CH371502A - Arrangement for current limitation in a high-current semiconductor rectifier system - Google Patents

Arrangement for current limitation in a high-current semiconductor rectifier system

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CH371502A
CH371502A CH7584959A CH7584959A CH371502A CH 371502 A CH371502 A CH 371502A CH 7584959 A CH7584959 A CH 7584959A CH 7584959 A CH7584959 A CH 7584959A CH 371502 A CH371502 A CH 371502A
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CH7584959A
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Bjarne Dipl Ing Storsand
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Oerlikon Maschf
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H02H7/12Emergency 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 static converters or rectifiers
    • H02H7/125Emergency 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 static converters or rectifiers for rectifiers
    • H02H7/1257Emergency 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 static converters or rectifiers for rectifiers responsive to short circuit or wrong polarity in output circuit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

  

  Anordnung zur Strombegrenzung in einer     Hochstrom-Halbleiter-Gleichrichteranlage            Hochstrom-Halbleiter-Gleichrichteranlagen    wer  den bekanntlich aus einer grossen Anzahl einzelner  Dioden in Brückenschaltung aufgebaut, wobei jeder  Brückenzweig mittels rasch ansprechender Sicherun  gen gegen Kurzschlüsse geschützt ist. Hierbei     muss     die Schmelzcharakteristik der Sicherungen der     über-          lastungscharakteristik    der Dioden     angepasst    sein.       Fig.   <B>1</B> zeigt eine solche bekannte Anordnung.

   Dort  sind mit<B>1</B> die Halbleitergleichrichter, mit 2 die  Sicherungen und mit<B><I>U,</I></B><I> V, W</I> die     Drehstromzufüh-          rungen    bezeichnet. Um an Sicherungen zu sparen,  kann man sie in den     Drehstromzuleitungen    und in  einem der Gleichstromzweige anbringen, wie es in       Fig.2    dargestellt ist, in welcher gleiche Teile mit  denselben Bezugszeichen versehen sind wie in     Fig.   <B>1.</B>  Bei dem am häufigsten auftretenden Fehler, beim       Diodendefekt,    arbeiten die beschriebenen Einrich  tungen selektiv und ergeben einen wirksamen Schutz  der Anlage.

   Die Schaltung gemäss     Fig.2    kann     vor-          teilhafterweise    mit einer Gleichstromsicherung hoher  Schaltleistung versehen werden, welche in Kombina  tion mit einer Drosselspule<B>3</B>     (Fig.   <B>3)</B> die Begrenzung  und Abschaltung der im Störungsfall entstehenden  Rückströme ermöglicht. Falls die überströme nur  Beträge vom     3-4fachen    Normalstrom erreichen,  arbeiten die     wechselstromseitigen    Schalter so rasch<B>,</B>       dass    ein Ansprechen der Sicherungen vermieden wird.  



  Wenn es jedoch zu einem direkten     Sammelschienen-          Kurzschluss    auf der     Glelchstrornseite    kommt, würden  praktisch alle Sicherungen oder zumindest ein grosser  Teil davon ansprechen. Es ist nun Aufgabe der Er  findung, auch bei dieser, an sich sehr selten ein  tretenden Störung einen übermässigen Verbrauch an  Sicherungsmaterial zu verhindern. Es wäre zwar mög  lich, mittels rasch wirkender Schalter einfach die  Drehstromleitungen kurz zu schliessen, um die Siche  rungen und Dioden zu schützen. Eine solche Mass-         nahme    stellt aber sowohl für die Gleichrichter als  auch die Regeltransformatoren, die Schalter und das  Netz eine viel zu starke Beanspruchung dar.

   Andere  bekannte     Kurzschlussstrombegrenzungen    sind im vor  liegenden Fall ebenfalls nicht verwendbar, da sie  starke     überspannungen    bewirken, welche die Dioden  gefährden.  



  Die geschilderten Mängel lassen sich vermeiden,  wenn erfindungsgemäss in den     Wechselstromzuleitun-          gen    der Anlage oder von Teilen derselben Wider  stände vorhanden sind, die im Normalbetrieb durch       Schnellschaltelemente    überbrückt sind.  



       Fig.    4 gibt ein Ausführungsbeispiel des Erfin  dungsgegenstandes vereinfacht wieder, während     Fig.   <B>5</B>  zur Erläuterung der Wirkungsweise dient.  



  In     Fig.    4 sind mit 4 der Hauptschalter, mit<B>5</B>       Ohmsche    oder induktive     Strombegrenzungswider-          stände,    mit<B>6</B>     Schnellschaltelemente    bezeichnet, welche  über Stromwandler<B>7</B> und Hilfsgleichrichter<B>8</B> mit  tels irgend einer für Schaltzwecke gebräuchlichen       Auslösevorrichtung   <B>9</B> betätigt werden.

   Der     Regulier-          transformator   <B>10</B> ist an die Schienen<B>11</B> angeschlos  sen, an denen auch die     Einzel-Gleichrichter-Trans-          formatoren    12, 121 liegen, welche über Sicherungen  2 die aus den Dioden<B>1</B> aufgebauten Brücken spei  sen. Der Gleichstromsicherung 2a ist eine Dros  selspule<B>3</B> vorgeschaltet.<B>13</B> sind die Gleichstrom  schienen.  



  Die Wirkungsweise dieser Einrichtung sei anhand  von     Fig.   <B>5</B> erläutert. Dort ist auf der Abszisse die  Zeit in Millisekunden und auf der Ordinate die Strom  stärke aufgetragen. Die Gerade I entspricht dem  Normalstrom der Anlage. Der infolge einer Störung  auftretende     Kurzschlussstrom    verläuft etwa nach  Kurve     II.    Im Zeitpunkt     t,    werden die     Schnellschalt-          elemente   <B>6</B>     (Fig.    4) geöffnet, so     dass    die Widerstände      <B>5</B> den Strom auf die durch die Funktion     III    ange  gebenen Werte begrenzen.

   Die Kurve IV zeigt die  zulässige Belastung der Dioden, welcher angenähert  auch die Schmelzcharakteristik der Sicherungen ent  spricht. Da zum Zeitpunkt t2 die Abschaltung der  Anlage     durch'den    Hauptschalter, insbesondere einen       ölschalter,    erfolgt, kann man das Ansprechen der  Sicherungen sowohl bei einem     Diodenkurzschluss    als  auch bei einem     Sammelschienenkurzschluss    vermei  den. Die Zeit bis zum     Abschaltmoment    ist nicht sehr  gross; daher können sich die Begrenzungswiderstände  nicht übermässig erhitzen.  



  In Abweichung von dem dargestellten Ausfüh  rungsbeispiel könnten die Schaltelemente<B>6</B> auch in  Funktion des gleichstromseitigen Stromanstieges der  Anlage zur Auslösung gebracht werden. Ferner liessen  sich die     Begrenzungswiderstände   <B>5</B> direkt vor jedem       Einzel-Gleichrichter-Transformator    12, 12' anbringen.  Hierdurch kann auf die     Drehstromsicherungen    vor  den     Gleichrichterbrücken    verzichtet werden.



  Arrangement for current limitation in a high-current semiconductor rectifier system High-current semiconductor rectifier systems who are known to be constructed from a large number of individual diodes in a bridge circuit, with each bridge branch being protected against short circuits by means of rapidly responding safeguards. The melting characteristics of the fuses must be adapted to the overload characteristics of the diodes. Fig. 1 shows such a known arrangement.

   There are with <B> 1 </B> the semiconductor rectifiers, with 2 the fuses and with <B> <I> U, </I> </B> <I> V, W </I> the three-phase current supply designated. In order to save on fuses, they can be installed in the three-phase supply lines and in one of the direct current branches, as shown in FIG. 2, in which the same parts are provided with the same reference numerals as in FIG. 1 In the case of the most common fault, a diode defect, the devices described work selectively and provide effective system protection.

   The circuit according to FIG. 2 can advantageously be provided with a direct current fuse with high switching capacity, which in combination with a choke coil <B> 3 </B> (FIG. 3) </B> limits and disconnects the in the event of a malfunction, it enables reverse currents. If the overcurrents only reach amounts of 3-4 times the normal current, the AC-side switches work so quickly <B> </B> that triggering of the fuses is avoided.



  However, if there is a direct busbar short circuit on the DC side, practically all fuses or at least a large part of them would respond. It is now the task of the invention to prevent excessive consumption of security material, even with this, in itself very seldom occurring malfunction. It would be possible, please include a quick-acting switch to simply short-circuit the three-phase current lines to protect the fuses and diodes. Such a measure, however, places much too much strain on the rectifiers as well as the regulating transformers, the switches and the network.

   Other known short-circuit current limits cannot be used in the present case either, since they cause strong overvoltages that endanger the diodes.



  The deficiencies outlined can be avoided if, according to the invention, there are resistances in the alternating current supply lines of the system or in parts of the same which are bridged by high-speed switching elements in normal operation.



       Fig. 4 shows a simplified embodiment of the subject matter of the invention, while Fig. 5 is used to explain the mode of operation.



  In FIG. 4, 4 denotes the main switch, <B> 5 </B> Ohmic or inductive current limiting resistors, <B> 6 </B> high-speed switching elements, which via current transformers <B> 7 </B> and Auxiliary rectifier <B> 8 </B> can be actuated by means of any triggering device <B> 9 </B> commonly used for switching purposes.

   The regulating transformer <B> 10 </B> is connected to the rails <B> 11 </B>, on which the individual rectifier transformers 12, 121 are also located Diodes <B> 1 </B> feed built-up bridges. The direct current fuse 2a is preceded by a choke coil <B> 3 </B>. <B> 13 </B> are the direct current rails.



  The mode of operation of this device will be explained with reference to FIG. 5. There the time in milliseconds is plotted on the abscissa and the current is plotted on the ordinate. The straight line I corresponds to the normal current of the system. The short-circuit current occurring as a result of a fault runs roughly according to curve II. At time t, the high-speed switching elements <B> 6 </B> (FIG. 4) are opened, so that resistors <B> 5 </B> carry the current to the values given by function III.

   Curve IV shows the permissible load on the diodes, which roughly corresponds to the melting characteristics of the fuses. Since the system is switched off by the main switch, in particular an oil switch, at time t2, the fuses can be avoided in the event of a diode short-circuit as well as a busbar short-circuit. The time to the switch-off is not very long; therefore the limiting resistors cannot heat up excessively.



  In a departure from the exemplary embodiment shown, the switching elements 6 could also be triggered as a function of the increase in current in the system on the DC side. Furthermore, the limiting resistors <B> 5 </B> could be attached directly in front of each individual rectifier transformer 12, 12 '. This means that the three-phase current fuses in front of the rectifier bridges can be dispensed with.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Anordnung zur Strombegrenzung, in einer Hoch- strom-Halbleiter-Gleichrichteranlage, dadurch gekenn zeichnet, dass in den Wechselstromzuleitungen der Anlage oder von Teilen derselben Widerstände<B>(5)</B> vorhanden sind, die im Normalbetrieb durch Schnell- schaltelemente <B>(6)</B> überbrückt sind. PATENT CLAIM Arrangement for current limitation in a high-current semiconductor rectifier system, characterized in that resistors <B> (5) </B> are present in the alternating current supply lines of the system or in parts of the same, which during normal operation are provided by high-speed switching elements <B> (6) </B> are bridged. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schnellschaltelemente <B>(6)</B> über auf der Drehstromseite angeordnete Stromwandler <B>(7)</B> und Hilfsgleichrichter<B>(8)</B> betätigbar sind. 2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die überbrückbaren Widerstände <B>(5)</B> Ohmsche Widerstände sind. <B>3.</B> Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die überbrückbaren Widerstände <B>(5)</B> induktive Widerstände sind. 4. <B> SUBClaims </B> <B> 1. </B> Arrangement according to patent claim, characterized in that the high-speed switching elements <B> (6) </B> via current transformers <B> (7) arranged on the three-phase current side </B> and auxiliary rectifier <B> (8) </B> can be actuated. 2. Arrangement according to claim, characterized in that the bridgeable resistors <B> (5) </B> are ohmic resistors. <B> 3. </B> Arrangement according to patent claim, characterized in that the bridged resistors <B> (5) </B> are inductive resistors. 4th Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die überbrückbaren Widerstände <B>(5)</B> derart bemessen sind, dass selbst bei direktem Sammelschienenkurzschluss der Anlagenstrom auf einen solchen Wert reduziert ist, dass ein Ansprechen der Dioden-Schutzsicherungen (2) vermieden wird. Arrangement according to patent claim, characterized in that the bridgeable resistors <B> (5) </B> are dimensioned in such a way that even in the event of a direct busbar short-circuit, the system current is reduced to such a value that the diode protection fuses (2) respond is avoided. <B>5.</B> Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schnellschaltelemente <B>(6)</B> und die Begrenzungswiderstände<B>(5)</B> vor jedem Einzel- Gleichrichter-Transformator <B>(1</B>2, 12') vorgesehen sind. <B> 5. </B> Arrangement according to patent claim, characterized in that the quick-switching elements <B> (6) </B> and the limiting resistors <B> (5) </B> in front of each individual rectifier transformer <B> (1 </B> 2, 12 ') are provided.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3487287A (en) * 1967-11-14 1969-12-30 Gen Electric Static power converter with variable commutation reactance
US3518532A (en) * 1967-03-10 1970-06-30 Edwards High Vacuum Int Ltd Penning pump power supplies

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3518532A (en) * 1967-03-10 1970-06-30 Edwards High Vacuum Int Ltd Penning pump power supplies
US3487287A (en) * 1967-11-14 1969-12-30 Gen Electric Static power converter with variable commutation reactance

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