Schutzeinriehtuug für Umformungsanordnungen. Die Erfindung betrifft eine ,Schutzein- richtung für Umformungsanordnungen mit in Reihe mit der Unterbrechungsstelle liegen der Drossel, deren Magnetkern beim Nenn- stromwert hochgesättigt ist und durch seine Ents:
ättigung in der Nähe des, Stromnull- wertes eine stromschwache Pause hervorruft. Die Schutzeinrichtung eignet sich sowohl für Entlaidun:gs- bezw. Ventilumformer als auch für Umformer mit bewegten Kontakten. Es ist oft erwüns:
eht, dass ein Umformer in .Störungsfällen selbsttätig durch einen Schnells.chalter wechselstromseitig abgeschal tet werde. Derartige Schnellschalter müssen zur Bewältigung einer verhältnismässig hohen Abschaltlezstung mit einer Lichtbogenl'ös,ch- einriclitung versehen sein und sind infolge dessen gross und teuer.
Demgegenüber kann erfindungsgemäss eine Vereinfachung da,dureh erzielt werden, dass in der wechselstromseitigen Zuführungs- leitung ein Trennschalter mit selbsttätiger Auslösung und mit einer seine Öffnung wäh rend einer stromschwachen Pause herbei führenden Synchronsteuerung vorgesehen ist, der im folgenden als Synchrontrenner .be- ,zeichnet wird.
Da auf diese Weise die. von der Sättigungsdrossel bewirkte Erleichterung der Stromunterbrechung für die wechsel- stromseitige Abschaltung durch den Syn- chrontrenner nutzbar .gemacht wird, braucht letzterer beim Abschalten praktisch keine Leistung -zu bewältigen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs- beispiel der Erfindung schematischdarge stellt. An ein Wechselstromnetz 10 ist ein Umformer 11 beispielsweise in dreiphasiger Graetz-Schaltung angeschlossen. In die drehs.tromseitigen Zuführungsleitungen sind Drosseln 12 eingeschaltet, deren Magnetkern 13 beim Nennstromwert hochgesättigt ist.
Die Windungszahl der Drossel 12 und der Kernquerschnitt des Magnetkernes 13 sind vorzugsweise so bemessen, dass sich der Magnetkern 13 nur bei sehr kleinen Augen blickswerten in der Nähe des Nullwertes ent- sättigt. Der Kern 13 kann, insbesondere aus flach übereinander gewickellten Eisenband- lagen bestehen.
Hierzu wird vorteilhaft eine besonders hochwertige Eisen-Silizium- oder Eisen-Nickellegie-rung verwendet, deren Ma gnetisierungskurve im ungesättigten Gebiet möglichst wenig gegen die Flussachse ge neigt sein, an .den Übergangsstellen in die gesättigten Gebiete möglichst scharfe Sätti gungsknicke aufweisen und in den gesättig ten Gebieten möglichst parallel zur Erreger achse verlaufen soll.
Auf dem Magnetkern 13 kann eine besondere Vormagnetisierungswiek- lun:g 14 zur zusätzlichen Steuerung des, magne tischen Verhaltens der Sättigungsdrossel vor gesehen sein.
In den wechselstromseitigen Zuführungs leitungen sind ferner die Synchrontrenner 15 angeordnet. Ihre Offnung kann vorzugsweise durch eine an der Drossel 12/13 durch Ent- sättigung es Magnetkernes 13 hervorgeru- fene Spannung gesteuert werden.
Zu diesem Zweck ist auf dem Kern B eine weitere Wicklung 16 angeordnet, die eine im Off- nungssinn wirkende Erregerspule 17 eines den .Synchrontrenner 15 steuernden Relais beeinflusst, sobald ,eine an sich bekannte Aus- löseeinriehtung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist,
und die beispielsweise in Ab hängigkeit vom Überstrom oder auch in Ab hängigkeit von einer etwaigen Unsymmetrie der Wechselspannungen oder in Abhängig keit vom Rückstrom oder vom Spannungs rückgang auf der Gleichstromseite zum An sprechen kommen oder auch von Hand be tätigt werden kann, den Steuerstromkreis geschlossen bezw. so.nstwie in Wirksamkeit gesetzt hat.
In mehrphasigen Anordnungen empfiehlt es sich, die Auslösevorrichtun.g einer Phase auf die Synchronsteuerungen sämtlicher Phasen einwirken zu lassen, so dass bei einer Störung in einer Phase nach einander alle Phasen unterbrochen werden.
Dieser Fall ist zum Beispiel gegeben, wenn die Auslösung der Schutzeinrichtung in be- sonders einfacher Weise dadurch erzielt wird, dass auf der Wechselstromseite eine an sich bekannte. Überbrückungseinrichtung vor <I>43</I> wird,
welche die Unterbrechungs- stehlen des Umformers 11 im Störungsfall kurzschliesst. Der lierdurch entstehende Kurzschlussstrom bewirkt nämlich die Aus lösung aller Synehrontrenner. Die Über- brückungseinrichtung, die in der Zeichnung nicht enthalten, jedoch beispielsweise in den Schweizer Patenten Nr.
216805 und 220136 dargestellt und beschrieben ist, kann ihrer seits in Abhängigkeit vom Überstrom oder von der Unsymmetrie der Spannungen auf der Wechselstromseite oder vom Rückstrom oder Spannungsrückgang auf der Gleich stromseite zum Ansprechen gebracht werden.
Die Wiedereinschaltung des Synchrontren- ners 15 kann nach Beseitigung der Störung gegebenenfalls selbsttätig synchron zur Wechselspannung erfolgen, indem zum Bei spiel mittels der im Schweizer Patent Nr. 220330 dargestellten und beschriebenen oder einer ähnlichen Steuereinrichtung der Synehrontrenner jeder Phase jeweils im Augenblick des Nulldurchganges der Phasen spannung geschlossen wird.
Auf diese Weise erübrigt sich unter Umständen ein besonderer Anlasser zur Inbetriebsetzung. Während des Normalbetriebes kann durch den Strom eine Haltekraft ausgeübt werden, die den 'Syn- chrontrenner 15 im geschlossenen Zustande sperrt. Hierzu ist beispielsweise das Steuer relais mit einer zusätzlichen Wicklung 18 ver sehen, die vom Hauptstrom durchflossen wird.
Die vom Strom ausgeübte Haltekraft trägt zur Erhöhung des Kontaktdruckes am Synchrontrenner 15 bei. Als Steuerrelais kann insbesondere ein polarisiertes Relais verwendet werden.
Der Umformer 11 kann über einen weiteren Trennschalter 19 an die Gleichstromklemmen 20 angeschlossen sein. Der Trennschalter 19 dient zum Schutze gegen Rückstrom und wird mittels einer Drossel 21 gesteuert, deren Magnetkern 22 ähnliche Eigenehaften hat wie der Magnetkern 13. Er entsättigt sieh bei Stromrichtungsumkehr in der Nähe des Stromnullwertes und ruft hierbei eine strom- schwache Pause hervor.
Die gleichzeitig in einer zusätzlichen Wicklung -- 26 induzierte Spannung kann zur Steuerung des Trenn schalters 19 verwendet werden, indem sie ent weder unmittelbar oder über ;
einen Verstär ker auf die Erregerspule 24 einwirkt. Wäh rend des Normalbetriebes ist der Kern 22 dauernd hochgesättigt und der Synchron- trenner 19 geschlossen, wobei mit Hilfe einer Hauptstromwieklung 25 ein zusätzlicher Kontaktdruck am Trennschaltcr 19 hervor gerufen werden kann.
Für die Synchrontrenner 15 und den Trennschalter 19 können .gemeinsame Ausi- löseeinrichtungen vorgesehen sein, .die in Ab- hä,ngigkeit von den oben genannten elek trischen Grössen der Umformungsanordnung gesteuert werden.
Protective device for forming arrangements. The invention relates to a protective device for forming arrangements with the choke in series with the interruption point, the magnetic core of which is highly saturated at the rated current value and by its des:
saturation near the zero current value causes a low-current pause. The protective device is suitable for both: gs- or. Valve converters as well as converters with moving contacts. It is often desirable:
This means that in the event of a fault, a converter is automatically switched off on the AC side by a high-speed switch. Such high-speed switches must be provided with an arc release mechanism in order to cope with a comparatively high switch-off performance and are therefore large and expensive.
In contrast, according to the invention, a simplification can be achieved by providing an isolating switch with automatic tripping and a synchronous control that opens it during a low-current break in the AC supply line, which is referred to below as a synchronous isolator .
Since this way the. The saturation reactor facilitates the interruption of the current for the AC disconnection is made usable by the synchronous isolator, the latter needs practically no power to manage when disconnected.
An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing. A converter 11, for example in a three-phase Graetz circuit, is connected to an alternating current network 10. Chokes 12, whose magnetic core 13 is highly saturated at the rated current value, are switched on in the supply lines on the rotary current side.
The number of turns of the choke 12 and the core cross-section of the magnetic core 13 are preferably dimensioned such that the magnetic core 13 only desaturates at very small instantaneous values close to the zero value. The core 13 can in particular consist of iron tape layers wound flat on top of one another.
For this purpose, a particularly high-quality iron-silicon or iron-nickel alloy is advantageously used, the magnetization curve of which inclines as little as possible towards the flow axis in the unsaturated area, has saturation kinks as sharp as possible at the transition points into the saturated areas and in the saturated area th areas should run as parallel as possible to the exciter axis.
On the magnetic core 13, a special pre-magnetization curve can be provided for additional control of the magnetic behavior of the saturation choke.
The synchronous separators 15 are also arranged in the supply lines on the AC side. Their opening can preferably be controlled by a voltage generated at the throttle 12/13 by desaturation of the magnetic core 13.
For this purpose, a further winding 16 is arranged on the core B, which influences an excitation coil 17 of a relay controlling the synchronous separator 15, which acts in the opening sense, as soon as a tripping device known per se, which is not shown in the drawing,
and, for example, depending on the overcurrent or also depending on any asymmetry of the alternating voltages or depending on the reverse current or the voltage drop on the direct current side to speak or can also be operated by hand, the control circuit is closed or. so.nstwie has put into effect.
In multi-phase arrangements it is advisable to let the Auslösevorrichtun.g one phase act on the synchronous controls of all phases, so that in the event of a fault in one phase, all phases are interrupted one after the other.
This is the case, for example, when the protection device is triggered in a particularly simple manner by a known per se on the alternating current side. Bridging device before <I> 43 </I> is,
which short-circuits the interruption bars of the converter 11 in the event of a fault. The resulting short-circuit current causes all synchronous isolators to be triggered. The bridging device, which is not included in the drawing, however, for example in Swiss patents no.
216805 and 220136 is shown and described, on the other hand, depending on the overcurrent or on the asymmetry of the voltages on the alternating current side or on the reverse current or voltage drop on the direct current side, they can be activated.
The synchronous separator 15 can be switched on again automatically after the fault has been eliminated, synchronously with the AC voltage, for example by means of the synchronous separator of each phase at the moment of the zero crossing of the phase voltage using the control device shown and described in Swiss Patent No. 220330 or a similar control device is closed.
In this way, a special starter for commissioning may not be necessary. During normal operation, the current can exert a holding force which blocks the synchronous separator 15 in the closed state. For this purpose, for example, the control relay is seen ver with an additional winding 18 through which the main current flows.
The holding force exerted by the current contributes to increasing the contact pressure at the synchronous separator 15. In particular, a polarized relay can be used as the control relay.
The converter 11 can be connected to the direct current terminals 20 via a further isolating switch 19. The isolating switch 19 serves to protect against reverse current and is controlled by means of a choke 21, the magnetic core 22 of which has properties similar to those of the magnetic core 13. It desaturates when the direction of current is reversed near the current zero value and causes a low-current pause.
The voltage induced at the same time in an additional winding - 26 can be used to control the isolating switch 19 by either directly or via;
an amplifier acts on the excitation coil 24. During normal operation, the core 22 is continuously highly saturated and the synchronous disconnector 19 is closed, it being possible for an additional contact pressure to be produced on the disconnector 19 with the aid of a main current signal 25.
For the synchronous isolator 15 and the isolating switch 19, common tripping devices can be provided, which are controlled as a function of the above-mentioned electrical parameters of the conversion arrangement.