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Kontaktstromrichter in mehrphasiger Anordnung mit Einwindungsdrosseln
Üblicherweise werden bei Kontaktstromrichtern die Schaltdrosseln in den Leitungen
zwischen Umspanner und Kontaktgerät angebracht. Bei mehrphasigen Stromrichtern wird
üblicherweise der Sternpunkt zwischen den Phasenleitungen unmittelbar hinter den
Kontakten und unmittelbar am Transformator gebildet. Der in Störungsfällen die Kontakte
schützende Kurzschließer ist unmittelbar vor den Kontakten in den Verbindungsleitungen
zum Umspanner angebracht.
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In manchen Fällen ist der räumliche Abstand zwischen Umspanner und
Kontaktgerät zu klein, um die Schaltdrosseln hier unterzubringen. Dies gilt besonders
dann, wenn - wie bekannt ist - die Schaltdrosseln aus mehreren in Reihe geschalteten
Drosseln je Phase aufgebaut werden müssen, wie dies der Fall ist, wenn bei Teilspannung
ein Teil der Drosseln durch Überbrückung unwirksam gemacht wird. Besonders groß
muß die Leitungslänge zwischen Umspanner und Kontaktgerät sein, wenn die Schaltdrosseln
als Einwindungsdrosseln ausgeführt werden. In diesem Fall kann die Länge der Drosseln
10 m oder mehr betragen.
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Nach der Erfindung werden bei einem Kontaktstromrichter in mehrphasiger
Anordnung die Einwindungsdrosseln nicht nur in der Verbindungsleitung vom Umspanner
zum Kontaktgerät, sondern auch in den Leitungen vom Kontaktgerät bzw. vom Umspanner
zu den Gleichstromsammelschienen angeordnet, wobei die Verbindungsleitungen vom
Kontaktgerät bzw. vom Umspanner zu den Gleichstromsammelschienen als Phasenleitungen
ausgeführt sind und die Sternverbindung erst unmittelbar an den Gleichstromschienen
gebildet wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß bei Betrieb mit verringerter
Umspannerspannung auf einfache Weise ein Teil der Schaltdrosseln dadurch unwirksam
gemacht werden kann, daß ein zusätzlicher Sternpunkt angebracht wird, so daß ein
Teil der Schaltdrosseln hinter der Sternpunktverbindung liegt und hier nicht mehr
als Schaltdrossel, sondern als Glättungsdrossel bzw. Rückstromdrossel wirkt. Damit
auch die hinter den Kontakten liegenden Teile der Schaltdrossel bei Einfall des
Kurzschließers kurzschlußstrombegrenzend wirken, verwendet man zweckmäßigerweise
bei der Erfindung einen Kurzschließer, welcher nur die Kontakte überbrückt, nicht
aber eine Sternpunktverbindung zwischen den Phasen herstellt. In diesem Fall wirken
außer den Schaltdrosseln auch die gesamten Luftinduktivitäten der langen Phasenleitungen
kurzschlußstrombegrenzend.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig.l
zeigt eine Doppelsternschaltung, bei der Einwindungsdrosseln an den drei Stellen
a, b
und c jedes Kontaktstromkreises angebracht sind. In Fig. 2 ist die gleiche
Schaltung dargestellt, jedoch ist hier auch der Sternpunkt des Umspanners T nicht
am Umspanner selbst, sondern erst an der positiven Gleichstromsammelschiene gebildet,
und die dahin führenden Phasenleitungen sind ebenfalls mit Einwindungsdrosseln d
und e versehen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß bei Teilspannung durch die
Sternpunktverbindungen k am Umspanner die Teile d und e der Schaltdrosseln unwirksam
gemacht werden können, so daß nur die Teile b und c als Schaltdrosseln wirksam bleiben.
Durch die Leitungen d und e fließt dann Gleichstrom. Die Verluste in diesen Leitungen
werden dadurch stark verringert. In Fig. 3 ist eine dreiphasige Brückenschaltung
gezeichnet, bei der Einwindungsschaltdrosseln b vor den Kontakten h' und ebensolche
Drosseln c in den Leitungen hinter den Kontakten angeordnet sind. Die Leitungen
sind zum Umspanner zurückgeführt. Sie haben die gleiche Länge wie die Leitungen
der Schaltdrosseln b. Bildet man am Kontaktgerät die Kurzschlußverbindungen k.,
so ist die Hälfte der Schaltdrosseln, nämlich der Teil c, kurzgeschlossen, wie dies
beispielsweise bei halber Transformatorspannung erwünscht ist. Bei dieser halben
Spannung kann auch der Umspanner umgeschaltet werden, beispielsweise können die
Phasenwicklungen 1 und 2 parallel statt in Reihe geschaltet werden. Auf den Gleichstromleitungen
sind Glättungsdrosseln D angeordnet, welche insbesondere als Einwindungsdrosseln
mit oder ohne Luftspalt ausgeführt werden können.
Bei der Anwendung
der Erfindung ist darauf zu achten, daß die Luftinduktivität der Phasenleitungen
gegeneinander nicht größer als gewünscht wird. Im Fall der Fig. 3 müssen jeweils
die beiden Leitungen u bzw. die entsprechenden Leitungen der anderen Phasen räumlich
nahe beieinander angeordnet werden, da sie Hin- und Rückleitung der Leitungsschleife
zu den Kontakten bilden. Im Fall der Fig. 1 und 2 ordnet man bei Verwendung von
Einwindungsdrosseln mit kreisförmigem Leiterquerschnitt die drei Phasenleitungen
zweckmäßigerweise auf den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks an.
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Wie schon erwähnt, führt man den Kurzschließer zweckmäßigerweise bei
der Erfindung so aus, daß er nur den Kontakt in der Phase kurzschließt; nicht aber
eine Stempunktverbindung zwischen den Phasen herstellt. Im letzteren Fall würde
nämlich im Fall der Fig. 3 der Teil c der Schaltdrosseln für die Begrenzung des
Kurzschlußstromes nicht wirksam sein, da er kurzgeschlossen wäre.
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Man kann die Anordnung nach der Erfindung mit Vorteil bei solchen
Anlagen anwenden, die mit verschieden hoher Gleichspannung betrieben werden, sei
es, daß nur der Umspanner in seiner Spannung gesteuert oder umgeschaltet wird, sei
es, daß auch die Stromrichterschaltung geändert wird; beispielsweise von Doppelstemschaltung
auf dreiphasige Brückenschaltung, was eine Verdoppelung der Spannung und eine Halbierung
des Stromes mit sich bringt. Vorteilhafterweise wendet man die Erfindung bei Gleichrichtern
an, welche Einwindungsdrosseln aus Siliziumeisen haben. Der Magnetisierungsstrom
derartiger Drosseln. ist so groß, daß die Nebenwege parallel zu den Kontakten zweckmäßigerweise
als induktivitätsarme hochschluckfähige Kreise ausgeführt werden, die Silizium-
oder Germaniumstarkstromgleichrichter enthalten. Mit Hilfe der Erfindung ist es
möglich, mechanische Gleichrichter großer Stromstärke je Einheit, beispielsweise
30 000 A, bei verhältnismäßig hoher Gleichspannung, beispielsweise 300 bis 600V,
zu bauen. Bei derartig großen Stromstärken wendet man mit Vorteil für die Leitungen
bzw. Drosseln Flüssigkeitskühlung an.
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In Fig. 2 sind Leitungsschalter S angedeutet; welche als Phasenschalter
ausgeführt sind. Dies hat den Vorteil, daß jeder Pol des Schalters geringeren Strom
zu führen hat als der Gleichstrom. Außerdem werden die Schalter nur mit Wechselstrom
statt mit Gleichstrom beansprucht. Die Schalter können auch in den Leitungen c der
Fig. 2 angeordnet werden. Die Stromverteilung auf die drei Pole des Schalters ist
zwangläufig gleichm'ä'ßig.
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Die Vorerregung der Schaltdrosselteile a, b, c, d
und e wird
zweckmäßigerweise in Reihe geschaltet. Da im allgemeinen nicht die volle magnetische
Steuermöglichkeit der Schaltdrosseln praktisch verlangt wird, braucht gegebenenfalls
nur ein Teil der Schaltdrosseln, beispielsweise der Teil b, der auch bei kleinster
Spannung in Betrieb bleibt, mit den zur Spannungssteuerung erforderlichen Vorerregerwicklungen
versehen zu werden.