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Es sind Einrichtungen zur RÜckgewinnung von Energie in einer aus einer Wechselstromquelle durch Vakuumlichtbogenapparate gespeisten Stromverteilungsanlage bekannt, welche die Umschaltung des Vakuumlichtbogenapparates selbsttätig in Abhängigkeit von der Spannung auf der Gleichstromseite ausführen. Die Umschaltung vom Gleichrichter-in den Wechselrichterbetrieb erfolgt dann, wenn die Spannung des Gleichstromnetzes die Nennleerlaufspannung des Netzes um einen gewissen Betrag überschreitet. Vom Wechselrichterbetrieb wird wieder in den Gleichrichterbetrieb umgeschaltet, wenn die Spannung des Gleichstromnetzes die Nennleerlaufspannung des Netzes unterschreitet. Um die Spannung des Gleichstromnetzes mit der Nennleerlaufspannung vergleichen zu können, wird bei den bekannten Einrichtungen eine Batterie benötigt, welche dauernd auf die Nennleerlaufspannung aufgeladen sein muss.
Die Einrichtung hat aber den Nachteil, dass stets dafür gesorgt werden muss, dass die Batterie vollständig geladen bleibt, da sonst die Umschaltung von einem Betriebszustand in den anderen zu unerwünschter Zeit erfolgt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Einrichtung nur bei konstanter Spannung auf der Wechselstromseite richtig arbeitet.
Die Erfindung bezweckt nun, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu beheben, indem zur Rückgewinnung von Energie in einer aus einer Wechselstromquelle durch Vakuumlichtbogenapparate gespeisten Gleiehstromverteilungsanlage der gesteuerte Vakuumliehtbogenapparat durch eine Schaltvorrichtung wechselweise als Gleichrichter und als Wechselrichter geschaltet wird, wobei erfindungsgemäss die Schaltvorrichtung zum Umschalten des Vakuumliehtbogenapparates in Abhängigkeit von der Differenz der Spannung des Gleich-und des Wechselstromnetzes betätigt wird.
Der Vorteil dieser Einrichtung gemäss der Erfindung gegenüber dem Bekannten besteht darin, dass die Umschaltung des Vakuumlichtbogenapparates von einem Betriebszustand in den andern immer im richtigen Zeitmoment erfolgt, unabhängig von Spannungsschwankungen im Wechselstromnetz. Dies wird dadurch erreicht, dass als Kriterium für den Umschaltmoment nicht nur die Spannung des einen Netzes, sondern die Spannungen beider über das Vakuumlichtbogengefäss gekuppelten Netze verwendet werden. Ferner wird bei der Einrichtung gemäss der Erfindung keine Batterie benötigt, wodurch der Betrieb der Anlage noch weiter vereinfacht wird und weniger Wartung erfordert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass beim Übergang von einem Betriebszustand in den andern die Umschaltung der Gitterspannung und die Betätigung des Umschalters in keiner bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden müssen, sondern ganz unabhängig voneinander erfolgen können. Dies wird dadurch ermöglicht, dass in Reihe mit dem Umschalter noch ein Schnell'exalter liegt, welcher vor jeder Betätigung des Umschalters den Gleichstromkreis unterbricht.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in Fig. l und 2 dargestellt.
In den Figuren ist g eine Fahrleitungsanlage einer Bahnanlage, die aus in den Unterstationen A, B, 0 vorhandenen Quecksilberdampfventilen gespeist wird. Die Ventile in den Unterstationen A und 0 sind Gleichrichter ohne Gittersteuerung für Speisung der Fahrleitung mit Vorwärtsstrom. Das Ventil in der Unterstation B, die der Leitungsstrecke in der Steigung zugeordnet ist, soll dagegen sowohl als Gleichrichter für die Lieferung von Vorwärtsstrom, als auch als Wechselrichter für die Energierückgewinnung der Bremsleistung eines talfahrenden Zuges benutzt werden können. Dieser Gleich-und
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Wechselrichter ist daher mit einer Gittersteuerung versehen, um den Zündpunkt der Anoden bzw. das
Anlegen von positiven oder negativen Potentialen an die Gitter steuern zu können.
Der Gleich-und
Wechselrichter a hängt über den Transformator e am Wechselstromnetz f. Seine Gitter c werden über die Widerstände i aus dem Transformator oder Induktionsregler g gespeist. An Stelle des Induktionsreglers kann auch ein Kontaktgeber verwendet werden, der den Gittern das positive oder negative Steuer- potential aufdrückt. Mit k ist ein Umschalter bezeichnet, der in seiner Ruhelage durch die Feder o gehalten wird. Mit Hilfe dieses Umschalters k werden die Anschlüsse der Kathode d des Ventils a und des Nullpunktes der Sekundärwicklung des Transformators e an die positive Fahrleitung o und die negative Fahrschiene der Bahnleitungsanlage wechselweise vertauscht. Der Umschalter wird durch ein Relais p geschaltet.
Der Umschalter k und der Induktionsregler & sind miteinander gekuppelt, sie werden durch das Relais p gleichzeitig betätigt.
Normalerweise nimmt der Umschalter k die gezeichnete Mittelstellung ein, Relaisspule in und
Feder 0 sind entsprechend abgeglichen. Fährt nun ein Zug die Strecke talwärts, und will er auf Nutz- bremsung übergehen, so steigt die Fahrdrahtspannung. Infolgedessen wird die Relaisspule m stärker erregt und der Umschalter k entgegen der Federwirkung so umgelegt, dass die Kathode cl des Ventils a mit der negativen Fahrschiene und der Sternpunkt des Transformators e mit der positiven Fahrleitung verbunden ist. Gleichzeitig ist aber der Induktionsregler h und damit die Gittersteuerung derart eingestellt worden, dass das Ventil a als Wechselrichter die Bremsleistung des Zuges in das Primärnetz f zurück- liefert.
Die Grösse der zurüekgelieferten Leistung kann eingestellt und begrenzt werden, indem beispiels- weise die Verstellung des die Gittersteuerung beeinflussenden Induktionsreglers oder Phasenschiebers h
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als Gleichrichter arbeiten und Vorwärtsstrom abgeben.
Bei dem beschriebenen Beispiel ist angenommen, dass der Umschalter k für das Ventil a in Ab-
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laufspannung des Gleichrichters betätigt wird. Es ist aber ohne weiteres möglieh, die Umsehaltung in Abhängigkeit von Spannungsdifferenzen zwischen der Wechsel-und Gleichspannung vorzunehmen.
Das Relais p erhält in diesem Fall neben der Spule m, die von der Gleichspannung gespeist wird, noch eine zusätzliche Erregerspule M, die von der Wechselspannung gespeist wird, wobei beide Spulen ein-
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Die Einrichtung kann weiter so ausgebildet werden, dass die Gleichspannung des Gleichrichters je nach den Betriebsverhältnissen geregelt wird, z. B. durch Strom-, Spannungs-oder Leistungsregler.
Die einwandfreie Durchführung der Einrichtung nach Fig. 1 erfordert Sicherungen und Verriegelungen, die beispielsweise in Fig. 2 dargestellt sind, in der gleiche Teile durch gleiche Buchstaben bezeichnet sind. Das Differenzspannungsrelais p besitzt eine Blockierungsspule q, die vom Gleichrichtergleichstrom durehflossen wird. Das Relais p besitzt ferner einen Kontaktarm, der Hilfskontakte r, s, t steuert, von denen s und t dazu dienen, die Erregerspulen V und R eines Steuerrelais u für den Umschalter k an die Hilfsspannung v zu legen, während Hilfskontakt l'dazu dient, die Auslösespule 7V des Schnellschalters x im Gleichstromkreis zu erregen.
Der Stromkreis für die Einschaltspule y des Schnellschalters ist über
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Schnellschalter steuert ausserdem noch einen Verriegelungskontakt % im Hilfsstromkreis des Steuerrelais u.
Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 2 ist folgende : Steigt bei Talfahrt eines Zuges die Gleichspannung der Fahrleitung, so spricht die Spule m des Relais a an. Da der Gleichstrom des Queck- silberdampfventils a Null ist, ist die Bloekierungsspule q des Relais stromlos und das Relais kann in seine rechte Endstellung schwingen, um die Hilfskontakte s zu schliessen. Beim Ausschwingen schliesst
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schalter k nach oben umgestellt wird, d. h. die Kathode des Ventils a wird mit der negativen Fahrschiene und der Nullpunkt des Transformators e mit der positiven Fahrleitung verbunden.
Dadurch, dass beim Aussclmingen des Relais p zunächst der Schnelhehalter : tin der Gleichstromleitung geöffnet wird, erfolgt das Umstellen des Umschalters k stromlos, er braucht daher keine Funkenlöschung. Sobald der Um-
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kreis der Einschaltspule y des Schnellschalters x, die Einsehaltspule erhält Spannung und schliesst den Schalter x, der seinerseits den Verriegelungskontakt Zz im Erregerstromkreis der Spulen des Steuerschalters u öffnet. Letzterer kann daher nur dann betätigt werden, wenn der SehnelIschalter a ; geöffnet
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ist.
Beim Ansprechen des Relais p wird gleichzeitig der mit diesem gekuppelte Kontaktgeber h für die
Gittersteuerung des Ventils so umgestellt, dass das Ventil als Wechselrichter arbeitet.
Fährt der Zug bergwärts, so schwingt das Relais p nach links aus, der Umschalter k wird nach unten umgelegt und das Ventil als Gleichrichter geschaltet.
An Stelle des Umschalters k können auch Ventile verwendet werden, deren Durchlässigkeit durch
Gitter gesteuert wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Rückgewinnung von Energie in einer aus einer Wechselstromquelle über Vakuum- lichtbogenapparate gespeisten Gleichstromverteilungsanlage, wobei der gesteuerte Vakuumlichtbogen- apparat durch eine Schaltvorrichtung wechselweise als Gleichrichter und als Wechselrichter geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (k) zum Umschalten des Vakuumlichtbogen- apparates in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Spannung des Gleich-und des Wechselstrom- netzes (g, f) betätigt wird.