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Einrichtung an Quecksilberdampfgleichrichtern und ähnlichen Apparaten zur selbsttätigen Fernzündung.
Die automatische Zündung von Quecksilberdampfgleichrichtern ist mit erheblichen Schwierigkeiten verknüpft, sobald der Gleichrichter auf eine schon vorhandene Gegenspannung zünden muss, z. B. wenn eine Batterie geladen werden soll oder wenn der Gleichrichter auf ein schon anderweitig gespeistes Netz geschaltet werden soll, beispielsweise zur Deckung von Spitzenbelastung oder wenn mehrere Gleichrichter parallel geschaltet werden sollen. Die Schwierigkeit lag bisher darin, dass der Gleichrichter nur auf Widerstandsbelastung zünden konnte und dann
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weiterer Nachteil war der, dass die Zugkräfte der Schaltmagnete vom Belastungsstrom des
Gleichrichters abhängig waren und so bei kleiner Belastung des Gleichrichters leicht versagten.
Einen weiteren schwer ins Gewicht fallenden Nachteil bildete der Minimalstrom des Gleich- richters, denn bei Unterschreitung einer bestimmten Belastung reisst der Lichtbogen ab und der Gleichrichter kommt ausser Betrieb. Diese Mängel werden durch Verwendung eines Hilfs- gleichrichters behoben, der in bekannter Weise in dem Hauptgleichrichtergefäss eingeschlossen ist. Der Hilfsgleichrichter zündet durch sein Arbeiten den Hauptgleichrichter. auch in dem Falle. dass eine Gleichstromspannung bereits vorhanden ist. Die Anoden des Hilf"nleichrichters können ni einfachster Weise im Glaskörper des Hauptgleichrichters eingeschmolzen sein.
Fig. l zeigt eine Schaltung einer derartigen Einrichtung für den einfachsten Fall, dass in einzelner Gleichrichter auf eine Batterie geschaltet werden soll. Das Vakuumgefäss 1 besitzt ausser den normalen Hauptanoden 2, 3, der Kathode 4 und der Hilfszündanode a noch zwei kleine Hilfsanoden 6, 7, Die Hauptanoden sind in der üblichen Weise an den Haupttransformator stieg, während die Leitung von der Kathode über die Kontakte eines Schalters 8, 9 in der üblichen Weise vom positiven Pol über den Gleichstromverbraucher 10, die Drosselspule 11 zum Transformittelpunkt 12 zurückgeführt ist. Die Drosselspulen 13. 14 dienen in be-
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geschaltet.
Die angegebene Schaltung gewinnt besondere Wichtigkeit, wenn z. B. ein von der Gleichstromzentrale weit entfernter Punkt des Gleichstromnetzes zur Zeit der Spitzenbelastung aus einem benachbarten Drehstrom- oder Wechselstromnetz gespeist werden soll. Der Schalter 23 wird dann erfil1dungsgemäss durch ein von einem Kontaktvoltmeter gesteuertes Relais ersetzt, welches den Gleichrichter einschaltet, sobald die Spannung am Speisepunkt eine bestimmte Grenze unterschreitet und den Gleichrichter wieder ausschaltet, sobald eine gewisse Spannung am Speisepunkt überschritten wird. In entsprechender Weise kann die Schaltung, wie sie hier für Wechselstrom angegeben ist, auch bei Drehstrom ausgeführt werden. Des Vakuumgefäss erhält dann nur drei Hauptanoden, während die Schaltung des Hilfsgleichrichters die gleiche bleibt.
Ferner bietet diese Schaltung die Möglichkeit, mehrere Gleichrichter selbsttätig in Parallelbetrieb zu nehmen und dabei die Zahl der arbeitenden Apparate selbsttätig der Belastung anzupassen. In Fig. 2 ist die Schaltung beispielsweise für eine Anlage von drei Gleichrichtern ge- zeichnet. Jeder der drei Gleichrichter ist in der vorher angegebenen Schaltung ausgeführt und arbeitet auf die gemeinsamen Sammelschienen 24, 25. Sämtliche Gleichrichter werden von einem gemeinsamen Transformator gespeist, welcher auf die Sammelschienen 27, 28 arbeitet.
29, 30, 31, 32,33, 34 sind die zur gleichen Verteilung der Belastung erforderlichen Drosselspulen.
An die Sammelschienen 24, 25 ist ein Kontaktvoltmeter 35 angeschlossen, welches einen
Antrieb 36, wie er bei selbsttétigen Zellenschaltern verwendet wird, steuert. Dieser Antrieb bewegt ein Kontaktstück. 37, welches so breit ist, wie die Reihe der vorhandenen Kontakte 38.
Für jeden der angeschlossenen Gleichrichter ist ein Kontakt vorgesehen.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende : Wird der Schalter 39 geschlossen,
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Weise und schaltet ihn auf die Sammelschienen 24, 25. Der Gleichrichter hat infolge der Yor- schalung der Drosselspulen eine schwach abfallende Spannungskurve. Das Kontaktvoltmeter 35 wird nach unten auf den Punkt der Spanllungskurve eingestellt, welcher dem maximalen Be- tastungsstrom des Gleichrichters entspricht. Steigt die Belastung über diesen Punkt hinaus. so fällt entsprechend die Spannung und das Voltmeter schaltet dt-n Antrieb 36 ein, welcher das Kontaktstück 37 vorwärtsbewegt. Dadurch wird zunächst der zweite Gleichrichter in der gesebudcrten Weise gezündet; jeder der beiden Gleichrichter übernimmt nunmehr die Hälfte der gesamten Belastung.
Infolgedessen steigt die Spannung an den Sammelschienen 24, 2J und das Voltmeter schaltet den Antrieb wieder ab. Ist die Belastung jedoch noch grösser, als diejenige der beiden Gleichrichter, so läuft der Antrieb so lange weiter, bis genügend viel Gleichrichter gezündet sind. Das Kontaktvoltmeter 35 muss ferner noch oben so eingestellt werden. dass bei sinkender Belastung der zuletzt im Betrieb bleibende Gleichrichter auch imstande
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Spannungskurve eingestellt weden, welcher de halben Belastung eines Gleichrichters entspricht.
Sind z. B. alle Gleichrichter im Betrieb und sinkt die Belastung, so steigt die Spannung und das Voltmeter schaltet den Antrieb in der anderen Richtung ein, der letzte Gleichrichter wird ausgeschaltet, die übrigen übernehmen seine Belastung, die Gleichstrombelastung fällt wieder
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benötigt die gesamte Steuerung des Betriebes nur schwache Ströme führende Hilfsstromkreise, so dass der erforderliche Regulierschalter und der zugehörige Antrieb klein ausfällt und billig angeführt werden kann. Auch ist immer nur die der Belastung der Station entsprechende Anzahl er Gleichrichter im Betrieb ; die-'Verluste für die künstliche Erregung der nicht im Betrieb be@ndlichen Gleichrichter fallen also fort.
Sollen mehrere Gleichrichter auf eine Akkumulatorenbatterie arbeiten, so ist die angegebene
Schaltung nicht ohneweiters zu übernehmen, da die Gleichspannung durch die Batterie konstant gehalten wird. Für die Zu-und Abschaltung der einzelnen Gleichrichter wird daher in diesem Falle zweckmässig ein Kontaktamperemeter verwendet, während ein Kontaktyoltmeter zweckmässig ausserdem noch vorgesehen ist, um den Ladezustand der Batterie beim Zu-und Abschalten der Gleichrichter zu berücksichtigen.
Aus den Fig. 3 und 4 ergilt sich die Wirkungsweise dieser Schaltung. In Fig. 4 ist die bei jeder Belastung von der Batterie ziemlich konstant gehaltene Klemmenspannung als annähernd wagerechte Linie a eingetragen. Die Spannungsknive eines der in beliebiger Anzahl vorhandenen
Gleichrichter ist durch die Linie b dargestellt. Wählt man die Gleichrichterspannungskurve so, dass der Schnittpunkt beider Kurven bei der vollen Belastung eines der einander gleichen
Gleichrichter liegt und wählt man ferner die maximale Lade- und Entladestromstärke der Batterie. ? 9 gleich der maximalen Stromstärke des einzelnen Gleichrichters, so arbeitet die Vor-
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so w-ird die liniterie zur Hälfte zur Stromabgabe herangezogen.
Das Kontaktamperemeter 40, das im Stromkreis der Batterie liegt, hat seinen Nullpunkt in der Mitte : die Kontakte sind auf etwas über Lade-bzw. Entladestromstärke eingestellt. Wird also die doppelte Belastung des ersten Gleichrichters überschritten, so macht das Amperemeter auf der Entladeseite Kontakt, der Antrieb 41 (Fig. 3) läuft und schaltet in der beschriebenen Weise den zweiten Gleichrichter II
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abgabe herangezogen. Bei Überschreitungen dieser Belastung wird entsprechend wie vorher der nächste Gleichrichter eingeschaltet ; dies wiederholt sich bei steigender Belastung, bis sämtliche Gleichrichter im Betrieb sind.
Bei abfallender Belastung arbeitet die Schaltungsanordnung folgendermassen : Fallt die Leistung vom sechsfachen derjenigen eines Gleichrichters auf fünf
Sechste], so wird diese Leistung von den Gleichrichtern übernommen, während die Batterie weder geladen, noch entladen wird. Fällt die Belastung weiter bis auf zwei Drittel der maximalen
Belastung, so wird die Batterie mit dem Höchststrom geladen. Sinkt die Belastung noch um eine Kleinigkeit weiter, so macht das Kontaktamperemeter auf der Ladeseite Kontakt, der
Antrieb läuft in der anderen Richtung und schaltet den letzten Gleichrichter V ab. Die Batterie wird nicht mehr geladen. jedoch auch nicht entladen, da die vier ersten Gleichrichter allein die
Belastung übernehmen. Beim weiteren Fallen der Belastung wiederholt sich dieses Spiel in ent- sprechender Weise.
Wie zu ersehen ist, tritt bei steigender Belastung immer eine Entladeperiode, bei fallender
Belastung eine Ladeperiode der Batterie ein. Die Batterie wird also sehr gleichmässig beansprucht.
Für den Fall. dass jedoch die Batterie aus irgend einem Grunde zu tief entladen oder über- laden werden könnte, empfiehlt essich, noch ein Kontaktvolmeter 42 vorzusehen, das unabhängig \om Batteriestrom Gleichrichter zu-und abschaltet, je nach dem Lade-md Entlade.ustand der Batterie.
Mittels eines besonderen Gleichrichters 43 wird ferner zweckmässig die Batterie nötigen- falls vollständig aufgeladen. Ferner kann in der üblichen Weise ein Doppelzellenachalter 44 vorgesehen sein.
Die vorbeschriebenen Schaltungen für den Gleichrichterbetrieb ohne eine Batterie haben bei stark schwankender Wechselstromspannung noch den Nachteil, dass leicht Überlastungen der einzelnen Gleichrichter eintreten können, weil die Kontaktvoltmeter bei höherer Wechselstromspannung erst nach Überschreitung der maximalen Belastung der Gleichlichter ansprechen.
Für eirpn ueraingcn Fall soll eine weitere Schaltung (Fig. 5) angegeben werden, die gleichzeitig den Vorteil grösserer Einfachheit hat.
In die Gleichstromleitungen jedes Gleichrichters werden die Maximalrelais 45 bis 48 ein- geschaltet, die bei der Vollast eines jeden Gleichrichter s ansprechen und dadurch den Hilfsshomkreis des nächstfolgenden Gleichrichters schliessen, so dass dieser selbsttätig in der beschriebenen Weise in Betrieb genommen wird. Bei einer Anlage von fünf Gleichriohtem müssen die Maximlrelais so eingestellt sein, dass z. B. bei fallender Belastung das Maximalrelais dE'8 vierten Gleichrichters bei vier Fünftel der Gcsamtbelnstung den fünften Gleichrichter abschaltet
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Es steht übrigens nichts im Wege, diese Maximalrelais in Verbindung mit einer Schalt- vorrichtung mittels Kontaktvoltmeter anzuwenden. Man verbindet dadurch das automatische Konstanthalten der Netzspannung mit der Sicherheit gegen Überlastungen der einzelnen Gleichrichter. Die Anordnung wird dann derart getroffen ; dass die Maximalrelais ebenso wie das Kontaktvoltmeter den Stromkreis für die Einschaltvorrichtung schliessen. Die Einrichtung zeigt Fig. 6.
Im Falle der überlastung eines Gleichrichters tritt sein zugehöriges Maximalrelais 45 bis 48 in Tätigkeit und schaltet über die Leitungen 49, 50, die Sammelschienen 51, 52 und die Leitungen 53 und 54 den Antrieb im Sinne des Zuschaltens ein. Hiedurch wird die Schaltung des nächst- folsenden Gleichrichters herbeigeführt, dieser übernimmt einen Teil der Belastung, das Maximal- relais lässt seinen Kern sinken und der Antrieb kommt wieder zur Ruhe.
In die Leitung der Maximalrelais sind jedoch noch Uoterbrccherkonta. kte anzuordnen, die von den Gleichstromschaltern des jeweils nächstfolgenden Gleichrichters geöffnet werden, so dass der'Antrieb der Schaltvornchtung wieder abgeschaltet wird, wenn der neu eingeschaltete Gleichrichter ge- ? indet hat.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Einrichtung an Quecksilberdampfgleichrichtern und ähnlichen Apparaten zur selbst-
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grenzung seines Stromes auf den Minimalwert versehenen Hilfsgleichricbters, der ebenso wie die Zündeinrichtung durch einen besonderen Hilfstransformator gespeist wird, dadurch gekenn- zeichnet, dass die im Gleichstromkreis des Hilfsgleichrichters erforderliche Drosselspule als Schaltmagnet für den Hauptstromkreis und für den Zündstromkreis ausgebildet ist.