DD149981A1

DD149981A1 - Einrichtung zur kurzschlussstrombegrenzung auf stromrichterbasis mit zwangsgeloeschten ventilen

Info

Publication number: DD149981A1
Application number: DD22009980A
Authority: DD
Inventors: Lutz Gebhardt; Gerhard Herold
Original assignee: Lutz Gebhardt; Gerhard Herold
Priority date: 1980-04-01
Filing date: 1980-04-01
Publication date: 1981-08-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Begrenzung von Kurzschluszstroemen in Wechselstrom-Elektroenergiesystemen beliebiger Phasenzahl mit und ohne Nulleiter. Das Ziel der Erfindung ist, eine Kurzschluszstrombegrenzungseinrichtung zu schaffen, die die Einwirkdauer des Kurzschluszstromes wesentlich verringern kann. Die Kurzschluszstrombegrenzungseinrichtung ist aus einem induktiv belastenden Stromrichter in Brueckenschaltung mit Freilaufventil und zwangsgeloeschtem Ventilen aufgebaut und bildet den Sternpunkt eines elektrotechnischen Betriebsmittels (z.B.Netztransformator). Diese Kurzschluszstrombegrenzungseinrichtung ist in der Lage, durch die Arbeitsweise der zwangsgeloeschten Ventile den Kurzschluszstrom unabhaengig von natuerlichen Stromnulldurchgaengen der Ventilstroeme zu unterbrechen. Damit koennen Kurzschluszzeiten erzielt werden, die weit unter denen liegen, die Kurzschluszstrombegrenzungseinrichtungen mit gesteuerten Ventilen aufweisen. Damit wird eine weitere Verringerung der Kurzschluszstrombeanspruchung erreicht. Die Kurzschluszstrombeanspruchung der Anlage ist somit wesentlich geringer.

Description

-A-

Einrichtung zur Kurzschlußstrombegrenzung auf Stromrichterbasis mit zwangsgelöschten Ventilen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Begrenzung von Kurzschlußströmen in Elektroenergiesystemen. Sie dient der Herabsetzung der mechanischen und thermischen Kurzschlußstroffibeanspruchungen und der !Fehlerabschaltung in extrem kurzen Zeiten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß eine induktiv belastete Drehstrombrükkenschaltung, die den Sternpunkt eines Transformators bildet, den Kurzschlußstrcm bei beliebigen Kurzschlußarten begrenzt. In den DD-Patentschriften 135 664, 137 642 und 137 772 sind.solche Einrichtungen beschrieben.

Diese Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtungen arbeiten verzögerungsfrei und begrenzen die Höhe des Kurzschlußstromes in seinem Anfangsverlauf und bei gesteuerten Stromrichterschaltungen auch in seiner Einv/irkdauer. Damit sind diese Einrichtungen in der Lage, die mechanische und thermische Kurzschlußstrombeanspruchung von Elektroenergieanlagen bei Fehlern mit und ohne Erdberührung zu verringern.

Diese Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtungen haben den Nachteil, daß sie den Kurzschlußstrom nur dann unterbrechen können, wenn der Strom durch die gesteuerten Ventile einen natürlichen otrorr.nulldurchgang aufweist. Damit kann die FJTuviirkdauer des Kurzechlußstromcc njcht wesentlich, unter eine Halbperiode der netzfrecuenzen Spannung begrenzt

220 099 -4-

v/erden.

Ziel der Erfindung

Es ist Zweck der Erfindung, eine Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung zu schaffen, die eine Begrenzung der Einwirkdauer des Kursschlußstromes unabhängig von den natürlichen Stromnulldurchgängen des Stromes durch die gesteuerten Venile ermöglicht. Daraus resultiert, daß die mechanische und thermische Kurzschlußstrombeanspruchung noch weiter verringert werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß durch eine entsprechende Schaltung eine Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung geschaffen wird, die die Kurzschlußstrombeanspruchung in Drehstromsystemen durch· die v/eitere Verringerung der Einwirkdauer des Kurzschlußstromes herabsetzt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung, die aus einer induktiv belasteten Brückenschaltung mit Freilaufventil besteht, zwangsgelöschte Ventile eingesetzt v/erden, die bei Kurzschlußeintritt so gesteuert werden, daß sie gelöscht werden.

Diese zwangsgelöschten Ventile können folgendermaßen in die Brückenschaltung der Kurzschlußstrcmbegrenzungseinrichtung eingesetzt werden:

1. Das zv.angsgelöschte Ventil wird als Zusatzventil im Gleichstromzwischenkreis so angebracht, daß es den Freilaufkreis, bestehend aus gleichstromseitigen Induktivität und Freilaufventil, nicht unterbricht (Fig. 2). Für den Sonderfall, daß eine Sternpunkterdung über eine Llitteianzapfung der gleichstromseitigen»Induktivität erfolgt, ist auf jeder Seite des Gleichstromkreisen ein zwangsgelöschtes Ventil notwendig, da sonst bei ErdkurzSchlüssen über die eine Brückenhcllfte noch ein Kurzschlußsxrom fließen kann (Fig. 3).

220 099

-ъ-

2. Die Ventile der Brückenschaltung werden als ζv/angsgelöschte Ventile aufgebaut. Dabei ist es im allgemeinen ausreichend, wenn eine Brückenhalfte mit zwangsgelöschten Ventilen ausgerüstet ist (Pig. 4). Kür für den Sonderfall, daß eine Sternpunkterdung über eine Mittelanzapfung der gleichstromseitigen Induktivität erfolgt, ist es notwendig, daß beide Brückenhälften der Brückenschaltung mit zwangsgelöschten Ventilen bestückt sind (Fig. 7). Pur diesen Sonderfall kann auch eine Brückenschaltung verwendet werden, deren eine Brückenhlllfte mit zwangsgelöschten Ventilen ausgerüstet ist, während im Gleichstromkreis auf der Seite der ungesteuerten Brückenhälfte ein wangsgelöschtes Zusatzventil eingesetzt wird (Fig. 4 und Pig. 6).

Die Brückenschaltung der Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung kann für ein n-Phasennetz aufgebaut v/erden, wobei jede Phase an einen Brückenzweig angeschlossen wird. Insbesondere ist es raöglich, auch einen Kuli- bzw. Littelpunktleiter oder den geerdeten Sternpunkt wie einen der drei Außenleiter des Drehstromsystems an einen Brückenzweig anzuschließen (z. B. Pig. 4). Kine Erdung im Mittelpunkt der gleichstromseitigen Induktivität entfällt dann.

Aus f ν hrun.fi; s b e i s ρ i e 1 e

Die Erfindung soll an folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Pig. 1: Drehstrombrückenschaltung einer Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung mit ungesteuerten· Ventilen für den Einsatz im Transformatorsternpunkt

Pig. 2: Gleichstromkreis einer Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung mit einem zv.angsgelöschten Ventil

Pig. 3: Gleichstromkreis einer Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung mit zwei zv.angsgelöschten Ventilen bei Sternpunkt erdung in Mittelpunkt der gleichst rcr.se it irren Indulci: ivit Lit

Fig. 4: Brückenschaltung mit vier Brückenzweigen einer Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung, deren eine Brückenhälfte mit steuerbaren zwangsgelöschten Ventilen aufgebaut ist, für den Einsatz im Transformat orst ernpunkt

Fig. 5: Gleichstromkreis einer Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung ohne Zusatzventil

Pig. 6: Gleichstromkreis einer Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung mit einem zwangsgelöschten Ventil bei Sternpunkterdung im Mittelpunkt der gleichstromseitigen Induktivität

Fig. 7: Drehstrombrückenschaltung einer Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung mit gesteuerten und zwangsgelöschten Ventilen für den Einsatz im Transformator s ternpunkt

Fig. 8: Gleichstromkreis einer Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung mit einer geerdeten gleichstromseitigen Induktivität ohne Zusatzventil

Figur 1 zeigt die Brückenschaltung einer Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung mit ungesteuerten Ventilen, die im Sternpunkt eines Netztransformators eingesetzt ist. Diese Brückenschdtung kann zusammen mit den Gleichstromkreisen nach Fig. 2 und Fig. 3, die an die Anschlüsse 1 und 2 angeschlossen werden, betrieben werden. Die Löscheinrichtung Lo der zwangsgelöschten Ventile enthält alle Sekundäreinrichtungen zur Zwangslöschung des Ventils. Die zwangsgelöschten Ventile befinden sich zwischen dem Anschluß 1 bzw. 2 und dem Anschluß des Freilaufventils. Bei Kurzschlußeintritt werden diese zwangsgelöschten Ventile gelöscht. Damit ist der Kurzschlußstrom unterbrochen.

In Fig. 4 ist eine Brückenschaltung mit vier Brückenzweigen für den Einsatz im Transformatorensternpunkt dargestellt. Die eine Hälfte der Brückenschaltung ist mit zwangsgelöschten Ventilen aufgebaut. Diese Erückensehaltung zeigt

auch wie ζ. B. ein geerdeter Nulleiter oder ein weiterer Außenleiter an einen zusätzlichen Brückenzweig angeschlossen wird. Diese Brückenschaltung kann zusammen mit den Gleichstromkreisen nach Fig. 5 und Fig. 6 betrieben werden. Das zwangsgelöschte Ventil der Fig. 6 befindet sich zwischen dem Anschluß 2 und dem Anschluß des Freilaufventils. Der Anschluß 2 der Fig. 4 liegt auf der ungesteuerten Brükkenhälfte. Bei Kurzschlußeintritt wird durch die Löschung der zwangsgelöschten Ventile der Kurzschlußstrom unterbrochen, Figur 7 zeigt eine Drehstrombrückenschaltung, die vollständig mit zwangsgelöschten Ventilen bestückt ist und den Sternpunkt eines Transformators bildet. Eine solche Brücke ist nur dann nötig, wenn bei Erdkurzschlüssen ein Kurzschlußstrom nur über eine Brückenhälfte fließen kann. Das tritt ein, wenn die Gleichstromseite, wie in Fig. 8 dargestellt, aufgebaut ist.

Claims

220 099 -6 Erfindung ansprüche

1· Einrichtung zur Begrenzung von Kurzschlußströmen in Wechselstrom-Elektroenergiesystemen beliebiger Phasenzahl mit oder ohne Nulleiter dadurch gekennzeichnet, daß der Sternpunkt eines elektrotechnischen Betriebsmittels, insbesondere eines Netztransformators oder eines Generators, durch einen induktiv belasteten Stromrichter in Brükkenschaltung mit Freilaufventil und zwangsgelöschten Ventilen, die bei Kurzschlußeintritt gelöscht werden, gebildet v/erden.

2. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein zwangsgelöschtes Zusatzventil im Gleichstromkreis befindet.

3· Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf jeder Seite des Gleichstromkreises ein zwangsgelöschtes Zusatzventil befindet.

4. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brückenhülfte der n-Phasen-Brückenschaltung mit zwangsgelöschten Ventilen aufgebaut ist.

5. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ventile der n-Phasen-Brückenschaltung zwangsgelöschte Ventile sind.

6· Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brückenhelfte der n-Phasen-Brückenschaltung mit zwangsgelöschten Ventilen aufgebaut ist und daß sich im Gleichstromkreis auf der Seite der ungesteuerten Brückenhälfte ein zwangsgelöschtes Zusatzventil befindet .

Hiecu