DE102022125675A1 - Combined earthing and protection device for a modular voltage and power converter - Google Patents
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Abstract
Dargestellt und beansprucht ist eine kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung für einen modular aufgebauten Spannungs- und Leistungswandler zur Wandelung einer Primärwechselspannung mit einer oder mehreren Phasen in eine Sekundärspannung. Die kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung umfasst Eingangskontakte und Ausgangskontakte, die mit Spannungseingängen und Spannungsausgängen von Einzelmodulen des Wandlers leitend verbunden werden. Die Eingangs- und Ausgangkontakte, die mit dem gleichen Einzelmodul verbunden werden, sind mit einem Varistor verbunden, der leitend wird, wenn die über den Varistor abfallende Spannung einen ersten Schwellwert überschreitet. Eine nichtleitende Schaltleiste mit Brückenkontakten kann von einer Betriebsposition in eine Erdungsposition bewegt werden. In der Erdungsposition verbinden die Brückenkontakt die Eingangs- und Ausgangkontakte der Einzelmodule miteinander und mit einem Masseanschluss. In der Betriebsposition sind dieselben Eingangs- und Ausgangskontakte nicht durch die Brückenkontakte und auch nicht mit dem Masseanschluss verbunden.Shown and claimed is a combined grounding and protection device for a modular voltage and power converter for converting a primary alternating voltage with one or more phases into a secondary voltage. The combined grounding and protection device comprises input contacts and output contacts that are conductively connected to voltage inputs and voltage outputs of individual modules of the converter. The input and output contacts that are connected to the same individual module are connected to a varistor that becomes conductive when the voltage drop across the varistor exceeds a first threshold value. A non-conductive switch strip with bridge contacts can be moved from an operating position to a grounding position. In the grounding position, the bridge contacts connect the input and output contacts of the individual modules to one another and to a ground connection. In the operating position, the same input and output contacts are not connected by the bridge contacts or to the ground connection.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung für einen modular aufgebauten Spannungs- und Leistungswandler zur Wandelung einer Primärwechselspannung mit einer oder mehreren Phasen in eine Sekundärspannung. Der modular aufgebaute Spannungs- und Leistungswandler umfasst für jede Phase der Primärwechselspannung eine Mehrzahl von in Reihe zu schaltenden Einzelmodulen. Jedes Einzelmodul weist zur Aufnahme einer Phase der Primärwechselspannung einen Spannungseingang und einen Spannungsausgang auf.The present invention relates to a combined earthing and protection device for a modular voltage and power converter for converting a primary alternating voltage with one or more phases into a secondary voltage. The modular voltage and power converter comprises a plurality of individual modules that can be connected in series for each phase of the primary alternating voltage. Each individual module has a voltage input and a voltage output for receiving a phase of the primary alternating voltage.
Modular aufgebaute Spannungs- und Leistungswandler in Form von Solid State Transformatoren (SST), die auch als leistungselektronische Transformatoren bezeichnet werden, sollen in speziellen Anwendungen die Funktion von herkömmlichen 50 Hz Öl- oder Gießharztransformatoren ersetzen, um beispielsweise eine dreiphasige Hochspannung in eine Gleichspannung umzuformen. Die leistungselektronischen Transformatoren sind hierzu aus einer Vielzahl von Einzelstromrichtern aufgebaut, wobei für jede Phase der Hochspannung mehrere Einzelstromrichter in Reihe geschaltet werden und die in Reihe geschalteten Einzelstromrichter wiederum insgesamt parallel geschaltet sind.Modular voltage and power converters in the form of solid state transformers (SST), also known as power electronic transformers, are intended to replace the function of conventional 50 Hz oil or cast resin transformers in special applications, for example to convert a three-phase high voltage into a direct voltage. The power electronic transformers are made up of a large number of individual converters, with several individual converters connected in series for each phase of the high voltage and the individual converters connected in series being connected in parallel.
Die Einzelstromrichter, die auch als Zellen bezeichnet werden, befinden sich im Normalbetrieb auf einem Hochspannungspotential und sind daher für Personen nicht zugänglich. Wenn dennoch Wartungen oder andere Arbeiten an dem SST durchgeführt werden müssen, sind verschiedene Sicherheitsregeln zu beachten. Insbesondere muss die Spannungsfreiheit festgestellt und für jede der Zellen eine Erdungsgarnitur umgelegt werden, so dass jede Zelle geerdet ist. Aufgrund der Vielzahl von Einzelzellen, die ein SST umfasst, sind die vorbereitenden Arbeiten vor einer Wartung daher sehr aufwendig und zeitraubend.The individual power converters, also known as cells, are at a high voltage potential during normal operation and are therefore not accessible to people. If maintenance or other work must be carried out on the SST, various safety rules must be observed. In particular, the absence of voltage must be ensured and an earthing set must be put in place for each of the cells so that each cell is earthed. Due to the large number of individual cells that an SST comprises, the preparatory work before maintenance is very complex and time-consuming.
Zudem kann es problematisch sein, wenn eine einzelne Zelle aufgrund eines Fehlers in der Zelle keinen Strom mehr führen kann, da in diesem Fall die Leiter-Leiterspannung der Hochspannung, beispielsweise 20 kV, über die Trennstelle abfällt, was beispielsweise zu einer explosionsartigen Zerstörung der Zelle führen kann. Durch die Überreste der explosionsartig zerstörten Zelle können zudem weitere Zellen zerstört werden, die benachbart angeordnet sind, so dass der Schaden nicht auf eine einzelne Zelle begrenzt ist.It can also be problematic if a single cell can no longer conduct electricity due to a fault in the cell, as in this case the line-to-line voltage of the high voltage, for example 20 kV, drops across the separation point, which can lead to the cell being destroyed explosively, for example. The remains of the explosively destroyed cell can also destroy other cells that are located next to it, so the damage is not limited to a single cell.
Vor diesem Hintergrund stellt sich dem Fachmann die Aufgabe, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der zumindest einige der vorstehend geschilderten Probleme gelöst werden können.Against this background, the skilled person is faced with the task of providing a device with which at least some of the problems described above can be solved.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch eine kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der kombinierten Erdungs- und Schutzeinrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The present invention solves this problem by a combined earthing and protective device according to
Gemäß einem erstem Aspekt ist eine kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung für einen modular aufgebauten Spannungs- und Leistungswandler zur Wandelung einer Primärwechselspannung mit einer oder mehreren Phasen in eine Sekundärspannung vorgesehen. Der Spannungs- und Leistungswandler weist für jede Phase der Primärwechselspannung eine Mehrzahl von in Reihe zu schaltenden Einzelmodulen auf. Jedes Einzelmodul weist zur Aufnahme einer Phase der Primärspannung einen Spannungseingang und einen Spannungsausgang auf. Die kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung umfasst eine Mehrzahl von Eingangskontakten und eine Mehrzahl von Ausgangskontakten, die so konfiguriert sind, dass jeweils ein Eingangskontakt mit einem Spanungseingang eines Einzelmoduls des Spannungs- und Leistungswandlers leitend verbindbar ist und jeweils ein Ausgangskontakt mit einem Spannungsausgang eines Einzelmoduls des Spannungs- und Leistungswandlers leitend verbindbar ist. Zudem sind jeweils der Eingangskontakt und der Ausgangkontakt, die mit dem Spannungseingang und dem Spannungsausgang des gleichen Einzelmoduls verbindbar sind, mittels eines Varistors verbunden. Der Varistor ist dazu konfiguriert, den Eingangskontakt leitend mit dem Ausgangskontakt zu verbinden, wenn die über den Varistor abfallende Spannung einen ersten Schwellwert überschreitet. Die kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung umfasst weiterhin eine nichtleitende Schaltleiste mit einer Mehrzahl von Brückenkontakten. Die Schaltleiste ist dazu konfiguriert, von einer Betriebsposition in eine Erdungsposition bewegt zu werden. Wenn die Schaltleiste in der Erdungsposition ist, verbindet jeweils ein Brückenkontakt der Mehrzahl von Brückenkontakten den Eingangskontakt leitend mit dem Ausgangkontakt, die mit dem Spannungseingang und dem Spannungsausgang des gleichen Einzelmoduls verbindbar sind. Zudem sind die durch die Brückenkontakte leitend verbundenen Eingangskontakte und Ausgangskontakte mit einem Masseanschluss verbunden. Wenn die Schaltleiste in der Betriebsposition ist, sind die Eingangskontakte und die Ausgangskontakte, die mit dem Spannungseingang und dem Spannungsausgang des gleichen Einzelmoduls verbindbar sind, nicht durch die Brückenkontakte leitend verbunden und die Eingangskontakte und Ausgangskontakte auch nicht mit dem Masseanschluss verbunden.According to a first aspect, a combined grounding and protection device is provided for a modular voltage and power converter for converting a primary alternating voltage with one or more phases into a secondary voltage. The voltage and power converter has a plurality of individual modules that can be connected in series for each phase of the primary alternating voltage. Each individual module has a voltage input and a voltage output to accommodate a phase of the primary voltage. The combined grounding and protection device comprises a plurality of input contacts and a plurality of output contacts that are configured such that an input contact can be conductively connected to a voltage input of an individual module of the voltage and power converter and an output contact can be conductively connected to a voltage output of an individual module of the voltage and power converter. In addition, the input contact and the output contact that can be connected to the voltage input and the voltage output of the same individual module are connected by means of a varistor. The varistor is configured to conductively connect the input contact to the output contact when the voltage drop across the varistor exceeds a first threshold value. The combined grounding and protection device further comprises a non-conductive switching strip with a plurality of bridge contacts. The switching strip is configured to be moved from an operating position to a grounding position. When the switching strip is in the grounding position, one bridge contact of the plurality of bridge contacts conductively connects the input contact to the output contact, which can be connected to the voltage input and the voltage output of the same individual module. In addition, the input contacts and output contacts conductively connected by the bridge contacts are connected to a ground connection. When the switching strip is in the operating position, the input contacts and the output contacts, which can be connected to the voltage input and the voltage output of the same individual module, are not conductively connected by the bridge contacts and the input contacts and output contacts are also not connected to the ground connection.
Damit ist eine Einrichtung oder Vorrichtung vorgesehen, die aufgrund ihres vorteilhaften Aufbaus drei Funktion auf einmal übernimmt: sie verbindet Ausgangs- und Eingangskontakte von in der Reihenschaltung direkt aufeinanderfolgenden Einzelzellen oder Einzelmodulen des modularen Spannungs- und Leistungswandlers, schaltet die Einzelmodule also in Reihe, schützt durch die Varistoren jedes der Einzelmodule für sich vor Überspannung und ermöglicht durch die leitende Verbindung der Eingangs- und Ausgangskontakte, wenn die Schaltleiste in der Erdungsposition ist, sämtliche in Reihe geschalteten Einzelmodule durch die Bewegung der Schaltleiste mit einem Masseanschluss zu verbinden und somit zu erden.This provides a device or apparatus which, due to its advantageous design, performs three functions at once: it connects output and input contacts of series connection of directly consecutive individual cells or individual modules of the modular voltage and power converter, thus connecting the individual modules in series, protecting each of the individual modules from overvoltage through the varistors and, through the conductive connection of the input and output contacts when the switching strip is in the earthing position, enabling all individual modules connected in series to be connected to a ground connection by the movement of the switching strip and thus to be earthed.
Mit anderen Worten umfasst die vorliegende Vorrichtung eine Mehrzahl von Eingangs- und Ausgangskontakten, die jeweils zur Kontaktierung von entsprechenden Spannungseingängen und Spannungsausgängen von Einzelmodulen des kombinierten Spannungs- und Leistungswandlers vorgesehen sind. Die Anzahl der Eingangskontakte und die Anzahl der Ausgangskontakte der Erdungs- und Schutzeinrichtung entspricht somit jeweils der Anzahl der Einzelzellen. Jeweils ein Paar bestehend aus einem Eingangskontakt und einem Ausgangskontakt ist einem Einzelmodul zugeordnet und dazu vorgesehen, mit dem Spannungseingang bzw. dem Spannungsausgang des jeweiligen Einzelmoduls verbunden zu werden.In other words, the present device comprises a plurality of input and output contacts, each of which is intended for contacting corresponding voltage inputs and voltage outputs of individual modules of the combined voltage and power converter. The number of input contacts and the number of output contacts of the grounding and protection device thus correspond to the number of individual cells. A pair consisting of an input contact and an output contact is assigned to an individual module and is intended to be connected to the voltage input or the voltage output of the respective individual module.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist jede kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung dazu vorgesehen, sämtliche Einzelmodule eines modularen Spannungs- und Leistungswandlers zu erden und zu schützen, die für die Wandlung einer Phase der Primärwechselspannung vorgesehen sind. Daher ist für jede der Phasen der Primärwechselspannung eine getrennte kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung vorzusehen. Beispielsweise sind bei einem modularen Spannungs- und Leistungswandler, mit dem eine dreiphasige Hochspannung in eine Gleichspannung umgeformt werden soll, drei Gruppen von Einzelmodulen vorgesehen, jeweils eine Gruppe von Einzelmodulen für jede Phase, und es sind entsprechend auch drei kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtungen vorgesehen.In an exemplary embodiment, each combined grounding and protection device is intended to ground and protect all individual modules of a modular voltage and power converter that are intended to convert one phase of the primary alternating voltage. Therefore, a separate combined grounding and protection device is provided for each of the phases of the primary alternating voltage. For example, in a modular voltage and power converter with which a three-phase high voltage is to be converted into a direct voltage, three groups of individual modules are provided, one group of individual modules for each phase, and accordingly three combined grounding and protection devices are also provided.
Um die Einzelmodule vor Überspannung zu schützen, sind jeweils die paarweise einem Einzelmodul zugewiesenen Eingangs- und Ausgangskontakte mit einem Varistor verbunden. Die Varistoren sind dazu vorgesehen, die Eingangs- und Ausgangskontakte leitend miteinander zu verbinden, also die Einzelmodule zu überbrücken, wenn die über den Varistor abfallende Spannung einen ersten Schwellwert überschreitet. Die Varistoren wirken daher bei einem Defekt eines Einzelmoduls und dem damit einhergehenden Spannungsanstieg zwischen dem Spannungseingang und Spannungsausgang der Zelle bzw. den zugeordneten Eingangs- und Ausgangskontakten als spannungsbegrenzend.In order to protect the individual modules from overvoltage, the input and output contacts assigned to an individual module in pairs are connected to a varistor. The varistors are designed to connect the input and output contacts to one another in a conductive manner, i.e. to bridge the individual modules when the voltage drop across the varistor exceeds a first threshold value. The varistors therefore act as voltage limiters in the event of a defect in an individual module and the associated voltage increase between the voltage input and voltage output of the cell or the assigned input and output contacts.
Zudem umfasst die kombinierten Erdungs- und Schutzeinrichtung eine Mehrzahl von leitenden Brückenkontakten, die Teil einer nichtleitenden Schaltleiste sind. Die Schaltleiste kann zwischen zwei Positionen bewegt werden, von denen eine als Betriebsposition bezeichnet wird und die andere als Erdungsposition. Beispielsweise kann die Bewegung der Schaltleiste zwischen der Betriebsposition und der Erdungsposition eine Translationsbewegung in einer Richtung sein, die Schaltleiste wird also von der Betriebsposition in die Erdungsposition oder umgekehrt verschoben.In addition, the combined earthing and protective device comprises a plurality of conductive bridge contacts which are part of a non-conductive switch strip. The switch strip can be moved between two positions, one of which is referred to as the operating position and the other as the earthing position. For example, the movement of the switch strip between the operating position and the earthing position can be a translational movement in one direction, i.e. the switch strip is moved from the operating position to the earthing position or vice versa.
Wenn die Schaltleiste in der Erdungsposition ist, verbindet jeweils einer der Brückenkontakte einen Eingangskontakt mit einem Ausgangskontakt, wobei die miteinander verbundenen Kontakte dem gleichen Einzelmodul zugeordnet sind. Die Brückenkontakte stellen damit in der Erdungsposition eine leitende Verbindung zwischen den Eingangs- und Ausgangskontakten her und schließen diese kurz. Die Anzahl der Brückenkontakte entspricht damit der Anzahl der Einzelmodule, für die die kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtungen vorgesehen ist.When the switch strip is in the earthing position, one of the bridge contacts connects an input contact with an output contact, whereby the interconnected contacts are assigned to the same individual module. In the earthing position, the bridge contacts thus establish a conductive connection between the input and output contacts and short-circuit them. The number of bridge contacts therefore corresponds to the number of individual modules for which the combined earthing and protective device is intended.
Um die kurzgeschlossenen Einzelmodule zu erden, also mit Masse zu verbinden, ist zudem ein Masseanschluss vorgesehen. Der Masseanschluss kann mit Masse verbunden werden. Die kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung ist so ausgestaltet, dass in der Erdungsposition die durch die Brückenkontakte kurz geschlossenen Eingangs- und Ausgangskontakte auch mit dem Masseanschluss verbunden sind und damit alle Einzelmodule der kombinierten Erdungs- und Schutzeinrichtung auf Masse liegen.In order to ground the short-circuited individual modules, i.e. to connect them to ground, a ground connection is also provided. The ground connection can be connected to ground. The combined grounding and protection device is designed in such a way that in the grounding position the input and output contacts short-circuited by the bridge contacts are also connected to the ground connection and thus all individual modules of the combined grounding and protection device are connected to ground.
Wird die Schaltleiste hingegen in die Betriebsposition bewegt, beziehungsweise wenn sich die Schaltleiste in der Betriebsposition befindet, werden die Brückenkontakte in eine Position verschoben, in der sie die Eingangs- und Ausgangskontakte nicht leitend miteinander verbinden, diese also nicht kurzgeschlossen sind. Auch besteht keine Verbindung mehr zwischen dem Masseanschluss und den Eingangs- und Ausgangskontakten, sodass diese auch nicht mehr auf Masse liegen, also nicht mehr geerdet sind. Damit stellt die vorliegende kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung auf vorteilhafte Weise eine Möglichkeit bereit, mit der die Einzelmodule sowohl vor einer Überspannung geschützt werden können als auch, beispielsweise zur Wartung, geerdet werden können.However, if the switch strip is moved to the operating position, or if the switch strip is in the operating position, the bridge contacts are moved to a position in which they do not connect the input and output contacts to one another in a conductive manner, i.e. they are not short-circuited. There is also no longer any connection between the ground connection and the input and output contacts, so that they are no longer connected to ground, i.e. no longer earthed. This combined earthing and protection device therefore advantageously provides a way of protecting the individual modules from overvoltage and also earthing them, for example for maintenance purposes.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erdungs- und Schutzeinrichtung ist zur Reihenschaltung der Einzelmodule des Spannungs- und Leistungswandlers der Ausgangskontakt, der mit dem Spannungsausgang eines in Reihe vorausgehend zu schaltenden Einzelmoduls verbindbar ist, mittels eines Strombands leitend mit dem Eingangskontakt verbunden, der mit dem Spannungseingang des in Reihe nachfolgend zu schaltenden Einzelmoduls verbindbar ist. In der bevorzugten Ausführungsform übernimmt die Erdungs- und Schutzeinrichtung damit auf vorteilhafte Weise auch die Reihenschaltung all derer Einzelmodule, die zur Aufnahme der gleichen Phase in dem modular aufgebauten Spannungs- und Leistungswandler vorgesehen sind.In a preferred embodiment of the earthing and protection device, for the series connection of the individual modules of the voltage and power converter, the output contact, which can be connected to the voltage output of an individual module to be connected in series beforehand, is a current band is conductively connected to the input contact, which can be connected to the voltage input of the individual module to be connected in series. In the preferred embodiment, the earthing and protection device thus advantageously also takes over the series connection of all of the individual modules that are intended to accommodate the same phase in the modular voltage and power converter.
Mit anderen Worten umfasst die Erdungs- und Schutzeinrichtung in der bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von Strombändern, die beispielsweise durch leitende Metallschienen gebildet werden können. Die Anzahl der Strombänder oder Stromschienen ist dabei um eins kleiner als die Anzahl der Einzelmodule, die mit der Erdungs- und Schutzeinrichtung geschützt und geerdet werden sollen. Jedes der Strombänder verbindet einen Ausgangskontakt der Erdungs- und Schutzeinrichtung mit einem Eingangskontakt der Erdungs- und Schutzeinrichtung. Dabei wird der Ausgangskontakt mit dem Eingangskontakt leitend verbunden, die dazu vorgesehen sind, mit jeweils dem Spannungsausgang und dem Spannungseingang von direkt hintereinander in Reihe zu schaltenden Einzelmodulen verbunden zu werden.In other words, the grounding and protection device in the preferred embodiment comprises a plurality of current bands, which can be formed, for example, by conductive metal rails. The number of current bands or current rails is one less than the number of individual modules that are to be protected and grounded with the grounding and protection device. Each of the current bands connects an output contact of the grounding and protection device to an input contact of the grounding and protection device. The output contact is conductively connected to the input contact, which are intended to be connected to the voltage output and the voltage input of individual modules that are to be connected in series directly one after the other.
Die zur Erdung der Einzelmodule verwendeten Brückenkontakte können beispielsweise in der Erdungsposition der Schaltleiste die beiden Strombänder leitend miteinander verbinden, die mit dem Eingangskontakt und dem Ausgangskontakt verbunden sind, die jeweils zur Verbindung mit dem gleichen Einzelmodule vorgesehen sind. Somit werden durch die leitende Verbindung der Strombänder die Eingangs- und Ausgangskontakte kurzgeschlossen, wenn der modular aufgebaute Spannung- und Leistungswandler geerdet werden soll. In diesem Fall würden zudem die Strombänder leitend mit dem Masseanschluss verbunden und damit geerdet. Dazu kann beispielsweise ein zusätzliches Stromband vorgesehen sein, das angepasst ist, um mit dem Spannungsausgang des in der Reihenschaltung letzten Einzelmoduls verbunden zu sein, und das in der Erdungsposition der Schaltleiste mit dem Masseanschluss elektrisch verbunden ist und in der Betriebsposition elektrisch von diesem getrennt ist.The bridge contacts used to ground the individual modules can, for example, in the grounding position of the switching strip, conductively connect the two current bands that are connected to the input contact and the output contact, each of which is intended for connection to the same individual module. Thus, the conductive connection of the current bands short-circuits the input and output contacts when the modular voltage and power converter is to be grounded. In this case, the current bands would also be conductively connected to the ground connection and thus grounded. For this purpose, for example, an additional current band can be provided that is adapted to be connected to the voltage output of the last individual module in the series connection and that is electrically connected to the ground connection in the grounding position of the switching strip and is electrically separated from it in the operating position.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils zwischen dem Eingangskontakt und dem Ausgangkontakt, die mit dem Spannungseingang bzw. dem Spannungsausgang des gleichen Einzelmoduls verbindbar sind, eine Funkenstrecke ausgebildet, die so konfiguriert ist, dass es zu einem Spannungsüberschlag kommt, wenn der Spannungsabfall über die Funkenstrecke einen zweiten Schwellwert überschreitet, wobei der zweite Schwellwert vorzugsweise größer als der erste Schwellwert ist. Sollte in einem extremen Fehlerfall, beispielsweise bei Durchschlag der Hochspannungsisolation eines Einzelmoduls, die Netzspannung über nur wenigen verbleibenden Einzelmodule abfallen und sollten die zum Schutz der Einzelmodule vorgesehenen Varistoren versagen, werden die Einzelmodule ergänzend über die Funkenstrecken geschützt, über die die Spannung in diesem Fall abfällt.In a preferred embodiment, a spark gap is formed between the input contact and the output contact, which can be connected to the voltage input or the voltage output of the same individual module, which is configured in such a way that a voltage flashover occurs when the voltage drop across the spark gap exceeds a second threshold value, wherein the second threshold value is preferably greater than the first threshold value. If, in the event of an extreme fault, for example if the high-voltage insulation of an individual module breaks down, the mains voltage drops across only a few remaining individual modules and the varistors provided to protect the individual modules fail, the individual modules are additionally protected via the spark gaps across which the voltage drops in this case.
Vorzugsweise ist die Funkenstrecke jeweils zwischen einem zweiten Ende des Strombands, das mit dem Eingangskontakt verbunden ist, und einem ersten Ende des Strombands ausgebildet, das mit dem Ausgangskontakt verbunden ist. Für die Funkenstrecken müssen daher keine zusätzlichen Komponenten vorgesehen werden. Vielmehr werden diese auf vorteilhafte Weise durch geeignete Ausbildung und Anordnung der bereits vorgesehenen Strombänder geformt.Preferably, the spark gap is formed between a second end of the current band, which is connected to the input contact, and a first end of the current band, which is connected to the output contact. Therefore, no additional components need to be provided for the spark gaps. Rather, these are advantageously formed by suitable design and arrangement of the current bands already provided.
Zur Verbindung der Strombänder mit den Brückenkontakten sind vorzugsweise gefederte Kontaktbolzen vorgesehen. Diese sind vorzugsweise in einem gemeinsamen Träger aus einem nichtleitenden Material gehaltert. Die gefederten Kontaktbolzen können beispielsweise auf die Brückenkontakte hin vorgespannt sein, um eine verlässliche Kontaktierung der Brückenkontakte zu ermöglichen, wenn diese verschoben werden.Spring-loaded contact bolts are preferably provided to connect the current strips to the bridge contacts. These are preferably held in a common carrier made of a non-conductive material. The spring-loaded contact bolts can, for example, be pre-tensioned towards the bridge contacts in order to enable reliable contacting of the bridge contacts when they are moved.
Es ist weiter bevorzugt, wenn jedes Stromband zwei Kontaktbolzen umfasst, die in der Betriebsposition der Schaltleiste jeweils mit dem gleichen Brückenkontakt in Kontakt sind und die in der Erdungsposition der Schaltleiste jeweils mit unterschiedlichen Brückenkontakten in Kontakt sind. In der bevorzugten Ausführungsform ist somit vorgesehen, dass im Normalbetrieb die Brückenkontakte, die von dem gleichen Stromband ausgehen, mit ihren Kontaktflächen an dem gleichen Brückenkontakt anliegen bzw. diesen berühren. Die Kontaktbolzen, die dem gleichen Stromband zugeordnet sind, sind somit in der Betriebsposition der Schaltleiste sowohl durch das Stromband als auch durch einen Brückenkontakt leitend verbunden. In der Erdungsposition der Schaltleiste sind die Kontaktbolzen, die dem gleichen Stromband zugeordnet sind, nur noch durch das Stromband leitend verbunden. Über die Brückenkontakte werden sie hingegen mit anderen Strombändern verbunden, um die Einzelmodule kurzzuschließen und damit zu erden.It is further preferred if each current strip comprises two contact pins which are each in contact with the same bridge contact in the operating position of the switch strip and which are each in contact with different bridge contacts in the earthing position of the switch strip. In the preferred embodiment, it is therefore provided that in normal operation the bridge contacts which originate from the same current strip rest with their contact surfaces on the same bridge contact or touch it. The contact pins which are assigned to the same current strip are thus conductively connected both by the current strip and by a bridge contact in the operating position of the switch strip. In the earthing position of the switch strip, the contact pins which are assigned to the same current strip are only conductively connected by the current strip. However, they are connected to other current strips via the bridge contacts in order to short-circuit the individual modules and thus earth them.
Vorzugsweise umfasst die Erdungs- und Schutzeinrichtung einen elektrischen Antrieb, der die Schaltleiste von der Betriebsposition in die Erdungsposition bewegt. Der elektrische Antrieb bewegt die Schaltleiste weiter vorzugsweise über eine Gewindespindel.The earthing and protection device preferably comprises an electric drive that moves the switching strip from the operating position to the earthing position. The electric drive preferably moves the switching strip further via a threaded spindle.
Der Masseanschluss wird in einer bevorzugten Ausführungsform von einer Masseschiene gebildet, und die Schaltleiste ist so konfiguriert, dass ein mit den Brückenkontakten leitend verbundenes Kontaktmesser in die Masseschiene eingreift, wenn die Schaltleiste von der Betriebsposition in die Erdungsposition bewegt wird. Mit anderen Worten wird durch einen mechanischen Eingriff zwischen einem Kontaktmesser, das mit der Schaltleiste leitend verbunden ist bzw. Teil der Schaltleiste ist, und einer Masseschiene eine elektrische Verbindung zur Masse hergestellt. Hierdurch kann durch eine einfache visuelle Überprüfung, ob das Kontaktmesser mit der Masseschiene in Kontakt ist, festgestellt werden, ob die Einzelmodule des modular aufgebauten Spannung- und Leistungswandlers geerdet sind.In a preferred embodiment, the ground connection is formed by a ground rail and the switch strip is configured in such a way that a contact blade conductively connected to the bridge contacts engages the ground rail when the switch strip is moved from the operating position to the grounding position. In other words, an electrical connection to ground is established by a mechanical engagement between a contact blade that is conductively connected to the switch strip or is part of the switch strip and a ground rail. This makes it possible to determine whether the individual modules of the modular voltage and power converter are grounded by simply visually checking whether the contact blade is in contact with the ground rail.
Vorzugsweise rastet das Kontaktmesser mit der Masseschiene ein, wenn die Schaltleiste von der Betriebsposition in die Erdungsposition bewegt wird. So wird verhindert, dass sich die Verbindung zwischen Kontaktmesser und Masseschiene ohne äußere Einwirkung bzw. Betätigung lösen kann.Preferably, the contact blade engages with the ground bar when the switch strip is moved from the operating position to the grounding position. This prevents the connection between the contact blade and the ground bar from coming loose without external influence or actuation.
Die Erdungs- und Schutzeinrichtung umfasst vorzugsweise einen Hebel, mit dem die Schaltleiste manuell von der Betriebsposition in die Erdungsposition bewegt werden kann, wobei ein Bediener der Erdungs- und Schutzeinrichtung vorzugsweise aus einer Stellung des Hebels erkennen kann, ob die Schaltleiste in der Betriebsposition oder Erdungsposition ist. So kann ein Bediener des modularen Spannung- und Leistungswandlers unmittelbar aus der Position des Hebels erkennen, ob die Vorrichtung in Betrieb ist oder geerdet ist.The earthing and protection device preferably comprises a lever with which the switching strip can be moved manually from the operating position to the earthing position, wherein an operator of the earthing and protection device can preferably recognize from a position of the lever whether the switching strip is in the operating position or the earthing position. An operator of the modular voltage and power converter can thus immediately recognize from the position of the lever whether the device is in operation or is earthed.
Gemäß einem zweiten Aspekt ist ein modular aufgebauter Spannungs- und Leistungswandler zur Wandelung einer Primärwechselspannung mit einer oder mehreren Phasen in eine Sekundärspannung mit einer oder mehreren kombinierten Erdungs- und Schutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen vorgesehen. Der Spannungs- und Leistungswandler umfasst für jede Phase der Primärwechselspannung eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Einzelmodulen, wobei jedes Einzelmodul zur Aufnahme einer Phase der Primärspannung einen Spannungseingang und einen Spannungsausgang aufweist, wobei jeweils ein Spannungseingang mit einem Eingangskontakt der Erdungs- und Schutzeinrichtung leitend verbunden ist und jeder Spannungsausgang mit einem Ausgangskontakt der Erdungs- und Schutzeinrichtung leitend verbunden ist.According to a second aspect, a modular voltage and power converter is provided for converting a primary alternating voltage with one or more phases into a secondary voltage with one or more combined grounding and protection devices according to one of the preceding embodiments. The voltage and power converter comprises a plurality of individual modules connected in series for each phase of the primary alternating voltage, each individual module having a voltage input and a voltage output for receiving a phase of the primary voltage, each voltage input being conductively connected to an input contact of the grounding and protection device and each voltage output being conductively connected to an output contact of the grounding and protection device.
Die Vorteile des Spannungs- und Leistungswandlers entsprechen den Vorteilen der kombinierten Erdungs- und Schutzeinrichtung, die darin Verwendung findet.The advantages of the voltage and power converter correspond to the advantages of the combined earthing and protection device used in it.
Vorzugsweise umfasst jedes Einzelmodul einen Transformator zur Spannungs- und Leistungswandlung zwischen einer Eingangsseite des Einzelmoduls und einer Ausgangsseite des Einzelmoduls sowie eine Funkenstrecke, wobei der Spannungseingang und der Spannungsausgang des Einzelmoduls an der Eingangsseite des Einzelmoduls angeordnet sind und wobei die Funkenstrecke parallel zu dem Transformator angeordnet und derart konfiguriert ist, dass es zu einem Spannungsüberschlag kommt, wenn der Spannungsabfall über die Funkenstrecke einen dritten Schwellwert überschreitet. Die Funkenstrecke innerhalb der Einzelmodule kann zu einer kontrollierten Zerstörung der Einzelmodule im Fehlerfall führen, insbesondere wenn die Varistoren und/oder die Funkenstrecken der kombinierten Erdungs- und Schutzeinrichtung nicht ausreichen sollten.Preferably, each individual module comprises a transformer for voltage and power conversion between an input side of the individual module and an output side of the individual module and a spark gap, wherein the voltage input and the voltage output of the individual module are arranged on the input side of the individual module and wherein the spark gap is arranged parallel to the transformer and configured such that a voltage flashover occurs when the voltage drop across the spark gap exceeds a third threshold value. The spark gap within the individual modules can lead to a controlled destruction of the individual modules in the event of a fault, in particular if the varistors and/or the spark gaps of the combined earthing and protection device are insufficient.
Jedes Einzelmodul umfasst vorzugsweise ein Gehäuse, das so ausgebildet ist, dass bei einer Zerstörung eines Einzelmoduls aufgrund einer Überspannung benachbart zu dem zerstörten Einzelmodul angeordnete Einzelmodule nicht beschädigt werden. So wird auf vorteilhafte Weise der Schaden durch die Zerstörung einzelner Einzelmodule begrenzt, und der Spannungs- und Leistungswandler bleibt grundsätzlich betriebsbereit.Each individual module preferably comprises a housing which is designed in such a way that if an individual module is destroyed due to an overvoltage, individual modules arranged adjacent to the destroyed individual module are not damaged. In this way, the damage caused by the destruction of individual modules is advantageously limited and the voltage and power converter remains fundamentally operational.
Vorzugsweise sind die Varistoren so angeordnet, dass bei einer Zerstörung eines Einzelmoduls aufgrund einer Überspannung der Varistor, der den Eingangskontakt mit dem Ausgangskontakt verbindet, die jeweils mit dem Spannungseingang und dem Spannungsausgang des zerstörten Einzelmoduls verbunden sind, nicht beschädigt wird. Dies kann insbesondere dadurch gewährleistet werden, dass der Varistor den Strangstrom bis zu dessen Abklingen übernehmen kann und gleichzeitig mit seiner Varistor-Spannung anstelle der Zelle zur Gegenspannung des Strangs beiträgt. So kann der Spannungs- und Leistungswandler weiterbetrieben werden, da der Varistor das zerstörte Einzelmodul überbrückt und selber nicht beschädigt wird.The varistors are preferably arranged in such a way that if an individual module is destroyed due to an overvoltage, the varistor that connects the input contact to the output contact, which are each connected to the voltage input and the voltage output of the destroyed individual module, is not damaged. This can be ensured in particular by the varistor being able to take over the string current until it decays and at the same time contributing to the counter voltage of the string with its varistor voltage instead of the cell. The voltage and power converter can thus continue to operate because the varistor bridges the destroyed individual module and is not damaged itself.
Nachfolgend werden wir die vorliegende Erfindung bezugnehmend auf die Zeichnung näher erläutern. Darin zeigt
-
1 einen schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines modular aufgebauten Spannungs- und Leistungswandlers, -
2 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Spannungs- und Leistungswandlers mit einer Erdungs- und Schutzeinrichtung in einer Betriebsposition, -
3 eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels aus2 in einer Erdungsposition, -
4 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Spannungs- und Leistungswandlers mit einem Ausführungsbeispiel einer Erdungs- und Schutzeinrichtung in einer Erdungsposition, -
5 eine zweite perspektivische Ansicht desAusführungsbeispiels aus 4 , bei dem die Erdungs- und Schutzeinrichtung in einer Betriebsposition ist, -
6 eine Schnittansicht durch einen Teil des Ausführungsbeispiels einer Erdungs- und Schutzeinrichtung ausden 4 und5 in der Betriebsposition, -
7 eine weitere Schnitteinsicht eines Teils des Ausführungsbeispiels einer Erdungs- und Schutzeinrichtung aus den4-6 in der Erdungsposition, -
8 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Ausführungsbeispiels einer Erdungs- und Schutzeinrichtung aus den4-7 in der Betriebsposition, -
9 eine weitere perspektivische Ansicht eines Teils des Ausführungsbeispiels einer Erdungs- und Schutzeinrichtung aus den4-8 in der Erdungsposition, -
10 eine perspektivische Detailansicht eines weiteren Teils des Ausführungsbeispiels aus den4-10 , -
11 eine Schnittansicht eines weiteren Teils des Ausführungsbeispiels aus den4-10 und -
12 eine schematische Darstellung eines Aufbaus eines Einzelmoduls eines modular aufgebauten Spannung- und Leistungswandlers.
-
1 a schematic structure of an embodiment of a modular voltage and power converter, -
2 a schematic view of an embodiment of a voltage and power converter with a grounding and protection device in an operating position, -
3 a schematic view of the embodiment of2 in a grounding position, -
4 a perspective view of an embodiment of a voltage and power transformer with an embodiment of a grounding and protection device in a grounding position, -
5 a second perspective view of the embodiment of4 , in which the earthing and protective device is in an operating position, -
6 a sectional view through a part of the embodiment of an earthing and protective device from the4 and5 in the operating position, -
7 a further sectional view of a part of the embodiment of an earthing and protective device from the4-6 in the grounding position, -
8th a perspective view of a part of the embodiment of a grounding and protective device from the4-7 in the operating position, -
9 a further perspective view of a part of the embodiment of an earthing and protective device from the4-8 in the grounding position, -
10 a perspective detailed view of another part of the embodiment from the4-10 , -
11 a sectional view of another part of the embodiment from the4-10 and -
12 a schematic representation of the structure of a single module of a modular voltage and power converter.
Der Spannungs- und Leistungswandler 1 verfügt für jede Phase der dreiphasigen Hochspannung über einen Phasenleiter R, S, T und über zwei Ausgangsleiter 3, 4 für die Gleichspannung. Der erste Ausgangsleiter 3 liegt beispielsweise auf einer Spannung von -750 V, während der zweite Ausgangsleiter 4 entsprechend auf einer Spannung von +750 V liegt.The voltage and
Der Spannungs- und Leistungswandler 1 verfügt für jede Phase der Primärwechselspannung jeweils über sechs in Reihe geschaltete Einzelmodule 5. Insgesamt verfügt der in
In den
Von dem modular aufgebauten Spannungs- und Leistungswandler 1 sind in den
Die Strombändern 9 stellen somit einerseits Eingangskontakte 11 dar, mit denen die Strombänder 9 jeweils mit den Spannungseingängen 7 der Einzelmodule 5 unmittelbar leitend verbunden sind. Andererseits bilden die Strombänder 9 auch Ausgangskontakte 12, an denen die Strombänder 9 unmittelbar leitend mit den Spannungsausgängen 8 der Einzelmodule 5 verbunden sind. Die Eingangs- und Ausgangskontakte 11, 12 können beispielsweise in direktem physischen Kontakt mit den Spannungseingängen 7 bzw. Spannungsausgängen 8 stehen. Um die Darstellung in den
Das Stromband 9, das mit dem Spannungseingang 7 eines Einzelmoduls 5 unmittelbar leitend verbunden ist, und das Stromband 9, das mit dem Spannungsausgang 8 des gleichen Einzelmoduls 5 unmittelbar leitend verbunden ist, sind jeweils über einen Varistor 10 verbunden. Die Varistoren 10 sind so konfiguriert, dass sie die direkt aufeinander folgenden Strombänder 9 leitend miteinander verbinden, wenn der Spannungsabfall zwischen dem Eingangskontakt 11 und dem Ausgangskontakt 12, die dem gleichen Einzelmodul 5 zugeordnet sind bzw. die mit dem Spannungseingang 7 und dem Spannungsausgang 8 des gleichen Einzelmoduls 5 unmittelbar verbunden sind, einen ersten Grenzwert oder Schwellwert überschreitet.The
Kommt es zu einem Defekt in einem Einzelmodul 5, im Rahmen dessen der Stromfluss innerhalb des Einzelmoduls 5 oder zwischen den Strombändern 9 und dem Einzelmodul 5 unterbrochen ist, würde die Leiter-Leiterspannung des Hochspannungsnetzes, beispielsweise also 20 kV, direkt über die Trennstelle abfallen, was entsprechende Zerstörungen nach sich zieht. Insbesondere kann es zu einer vollständigen Zerstörung des Einzelmoduls 5 kommen, die wiederum die Zerstörung weiterer Einzelmodule 5 und damit im Ergebnis des gesamten modularen Spannungs- und Leistungswandlers 1 nach sich zieht. Als Schutzmaßnahme sind für diesen Fall die Varistoren 10 vorgesehen, die den maximalen Spannungsabfall über die Einzelmodule 5 auf den ersten Schwellwert begrenzen.If a defect occurs in an
Ein Abstand d zwischen einem zweiten Ende 13 eines Strombands 9, das mit dem Spannungseingang 7 eines Einzelmoduls 5 unmittelbar leitend verbunden ist, und einem ersten Ende 14 des Strombands 9, das mit dem Spannungsausgang 8 des gleichen Einzelmoduls 5 unmittelbar leitend verbunden ist, wurde so gewählt, dass zwischen dem ersten Ende 14 und dem zweiten Ende 13 der Strombänder eine Funkenstrecke 15 ausgebildet ist. Aufgrund der Wahl des Abstands d schlägt die Spannung über die Funkenstrecke 15 über, wenn der Spannungsabfall über die Funkstrecke 15 einen zweiten Schwellwert überschreitet. Der zweite Schwellwert ist größer als der erste Schwellwert, bei dessen Überschreiten die Varistoren 10 die Eingangs- und Ausgangskontakte 11, 12 zweier direkt aufeinanderfolgender Strombänder 9 miteinander verbinden.A distance d between a
Die Funkenstrecke 15 dient damit als zusätzliche Sicherheit, wenn bei einem extremen Fehlerfall, beispielsweise einem Durchschlag der Hochspannungsisolation eines Einzelmoduls 5, die Hochspannung von beispielsweise 20 KV über nur wenige verbleibende Einzelmodule 5 abfällt und zusätzlich einer der Varistoren 10 ausfällt. Der Kurzschlussstrom wird in diesem Fall von der Funkenstrecke 15 übernommen, die zwischen zwei Strombänder 9 ausgebildet ist. Hierdurch werden weitere Schäden verhindert bzw. die Entstehung von Schäden wird begrenzt. In den
Schließlich umfasst die kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung noch eine nicht leitende Schaltleiste mit einer Mehrzahl von Brückenkontakten 16. Die Schaltleiste ist in den
Die Anzahl der Brückenkontakte 16 entspricht der Anzahl der Einzelmodule 5, für die die kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung 6 in den
Dabei sind die Brückenkontakte 16 insbesondere so an der Schaltleiste angeordnet, dass jeder Brückenkontakte 16 den Eingangskontakt 11 mit dem Ausgangskontakt 12 leitend verbindet, die dem gleichen Einzelmodul 5 zugeordnet sind, wenn die Schaltleiste in der Erdungsposition ist. Mit anderen Worten schließen die Brückenkontakte 16 in der Erdungsposition der Schaltleiste jeweils die Eingangskontakte 11 und die Ausgangskontakte 12 kurz, die zum Anschluss an das gleiche Einzelmodule 5 vorgesehen sind. Befindet sich die Schaltleiste in der Betriebsposition, werden die Eingangskontakte 11 und die Ausgangskontakte 12, die dem gleichen Einzelmodul 5 zugeordnet sind, nicht durch die Brückenkontakte 16 verbunden. Die Eingangs- und Ausgangskontakte 11, 12 sind daher nicht kurzgeschlossen.The
Schließlich verfügt die in
In
Der Betriebszustand der Erdungs- und Schutzeinrichtung 6 ist in
Nachfolgend wird bezugnehmend auf die
Bei dem in den
Der Wandler 1 verfügt zur Wandlung jeder Phase der Eingangswechselspannung bzw. Hochspannung über 28 in Reihe geschaltete Einzelmodule 5. Von den Einzelmodulen 5 sind in den
In
Für jede Spalte bzw. jeden Stapel 20 von Einzelmodule 5 verfügt der modulare Spannung- und Leistungswandler 1 über eine gesonderte kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung 6. Es ist also für jede Phase der Hochspannung nicht nur genau eine kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung 6 vorgesehen, sondern zwei kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtung 6. Die Details der Erdungs- und Schutzeinrichtungen 6 werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Um zwischen der Betriebsposition und der Erdungsposition bzw. dem entsprechenden Zustand zu wechseln, kann ein Nutzer manuell den Hebel 22 der jeweiligen Erdungs- und Schutzeinrichtungen 6 hin und her bewegen, der mit einer Schaltleiste verbunden ist. Alternativ kann eine Umschaltung auch automatisch über elektrische Stellantriebe 23 in Form von Spindelantrieben 23 erfolgen, die ebenfalls die Schaltleiste und damit auch die Hebel 22 bewegen. Von den Spindelantrieben 23 sind nur einige mit Bezugszeichen versehen, um die Zeichnung nichts überfrachtet. An der Stellung der Hebel 22 kann ein Nutzer bzw. Bediener der Vorrichtung auf vorteilhafte Weise unmittelbar sehen, ob der Wandler 1 stromlos, d.h., geerdet ist, oder nicht.In order to switch between the operating position and the earthing position or the corresponding state, a user can manually move the
Die
Das Ausführungsbeispiel einer kombinierten Erdungs- und Schutzeinrichtung 6 umfasst zunächst eine Trägerschiene 37, auf der mehrere Varistoren 10 angeordnet sind. In den
Wie bereits bezugnehmend auf die
Die Erdungs- und Schutzeinrichtung 6 umfasst weiterhin eine Mehrzahl von Strombändern 9, die jeweils dazu vorgesehen sind, den Spannungsausgang 8 eines in der Reihenschaltung der Einzelmodule 5 vorausgehenden Einzelmoduls 5 mit dem Spannungseingang 7 des in der Reihenschaltung der Einzelmodule 5 nachfolgenden Einzelmoduls 5 leitend zu verbinden. Die den Kontakt zwischen den Strombändern 9 und den Spannungsein- und -ausgängen 7, 8 herstellenden Eingangs- und Ausgangskontakte 11, 12 der Einrichtung 6 sind in den
Zudem umfasst die Erdungs- und Schutzeinrichtung 6 eine Mehrzahl von Brückenkontakten 16, die auf einer nichtleitenden Schaltleiste 25 angeordnet sind. Die Brückenkontakte 16 sind so auf der Schaltleiste 25 angeordnet, dass sie sich mit der Schaltleiste 25 entlang einer Verstellrichtung 26 bewegen, in der die Schaltleiste 25 zwischen einer Erdungsposition (dargestellt in den
Befindet sich die Schaltleiste 25 in der Betriebsposition, ist jeder Brückenkontakt 16 jeweils über zwei federvorgespannte Kontaktbolzen 27, 28 mit nur genau einem der Strombänder 9 verbunden. Damit bilden die Brückenkontakte 16 in der Betriebsposition einen parallelen Strompfad zu den Strombändern 9 und tragen damit zur Reihenschaltung der Einzelmodule 5 bei.If the switching
Ist die Schaltleiste 25 hingegen in der Erdungsposition angeordnet, wie sie in den
Schließlich ist zwischen den ersten und zweiten Enden 13, 14 der Strombänder 9 eine Funkenstrecke 15 ausgebildet, die so konfiguriert ist, dass die Spannung vom zweiten Ende 14 eines in der Reihenschaltung vorausgehenden Strombands 9 zum ersten Ende 13 eines in der Reihenschaltung nachfolgenden Strombands 9 überschlägt, wenn die Spannung zwischen den Enden 13, 14 eine zweiten Schwellwert überschreitet, der größer als der erste Schwellwert ist. Der zweite Schwellwert kann über den Abstand d zwischen dem ersten Ende 13 und dem zweiten Ende 14 eingestellt werden. Die Funkenstrecken 15 sind somit parallel zu den Varistoren 10 angeordnet und schützen die Einzelmodule 5 vor Beschädigungen durch Überspannungen, falls die Varistoren 10 ausfallen sollten.Finally, a
In
Durch die Bewegung der Schaltleisten 25 wird zudem ein Kontaktmesser 30 bewegt, das die Strombändern 9 mit einem Masseanschluss 18 verbindet. Das Kontaktmesser 30 rastet mit dem Masseanschluss 18 ein, so dass es einer zusätzlichen Kraft bedarf, um das Kontaktmesser 30 wieder aus dem Eingriff mit dem Masseanschluss 18 zu bringen.The movement of the switching strips 25 also moves a
In
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- modularer Spannungs- und Leistungswandlermodular voltage and power converter
- 22
- Solid State Transformator, leistungselektronischer TransformatorSolid state transformer, power electronic transformer
- R, S, TR, S, T
- PhasenleiterPhase conductor
- 3, 43, 4
- Ausgangsleiter GleichstromOutput conductor DC
- 55
- Einzelmodule, Einzelzelle, ZelleSingle modules, single cell, cell
- 66
- kombinierte Erdungs- und Schutzeinrichtungcombined earthing and protective device
- 77
- SpannungseingangVoltage input
- 88th
- SpannungsausgangVoltage output
- 99
- StrombandCurrent band
- 1010
- VaristorVaristor
- 1111
- EingangskontaktInput contact
- 1212
- AusgangskontaktOutput contact
- 1313
-
zweites Ende eines Strombands 9second end of a
current band 9 - 1414
-
erstes Ende eines Strombands 9first end of a
current band 9 - 1515
- FunkenstreckeSpark gap
- dd
-
Abstand zwischen dem zweiten Ende eines Strombands 9 und dem ersten Ende eines nachfolgenden Strombands 9Distance between the second end of a
current band 9 and the first end of a subsequentcurrent band 9 - 1616
- BrückenkontaktBridge contact
- 1717
- ErdungselementEarthing element
- 1818
- MasseanschlussGround connection
- 1919
- MasseDimensions
- 2020
- Spalte bzw. Stapel von EinzelmodulenColumn or stack of individual modules
- 2121
- Gehäuse eines EinzelmodulsHousing of a single module
- 2222
- Hebellever
- 2323
- Stellantrieb, SpindelmotorActuator, spindle motor
- 2424
- BefestigungsmittelFasteners
- 2525
- SchaltleisteSwitch strip
- 2626
- VerstellrichtungAdjustment direction
- 2727
- KontaktbolzenContact bolt
- 2828
- KontaktbolzenContact bolt
- 2929
- HebelanordnungLever arrangement
- 3030
- KontaktmesserContact knife
- 3131
- Bolzenbolt
- 3232
- StellelementActuator
- 3333
- TellerfederDisc spring
- 3434
- GleichstromausgängeDC outputs
- 3535
- Transformatortransformer
- 3636
- FunkenstreckeSpark gap
- 3737
- TrägerschieneSupport rail
Claims (14)
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