CH125815A - Einrichtung zum selektiven Abschalten kurzgeschlossener elektrischer, parallelgeschalteter Einheiten von Gleichrichteranlagen. - Google Patents

Description

  Einrichtung     zain    selektiven Abschalten     kurzgeschlosseiler    elektrischer, parallel  geschalteter Einheiten von     Gleichrichteranlagen.       Bei     Gleichstromerzeugeranlagen    wird  oftmals die volle zu erzeugende Energie auf  mehrere Einheiten gleicher Grösse verteilt,  um die     Betriebssieherheit    der Tanzen Anlage       tn     zu     (,rhöhen.    Bei     Gleichrichteranlagen"die    sel  ten     init    einer Reguliervorrichtung in dem       ZD     Sinne ausgestattet werden,

       dass    die Belastung       el     auf die einzelnen Einheiten beliebig verteilt  werden kann, tritt zudem noch     dieBesonder-          heit    dazu,     dass    die einzelnen Einheiten, die  parallel geschaltet sind, im normalen Be  triebe den     leichen    Strom führen.

   Die vorlie  <B>b,</B>       ,gende    Erfindung gibt nun eine Anordnung  an, die bei Anlagen mit     parallelgeselialteten     Einheiten, deren Ströme im normalen Be  triebsfalle in konstantem Verhältnis zueinan  der stehen, die Anlage davor schützen soll,       dass    bei einem innern     Kurzschluss    einer Ein  heit die     übri-,en    Einheiten ebenfalls     kurz-e-          schlossen    sind, weil sie nämlich dann über  die Sammelschiene auf -die     kurz(,eschlossene     Einheit     zurückarbeiten.     



  Drei beispielsweise Ausführungsformen  der     Einrichtuno-    gemäss Erfindung zeigen  <B><I>C</I></B>     #n     schematisch die     Fig.   <B>1</B> bis<B>3</B> der beiliegenden  Zeichnung.    In     Fi-.   <B>1</B> bedeutet<B>G,</B> und<B>G, je</B> eine       Gleiehrichtereinheit,    deren Kathode über<B>je</B>  eine Spule     St    und<B>8,</B> einer gemeinsamen  Drosselspule an die positive Sammelschiene  geschaltet ist.

   Der Eisenkörper dieser Dros  selspule besteht aus einem     Dreiphasenkern.     Die Spulen<B>S,</B> und<B>S,</B> sind so geschaltet,     dass     ihre magnetmotorischen Kräfte sich entge  genwirken, wenn die     Gleichrichter    ungefähr  gleiche, Ströme führen, was normalerweise       d'er    Fall sei. In unserem Beispiel sind die  Spulen<B>8,</B> und<B>8,</B> mit linkem Umlaufsinne  angenommen. Der mittlere Kern wirkt als       macnetischer        Nebenschluss    und wird bei nor  maler Stromführung der Gleichrichter     den          Summenfluss    beider äussern Säulen führen.

    Findet     nun    im einen Gleichrichter, zum Bei  spiel im Gleichrichter<B>G,</B>     einKurzsehluss    statt,  so arbeitet der zweite Gleichrichter auf     Deng     Gleichrichter<B>G,</B> zurück, und der Strom in  der Spule     81    kehrt sich um. Dementsprechend  ändert sieh das     Flussbild    in der Drosselspule.       D3    der     Kurzschlussstrom    des Gleichrichters       Gl    den     Belastun-sstrom    um das vielfache  überwiegt, sind beide Ströme praktisch gleich  gross.

   Die entsprechenden magnetmotorischen      Kräfte führen nun einen     Kreisfluss    durch die  beiden äussern Säulen und die Joche. Der       Fluss    im mittleren     Kerndagegen    verschwin  det rasch. Ein nun diesen Vorgang zu einer  selektiven     Absehaltung    der kurzgeschlosse  nen Einheit ausnützen zu können, erhält die  Drosselspule noch folgende Hilfsspulen;

   der  Kern mit der Hauptspule     8,        erhält,die    Hilfs  spule<B>8"</B> der Kern mit<B>S,</B> die     Hilfsspule        S,     und der mittlere Kern trägt eine Hilfsspule       8'.    Da     Jie    Ströme in den Hauptspulen nor  malerweise schwach pulsierende Gleichströme  sind, wird in den Hilfsspulen nur eine kleine       elektromotorissshe    Kraft entwickelt.

   Anders  bei einem     Kurzschluss,    beispielsweise im  Gleichrichter<B>G,</B> Eine nähere Überlegung  .der in der Drosselspule infolge der     Flussände-          rung    auftretenden     EMKK    ergibt nun folgen  des Bild. Der     Fluss    in den Kernen mit den  Spulen<B>S:,</B> und 82, kehrt seine Richtung voll  ständig um und nimmt, bezogen auf den nor  malen Betriebswert, einen grösseren negativen  Wert an. Die     da-durch    in der Spule     Sz,    indu  zierte     EMK    ist in der Figur durch einen dop  pelten Pfeil angegeben.

   Gerade umgekehrt  verhält sich der Kern in den Spulen<B>S,</B> und       S,.    Die in der Spule<B>8,</B> induzierte     EMK    ist  ebenfalls mit einem doppelten Pfeil ihrer       Richtuno,    nach fixiert. Im mittleren Kern  nimmt der     Fluss    vom Werte Null an     zui.    Die  in der Spule<B>8,</B> induzierte     EMK    ist so ge  richtet,     dass    sie sich zu der     EMK    der Spule       8.-    addiert, dagegen von der     EMK    der Spule  <B>S,</B> subtrahiert, wenn die drei Hilfsspulen mit  ihren Anfängen zu einem gemeinsamen  Punkt geführt,     d.    h.

   in Stern geschaltet sind.  Gerade die umgekehrte Wirkung tritt ein bei  einer Stromumkehr in der Spule<B>S,.</B> Eine  der     obi-en    analoge Überlegung gibt als Re  sultat,     dass    in diesem Falle die     EMK    der Spu  len<B>85</B> und     Ss    sich subtrahieren, diejenigen  der     SpulenS,        un!dS,sich    addieren. Diese selek  tive Wirkung der entstehenden Hilfsspannun  gen     lässt    sieh nun in verschiedener Weise zum  Schutz des Netzes gegen einen allgemeinen       Kurzschluss    verwenden.

   In dem gezeichneten  Beispiel der     Fig.   <B>1</B> werden die     Hilfsspannun-          el     ,gen dazu benützt, um die     H.auptschalter    K,       D       oder K2, die den     Gleichriehter    mit dem spei  senden Netz verbinden, abzuschalten. Da- wie  oben gezeigt, die beiden Hilfsspannungen bei       Kurzschluss    einer Einheit verschieden gross  sind, so wird bei einem innern     Kurzschluss     nur die kurzgeschlossene Einheit ausfallen.

    Die Hilfsspulen lassen sieh leicht so dimen  sionieren,     dass    bei     Kurzschluss    einer Einheit       .die    Hilfsspannung der gesunden Einheit na  hezu Null und die Hilfsspannung der kran  ken Einheit genügend gross wird, damit sie  die Schalter K, oder K, abschaltet. Gerade  ebenso gut kann man die Hilfsspannungen  dazu benützen, etwa vorhandene Gleichstrom  schalter zu öffnen, oder man     lässt    sie irgend  wie auf ein Hilfsrelais derart wirken,     dass    die  Abschaltung der kranken Einheit erfolgt.  



  Einer besonderen Erwähnung bedarf noch  .der Betriebsfall,     dass    eine der beiden Einhei  ten ausgeschaltet wird. In diesem     Ealle    wird  die Hilfsspannung der im Betrieb befindlichen  Einheit kleiner sein als im Falle eines Kurz  schlusses der andern Einheit, denn da sich  der Strom in der Spule des im Betriebe     be-          fin,dlichen    Gleichrichters nur verdoppelt, der  jenige der abgeschalteten Einheit verschwin  det, wird die     Flussänderung    und damit die in  den Spulen<B>8" 8,</B> und     Sr,    induzierte     FMKK     kleiner sein als bei einem innern     Kurzschluss.     Diese Betriebsweise ist ohne Störung mög  lich.

   Stimmt man die     Hilisspannungen    so ab,       dass    bei einem     Kurzschluss    einer Einheit die       Hilfsspanni,ii)g    der gesunden Einheit nahezu  Null ist, so     lässt    sich die gegenüber dem     Kurz-          t'        tD          schlussfalle    grössere Hilfsspannung dieser  Einheit dazu benützen, irgendwelche     War-          nungs-    oder Sicherheitsmassnahmen zu betä  tigen.  



  Es bleibt noch der Fall,     dass        mehrals    zwei  Einheiten parallel arbeiten. Auch für diese  Möglichkeit     lässt    sich die Anordnung leicht  so treffen,     dass    ein sicheres selektives<B>Ab-</B>  schaltender kranken Einheit erfolgt, wie die       Fig.    2 und<B>3</B> zeigen. Selbstverständlich müs  sen bei diesen Kombinationen die Haupt- und  Hilfsspulen so aufeinander abgeglichen wer  den,     dass    die oben beschriebene selektive Wir-           kung    zustande kommt.

   Während in     Fig.    2  das     Spulensystem,    das die Einheiten<B>1</B> und  2 verbindet, analog der für     Fig.   <B>1</B> beschrie  benen Weise ausgeführt ist,     wer-den    beim  System, das die Gleichrichter<B>1,</B> 2 einerseits       und'   <B>3</B> anderseits verbindet, die von den  Hauptströmen durchflossenen Spulen so be  messen     dass    die     Amp#rewindungen    für beide  Spulen gleich sind.

   In     Fig.   <B>3</B> sind je zwei  Einheiten zu einem     Spulensystem,    wie an  hand von     Fig.   <B>1</B> beschrieben,     zusammenge-          fasst;    ferner befinden sich die Drosselspulen  statt in der positiven Leitung der Einheiten  in der     ne-#ativen        Leitune.    Im Falle eines     in-          nern    Kurzschlusses, zum Beispiel von Ein  heit<B>1,</B> wird das     Spulensystem    der Einheiten  <B>3</B> und 4 keine     Unsymmetrien    zeigen,

       wäh-          rencl    das     Spulensystem   <B>1</B> bis 2 dafür sorgt,       (lass    die Einheit<B>1</B> abgeschaltet wird.  



  Es soll auch noch besonders     hervor-,eho-          ben    werden,     dass    die beschriebenen     Spulen-          systeme    so gross gemacht werden,     dass    sie     züi-          Olleieh    als Kathodendrosselspule zur     Glättung     der Stromkurve verwendet werden können.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> <B>-</B> Einrichtung zum selektiven Abschalten kurzaeschlossener elektrischer, paralleloe- t' 21 schalteter Einheiten von Gleichrichteranla- gen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver- braueherleitungen <B>je</B> zweier Einheiten auf einem gemeinsamen Eisenkern derart mitein- an,der und mit Hilfsspulen verkeitet sind,

   dass die Hilfsspulen bei Kurzschluss einer Einheit Hilfsspannungen erzeugen, welche die selektive Abschaltung der kurzgeschlos senen Einheit bewirken. UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass auf einem drei- schenkligen Eisenkörper<B>je</B> eine Haupt spule und<B>je</B> eine Hilfsspule auf den bei den äussern Säulen, und eine dritte Hilfs spule auf der mittleren Säule angebracht sind, und dass alle -Spulen gleiehsinnig ge wickelt sind. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, .dass sie die primäre Seite der parallelge schalteten Einheiten überwacht. <B>3.</B> Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruell <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass sie die abgehenden Verbraucherleitun gen der parallelgeschalteteri Einheiten überwacht. 4. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch<B>1,</B> dadareh geke <B>'</B> nnzeichnet, ,dass die Hilfsspannung des nicht kurzge schlossenen Systems gleich null ist.

   <B>5.</B> Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, ,dass bei einer ohne Rückstrom erfolgen-den Abschaltung einer Einheit die in der Gruppe entstehende Hilfsspannuno, zur Beeinflussung der für den Betrieb erfor- derliellen Sicherheitseinrichtungen dient. <B>6.</B> Einriehtulio- nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Ver braucherleitungen im Plusleiter verket tet sind.

   <B>7.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Ver braucherleitungen im Minusleiter (Null- leiter) verkeitet sind.