DE1085608B - Anordnung zum Trennen von Stromventilgruppen bei Stromrichtern fuer hochgespannten Gleichstrom - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Stromrichter für hochgespannten Gleichstrom können, wenn beispielsweise eine große Phasenzahl angestrebt wird, mit mehreren reihengeschalteten, gegebenenfalls untereinander phasenverschobenen Teilstromrichtern ausgeführt sein. Es müssen dann Maßnahmen getroffen werden, die Stromventilgruppe eines bestimmten Teilstromrichters so abtrennen zu können, daß die Anlage im übrigen mit einer in entsprechendem Grad herabgesetzten Spannung weiterarbeiten kann. Das Abtrennen ist z. B. notwendig, wenn an den abzutrennenden Stromventilgruppen Arbeiten ausgeführt werden sollen. Zum Abtrennen dienen Trennschalter, die sowohl auf der Wechselstromseite der Ventilgruppe als auch an ihrer Gleichstromseite angeordnet sind.

Um Fehler bei der Kommutierung in einer Ventilgruppe zu beherrschen, ist sie meist so angeordnet, daß ein die beiden Gleichstrompole der Ventilgruppe verbindender Stromweg sich ausbilden kann, der den entsprechenden Teilstromrichter außer Betrieb setzt. Dieser Stromweg kann entweder mit Hilfe eines gesonderten Stromventils, eines Überbrückungsventils, erreicht werden, das parallel zur Ventilgruppe angeordnet ist, oder dadurch, daß zwei Arbeitsstromventile, die in der gleichen Wechselstromphase liegen, gezündet werden, oder mit Hilfe von zusätzlichen Stromventilen, die dazu bestimmt sind, den Nullpunkt des Stromrichtertransformators mit je einem Gleichstrompol zu verbinden (Nullventile). Sind dann die Stromventile, die nicht den genannten Stromweg bilden, gesperrt, so kann der Strom von den übrigen Teilstromrichtern an dem Teilstromrichter vorbeigeführt werden, der mit einem Kommutierungsfehler behaftet ist. Die Anlage arbeitet dann mit entsprechend niedriger Spannung.

Wenn indessen an einer Stromventilgruppe Arbeiten vorzunehmen sind, beispielsweise das Auswechseln von Strom ventilen, sind die obengenannten Maßnahmen häufig unzureichend. Gemäß der Erfindung ist jedem Teilstromrichter eine zu den als Überbrückungsventile dienenden Stromventilen parallel geschaltete Kurzschließvorrichtung zugeordnet, die nach einem Unterbrechungsversuch wieder schließt, wenn sie noch stromleitend ist. Wenn die genannte Kurzschließvorrichtung aus irgendeinem Anlaß geschlossen war und der kurzgeschlossene Teilstromrichter wieder in Betrieb genommen werden soll, muß aber sichergestellt werden, daß die Arbeitsstromventile oder ein Uberbrückungsventil oder die Stromventilkombination, die dazu bestimmt ist, als Überbrückungsventil zu dienen, bereit sind, den Arbeitsstrom der Kurzschließvorrichtung zu übernehmen, wenn diese geöffnet wird. Dies ist wichtig, damit dadurch verhindert wird, daß ein Gleichstromlichtbogen in der Schaltanlage auftritt, Anordnung zum Trennen

von Stromventilgruppen bei Stromrichtern für hochgespannten Gleichstrom

Anmelder:

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget, Västeräs (Schweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Misslang, Patentanwalt,
Gießen, Bismarckstr. 43

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 17, Mai 1954

Dr. techn. Uno Lamm, Ludvika (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

wenn eine Überahme des Stromes nicht stattfinden kann.

Vorteilhafterweise sind die als Überbrückungsventile dienenden Stromventile und die Kurzschließvorrichtung über Trennschalter verbunden. Zusammen mit diesen Trennschaltern können auch an und für sich bekannte Trennschalter wechselstromseitig angeordnet sein. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Stromventilgruppe eines bestimmten Teilstromrichters abgetrennt werden kann, so daß Arbeiten daran ausgeführt werden können.

Die Kurzschließvorrichtung ist gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß zunächst ein Unterbrechungsversuch vorgenommen wird, d. h., ihre Kontakte wer- den nur auf eine kurze Strecke geöffnet, und es wird geprüft, ob Strom noch durch die Kurzschließvorrichtung fließt. Ist dies der Fall, so ist dies ein Beweis, daß der Überbrückungspfad den Strom nicht übernehmen kann, die Kurzschließvorrichtung schließt dann wieder. Ferner ist die Kurzschließvorrichtung so ausgebildet, daß sie ganz unterbricht, wenn entweder kein Strom oder ein Strom durch die Kurzschließvorrichtung fließt, der kleiner als ein bestimmter zulässiger Wert ist. Auf diese Weise wird die Zündung eines Gleichstromlichtbogens in der Schaltanlage verhindert. Wenn die Kurzschließvorrichtung nach dem Unterbrechungsversuch ihre Arbeitsrichtung ändern sollte, soll dies in der Stromrichterstation angezeigt werden, so daß Maßnahmen zur Beseitigung

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des festgestellten Fehlers getroffen werden können. Unter allen Umständen muß der Unterbrechungsversuch so lange vorgenommen werden, bis der Spannungsabfall an den Kontakten der Kurzschließvorrichtung so groß wird, daß die als Überbrückungsventil 5 dienende Stromventilstrecke wirklich zündet.

Eine Kurzschließvorrichtung, die diese Forderungen erfüllt, kann beispielsweise aus einem Trennschalter und einem mit ihm reihengeschalteten Schütz bestehen, das durch eine Impedanz, einen Widerstand oder einen spannungsabhängigen Widerstand überbrückt ist, um den erforderlichen Spannungsabfall für die Zündung des Überbrückungspfades herbeizuführen. Die Betätigungsteile des Trennschalters sowie des Schützes sollen so angeordnet und mit dem Steuerorgan des Überbrückungspfades kombiniert sein, daß der Trennschalter nach einem Unterbrechungsversuch durch das Schütz nur dann endgültig unterbricht, wenn der Trennschalter keinen einen gewissen Wert überschreitenden Strom durchläßt oder wenn die Überbrückungsventile tatsächlich Strom führen.

Die Kurzschließvorrichtung kann aber auch aus einem Trennschalter und einem Stromrelais bestehen, das so angeordnet ist, daß es kurzgeschlossen ist, wenn der Trennschalter geschlossen ist, aber bei einem Unterbrechungsversuch von einem Strom durchflossen wird, wobei der Wert dieses Stromes davon abhängig ist, in welchem Ausmaß das Überbrückungsventil den Strom übernimmt. Wenn das Überbrückungsventil den Strom nicht übernimmt, betätigt das Stromrelais das Betätigungsorgan des Trennschalters, so daß dieser wieder schließt. Wird jedoch das Stromrelais von einem Strom durchflossen, der niedriger ist als ein bestimmter Wert, so unterbricht der Trennschalter vollständig.

An Stelle der Anwendung eines Relais in Reihe mit der Kurzschließvorrichtung zur Anzeige des Vorhandenseins eines Stromes in diesem Stromkreis und an Stelle der Übertragung von Impulsen von diesem Relais nach dem Betätigungsorgan der Kurzschließvorrichtung auf elektrischem oder elektromechanischem Wege kann die Strommessung in dem Überbrückungspfad vorgenommen werden, und dieser Strom kann dazu benutzt werden, das Betätigungsorgan der Kurzschließvorrichtung zu beeinflussen. Es ist natürlich auch möglich, diese Stromwerte über Transformatoren oder Transduktoren herzuleiten.

Die Kurzschließvorrichtung soll auch mit einer geeigneten Vorrichtung versehen sein, die überprüft, ob die Voraussetzungen dafür erfüllt sind, daß die gewünschte Betätigung durchgeführt werden kann. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 schematisch die Schaltung eines Stromrichters mit den Schaltelementen, die bei der Erfindung von Bedeutung sind; die

Fig. 2 bis 4 zeigen verschiedene Ausführungen der verwendeten Kurzschließvorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Stromrichter dargestellt, der aus zwei Teilstromrichtern 11 und 12 besteht, von denen jeder eine Wicklung 13 bzw. 14 eines Transformators 15, einen Drehstromtrennschalter 16 bzw. 17 sowie eine Stromventilgruppe 18 bzw. 19 enthält. Jede Stromventilgruppe ist in Dreiphasenbrückenschaltung angeordnet und durch ein zusätzliches Überbrückungsventil 20 bzw. 21 überbrückt. Der Teilstromrichter 11 ist über einen Trennschalter 22 mit der Minusschiene und über einen Trennschalter 24 und einen Trennschalter 25 mit dem Teilstromrichter 12 verbunden. Der Teilstromrichter 12 ist über einen Trennschalter 26 mit der Plusschiene 27 verbunden. Je eine Kurzschließvorrichtung 28 bzw. 29 ist mit den Teilstromrichtern parallel geschaltet. Mit Hilfe dieser Kurzschließvorrichtungen 28 und 29 kann der entsprechende Teilstromrichter kurzgeschlossen werden, so daß der wirksame Teilstromrichter weiterhin mit den Gleichstromschienen 23 und 27 verbunden sein kann. Die Fig. 1 zeigt lediglich die Unterbringung der Kurzschließvorrichtungen im Schaltschema, jedoch nicht ihre erfindungsgemäße Ausführung.

Die Fig. 2 bis 3 zeigen zwei Ausführungsformen der Kurzschließvorrichtungen, ohne daß sie die Ausbildung ihrer Betätigungsorgane und ihres Anschlusses erkennen lassen. Die Kurzschließvorrichtung nach diesen Figuren besteht aus einem Trennschalter 35 und einem damit in Reihe liegenden Schütz 36. Dieses Schütz kann entweder durch einen Widerstand 37 (Fig. 2) oder einen spannungsabhängigen Widerstand 38 (Fig. 3) überbrückt werden. Wenn sowohl der Trennschalter 35 als auch das Schütz 36 geschlossen ist und der dadurch kurzgeschlossene Teilstromrichter wieder in Betrieb genommen werden soll, wird kurzzeitig eine versuchsweise Unterbrechung durch das Schütz vorgenommen. Der durch den Trennschalter 35 fließende Strom bewirkt dann einen Spannungsabfall an dem Widerstand 37 oder dem spannungsabhängigen Widerstand 38, und dieser Spannungsabfall wird auch an dem Überbrückungsventil des kurz zuvor kurzgeschlossenen Teilstromrichters auftreten. Wenn dieser Spannungsabfall nicht ausreicht, um das Überbrückungsventil zu zünden, bedeutet dies, daß noch ein zu hoher Strom in dem Trennschalterkreis fließt, und das Steuerorgan des Schützes ist so ausgebildet, daß es dieses wieder nach dem Unterbrechungsversuch schließt, und das Betätigungsorgan des Trennschalters ist so mit dem Steuerorgan des Schützes verbunden, daß der Trennschalter geschlossen bleibt. Wenn jedoch das Überbrückungsventil Strom übernimmt, sinkt der Strom in dem Kurzschlußkreis, und die Betätigungsorgane des Schützes und des Trennschalters sind dann so ausgebildet, daß der Trennschalter öffnet. Wenn man einen spannungsabhängigen Widerstand im Nebenschluß mit dem Schütz anordnet, kann eine geeignete Spannung für die Zündung des Überbrückungsventils eingestellt werden.

Das Schütz kann indessen entbehrlich sein, wenn die Kurzschließvorrichtungen 28 oder 29 beispielsweise gemäß Fig. 4 ausgebildet sind. In diesem Fall ist der Trennschalter mit einem Stromrelais kombiniert, das eine Sperrung des Trennschalters erlaubt, wenn der durch ihn fließende Strom nach einem Unterbrechungsversuch noch zu hoch ist.

Auf einer Grundplatte 39 sind zwei Isolatorsäulen 40 und 41 angeordnet. Am oberen Ende der Säule 40 ist ein fester Kontakt 42 für das Trennmesser 43 angebracht. Dieses ist um einen Punkt 44 am oberen Ende der Isolatorsäule 41 drehbar, wo außerdem ein zweiter fester Kontakt 45 für das Trennmesser in einigem Abstand von dem Punkt 44 angebracht ist. Das Trennmesser 43 wird von einer Schaltstange 46 bewegt, die von einem Antrieb 47 an der Grundplatte 39 durch einen an der Welle 48 gelagerten Hebelarm 49 betätigt wird. Am Trennmesser 43 ist vom Punkt 44 ein Leiter 50 zu einer Relaisspule 51 und zu dem festen Kontakt 45 geführt. Gemäß Fig. 4 ist ein Relaisanker 52 vorgesehen, der eine isolierte Welle 53 verdreht, die durch die Isolatorsäule 41 hindurchgeführt ist und an ihrem unteren Ende mit Kontakten 54 versehen ist. Diese Kontakte sind mit dem Antrieb 47 verbunden.

Wenn das Trennmesser 43 eingelegt ist, fließt durch dieses Strom zwischen den festen Kontakten 42 und

45. Erhält das Trennmesser einen Impuls für einen Unterbrechungsversuch, wird zuerst der Kontakt an der Kontaktstelle 42 unterbrochen, so daß ein Lichtbogen in dem Luftraum zwischen Kontakt und Trennmesser gezogen wird. Wenn dieses um eine gewisse Strecke geöffnet ist, wird auch der Kontakt an der Kontaktstelle 45 geöffnet, aber das Trennmesser bleibt weiter leitend mit der Schiene 55 über den Leiter 50., die Relaisspule 51 und den festen Kontakt an der Kontaktstelle 45 verbunden. Der Spannungsabfall des Lichtbogens, der bei dem Unterbrechungsversuch erzielt wird, wird auch an dem Überbrückungsventil des Teilstromrichters auftreten, und wenn er hinreichend groß ist, wird dieses Ventil den Strom übernehmen. Dann fließt in der Relaisspule 51 nur ein Strom, der nicht ausreicht, das Relais zu betätigen, und die Unterbrechungsbewegung des Trennmessers wird durch einen Schließimpuls nicht unterbrochen. Wenn jedoch das Überbrückungsventil nicht zündet, erregt der Strom durch die Relaisspule 51 das Relais und zieht seinen Anker 52 an, wodurch die Kontakte 54 bewegt werden. Dadurch wird die Arbeitsrichtung des Antriebs 47 umgekehrt und das Trennmesser wieder eingelegt.

Wie bereits erwähnt, kann das Stromrelais durch ein anderes Organ ersetzt werden, das entweder den Strom durch den Trennschalter oder durch das Überbrückungsventil mißt und einen Impuls für das Trennmesser in Abhängigkeit von dem Strom gibt, so daß die gleiche Arbeitsweise wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung erreicht wird.

Es ist auch möglich, mehrere Kontakte in der Kurzschließvorrichtung anzuordnen, wenn beispielsweise die Spannung sehr hoch ist.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Stromrichteranlage mit wenigstens zwei auf ihrer Gleichstromseite reihengeschalteten Teilstromrichtern, bei der die Außerbetriebnahme einzelner Teilstromrichter und ihre Abtrennung von dem Gleichstromsystem bei ununterbrochenem Betrieb der übrigen Teilstromrichter möglich ist und bei der jeder Teilstromrichter als Überbrückungsventile dienende Strom ventile aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Teilstromrichter eine zu den als Überbrückungsventile dienenden Stromventilen parallel geschaltete Kurzschließvorrichtung zugeordnet ist, die nach einem Unterbrechungsversuch wieder schließt, wenn sie noch stromleitend ist.

2. Stromrichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Überbrückungsventile dienenden Stromventile und die Kurzschließvorrichtung über Trennschalter verbunden sind.

3. Stromrichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trennschalter als Kurzschließvorrichtung dient, der mit einem Schütz mit einer parallel geschalteten Impedanz in Reihe geschaltet ist und deren Betätigungsorgane so· ausgebildet sind, daß bei einem Unterbrechungsversuch zunächst das Schütz geöffnet wird, aber eine Trennschalteröffnung nur dann zustande kommt, wenn kein Spannungsabfall über dem Schütz auftritt.

4. Stromrichteranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Schütz parallel geschaltete Impedanz aus einem spannungsabhängigen Widerstand besteht.

5. Stromrichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschließvorrichtung wenigstens zwei Unterbrechungsstrecken aufweist.

6. Stromrichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschließvorrichtung aus einem Trennschalter besteht, dessen Antrieb durch ein den Strom durch das zugehörige Überbrückungsventil messendes Organ so gesteuert wird, daß der Trennschalter nach dem öffnen wieder geschlossen wird, wenn während des Unterbrechungsversuches der Strom in dem Überbrückungsventil niedriger ist als ein bestimmter Wert.

7. Stromrichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschließvorrichtung aus einem Trennschalter besteht, dessen Betätigungsorgan durch ein den Strom durch den Trennschalter messendes Organ so betätigt wird, daß der Trennschalter wieder geschlossen wird, wenn während des Unterbrechungsversuches ein zu großer Strom durch den Trennschalter fließt.

8. Stromrichteranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Trennschalter ein Stromrelais verbunden ist, das so angeordnet ist, daß es kurzgeschlossen wird, wenn der Trennschalter geschlossen ist, aber von einem durch den Trennschalter und durch den von dem Trennschalter während eines Unterbrechungsversuches gezogenen Lichtbogen fließenden Strom durchflossen wird, und daß Anordnungen vorgesehen sind zur Schließung des Trennschalters, wenn der genannte Strom einen bestimmten Wert überschreitet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschriften Nr. 230 796,
113.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen