CH295221A - Differentialschutzanordnung für Stromrichter. - Google Patents

Differentialschutzanordnung für Stromrichter.

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CH295221A
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Aktieng Siemens-Schuckertwerke
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Siemens Ag
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/106Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for dynamic converters

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Description


      Differentialschutzanordnung    für Stromrichter.    Zur     Vermeidang    der nachteiligen Wirkun  gen von Rückzündungen bei     Stromrichtern,     insbesondere bei Kontaktumformern, ist es be  kannt, eine den zugeführten Wechselstrom  mit dein vom Stromrichter abgegebenen Gleich  strom vergleichende Einrichtung zu verwen  den, welche im     Riielmündungsfall.    eine     Schutz-          vorriehtung    auslöst.  



  In     Fig.   <B>1</B> ist eine derartige     Differential-          sehutzanordnung    schematisch dargestellt. Es  ist dabei als Beispiel ein gegen     Rüekzünd-Lm-          gen    zu schützender,     nur    symbolisch darge  stellter     Kontaldumforiner    K gewählt.

   Der von  ihm abgegebene Gleichstrom<B>J,</B> wird in einem       Differentialringwandler    R mit einem     zwei-          teil    Gleichstrom     J"    verglichen, der mittels  einer     Doppelweg-Gleichrichteranordnung   <B><I>G</I></B>  aus den Sekundärströmen von Stromwand  lern SW gebildet wird, die in die     Wechsel-          stromzuleitungen   <B><I>U,</I></B><I> V,</I>     'W    des Kontaktum  formers K eingefügt sind.

   Bei einer Störung  des     Durehilutungsgleichgewichtes    im     Ring-          wandler    R, die     z.B.    bei einer     Rüekzündung     dadurch eintritt,     dass    der aus den Wechsel  strömen der Phasen     TT,   <I>V, W</I> gewonnene  Gleichstrom     Jv    sehr schnell ansteigt, wäh  rend der     Belastungsgleiehstrom        Jg    abzufal  len beginnt,

   wird der Ringkern des     Wand-          lers    ummagnetisiert und ein Stromstoss     iA    in  der     Aus18sewicklung   <B>A</B> erzeugt, der den  Kurzschliesser     Sch    zum Abfallen bringt. Der  Kurzschliesser, der beispielsweise durch die  Haltewicklung H bei normalem Betrieb in    geöffnetem Zustand gehalten wird, über  brückt dann die Schaltkontakte des     UmTor-          mers    K     und    schützt sie dadurch vor dem  Verbrennen, so     dass    die     Abschalt-Luig    der  Störung in geeigneter Weise, z.

   B.     dureh     den     Hauptsehalter,    ohne<B>-</B> besondere An  sprüche an die Schnelligkeit der Abschal  tung erfolgen kann.  



  Wegen des Erfordernisses der     Gleich-          richterschaltung   <B>G</B> und der- Stromwandler       S-W    kommt die Schutzschaltung nach     Fig.1-          vorzugsweise    für     Grossstromrichter    in Frage.  Der Aufwand ist aber für     Stromriehter    klei  nerer und mittlerer Leistung nicht mehr  tragbar. Der Erfindung liegt deshalb die  Aufgabe zugrunde, eine Schutzschaltung zu  schaffen, bei der die Stromwandler und die       Hilfsgleichrichteranordnung    vermieden wer  den.  



  Die Erfindung betrifft ebenfalls eine       Differentialschutzanordnung    für     Stromrieh-          ter,    insbesondere für Kontaktumformer, bei  dein eine dem zugeführten Wechselstrom mit  dem abgegebenen Gleichstrom vergleichende  Einrichtung die     Sehutzwirkung    für den  Stromrichter auslöst. Erfindungsgemäss bil  den die zu vergleichenden Ströme unmittelbar  die     Durchflutung    von geschlossenen magneti  schen Kreisen, auf denen die     Auslösewick-          lungen    für die Schutzeinrichtung angebracht  sind.  



  An Hand der     Fig.    2 bis 14 wird die Erfin  dung nachfolgend näher beschrieben.      In     Fig.    2 und<B>3</B> ist ein Beispiel für die  grundsätzliche Anordnung einer Schutzein  richtung nach der Erfindung für einen     drei-          phasigen        Anschluss    schematisch dargestellt-.  Durch drei Ringkerne     RI,    R2 und R3 aus       Magnetwerkstoff    mit vorzugsweise annähernd  rechteckiger     Hystereseschleile,    z.

   B. aus einer  Nickeleisen- oder einer     Siliciumeisen-Legie-          rung,    ist der eine der beiden Gleichstrom  leiter geführt, so     dass    alle drei Kerne vom  Belastungsgleichstrom     Jg        durchflutet    werden.

    Ferner ist durch jeden     Kerii   <B>je</B> einer der drei  Wechselstromleiter     U,   <I>V, W</I>     gplührt,    Ausser  dem tragen alle -drei Kerne noch     Auslösewick-          1-Lmgen   <B>A"</B>     A2,    As, die beispielsweise in Reihe  geschaltet und mit der     Auslösespule    der       Sehutzeinrichtung    verbunden sind.  



  Die Wirkungsweise dieser Einrichtung sei  zunächst an Hand der dreiphasigen     Stern-          punktschaltung    eines     Kontakt-Limformers    nach       Fig.    4 erläutert. Die nicht näher dargestellte  Reihenschaltung jeder einzelnen Kontaktein  richtung mit einer zugehörigen, an sieh be  kannten Schaltdrossel ist dabei durch das  Symbol<B>je</B> eines Ventils     Ki,   <I>K2,</I>     Ks    ersetzt,  um gleichzeitig die normale Stromrichtung  durch den Kontaktumformer zum     Aus & uck     zu bringen.     Kl,   <I>K2,</I>     Ks    können aber auch  andere     Stromriähter,    z. B.

   Entladungsgleich  richter, sein.     Tr    ist ein an das Wechselstrom  netz<I>R,</I>     S,   <I>T</I> angeschlossener Transformator.  Die Ströme der Sekundärphasen<B>JU,</B><I>V,</I>     'W    des  selben werden durch die Ventile KI,<I>K2,</I>     Ks     gleichgerichtet.

   L stellt die Belastung des       Stromrieliters    dar     und   <B>D</B> eine Drossel zur       Glättung    des     Belastangsgleichstromes        Jg.          Rl,        R.2,        Rs    sind die in     Fig.    2     und   <B>3</B> darge  stellten Ringkerne.  



  In     Fig.   <B>5</B> ist der Verlauf der Ströme il, i2  und     is,    welche durch -die Ventile KI,     K2,        Ks     der einzelnen Phasen     TJ,   <I>V,</I>     'W        (Fig.    4) flie  ssen, in     Kurvenforin    dargestellt. Im normalen,  ungestörten Betrieb bildet sich am Ende eines  jeden     Stroinübertragungszeitabschnittes    in  folge der     Wirk-ungder    erwähnten Schaltdros  sel eine Stufe St sehr kleinen Stromes aus,  während deren die Kontakteinrichtung ohne       Ftinkenbildung    geöffnet werden kann.

   Nach    der Kontaktöffnung ist der     Stromfluss    in der  betreffenden Phase bis zum     Wiedereinschal-          ten    in der nächsten Periode -unterbrochen.  



  Der     Rückzündungsfall    ist nun dadurch ge  kennzeichnet,     dass    aus irgendeinem Störungs  grund der Strom nach Ablauf der Stufe nicht  unterbrochen ist, sondern sich<B>-</B> etwa über  einen, zwischen den Kontaktflächen brennend  den     Liehtbogen   <B>-</B> als Rückstrom fortsetzt.  Wenn als Beispiel eine     Rückzündling    nach  Ablauf der Stufe des Stromes il angenommen  wird, so würde dieses der     Rückstroin        ilp,    sein.

    Dieser Rückstrom wird geliefert von der  Folgephase, im, Beispiel also von der Phase     L',     so     dass    der Vorwärtsstrom dieser Phase über  den normalen Wert i2<B>=J,</B> hinaus spiegelbild  lich zum Rückstrom     i,R    nach der Kurve     i2R     weiter     ansteigt.'Die    Ströme     ill,    -Lind     i2R    kön  nen dabei sehr schnell auf hohe Beträge an  wachsen, da     i2    jetzt nicht mehr, wie im unge  störten Betrieb, durch den Widerstand des  äussern Belastungskreises begrenzt wird, son  dern nur     noch,durch    die Spannungsabfälle im  Stromwendekreis.  



  In     Fig.   <B>6</B> sind -unter Zugrundelegung einer  idealisierten rechteckigen     Hystereseschleife     die Vorgänge im     R.ingkern    R2 dargestellt. Im  ungestörten Betrieb wird der Kern dauernd  -durch den abgegebenen Gleichstrom<B>J,</B> in  negativer Richtung gesättigt gehalten.

   Zu den  Zeiten, in denen der     Stromfluss    der Phase 2  -unterbrochen ist, entspricht die Feldstärke  der senkrechten Linie,     ig   <B>= 0,</B> und der     Zu-          standsp-ankt        auf    der     Hystereseschleile    ist     -B,.     Während des     Arbeitsabschnittes    der Phase 2  ist     i2=J,

  .    Infolge der entgegengesetzt     gerieh-          teten        Durchflutung    in dem     magnetisc'h        ge-          sehlossenen    Kreis des Ringkernes hebt also der  Wechselstrom die     Gleiehstromdurchflutung     gerade auf, und der Zustandspunkt ist     auf     den     Remanenzpunkt    -B, verschoben. Dieser  Vorgang wiederholt sich in jeder Periode.

   Der  dauernde Wechsel zwischen -B, und -B,  ist, wenn gutes Eisen verwendet wird, prak  tisch mit keiner     Flitssänderung    verbunden, so       'dass    die     auf    dem Kern vorhandene     Auslöse-          wicklung        stroinlos    bleibt.

        Sobald jedoch im     Rückzündungsfall    der  Strom i2 auf     i2R    anwächst, während der  Gleichstrom<B>J,</B> im ersten Augenblick noch als  unveränderlich angesehen werden kann und  dann abnimmt und dadurch den     Durchflu-          tungsübersehuss        des,Stromes        i2R    noch vergrö  ssert, wird der Kern nachdem gestrichelt her  vorgehobenen Verlauf der     Hystereseschleif#     ummagnetisiert.

       Hier-durch    entsteht in der       Auslösewi#klung    eine     EMK,    die einen     Aus-          lösestrom    von solcher Höhe zur Folge hat,     dass     dieser Strom die Summe der     Durchflutungen     wieder praktisch zu Null ergänzt.  



  Die andern beiden Ringkerne R,     -und        R3     sind bei Beginn der     Rückzündung    durch den  Gleichstrom ebenfalls gesättigt. Die Wirkung  des Stromes     i,R    im Kern     R,    wirkt nun zusätz  lich in sättigender Richtung, und ferner hat  in beiden Kernen     RI    Und R3 der die     Auslöse-          wicklungen   <B>A,</B> und     A,3    durchfliessende     Aus-          lösestrom        iA    eine sättigungsversteifende Rich  tung.

       Indiesen    beiden Kernen     R,    und     R,3    wird  daher keine Spannung erzeugt, die das An  steigen des     Auslösestromes    hindern könnte. Es  erfolgt auch durch den ansteigenden     Aus-          lösestrom        iA    keine     Ummagnetisierung    dieser  Kerne, sondern es tritt lediglich ein der     Luft-          induktivität    der     Auslösewieklungen    entspre  chender Spannungsabfall auf.

   Somit ist die  Einrichtung nach den     Fig.    2 bis 4 befähigt,  die bekannte     Schutzschaltung    von     #Stromrich-          tern    nach     Fig.   <B>1</B> in vorteilhafter Weise unter  Vermeidung von besondern Stromwandlern  und Gleichrichtern zu ersetzen.  



  Damit unabhängig von vorausgegangenen       Magnetisierungsvorgängen    der vorzugsweise  als     Rinkkerne    ausgeführten geschlossenen  magnetischen Kreise die richtige     Sättigungs-          riehtung    beim Einschalten des     Stromrieliters     stets gewährleistet ist, kann es vorteilhaft  sein, den Kernen eine schwache     Gleichstrom-          Vormagnetisierung    in Richtung des ansteigen  den Rückstromes,<B>d.</B> h.

   also in Richtung des  Stromes<B>J,</B> im     Gleiehstromleiter,    zu erteilen,  so     dass    im ungestörten Betrieb     #die        Gleich-          stromdurchilutung    etwas überwiegt. Zur Er  zeugung dieser     Vormagnetisierung    kann eine  Hilfswicklung auf den Kernen vorgesehen    sein, die entweder von dem Strom einer klei  nen Gleichstromquelle oder auch vom     Grund-          laststrom    des     Stromrieliters    durchflossen sein  kann.

   Letzteres ist     auell    in, den Fällen mög  lich, wo der     Grundlaststrom    bei Überschrei  tung einer gewissen äussern Mindestbelastung  abgeschaltet wird. Wenn nämlich der Kern  zu Beginn erst einmal richtig polarisiert wor  den ist, so kann auch nach Aufhören der     Vor-          magnetisierung    nur eine Störung ihn aus die  ser Polarität wieder herausbringen.  



  Anstatt die     Auslösewicklungen   <B>A"<I>A2, As</I></B>  der drei Ringkerne     RI,    R2, R3     (Fig.    2 bis 4)  in Reihe zu schalten, können die einzelnen       Auslösewicklungen        auel-i    getrennt     auf    die  Schutzeinrichtung wirken; es braucht nur der  für diese vorgesehene Auslöser mit drei     ge-          trenntenWieklungen    versehen zu sein.

   In     Fig.    4  sind     in#    diesem Falle für Aden Kurzschliesser       Sch    ausser der     Haltewieklung    H drei getrennte       Steuerwicklungen    anzuordnen. An die Stelle  des Kurzschliessers Sch kann auch jede andere       Schutzeinrichtung    treten, die einen verzöge  rungsfreien Schutz des Stromrichters beim  Auftreten einer Rückzündung gewährleistet.  



  In     Fig.   <B>7</B> und<B>8</B> ist eine andere Gruppie  rung der Ringkerne     RI"   <I>R2,</I>     Rs    in     Seitenan-          sieht    und Draufsicht >dargestellt, bei der -die  den geraden Gleichstromleiter umgebenden  Ringkerne     Rl,    R2, R3 gegeneinander so ver  setzt angeordnet sind,     dass    die Wechselstrom  leiter     TJ,   <I>V,</I> W ohne     Kröpfung    ebenfalls     geracl-          linig    durch die ihnen zugeordneten Kerne       hindurchgeführt    werden können.

   Vorzugs  weise eignen sich zum Aufbau der neuen     Dif-          ferentialschutzanordnung        sogenannte        Ring-          bandkerne,    die aus dünn gewalzten,     ringför-          inig        aufgewiekelten    Bändern aus Magnetwerk  stoff bestehen. Die geschlossenen magnetischen  Kreise können 'aber auch eine andere Form  und einen andern Aufbau aufweisen.  



  Im folgenden sei dargelegt, wie sich die  neue     Schutzeinriehtung    verhält, wenn sie bei  einer     Stromrichterbrückenschaltuno,    benutzt  wird.<B>In</B>     Fig.   <B>9</B> ist eine solche dreiphasige.       Brückenschalt-Ling    in ihrer einfachsten Form  dargestellt. Gleiche Bezugszeichen verweisen       auf    gleiche Teile wie in     Fig.    4.

   Die Sekundär-           phasen'U,   <I>V, W</I> des Transformators     Tr    sind  Über die Verzweigungspunkte<B>0,</B><I>P,</I>     Q    mit den       Stromrichtereinheiten        Kl,   <I>K2,</I>     Ks    einerseits  und     W.2,        K%    anderseits verbunden, deren       Durchlassricht-Ling    durch die Ventilsymbole  angedeutet ist.  



  In     Fig.   <B>10</B>     sinddie        zugehörigen:Stromkur-          ven    dargestellt. Wird beispielsweise eine der       Fig.    4 entsprechende Schutzeinrichtung an der  Stelle     C    der     Fig.   <B>9</B> in die Sekundärphasen  des Transformators     Tr    eingefügt, so sind zwei  Fälle zu unterscheiden. Findet die     Rückzürt-          Jung        am    Ende der     Sinfe    eines positiven       Strontübertragungszeitabschnittes,    z.

   B.     il+,     statt, so verläuft der Vorgang in der oben  beschriebenen Weise, und der     Auslöseimpuls     in der zugeordneten.     Auslösewieklung    setzt  sofort mit Beginn der Rückzündung ein. Er  eignet sich die Rückzündung dagegen am       Schluss    der Stufe eines     negativenStromilber-          tragungszeitabschnittes,    z. B. il-, so bringt  der sofort einsetzende weitere Anstieg des  Vorwärtsstromes     i.2R    keinen Nutzen, da er die  Sättigung des zugehörigen magnetischen Krei  ses     -bzw.    des Kernes noch versteift.

   Der     Aus-          löseimpuls        muss    vielmehr jetzt durch den  Kern     R,    der Phase<B>1</B> erzeugt werden. Dazu  ist aber erforderlich,     dass    der Strom     i,R    zu  nächst einmal auf den Betrag des jeweiligen  Gleichstromes     Jg    anwächst, um die     Gleich-          stromdurchilutung    des Kernes aufzuheben.

    Erst der darüber hinausgehende weitere An  stieg bewirkt dann eine     Ummagnetisierung     des Kernes und die     Induzierung        ein-es        Aus-          löseimpulses.    Es geht in -diesem Falle also die  Zeit verloren, die der Strom     i,R    zum     Anwaell-          sen    auf den Betrag     J,    benötigt, bevor der       Auslöseimpuls    einsetzt. Ferner haben die<B>be-</B>  treffenden     Stromrichtereinheiten,    z.

   B. die       Umformerkontakte,    einen um den Betrag     il     vergrösserten Strom zu führen, wodurch das  Ausmass des     Rückzündungsschadens    anwächst.  Bei der Einfügung des netten     Differential-          Rückzündungsschutzes    an der Stelle<B>C</B> der       Fig.   <B>9</B> werden daher nicht in jedem Falle die  gleichen Vorteile erzielt, wie bei seiner An  wendung -bei der     Sternpunktsellaltung    gemäss       Fig.    4.

      Es wird deshalb     "",    Einschaltung an der  Stelle<B>G</B> der     Fig.   <B>9</B> hauptsächlich nur bei  Stromrichtern geringerer Leistung anwendbar  sein, wo die genannte     Auslöseverzögerung    und  der erhöhte Strom noch keine allzu grossen  Nachteile mit sieh bringt.  



  Ein gleichwertiger Schutz wie bei der  oben an Hand der     Fig.    4 beschriebenen     drei-          phasigen        Sternpunktschaltung    ergibt sich,  wenn<B>je</B> eine dreiphasige     Differentialschutz-          anordnung    an den Punkten<B>E</B> und<B>F</B> der       Brüekenschaltung    nach     Fig.   <B>9</B> angebracht  wird; denn jede der beiden Hälften der  Brücke stellt für sich eine dreiphasige     Stern-          panktschaltung    dar.

   Es sind     somii    zwei       Differentialschutzanordnungen,    beispielsweise  nach     Fig.    2 und<B>3</B> oder<B>7</B> und<B>8,</B> und dement  sprechend sechs Kerne erforderlich.  



  Eine in beiden Richtungen der Ströme  gleich schnell wirkende Anordnung ist jedoch  bei Verwendung von sechs Kernen auch an  der Stelle<B>C</B> möglich, wenn in jeder der drei  Phasen     U,        V,   <I>W</I> ein Kernpaar so angeordnet  ist,     dass,    wie es in     Fig.   <B>11</B> für die Phase     TT     angedeutet ist, die     Wechselstromdurchilutun-          gen    der     bei-den    Kerne     RI.,    und     Rlb    jedes  einzelnen Kernpaares verschiedene     Riehtun-          gen    haben,

   indem der Wechselstromleiter     TJ     mit verschiedenem Wicklungssinn durch diese  Kerne hindurchgeführt ist. Es tritt dann ent  sprechend     demVorhergesagten    bei einer Rück  zündung entweder in der einen     Auslösewick-          lung        (Aja)    oder in der dazu in Reihe liegen  den andern     Auslösewieklung   <B>(Alb)</B> ein Span  nungsimpuls auf, der in der beschriebenen  Weise die Schutzanordnung     beeinflusst.     



  Eine gleichwertige Anordnung, bei der  jedoch die Verdoppelung des Kernaufwandes  vermieden ist, ergibt sich als bevorzugte     Aus-          führ-Lmgsform    dadurch,     dass    gemäss     Fig.    12 die  magnetischen Kreise     bzw.    Kerne sämtlich vom  Gleichstrom durchflutet werden und jeder der  Kerne ausserdem mit den beiden von<B>je</B> einem  Verzweigungspunkt ausgehenden Leitungen  mit entgegengesetztem     Wicklungssinn    verket  tet ist. In     Fig.    12 ist der der Phase     'U    zuge  ordnete Kern R, mit dem den Gleichstrom<B>J,</B>      führenden Leiter dargestellt.

   Die zugehörige       Brüekenleitung    zwischen den Punkten<B>E</B> und  <B>F</B> ist in Form einer Windung um den Kern  gelegt, an deren     Mittelanzapfung   <B>0</B> die Pha  senleitung<B>U</B> des Transformators     Tr    ange  schlossen ist. Der Punkt<B>0</B> ist somit der Ver  zweigungspunkt der Brücke.

   Diese Anord  nung erfüllt mit einer     nur    geringfügigen,  durch die Unterbringung des zweiten Wech  selstromleiters bedingten Vergrösserung des       Ringkerndurchmessers    hinsichtlich     Auslöse-          gesehwindigkeit    und Höhe des Kontaktstro  mes im     Auslösezeitpunkt    bei der dreiphasigen       Stromrichterbrückenschalt-Ling    nach     Fig.   <B>9</B> die  gleichen Bedingungen wie die Schutzanord  nung nach     Fig.    4 bei der dort dargestellten  dreiphasigen     Sternpunktschaltung.     



  Die neue     Differentialschutzanordnung        lässt     sich sinngemäss auch für andere Phasenzahlen  und für andere     Gleiehriellterschalti--tngen    ver  wenden. Sie ist nicht nur auf die Anwendung  bei Kontaktumformern beschränkt, sondern  kann mit den     gleidhen    Vorteilen des     unver-          zögerten    Einsetzens des     Auslöseimpulses    schon  bei beginnendem Rückstrom auch auf andere       Gleichrichterarten    übertragen werden. Sie  kann z.

   B. bei gittergesteuerten     Quecksilber-          dampfgleiehriehtern    dazu benutzt werden, das  Schnellrelais für die Gittersperrung auszulö  sen. Die Anordnung von<B>je</B> einem Kern in  jeder Phase gestattet dabei sogar eine selek  tive Auslösung von     Sehutzapparaten,    die nur  auf die einzelne Phase wirken.  



  Eine vorteilhafte Weiterbildung der     vor-          beschriebenen        Differentialschutzanordnung     besteht darin,     dass    die     Durebflutungen    der  Magnetkreise von Wicklungen mit mehreren  Windungen gebildet werden. Damit kann  gegenüber der einfachen Hindurchführung  der Leitungen durch die Magnetkreise der  Querschnitt der Magnetkerne bei gleicher  Wirkung entsprechend kleiner gemacht wer  den. Die     Windungszahlen    für die     wechsel-          stromseitigen        Wicklungen    einerseits     und    die  Gleichstromwicklungen anderseits müssen im  wesentlichen gleich sein.

   Zur Sicherung des  richtigen     Magnetisierungszustandes    im unge  störten Betriebszustand können die Windungs-    zahlen so aufeinander abgestimmt werden,     dass     die reine     Gleichstromdureliflutung    im Nor  malbetrieb etwas überwiegt     bzw.        dass    die       Windungszahl    der     wechselstromseitigen    Wick  lungen der Magnetkreise geringer ist.  



  Für jeden Magnetkern kann eine beson  dere Gleichstromwicklung vorgesehen sein.  Die erforderliche     Gleichstromdurchfli        Ltung     kann aber auch durch eine mehreren     bzw.     allen Magnetkernen gemeinsame Gleichstrom  wicklung erzeugt werden.  



  Auch die     Auslösewicklungen,    können mit  mehreren Windungen ausgestattet sein. In  den bisher beschriebenen Ausführungsbeispie  len nach den     Fig.    2, 4,<B>11</B> und 12 ist für jeden       Magnetkern    eine besondere     Auslösespule    vor  gesehen. Demgegenüber verdient eine gemein  same     Auslösespule    für mehrere     bzw.    für alle  Magnetkerne gerade in der Weiterbildung mit  mehreren Windungen der die     DureMlutungen     der Magnetkreise     bildendeii    Wicklungen und  mit entsprechend verringertem     Magnetkern-          querschnitt    den Vorzug.

   Damit nämlich der  Vorteil des geringeren     Magnetkernquerschnit-          tes    gewahrt bleibt,     muss    die     Windungszahl    der       Auslösewicklung    im entsprechenden Verhält  nis vermehrt werden. Dadurch wird aber der  Wirkwiderstand dieser Wicklungen u.<B>U.</B>     -tin-          zulässig    hoch, wenn sieh auf jedem Kern eine  besondere     Auslösespule    befindet.

   Ein     wesent-          lieher    Anteil dieses hohen Widerstandes ent  fällt auf die zahlreichen     Stirnverbindungen.          Zweckmässigerweise    wird daher -an Stelle meh  rerer besonderer     Auslösewicklungen,    die nur  mit<B>j</B>e einem Kern verkettet und in- Reihe ge  schaltet sind, eine einzige, allen Kernen ge  meinsame     Auslösewieldung    verwendet. Damit  fallen die sonst in den Zwischenräumen     zwi-          sehen    den Magnetkernen gelegenen Stirnver  bindungen weg.

   Die dafür hinzukommenden  Leiterteile von Kern zu Kern sind aber  wesentlich kürzer, zumal wenn die     Wechsel-          stromwicklungen    so gestaltet sind,     dass    die  Kerne eng beieinander liegen, wenn also die  Wicklungen beispielsweise aus Flachkupfer  mit nebeneinander gelegten Windungen be  stehen.      In der Zeichnung ist ein entsprechendes       Ausführ-Lmgsbeispiel    in     Fig.   <B>13</B> im Schnitt  und in     Fig.    14 in der Draufsicht dargestellt.

    Die     Schnittdarstell-LLug    der     Fig.   <B>13</B> entspricht  der in     Fig.        14#eingetragenen    Schnittlinie     A-B.     Zu der Anordnung gehören drei Ringkerne  <B>11,</B>     12j   <B>13</B> mit<B>je</B> einer aus zwei Windungen  bestehenden     Wechselstromwicklung    14     bzw.     <B>15</B>     bzw.   <B>16.</B> Die Wicklung 14     auf    Kern<B>11</B> und  die     Wieklung   <B>15</B> auf Kern 12 sind in     Fig.   <B>13</B>  der besseren übersieht wegen nicht mit dar  gestellt.

   Sie sind ebenso wie die Wicklung<B>16</B>  vorzugsweise aus Flachmetall, z. B. Flach  kupfer, damit eine möglichst gedrängte Bau  form entsteht. Mit Kabelschuhen<B>17</B> und<B>18</B>  sind die     Wechselstromzaleitungen   <B>19</B> und 20  an die     Wieklung   <B>16</B> angeschlossen. Die     An-          seblüsse    -der Wicklungen 14 und<B>15</B> sind  ebenso ausgeführt.

   Die     Gleichstromwield-Luig     22 hat gleichfalls zwei     WindLingen.    Von ihr  werden alle drei Kerne<B>11,</B> 12,<B>13</B> gemeinsam  umschlungen, ebenso von der gemeinsamen       Auslösewickluing    21, die nun besonders wegen  der erwähnten gedrängten Bauform eine     ver-          hältnismä#ig    geringe Drahtlänge hat.

   Dem  entsprechend ist ihr Widerstand geringer als  der Gesamtwiderstand von drei     hintereinan-          dergeschalteten    einzelnen     Auslösewicklungen          -Luld    kann     auf    diese Weise unter der zulässigen       I-Ibehstgrenze    gehalten werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Differentialsell-Litzanordnung für Strom richter, mit einer den zugeführten Wechsel strom mit dem abgegebenen Gleichstrom ver gleichenden -Lind die Schutzeinriehtung aus lösenden Einrichtung, dadurch gekennzeich net, dass die zu vergleichenden Ströme unmit telbar die Durchflutung von geschlossenen magnetischen Kreisen bilden, auf denen eine Auslösewicklung angebracht ist.
    UNTERANSPRÜCHE- 1. Anordnung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Strom- richter-Sternpunktschaltung jedem Leitungs strang (U,. <I>V,</I> _W) der Wechselstromseite ein magnetischer Kreis (R, bzw. R2 bzw. R,9) zu- geordnet ist, der vom Strangstrom (il bzw. i2 bZW- i3) und vom Gleichstrom (J,)
    in ent gegengesetzten Richtungen durchflutet wird. 2. Anordnung nach dem Patentanspriieh, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Strom- richter-Brückenschaltung (Fig. <B>9)</B> jedem der von der Sek-Lmdärwicklung Jr) des Trans formators zu den Verzweigungspunkten<B>(0,</B> <I>P,<B>Q)</B></I> der Brückeiischaltung führenden Lei tungsstränge<B><I>(U,</I></B><I> V,</I> _W) ein magnetischer Kreis zugeordnet ist, der vom Gleichstrom (Jg)
    lind vom Wechselstrom (il+ und il-- bzw. i2+ und i2- bzw. ig+ und i,3-) des be treffenden Leitungsstranges<B>(U</B> bzw. V bzw. _W) durchflutet wird.
    <B>3.</B> Anordnung nach dem Patentanspruch, dadarch gekennzeichnet, dass ein Gleichstrom leiter durch sämtliche Kerne (R1, R2, R3, Fig. 2) der magnetischen -Kreise und<B>je</B> ein Weehselstromleiter <B>(U</B> bzw. V bzw. _W) durch je einen der Kerne (R, bzw. R.2 bzw. R3) ge führt ist. 4.
    Anordnung nach d@m Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Strom- riellter-Brückensehaltung (Fig. <B>9)</B> jedem der von der Sekundärwicklung (Tr) des Trans formators zu den Verzweigungspunkten<B>(0,</B> <I>P,<B>Q)</B></I> der Brückenschaltung führenden Lei tungsstränge<B>(U,</B> Fig. <B>11)</B> zwei magnetische Kreise (R1,1 Rlb) zugeordnet sind, von denen der eine (Rlb) mit der Gleichstromleitung und der betreffenden Wechselstromleitung<B>(U)</B> gleichsinnig, der andere (Rja)
    mit denselben beiden Leitungen gegensinnig verkettet ist. <B>5.</B> Anordnung nach Unteranspruel-i 4, da durch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom leiter durel-i sämtliche Kerne der magne tischen Kreise und<B>je</B> ein Wechselstromleiter <B><I>(U,</I></B> Fig. <B>11)</B> durch je -zwei Kerne (Rla, Rlb) mit verschiedenem Wickl-umgssinn geführt ist.
    <B>6.</B> Anordnung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Strom- riellter-Brilekenschaltung (Fig. <B>9)</B> die Zahl der magnetischen Kreise gleich der Zahl der von der Sek-Luldärwicklung (Tr) des Trans formators zu den Verzweigungspunkten<B>(0,</B> <I>P,<B>Q)</B></I> der Brüekenschaltung führenden Lei tungsstränge ist, und dass die magnetischen Kreise sämtlich mit der Gleichstromleitung und jeder Kreis (R1, Fig. 12) ausserdem mit den beiden von<B>je</B> einem Verzweigungspunkt <B>(0)
    </B> ausgehenden Zweigleitungen derart ge gensinnig verkettet ist, dass die von den Zweigleitun,gen herrührenden Durchflutungen der Gleichstromdurehflutung entgegengerich- tet sind. <B>7.</B> Anordnung nach Unteranspruch<B>6,</B> da durch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom leiter durch sämtliche Kerne der magnetischen Kreise und die beiden Zweigleitungen jedes Verzweigungspunktes<B>(0,</B> Fig. 12) mit ver- sehiedenem Wickl-ungssinn durch den zugehö rigen Kern (R1) geführt sind.
    <B>8.</B> Anordnung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösewick- lungen <B>(A" A2,</B> A3) der verschiedenen magne tischen Kreise (R1, R2, R3) hintereinander- geschaltet sind.
    <B>9.</B> Anordnung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöse- wieklungen <B>(A,.,</B> A2, <B>As)</B> der verschiedenen magnetischen Kreise (RI, R.2, Rs) derart ge schaltet sind, dass sie getrennt auf die Schutz einrichtung wirken.
    <B>10.</B> Anordnung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne (R1, R2, R3) der magnetischen Kreise aus einem Magnetwerkstoff mit annähernd rechteckiger Hystereseschleile (Fig. <B>6)</B> bestehen. <B>11.</B> Anordnung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Kreise aus Ringbandkernen (RI., R2, R,3) be stehen, die durch ringförmiges Aufwickeln eines dünn gewalzten Bandes oder Drahtes aus Magnetwerkstoff gebildet sind. 12.
    Anordnung nach dem Patentanspruch, dadureh gekennzeichnet, dass die magnetischen Kreise (RI, <I>R2,</I> R3) gleichsinnig mit ihrer normalen Gleichstromdureldlutung <B>(J.)</B> zu sätzlich vormagnetisiert sind. <B>13.</B> Anordnung nach dem Patentanspruch, <U>gekennzeichnet</U> durch aus mehreren Windun gen bestehende Wicklungen (14,<B>15, 16,</B> 21, 22, Fig. <B>13</B> und 14) für die Durchflutungen der Magnetkreise<B>(11, 12,13).</B> 14. Anordnung nach Unteranspruch<B>13,</B> gekennzeichnet durch eine mehreren Magnet kernen<B>(11,</B> 12,<B>13)</B> gemeinsame Gleichstrom wicklung (22).
    <B>15.</B> Anordnung nach dem Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine mehreren Magnet kernen<B>(11,</B> 12,<B>13)</B> gemeinsame Auslösewiek- lung (21). <B>16.</B> Anordnung nach Unteranspruch<B>13,</B> dadurch gekennzeichnet, dass jede der wechsel- stromseitigen Wicklungen (14,<B>15, 16)</B> der Magnetkerne<B>(11,</B> 12,<B>13)</B> eine geringere Win- dungszahl hat als die dazugehörige Gleich- stromwicklung (22).
CH295221D 1950-10-28 1951-10-20 Differentialschutzanordnung für Stromrichter. CH295221A (de)

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