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Einrichtung zur Sehnelìzusehaltung mittels gesteuerter Ventilstrecken.
In manchen Fällen der Starkstromtechnik ist es von grosser betrieblicher Bedeutung, wenn Apparate oder Stromkreise grosser Leistung wesentlich rascher zugeschaltet werden können, als es mit den gebräuchlichen Hochleistungsschaltern, z. B. Ölschaltern, Druckgassehaltern, möglich ist. Die Eigenschaltzeit dieser Schaltapparate sowie der zugehörigen Auslöseeinrichtungen ist zu gross, als dass mit solchen Schaltern das mancherorts bestehende Bedürfnis erfüllt werden könnte, bei Wechselstromanlagen Zuschaltungen innerhalb weniger Perioden oder im Bruchteil einer Periode vorzunehmen. oder gar praktisch ohne jede Verzögerung zu schalten.
In den gesteuerten Ventilstreeken, beispielsweise den gittergesteuerten Gluhkathodenröhren oder Queeksilberdampfgefässen, und den mit Hilfslichtbogen gesteuerten Liehtbogenkammern stehen der Starkstromtechnik Mittel zur Verfügung, um solche Sehaltanordnungen höchstmöglicher Schaltgenauigkeit aufzubauen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die eine vorteilhafte Verwendung derartiger Ventile zum Zwecke der Schnellzuschaltung elektrischer Stromkreise ermöglicht.
Zur Schaltung verwendet man gesteuerte Entladungsstrecken, deren Freigabe den eigentlichen Schaltvorgang bewirkt, und die unmittelbar danach durch die Öffnung oder Schliessung zugeordneter mechanischer Schalter, in an sich bereits früher vorgeschlagener Weise, von der Stromführung entlastet werden.
Gemäss der Erfindung wird nun die Vorrichtung zur Auslösung der Schaltvorgänge in besonderer Weise derart durchgebildet, dass die den Schaltvorgang willkürlich oder selbsttätig in Abhängigkeit von Betriebsgrössen bewirkende Steuerung der Entladungsstrecke mit der Betätigung der zugeordneten, mit den Entladungsstrecken verbundenen mechanischen Schalter derart gekuppelt ist, dass unter dem Einfluss des in der Entladungsstrecke fliessenden Stromes jeweils die Schaltbewegung des zugeordneten mechanischen Schalters ausgelöst wird und dass vorzugsweise gleichzeitig mit der Bewegung des Hauptschalters ein Hilfsschalter geöffnet wird, der die Hilfsstromkreise der Entladungsstrecke (Erregung, Zündeinrichtung) nach dem Erlöschen der Entladung unterbricht.
Für die Unterbrechung können dem Hilfsschalter noch besondere Hilfsrelais nachgeordnet sein.
Der Erfindungsgedanke ist von besonderer Bedeutung für die Schaltvorgänge in Hochspannungleitungen, insbesondere für solche Schaltvorgänge, die zum Schutz der Leitungen beispielsweise gegen Störungen oder gegen unzulässige Spannungsspitzen eingeleitet werden. Ein Beispiel für eine derartige Anwendung der Schnellzuschaltung zeigt Fig. 1, die sich auf die Kompensation einer Hochspannungsleitung 10 bezieht. Solche Leitungen weisen eine beträchtliche Leitungskapazität auf. Zu deren Kompensation werden abhängig vom Belastungszustand der Leitung Drosseln zugeschaltet.
Dies erfolgt z. B. an praktisch ausgeführten Anlagen so, dass in den Umspannstationen Umspanner 20 aufgestellt sind, welche neben der normalen Eingangs- und Ausgangswicklung 21 und 22 zur Speisung des Verbrauchers 25 noch eine dritte Wicklung 23 besitzen. An diese Wicklung werden beispielsweise drei Drosseln 31, 32,33 abhängig vom Leistungsfaktor in der Hochvoltleitung 10 über Schalter 34, 35, 36 zugeschaltet. Treten nun plötzlich Entlastungen auf der Leitung 10 ein, so ergeben sich mit Rücksicht auf die verhältnismässig lange Schaltzeit normaler Schalter für den Betrieb recht unangenehme Spannungsspitzen, welche nur vermieden werden können, wenn eine Schnellzuschaltung der Drosseln möglich ist.
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Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zeigt die Ausbildung eines derartigen Sehnellschalters im einzelnen ; die verwendete Grundsehaltung ist ähnlich auch schon bei andern Einrichtungen vorgeschlagen worden, die jedoch lediglich zur Abschaltung von Strömen, insbesondere Kurzschlussströmen, dienen sollten. An die Leitung 1 soll ein beliebiger Verbraucher 2, z. B. eine Kompensationsdrossel nach Fig. 1, durch Schnellzuschaltung anschliessbar sein. Parallel zu dem Hocl1leistungsschalter 4, der keine Schnellauslösung zu erhalten braucht und auch nicht für extrem rasche Schalterbewegung ausgeführt werden muss, ist eine gesteuerte Ventilanordnung 5 vorgesehen.
Es können hiefür, falls es sich um ein Wechselstromnetz handelt, in bekannter Weise zwei gegensinnig parallel geschaltete Dampf-oder Gasentladungsstrecken mit beliebiger Steuerung, vorzugsweise Gittersteuerung, vorgesehen sein. Wird der Verbraucher aus einem Gleichstromnetz gespeist, so genügt natürlich eine einzige Entladungsstrecke. Aber auch bei Wechselstrom kann der Aufwand an Entladungsstrecken vermindert werden durch Benutzung einer gittergesteuerten Entladungsstrecke mit zwei Kathoden oder, wie es im Ausführungsbeispiel dargestellt ist, eines entsprechend gesteuerten Liehtbogenstromrichtergefässes, das zur Steuerung mit Hilfszündung 51 versehen ist.
In Reihe zu dem Ventil ist ein Widerstand 3 angeordnet und parallel zu diesem die Erregerwicklung eines Relais 6, welches bei Stromfluss im Ventil-
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elektrode 51 des Lichtbogenventils 6 möge von der schematisch dargestellten Einrichtung 7 im Takte der Netzfrequenz gesteuert werden, u. zw. in Abhängigkeit von einer Hilfsentladungsstrecke 8, deren Steuergitter willkürlich, beispielsweise durch Druckknopfsteuerung, oder selbsttätig durch ein trägheitslos arbeitendes, betriebsgrössenabhängiges Relais 9, vorzugsweise ein Röhrenrelais, gesperrt oder freigegeben wird.
Zwischen der Steuereinrichtung 7 und der Hilfselektrode 61 ist zweckmässig noch ein Relais 11 vorgesehen, welches bei Schliessung des. Hoclùeistungsse. halters 4 mittels der gekuppelten Hilfskontakt 43 geöffnet wird und so auch die Vermeidung der Verluste im Steuerkreis erlaubt, sobald die Ventilstreeke keinen Strom mehr zu führen braucht. Bei Öffnung des Schalters 4 schliesst das Relais 11 den Steuerkreis wieder, so dass die Einrichtung wieder betriebsbereit ist. Bei Verwendung gittergesteuerter Entladungsstrecken und vergleichsweise niedriger Steuerspannungen kann die Einrichtung 11 gegebenenfalls in Fortfall kommen.
Durch entsprechende Auslegung der Gittersteuerung hat man es in der Hand, den Einschältzeitpunkt der Schaltventile zeitlich beliebig zu legen. So empfiehlt es sich vor allem, beim Zuschalten von Verbrauchern mit starker Induktivität mit Rücksicht auf die Ausgleiehsvorgänge beim plötzlichen Zuschalten von Induktivitäten den Zündzeitpunkt der Ventile so zu legen, dass möglichst beim Durchgang des Stromes durch Null oder zumindest in dessen Nähe die Zuschaltung erfolgt. Man kann zu diesem Zweck das Relais 9 oder auch den Steuer-oder Anodenkreis der Röhre 8 zusätzlich vom Augen- blickswert des Stromes abhängig machen und so eine genaue Schaltung in dem gewünschten Zeitpunkt erreichen.
Ferner kann zwischen dem Relais 6 und der Betätigung des Sehalters 4 noch ein Zeitrelais vorgesehen sein. Damit ist es unter Umständen möglich, bei kurzzeitigen Störungen oder Schwankungen der regelnden Betriebsgrössen nur die kurzzeitige Zuschaltung des Verbrauchers 2 über die Ventile zu bewirken, ohne dass der Schalter 4 in Bewegung gesetzt zu werden braucht. Dauert die Störung länger an, so schliesst Schalter 4 und bringt damit die Entladung in den Ventilen zum Erlöschen.
An weiteren Anwendungsmöglichkeiten sei z. B. noch die Schnellzuschaltung von Schwingkreisen und Kondensatoren bei Symmetrierungsanordnungen oder das Schnellkurzschliessen von Kondensatoren genannt, welche zur Reihenkompensation von Übertragungseinrichtungen dienen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Schnellzuschaltung elektrischer Stromkreise mittels gesteuerter Entladungsstrecken, deren Freigabe den eigentlichen Schaltvorgang bewirkt, und die unmittelbar danach durch Öffnung oder Schliessung zugeordneter mechanischer Schalter von der Stromführung entlastet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die den Schaltvorgang willkürlich oder selbsttätig in Abhängigkeit einer oder mehrerer Betriebsgrössen bewirkende Steuerung der Entladungsstrecke mit der Betätigung der zugeordneten, parallel oder in Reihe zu den Entladungsstrecken angeordneten mechanischen Schalter derart verriegelt bzw.
gekuppelt ist, dass unter dem Einfluss des in der Entladungsstrecke (5) fliessenden Stromes jeweils die Ein-oder Ausschaltbewegung des zugeordneten Schalters (4) ausgelöst wird, und dass gegebenenfalls gleichzeitig mit der Bewegung des Hauptschalters (4) ein Hilfsschalter (11) ge- öffnet wird, der gegebenenfalls über Hilfsrelais die Hilfsstromkreise der Entladungsstrecke (Erregung, Zündeinrichtung) nach dem Erlöschen der Entladung unterbricht.