Claims (8)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Verfahren zur schnellen Reduktion des Kurzschlussstromes in einem Netz innerhalb eines Zeitintervalls, das im Höchstfall einer Halbperiode der Netzfrequenz entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass im Kurzschlussstrompfad eine aus wenigstens einer Induktivität (L) und/oder Kapazität (C) sowie wenigstens einem Stromrichter (STR) bestehende impedanzveränderliche Schaltung vorgesehen ist, die im Normalbetrieb für die netzfrequenten Vorgänge eine niedrige Impedanz aufweist, und dass bei Detektion eines Kurzschlusses der Stromrichter (STR) derart beeinflusst wird, dass durch Zu- bzw. Abschalten der Induktivität (L) und/oder Kapazität (C) die Impedanz der Schaltung erhöht wird.1. A method for rapidly reducing the short-circuit current in a network within a time interval which corresponds at most to half a cycle of the network frequency, characterized in that in the short-circuit current path one of at least one inductance (L) and/or capacitance (C) and at least one converter ( STR) existing variable-impedance circuit is provided, which in normal operation has a low impedance for mains-frequency processes, and that when a short circuit is detected, the power converter (STR) is influenced in such a way that the inductance (L) and/or Capacitance (C) increases the impedance of the circuit.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Netzteile über einen Transformator gekoppelt sind und dass die impedanzveränderliche Schaltung am potentialmässig niedrigen Ende der Transformatorwicklung (TR) angeordnet ist.2. The method as claimed in claim 1, characterized in that the mains parts are coupled via a transformer and that the circuit with variable impedance is arranged at the low-potential end of the transformer winding (TR).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromrichter (STR) im Normalbetrieb gezündet ist und bei Kurzschlussdetektion gelöscht wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the power converter (STR) is ignited in normal operation and is deleted when a short circuit is detected.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromrichter (STR) im Normalbetrieb stromlos ist und bei Kurzschlussdetektion gezündet wird.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the power converter (STR) is de-energized in normal operation and is ignited when a short circuit is detected.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromrichter (STR) der impedanzveränderlichen Schaltung durch zwei antiparallele Thyristoren oder durch einen Triac gebildet ist.5. Device for carrying out the method according to Claim 1, characterized in that the power converter (STR) of the variable-impedance circuit is formed by two antiparallel thyristors or by a triac.
6. Einrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die impedanzveränderliche Schaltung durch eine Reiheninduktivität (L) mit parallelgeschaltetem Stromrichter (STR) gebildet wird (Fig. 1).6. Device according to claim 5 for carrying out the method according to claim 3, characterized in that the variable-impedance circuit is formed by a series inductance (L) with a parallel-connected power converter (STR) (Fig. 1).
7. Einrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die impedanzveränderliche Schaltung aus einem durch eine Kapazität (C) und eine Induktivität (L) gebildeten Serie-Resonanzkreis besteht und der Stromrichter (STR) parallel zur Kapazität (C) liegt (Fig. 2).7. Device according to claim 5 for carrying out the method according to claim 4, characterized in that the variable-impedance circuit consists of a series resonant circuit formed by a capacitance (C) and an inductance (L) and the power converter (STR) parallel to the capacitance ( C) (Fig. 2).
8. Einrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die impedanzveränderliche Schaltung durch einen aus einer Kapazität (C) und einer Induktivität (L) bestehenden Parallel-Reso-nanzkreis gebildet wird und der Stromrichter (STR) in Reihe mit der Kapazität (C) angeordnet ist (Fig. 3).8. Device according to claim 5 for carrying out the method according to claim 4, characterized in that the variable-impedance circuit is formed by a parallel resonant circuit consisting of a capacitance (C) and an inductance (L) and the power converter (STR) in Series with the capacity (C) is arranged (Fig. 3).
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur schnellen Reduktion des Kurzschlussstromes in einem Netz innerhalb eines Zeitintervalls, das im Höchstfall einer Halbperiode der Netzfrequenz entspricht.The invention relates to a method and a device for quickly reducing the short-circuit current in a network within a time interval which corresponds at most to half a period of the network frequency.
Im Störungs- bzw. Kurzschlussfall treten in Netzen plötzlich grosse Ströme und somit Leistungen auf, die bei längerem Andauern schädliche Auswirkungen haben können. In der Technik der Starkstomnetze ist es daher wichtig, solche spontanen Stromsteigerungen möglichst schnell wieder rückgängig zu machen. Der Versuch, dies mittels mechanischer Schalter zu erreichen, scheitert an der Trägheit dieser Schalterelemente.In the event of a fault or short-circuit, large currents and thus power levels suddenly occur in networks, which can have harmful effects if they last for a long time. In the technology of high-voltage networks, it is therefore important to reverse such spontaneous increases in current as quickly as possible. The attempt to achieve this using mechanical switches fails due to the inertia of these switch elements.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Kurzschlussstrom-Problem bei Zusammenschaltung von Netzteilen in befriedigender Weise zu lösen. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass im Kurzschlussstrompfad eine aus wenigstens einer Induktivität und/oder Kapazität sowie wenigstens einem Stromrichter bestehende impedanzveränderliche Schaltung vorgesehen ist, die im Normalbetrieb für die netzfrequenten Vorgänge eine niedrige Impedanz aufweist, und dass bei Detektion eines Kurzschlusses der Stromrichter derart beeinflusst wird, dass durch Zu- bzw. Abschalten der Induktivität und/oder Kapazität die Impedanz der Schaltung erhöht wird.The object of the invention is to satisfactorily solve the short-circuit current problem when connecting power supply units. According to the invention, this is achieved in that a variable-impedance circuit consisting of at least one inductance and/or capacitance and at least one power converter is provided in the short-circuit current path, which circuit has a low impedance in normal operation for the mains-frequency processes, and that when a short circuit is detected, the power converter has such an influence is that the impedance of the circuit is increased by connecting or disconnecting the inductance and / or capacitance.
Die Erfindung sei jetzt anhand der Figuren beispielsweise näher erläutert, wobei diese Schaltungen drei Beispiele der Ausführungsformen der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens enthalten. In den Figuren 1 bis 3 sind als Beispiel die impedanzveränderlichen Schaltungen zwischen einer Transformatorwicklung und Erde gezeichnet, es sind aber auch andere Möglichkeiten denkbar, z.B. können die besagten Schaltungen zwischen zwei Sammelschienen liegen.The invention will now be explained in more detail by way of example with reference to the figures, these circuits containing three examples of the embodiments of the device for carrying out the method. In Figures 1 to 3, the impedance-variable circuits between a transformer winding and earth are drawn as an example, but other possibilities are also conceivable, e.g. the said circuits can be located between two busbars.
In Fig. 1 ist das potentialmässig niedrige Ende der Trafowicklung über eine Induktivität L geerdet. Der Stromrichter STR liegt parallel zu L; er besteht hier aus zwei antiparallel geschalteten Thyristoren, doch könnte auch ein Einzelelement in Gestalt eines Triac Verwendung finden. Im Normalbetrieb ist der Stromrichter gezündet, so dass das untere Trafo-Ende niederohmig geerdet wird. Tritt nun eine Störung bzw. ein Kurzschluss auf (z.B. durch Windungsschluss in der Trafowicklung) so führt dies zunächst zu einer spontanen Stromerhöhung. Diese wird detektiert, z.B. durch einen Schwellenwertschalter. Wird die kritische Stromschwelle erreicht, so hat dies zur Folge, dass die Zündimpulse vom Stromrichter STR weggenommen werden; dieser löscht dann nach einem Zeitintervall, das im Höchstfall einer Halbperiode der Netzfrequenz entspricht, und somit ist der niederohmige Nebenschluss für die Induktivität L aufgehoben, und die Impedanz der Parallelschaltung L-STR wird jetzt durch L allein bestimmt, d.h. sie ist beträchtlich erhöht und reduziert den Kurzschlussstrom.In Fig. 1, the low-potential end of the transformer winding is grounded via an inductance L. The power converter STR is parallel to L; it consists here of two anti-parallel connected thyristors, but a single element in the form of a triac could also be used. In normal operation, the power converter is ignited so that the lower end of the transformer is grounded with low resistance. If a fault or a short circuit occurs (e.g. due to a short circuit in the transformer winding), this initially leads to a spontaneous increase in current. This is detected, e.g. by a threshold switch. If the critical current threshold is reached, the result is that the ignition pulses are removed from the converter STR; this then extinguishes after a time interval which at most corresponds to a half-cycle of the mains frequency, and thus the low-impedance shunt for the inductance L is eliminated, and the impedance of the parallel circuit L-STR is now determined by L alone, i.e. it is considerably increased and reduced the short circuit current.
In Fig. 2 wird dieselbe Wirkung dadurch erreicht, dass L und C durch entsprechende Wahl bzw. Abstimmung für die Netzfrequenz einen Serie-Resonanzkreis bilden. Im Normalbetrieb sind die Thyristoren des Stromrichters STR stromlos, so dass die Impedanz des Serie-Resonanzkreises L, C praktisch Null ist. Bei Auftreten eines hohen Kurzschlussstromes und Erreichen der kritischen Stromschwelle bewirkt der Detektor jetzt das Zünden des Stromrichters STR; damit wird die Kapazität C unmittelbar kurzgeschlossen und die Impedanz der Schaltung wiederum allein durch L bestimmt, was eine erhebliche Erhöhung bedeutet.In FIG. 2, the same effect is achieved in that L and C form a series resonant circuit through appropriate selection or tuning for the mains frequency. In normal operation, the thyristors of the converter STR are de-energized, so that the impedance of the series resonant circuit L, C is practically zero. If a high short-circuit current occurs and the critical current threshold is reached, the detector now triggers the power converter STR; thus the capacitance C is immediately short-circuited and the impedance of the circuit is again determined solely by L, which means a considerable increase.
Auch gemäss Fig. 3 ist der Stromrichter im Normalbetrieb stromlos. Somit bleibt die Kapazität C ohne Wirkung, und die Impedanz der Schaltung wird im wesentlichen allein durch L bestimmt. Im Störungsfall bewirkt der Detektor eine sofortige Zündung des Stromrichters STR, womit die Kapazität C parallel zu L zugeschaltet wird. L und C sind wieder so gewählt, dass sie für die Netzfrequenz einen Parallelresonanzkreis bilden, dessen Impedanz im Vergleich mit L allein (Normalbetrieb) erheblich erhöht ist.Also according to FIG. 3, the power converter is de-energized in normal operation. Thus, the capacitance C has no effect and the impedance of the circuit is essentially determined by L alone. In the event of a fault, the detector immediately triggers the power converter STR, which means that the capacitance C is connected in parallel with L. L and C are again chosen to form a parallel resonant circuit for the mains frequency, the impedance of which is significantly increased compared to L alone (normal operation).
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GG
1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings