so herabgesetzt.

Figur 2 verdeutlicht die oben gemachten Ausführungen und zeigt den ersten Kernschenkel 3 und die erste Hochspannungs wicklung 5 mit ihren beiden Wicklungsenden 7 und 9 sowie ih- rem Mittenanschluss 50, die hier bereits im Zusammenhang mit Figur 1 erläutert wurden. Die beiden Enden 7, 9 sind über ei ne in Figur 1 ebenfalls gezeigt Verbindungsleitung 53 mitei nander verbunden, wobei ein Anschluss 54 zur Verbindung mit einem Sättigungsschaltzweig dient. Figur 2 verdeutlicht dar über hinaus ein oberes Joch 51 und ein unteres Joch 52 des Kerns, die dem ersten Ende 7 und dem zweiten Ende 9 der Hoch spannungswicklung 5 zugewandt sind. Ferner sind der obere Ab stand X0 zwischen dem ersten Ende 7 der Hochspannungswicklung 5 und dem oberen Joch 51 sowie der untere Abstand Xu zwischen dem zweiten Ende 9 und dem unteren Joch 52 verdeutlicht. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die besagten Abstände gleich .

Figur 3 zeigt den Aufbau der Submodule 12 des ersten und zweiten Sättigungsschaltkreises 10, 11 genauer. Es ist er kennbar, dass die Submodule 12 für beide Sättigungsschalt zweige 10 beziehungsweise 11 identisch aufgebaut sind. Es ist ferner erkennbar, dass die Leistungshalbleiterschalter 20,

21, 22, 23 einen so genannten IGBT 31 umfassen, dem eine Freilaufdiode 32 gegensinnig parallelgeschaltet ist. Der Auf bau eines IGBTs mit Freilaufdiode ist grundsätzlich bekannt, so dass an dieser Stelle auf deren Wirkungsweise nicht genau er eingegangen zu werden braucht. Wesentlich ist, dass die Freilaufdiode 22 zum Schutz des IGBTs vor Überspannungen in Rückwärtsrichtung dient. Dabei sind IGBT 31 und Diode 32 in der Regel in einem gemeinsamen Schaltergehäuse untergebracht. IGBT 31 und Freilaufdiode 32 werden hier gemeinsam als Leis tungshalbleiter bezeichnet.

Jedes Submodul 12 ist als so genannte Vollbrücke ausgeführt und umfasst einen ersten Reihenschaltungszweig 33 und einen zweiten Reihenschaltungszweig 34 aus jeweils zwei in Reihe geschalteten Leistungshalbleiterschaltern 20, 21 beziehungs weise 22 und 23. Der Potenzialpunkt zwischen den Leistungs halbleiterschaltern 20, 21 des ersten Reihenschaltungszweiges 33 ist mit der ersten Anschlussklemme 13 und der Potenzial- punkt zwischen den Leistungshalbleiterschaltern 22 und 23 des zweiten Reihenschaltungszweiges 34 ist mit der Anschlussklem me 14 des Submoduls 12 verbunden.

Bislang wurde lediglich die Wirkungsweise der Vorrichtung 1, die in Figur 1 gezeigt ist, als „Full Variable Shunt Reactor" (FVSR) verdeutlicht. Darüber hinaus verfügt wie die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung auch über ein kapazitiv wirkendes Bau teil, das in Figur 1 als Kondensator 35 ausgeführt ist. Der Kondensator ist einer Ausgleichswicklung 36 parallelgeschal tet, wobei die Ausgleichswicklung aus zwei Teilzusatzwicklun gen 37 und 38 besteht, die zueinander in Reihe geschaltet sind. Die Teilzusatzwicklung 37 ist induktiv mit der ersten Hochspannungswicklung 5 und die zweite Teilzusatzwicklung 38 mit der zweiten Hochspannungswicklung 6 induktiv gekoppelt. Dabei sind die Hochspannungswicklungen 5 bzw. 6 und die je weilige Teilzusatzwicklung 37 bzw. 38 konzentrisch zueinander angeordnet, wobei sie den gleichen Kernabschnitt 3 bzw. 4 des ansonsten nicht weiter verdeutlichten Kerns umschließen.

In Figur 1 ist lediglich eine Ausgleichswicklung 36 für die dort gezeigte Phase verdeutlicht. In dem Tank 2 sind jedoch für die anderen Phasen weitere Ausgleichswicklungen vorgese hen, die identisch aufgebaut und auf gleiche Art und Weise mit dem Kondensator 35 verschaltet sind. Dabei sind die Aus gleichswicklungen 36 der unterschiedlichen Phasen miteinander in einer Dreiecksschaltung verbunden. Diese Dreiecksschaltung ist durch die Pfeile 39a bzw. 39b angedeutet. In dem Paral lelzweig der Ausgleichswicklung, in welcher der Kondensator 35 angeordnet ist, ist ferner ein Schalter 40 schematisch dargestellt, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei gegensinnig parallel geschaltete Thyristoren umfasst. Mit Hilfe des elektronischen Schalters 40 kann der Kondensator 35 der Zusatzwicklung 36 parallelgeschaltet oder die Wirkung des kapazitiv wirkenden Bauteils 35 unterdrückt werden.

Der Kondensator 35 ist in Figur 1 als einzelner Kondensator dargestellt, der außerhalb des Tanks 2 angeordnet ist. Der Kondensator umfasst jedoch eine Anzahl von in Reihe oder pa rallel zueinander angeordneten Kondensatoren und kann daher auch als Kondensatorbatterie bezeichnet werden. Dabei ist die Anzahl der parallel oder in Reihe geschalteten Kondensatoren von den jeweiligen Anforderungen abhängig, wobei die kapazi tive Wirkung erhöht oder herabgesetzt werden kann.

Der Kondensator oder mit anderen Worten die Kondensatorbatte rie 35 ist wie der Schalter außerhalb des Tanks 2 angeordnet. Um eine elektrische Verbindung zwischen der Ausgleichswick lung 36, die in dem Tank 2 angeordnet ist, zu ermöglichen, sind wieder zweckmäßige Durchführungen 8 vorgesehen, die ein spannungsfestes Hindurchführen der Hochspannungsleitung durch die Tankwand auf Erdpotenzial ermöglicht.

Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemäßen Vorrichtung 1, wobei aus Gründen der Übersicht lediglich Bauteile zur Verbindung mit einer Phase des Hoch spannungsnetzes 17 gezeigt sind. In dem gezeigten Ausfüh rungsbeispiel umfasst jeder Sättigungszweig 10 bzw. 11 eine Reihenschaltung aus mehreren Submodulen 12, die von der Steu erungseinheit 26 entweder alle identisch oder unterschiedlich angesteuert werden, so dass die Gleichspannung zum Erzeugen der Sättigung der Kernschenkel 3, 4 dienenden Gleichstroms den jeweiligen Anforderungen entsprechend skalierbar ist. Die Zusatzwicklung 36 umfasst wieder 2 Teilzusatzwicklungen 37 und 38, die miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei die gezeigte Ausgleichswicklung 36 wie durch die Pfeile 39a und 39b angedeutet, mit den Ausgleichswicklungen der anderen Pha sen eine Dreiecksschaltung ausbildet. Mit anderen Worten ist die Teilzusatzwicklung 37 an ihrem Ende 39a mit einer Teilzu satzwicklung einer hier nicht gezeigten zweiten Phase verbun den. Entsprechendes gilt für die Teilzusatzwicklung 38, die an ihrem Ende 39b mit einer Teilzusatzwicklung einer anderen Phase verbunden ist, die ebenfalls nicht gezeigt ist. Der Po tenzialpunkt zwischen zwei Ausgleichswicklungen 36 unter schiedlicher Phase ist über den Schalter 40 wieder mit einem Pol eines Kondensators 35 bzw. einer Kondensatorbatterie ver- bunden, wobei jeder Kondensator 35 an seiner vom von der Aus gleichswicklung 36 und dem Schalter 40 abgewandten Seite mit dem Erdpotenzial 15 verbunden ist. Dabei sind der Kondensator 35 sowie der Schalter 40 bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung innerhalb des Tanks 2 der Vorrichtung 1 angeordnet. Auf diese Art und Weise ist ein be sonders platzsparende Vorrichtung 1 bereitgestellt. Darüber hinaus ist der Aufwand Hochspannungsleitungen aus dem Tank 2 herauszuführen gegen—über dem in Figur 1 gezeigten Ausfüh-rungsbeispiel vermieden.