DE1050436B - - Google Patents

Claims (5)

Bei Kontaktumformern mit Schaltdrosselspulen hängt die zeitliche Lage der stromschwachen Stufe, in der der Kontakt der abgelösten Phase sich öffnen muß, relativ zum Einschaltzeitpunkt der Folgephase von den Betriebsverhältnissen des Umformers, insbesondere von dem Belastungsstrom und der Spannungsaussteuerung ab. Man muß daher im allgemeinen eine Einrichtung vorsehen, die die zeitliche Zuordnung des Ausschaltzeitpunktes der abgelösten Phase und der stromschwachen Stufe überwacht. Man hat zu diesem Zweck bisher Meßkreise verwendet, die eine Wicklung der Schaltdrosselspule und eine Schalteinrichtung enthalten, die synchron mit dem Schaltkontakt geöffnet oder geschlossen wird. Bei derartigen Meßkreisen wird im wesentlichen das zeitliche Spannungsintegral gemessen, das an der Wicklung der Schaltdrosselspule vom Beginn der Stufe bis zum Ausschaltzeitpunkt bzw. vom Ausschaltzeitpunkt bis zum Ende der Stufe auftritt. Ein derartiges Spannungsintegral stellt ein Maß für den Abstand des Ausschaltzeitpunktes von dem Ende der Stufe dar. Man kann eine solche Überwachungseinrichtung als Anzeigeinstrument ausbilden, das die Abweichung des Ausschaltzeitpunktes vom Sollwert sichtbar macht; es ist aber auch üblich, auf dem gleichen Prinzip beruhende Überwachungseinrichtungen als Regler arbeiten zu lassen, die auf den Synchronantrieb der Kontakte einwirken und die Ausschaltzeitpunkte selbsttätig auf ihren Sollwert einregeln. Die Erfindung bezieht sich auf eine besonders einfache Lösung der geschilderten Überwachungsaufgabe bei solchen Kontaktumformern, bei denen parallel zu den Ausschaltkontakten Ventilnebenwege vorgesehen sind. Aus Gründen der Rückzündungssicherheit ist es üblich, die Schaltdrosselspule so vorzumagnetisieren, daß der Stufenstrom noch positive Werte hat. Die genannten Ventilnebenwege haben eine Durchlaßrichtung, die mit der Stromführungsrichtung des parallel liegenden Umformerkontaktes übereinstimmt; sie haben die Aufgabe, nach dem öffnen des Ausschaltkontaktes das Weiterfließen des Stufenstromes zu ermöglichen oder, mit anderen Worten, den Spannungsanstieg am Kontakt nach dem öffnen zunächst auf die Durchlaßspannung des Ventils zu begrenzen, bis der Kontakt so weit geöffnet ist, daß er die volle Kommutierungsspannung tragen kann. Man verwendet zu diesem Zweck gesteuerte Entladungsgefäße oder Trockenventile (Selenventile, p-n-Ventile auf Germanium- oder Silizium-Basis). Unter »Ausschaltkontakt« wird in den vorstehenden Ausführungen derjenige Kontakt der Schaltstelle des Umformers verstanden, der die Aufgabe hat, den Strom der betreffenden Phase zu unterbrechen. Er kann mit dem Einschaltkontakt (der den Phasenstrom schließt) identisch Kontaktumformer mit überwachungseinrichtung für den Öffnungszeitpunkt des Aussdialtkontaktes Anmelder: Siemens-Sdiudcertwerke Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50 Dipl.-Ing. Hans-Joachim Kleinvogel, Berlin-Siemensstadt, ist als Erfinder genannt worden sein; es ist aber auch bekannt, getrennte Ein- und a5 Ausschaltkontakte vorzusehen, die vorzugsweise in Reihe geschaltet sind. Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Kontaktumformer mit Schaltdrosselspule, einem Ventilnebenweg zu dem Ausschaltkontakt und einer Einrichtung zur Überwachung des Öffnungszeitpunktes des Ausschaltkontaktes das Meßwerk der Überwachungseinrichtung als integrierendes Strommeßwerk in dem Nebenweg liegt. Das Meßwerk wird also von dem Nebenwegsrrom durchflossen. Solange der parallel liegende Ausschaltkontakt geschlossen ist, fließt im Nebenweg kein Strom; erst im Öffnungszeitpunkt des Kontaktes wird der bis dahin über den Kontakt fließende Stufenstrom auf das Nebenwegventil kommutiert. Am Ende der Stufe sinkt der Strom auf Null; negative Ströme kommen infolge der Sperrwirkung des Ventiles nicht zustande. Das zeitliche Stromintegral des Nebenwegstromes ist daher ein Maß für den zeitlichen Abstand des Öffnungszeitpunktes vom Ende der Stufe, vorausgesetzt, daß die Stufe im wesentliehen einen horizontalen Verlauf und eine von den Betriebsbedingungen unabhängige Höhe aufweist. Beide Voraussetzungen sind bei heutigen Kontaktumformern bis auf geringe Abweichungen erfüllt. Inwieweit der Stufenverlauf horizontal ist, hängt von der Qualität des verwendeten Schaltdrosseleisens ab; es ist bekannt, den auch bei bestem Eisen noch verbleibenden geringen Abfall des Stufenstromes durch sogenannte Streckkreise zu kompensieren. Die Überwachungseinrichtung nach der Erfindung kann in an 109 749/174 sich bekannter Weise als Anzeigeinstrument ausgebildet sein; bei einem mehrphasigen Kontaktumformer kann man jedem Kontakt ein Anzeigeinstrument zuordnen, das etwaige Abweichungen des Öffnungszeitpunktes des einzelnen Kontaktes vom Sollwert anzeigt. Man kann die Überwachungseinrichtung aber auch als Regeleinrichtung ausbilden, die den Ausschaltzeitpunkt in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage der durch die Schaitdrosselspule hergestellten stromschwachen Stufe verstellt .In diesem Fall ist es bei mehrphasigen Anlagen vorteilhaft, wenn das Meßwerk der Regeleinrichtung allen Nebenwegen des Kontaktumformers gemeinsam ist, so daß als Istwert ein Mittelwert der Nebenwegströme sämtlicher Kontakte in die Regelung eingeht. Eventuelle Abweichungen der Kontakte von ihrem mittleren Öffnungszeitpunkt können durch die oben bereits erwähnten Anzeigeinstrumente, die jedem einzelnen Kontakt zugeordnet sind, festgestellt und durch beispielsweise mechanische Versteileinrichtungen von dem überwachenden Perso- ao nal beseitigt werden. In der Zeichnung stellt die Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einem Dreiphasen-Kontaktgleichrichter dar; Fig. 2 dient zur Erläuterung der Erfindung. In Fig. 1 ist 1 die in Stern geschaltete Sekundärwicklung des Speisetransformators des Kontaktgleichrichters. An jede sekundäre Phasenwicklung ist ein Leitungszug angeschlossen, der eine Schaltdrosselspiile 2, einen Einschaltkontakt 3 und einen Ausschaltkontakt 4 in Reihenschaltung enthält. Die Kontakte 3 und 4 sind als Brückenkontakte ausgebildet, bei denen zwei feste Kontaktstücke durch eine bewegliche Kontaktbrücke abwechselnd miteinander verbunden und voneinander getrennt werden. Sämtliche Phasenleitungen sind an eine Gleichstromschiene 5 angeschlossen, die über den Verbraucher 6 und die Glättungsdrossel 6 a zum Sternpunkt der Sekundärwicklung 1 zurückführt. , Die Einschaltkontakte 3 werden durch einen Synchronmotor 7 angetrieben, dessen Phasenlage durch Verstellen des Drehtransformators 8 geändert werden kann. Ein« Verschiebung der Einschaltzeitpunkte relativ zur Phase der Spannung der Sekundärwicklung 1 hat die Wirkung, daß die Ausgangsspannung des Kontaktgleichrichters sich ändert. Die Atisschaltkontakte 4, die vor den Einschältkontakten 3 geschlossen und geöffnet werden, werden durch einen weiteren Synchronmotor 9 angetrieben. Die Phasenlage des Synchronmotors 9 ist nicht mehr frei veränderlich; sie muß vielmehr so eingestellt werden, daß der Ausschaltzeitpunkt der Kontakte 4 in die stromschwache Stufe fällt, die infolge der Wirkungsweise der Schaltdrosselspulen 2 entsteht. Zur Erläuterung" dieser Vorgänge sei auf Fig. 2 verwiesen. In dieser Figur zeigt die ausgezogene Kurve J1 den Stromverlauf der abgelösten Phase, die gestrichelte Kurve J2 den Strom verlauf der Folgephase. Im Zeitpunkt tE wird der Einschaltkontakt 3 der Folgephase geschlossen. Es bildet sich dann zwischen den beiden kommutierenden Phasen ein Kurzschlußstrom aus, der im allgemeinen zunächst auf eine Einschaltstufe BS begrenzt wird, die durch die Schaltdrosselspule 2 oder durch eine besondere Einschaltdrosselspule bewirkt wird. Nach Ablauf der Einschaltstufe steigt J2 an, während J1 entsprechend sinkt; die Steilheit der Stromändetung hängt von der Induktivität des Kommutierungskreises ab. Am Ende der Stromführungszeit der abgelösten Phase wird deren Schaltdrosselspule 2 entsättigt, so daß der Strom J1 die Ausschaltstufe AS erreicht. Etwa in der Mitte der Stufe, also im Zeitpunkt tA, muß der Ausschaltkontakt 4 der abgelösten Phase geöffnet werden. Der Abstand tE-tA hängt von der Belastungsstromstärke des Gleichrichters und von der Kommutierungsspannung, also von der Spannungsaussteuerung des Gleichrichters ab, ist demnach nicht konstant. Nach dem Zeitpunkt tA fließt der Stufenstrom über VentilelO (Fig. 1), die parallel zu den Ausschaltkontakten 4 liegen. In Reihe mit jedem Ventil 10 liegt ein integrierendes Strommeßinstrumentll, beispielsweise ein Drehspulinstrument. Die Anzeige der Instrumente 11 ist jeweils der schraffierten Fläche F in Fig. 2 proportional; sie liefert also, da die Fläche F im wesentlichen durch eine Horizontale begrenzt ist, ein Maß für den zeitlichen Abstand des Ausschaltzeitpunktes tA vom Ende der Stufe. In Reihe mit der Parallelschaltung der VentilelO und der Meßinstrumente 11 liegt ferner •das Meßwerk 12 eines Reglers 13. Das Meßwerk 12 hat ebenfalls die ,Eigenschaft, einen der Fläche F proportionalen Meßwert zu liefern, den es dem Regler 13 zuführt. Bei Abweichungen vom Sollwert verstellt der Regler 13 auf mechanischem Wege den Drehtransformator 14, der die Phasenlage des Synchronmotors 9 bestimmt. Der Regler 12/13 ist so eingestellt, daß der Sollwert des Ausschaltzeitpunktes zwischen dem vorderen Drittel und der Mitte der Ausschaltstufe liegt. Im vorstehenden ist die Erfindung in der Anwendung bei einem durch Synchronmotoren angetriebenen Kontaktumformer dargestellt. Sie läßt sich jedoch auch bei Kontaktumformern mit magnetisch gesteuerten Schaltern für Anzeigevorrichtungen zur Funktionsüberwachung der Schälter verwenden, während die Anpassung der Öffnungszeitpunkte an die Lage der Stromstufe bei derartigen Schaltgleichrichtern bereits von den Schaltern selbst übernommen wird. Patentansprüche:

1. Kontaktumformer mit Schaltdrosselspule, einem Ventilnebenweg zu dem Ausschaltkontakt und einer Einrichtung zur Überwachung des Öffnungszeitpunktes des Ausschaltkontaktes, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk der Überwachungseinrichtung als integrierendes Strommeßwerk in dem Nebenweg liegt.

2. Kontaktumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung als Anzeigeinstrument ausgebildet ist.

3. Kontaktumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung als Regeleinrichtung ausgebildet ist, die den Ausschaltzeitpunkt in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage der durch die Schaltdrosselspule hergestellten stromschwachen Stufe verstellt.

4. Mehrphasiger Kontaktumformer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in jedem Nebenweg ein Anzeig«instrument befindet.

5. Mehrphasiger Kontaktumformer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk der Regeleinrichtung allen Nebenwegen des Kontaktumformers gemeinsam ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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