DE1148323B - Anordnung zum Schutz von Gleichrichterventilen in Gleichrichtergeraeten - Google Patents

Anordnung zum Schutz von Gleichrichterventilen in Gleichrichtergeraeten

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DE1148323B
DE1148323B DEW28439A DEW0028439A DE1148323B DE 1148323 B DE1148323 B DE 1148323B DE W28439 A DEW28439 A DE W28439A DE W0028439 A DEW0028439 A DE W0028439A DE 1148323 B DE1148323 B DE 1148323B
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DE
Germany
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rectifier
branches
signaling
parallel
branch
Prior art date
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Pending
Application number
DEW28439A
Other languages
English (en)
Inventor
Frederick G Fellendorf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/04Details with warning or supervision in addition to disconnection, e.g. for indicating that protective apparatus has functioned
    • H02H3/046Signalling the blowing of a fuse
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1203Circuits independent of the type of conversion
    • H02H7/1206Circuits independent of the type of conversion specially adapted to conversion cells composed of a plurality of parallel or serial connected elements

Description

  • Anordnung zum Schutz von Gleichrichterventilen in Gleichrichtergeräten Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zum Schutz von Ventilen, insbesondere von schadhaften Halbleiterdioden.
  • Bei Gleichrichteranlagen ist es zur Bewältigung größerer Leistungen meist erforderlich, die einzelnen Ventile zu Zweigen in Serie und dann die Zweige parallel zu schalten. In dieser Art sind vor allem Halbleitergleichrichteranlagen aufgebaut. Der Ausfall einzelner Zellen kann bei solchen Anlagen zur überlastung der übrigen führen. Um solche Schäden an den einzelnen Halbleiterventilen zu signalisieren, hat man vorgeschlagen, in Serie mit jedem Gleichrichterzweig, der auch aus mehreren in Serie geschalteten Ventilen bestehen kann, die Primärwicklung eines Impulstransformators zu schalten. Seine Sekundärwicklung ist jeweils an das Steuergitter einer zugeordneten Gasentladungsröhre angeschlossen, in deren Hauptstromkreis eine Signallampe vorgesehen ist. Plötzliche Stromänderungen in der Primärwicklung eines dieser Impulstransformatoren, beispielsweise hervorgerufen durch das fehlerhafte Arbeiten eines oder mehrerer Ventile (Rückströme) in diesem Stromzweig, induzieren in seiner Sekundärwicklung einen Spannungsimpuls, der die zugeordnete Gasentladungsröhre zündet, so daß die in deren Arbeitsstromkreis eingeschaltete Signallampe aufleuchtet.
  • Eine derartige Anlage kann jedoch nicht die Gleichrichter vor überlastung schützen. Um diese Aufgabe zu erfüllen, wird in Serie mit jedem Zweig ein geeignetes Sicherungselement geschaltet. Es besteht dann die Aufgabe, in einfacher und übersichtlicher Weise zu signalisieren, welcher von mehreren parallel geschalteten Zweigen ausgefallen ist. Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, jede Sicherung mit einer Signallampe zu überbrücken, die dann beim Durchschmelzen der Sicherung aufleuchtet. Eine solche Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die Signallampen mit derselben Spannung gespeist werden wie der Gleichrichterzweig selbst. Diese Spannung kann aber z. B. bei geregelten Netzgeräten in weiten Grenzen veränderlich sein. Soll außerdem durch eine Schutzschaltung die gesamte Gleichrichteranlage abgeschaltet werden, sobald mehrere Gleichrichterzweige defekt sind, dann ist die eben beschriebene, bisher angewendete Signalisierung unbrauchbar.
  • Im Gegensatz zu diesen Anordnungen ermöglicht der Erfindungsgegenstand eine übersichtliche und eindeutige Signalisierung schadhafter Gleichrichterzweige in Stromrichteranlagen, bei denen viele Zweige parallel geschaltet sind, wobei diese Signalisierung zugleich organisch verknüpft ist mit einem Schutz der Gleichrichterzweige mittels Sicherungen und einer Abschaltung der gesamten Anläge, sobald die ordnungsgemäß arbeitenden Zweige überlastet werden, weil beispielsweise bereits mehrere der parallel arbeitenden Zweige außer Betrieb sind.
  • Um eine solche Arbeitsweise zu erzielen, ist in bekannter Weise in jedem Gleichrichterzweig eine Sicherung vorgesehen und außerdem jedem Zweig eine Signalisierungseinrichtung zugeordnet. Bei einer solchen Anordnung wird das oben skizzierte integrale Verhalten der gesamten Anordnung erfindungsgemäß durch eine Kombination erreicht, für die nur in ihres Gesamtheit Schutz begehrt wird. Die Kombination ist dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Signalisierungseinrichtungen parallel geschaltet und gemeinsam über zwei zusätzliche parallel geschaltete Signalisie-rungseinrichtungen an eine von der Hauptstromversorgung unabhängige Hilfsspannungsquel'Ie angeschlossen sind, wobei die Ansprechempfindlichkeit dieser zusätzlichen Signalisierungseinrichtungen so abgestuft ist, daß die eine bereits ein Signal liefert, wenn ein einziger Gleichrichterzweig ausfällt, und durch die zweite die Abschaltung der gesamten Anlage veranlaßt wird, sobald so viel Zweige ausgefallen sind, daß die zulässige Überlastung der übrigen Zweige überschritten wird, und däß ferner mit den den einzelnen Zweigen zugeordneten Signalisieungseinrichtungen ein Schaltkontakt in Serie geschaltet ist, der durch eine Hilfssicherung betätigt wird, die abhängig von der ihr parallelliegenden Hauptsicherung des entsprechenden Gleiohrichterzweiges ausgelöst wird.
  • Als zusätzliche Signaleinrichtungen können dabei zwei Relais verwendet werden, deren Erregerwicklungen parallel geschaltet werden. Diese Wicklungen können dann zweckmäßig so dimensioniert werden, daß z. B. der beim Ausfall eines Zweiges über die zugeordnete Signalisierungseinrichtung fließende Strom gerade ausreicht, um den Anker des einen der beiden Relais anzuziehen und somit einen weiteren Signalstromkreis, in dem beispielsweise eine Lampe vorgesehen ist, zu schließen. Diese Lampe, die sich an einem fernen Überwachungspunkt befinden kann, zeigt somit an, daß einer der Zweige der Gleichrichteranlage schadhaft ist. Das zweite Relais ist so ausgelegt, daß sein Anker erst dann anzieht und einen weiteren Signalstromkreis schließt, wenn eine bestimmte Mindestzahl, z. B. zwei, der parallelen Zweige außer Betrieb ist. In diesem Signalstromkreis kann z. B. die Erregerwicklung für ein Schaltschütz vorgesehen sein, das die gesamte Gleichrichteranlage abschaltet.
  • Durch eine solche Lösung wird die Überwachung und Wartung einer Gleichrichtergroßanlage wesentlich vereinfacht. Es ist beispielsweise möglich, die vielen den einzelnen parallelen Zweigen zugeordneten Signaleinrichtungen direkt an dem Gleichrichtergestell anzubringen. Ineiner zentralen überwachungsstelle braucht man dann jeweils für jedes Gleichrichtergestell nur eine einzelne zusätzliche Signaleinrichtung - eine Lampe oder einen Wecker -vorzusehen. Dadurch wird das mühevolle überwachen großer Lampenfelder vermieden. Andererseits gibt diese Signaleinrichtung allein keine Auskunft über die Zahl der ausgefallenen Gl'eichTichterzweige. Da die Gleichrichtersätze im allgemeinen so dimensioniert werden, daß die Anlage auch nach Ausfall einiger Zweige, ohne Schaden zu nehmen, noch weiterarbeiten kann, besteht die Gefahr, daß nach Aufleuchten dieser Lampe die fehlerhaften Zweige nicht sofort instand gesetzt werden. Um nun eine Überlastung der verbleibenden Zweige mit Sicherheit zu vermeiden, veranlaßt die zweite, zusätzliche Signaleinrichtung die Abschaltung des entsprechenden Gleichrichtersatzes, sobald die zulässige Höchstbelastung der Gleichrichter überschritten wird. ; Statt der eben erwähnten paprallelen Relaiswicklungen können auch entsprechend dimensionierte Lampen oder andere Signaleinrichtungen vorgesehen sein.
  • Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Schaltbilder beschrieben.
  • In Fig. 1 ist mit L 1 und L 2 das speisende Wechselspannungsnetz bezeichnet. Der eine Pol L 1 wird über den Kontakt S1 eines Schaltschützes über je eine Sicherung (F1, F2, F3) mit mehreren parallelliegenden Gleichrichterzweigen verbunden. In der Figur sind beispielsweise drei solche Zweige gezeigt, wobei jeder Zweig aus der Serienschaltung mehrerer, beispielsweise dreier einzelner Ventile (Dl bis D9) besteht. -Den Hauptsicherungen Fl, F2 und F3 ist jeweils eine Hilfssicherung TF1, TF2 und TF3 parallel geschaltet. Diese haben die Aufgabe einen ihr zugeordneten.. Schalt er (S3, S6, S7) zu schließen, sobald die Hauptsicherung infolge einer fehlerhaft arbeitenden Diode durchschmilzt. Der Schalter S3 liegt einerseits mit einer Signaleinrichtung, z. B. einer Lampe L 1, die von einem Widerstand R 1 überbrückt ist, und einem Widerstand R 2 an einer Sammelschiene 17. Der Gegenkontakt 12 des Schalters S3 ist an die mit der Hilfsspannungsquelle 16 verbundenen Sammelschiene 15 angeschlossen. Entsprechend der Anzahl der parallelliegenden Gleichrichterzweige sind weitere Signalstromkreise der gleichen Ausführung zwischen die Sammelschienen 15 und 17 angeschlossen. Die Sammelschiene 17 ist über parallelliegende Erregerwicklungen zweier Relais CR 1 und CR 2 mit der zweiten Ausgangsklemme 18 der Hilfsspannungsquelle 16 verbunden. Dem Relais CR 1 ist ein Arbeitskontakt, bestehend aus der Schaltbrücke S 4 und den Kontakten 25 und 26, zugeordnet. Dieser Kontakt liegt in dem Stromkreis einer weiteren Signaleinrichtung, z. B. der an die Klemmen der Hilfsspannungsquelle 16 angeschlossenen Lampe L 2. Dem zweiten Relais CR 2 isst ein Arbeitskontakt, bestehend aus der Schaltbrücke S5 und den Kontakten 27 und 28, zugeordnet. Dieser Kontakt liegt z. B. in dem Erregerstromkreis eines Schaltschützes CB, dessen Ruhekontakte S1 und S2 die Gleichrichteranordnung an die Versorgungsspannungsquelle anschließen.
  • Statt der oben beschriebenen Relais kann, wie in Fig. 2 gezeigt, die Sammelschiene 17 auch über zwei parallele Signalgeräte, z. B. die Lampen L 2 und L 5, an die Klemme 18 der Versorgungsspannungsquelle 16 angeschlossen werden.
  • Angenommen, daJ3 eine der in Serie geschalteten Dioden D 1 bis D 3 schadhaft wird und infolge des erhöhten Stromes die Hauptsicherung F1 durchschmilzt, dann löst die Hilfssicherung TF 1 den Schalter S3 aus, so daß infolge der Wirkung der Feder 13 der Kontakt S3/12 geschlossen wird. In dem dem schadhaften Zweig zugeordneten Signalstromkreis fließt daher über L 1, R 2, CR 1 und CR 2 ein Strom, der die Lampe L 1 zum Aufleuchten bringt. Bei entsprechender Dimensionierung der Wicklungen der Relais wird z. B. der Anker des Relais CR 1 bei diesem Strom angezogen, so daß KontaktS4/25/26 geschlossen wird'. Das Aufleuchten der Lampe L 2 z. B. an einer ferngelegenen Schaltwarte signalisiert somit, daß einer der Gleichrichterzweige schadhaft ist. Der durch die Erregerwicklung CR 2 fließende Strom vermag den Anker dieses Relais noch nicht zu bewegen. Erst wenn mehrere, z. B. zwei parallele Gleichrichterzweige schadhaft sind, wenn z. B. auch die Sicherung F2 durchschmilzt und der Kontakt S6/30 geschlossen wird und die diesem Zweig zugeordnete Signallampe L3 aufleuchtet, ist die Erregung der Relaiswicklung CR 2 genügend groß, um den Anker anzuziehen und den zugehörigen Schaltkontakt S5/27/28 zu schließen. Dadurch wird beispielsweise die Erregerwicklung CB eines Schaltschützes an die Hilfsspannungsquelle angeschlossen und die Gleichrichteranlage mittels der Kontakte S1 und S2 von dem speisenden Wechselspannungsnetz getrennt. Vorteilhaft bei dieser Anordnung ist es, daß auch in diesem Zustand die Signal'isierung der schadhaften Zweige wie auch die Anzeige des Ausfalls des Gleichrichteraggregates an der zentralen Überwachungsstelle erhalten bleibt.
  • An Stelle der parallelen Relaiswicklung können; wie in Fig. 2 gezeigt, auch andere Signalisierungsgeräte, z. B. Lampen L 2 und L 5, vorgesehen werden. Bei geeigneter Dimensionierung läßt sich dann erreichen, daß z. B. L 2 bereits aufleuchtet, wenn einer der parallelen Gleichrichterzweige schadhaft ist, wenn also eine einem Zweige zugeordnete Signallampe, z. B. L 1, aufleuchtet, während die zweite Lampe L 5 erst dann aufleuchtet, wenn mehrere, z. B. zwei der parallelen Zweige schadhaft sind.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Signalisierung fehlerhaft arbeitender Zweige in Gleichrichtergeräten, bei denen mehrere aus der Serienschaltung von Ventilen und einer Sicherung bestehende Zweige parallel geschaltet sind und jedem Zweig eine Signalisierungseinrichtung zugeordnet ist, gekenn- zeichnet durch eine Kombination, bei der die einzelnen Signalisierungseinrichtungen parallel geschaltet und gemeinsam über zwei zusätzliche parallel geschaltete Signalisierungseinrichtungen an eine von der Hauptstromversorgung unabhängige Hilfsspannungsquelle angeschlossen sind, wobei die Ansprechempfindlichkeit dieser Signalisierungseinriohtungen so abgestuft ist, daß die eine bereits ein Signal liefert, wenn ein einziger Gleichrichterzweig ausfällt, und durch die zweite die Abschaltung der gesamten Anlage veran aßt wird, sobald so viel Zweige ausgefallen sind, daß die zulässige Überlastung der übrigen Zweige überschritten wird, und bei der ferner mit jeder den einzelnen Zweigen zugeordneten Signalisierungseinrichtung ein Schaltkontakt in Serie geschaltet ist, der durch eine Hilfssicherung betätigt wird, die abhängig von der ihr parallelliegenden Hauptsicherung des entsprechenden Gleichrichterzweiges ausgelöst wird.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Relais als Signalisierungseinrichtung verwendet sind.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Relais, das bereits auslöst, wenn der erste Zweig fehlerhaft ist, ein Signalisierungsstromkreis zugeordnet ist, indem eine z. B. in einer entfernten Schaltwarte aufgestellte Signaleinrichtung vorgesehen ist.
  4. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, d'aß als Signaleinrichtungen Lampen oder Wecker verwendet sind.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Relais, das z. B. bei zwei defekten Zweigen auslöst, ein Schaltschütz erregt und dadurch die Trennung des Gleichrichtergerätes von dem speisenden Netz bewirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1071233, 1000914.
DEW28439A 1959-09-25 1960-08-25 Anordnung zum Schutz von Gleichrichterventilen in Gleichrichtergeraeten Pending DE1148323B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1180837B (de) * 1963-07-13 1964-11-05 Danfoss As Gleichrichteranlage
DE1289178B (de) * 1965-06-23 1969-02-13 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur UEberwachung mehrerer Sicherungen in Gleichspannungskreisen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1000914B (de) * 1954-03-11 1957-01-17 Efen Elektrotech Fab Einbau- oder Aufbausicherungselement
DE1071233B (de) * 1959-12-17

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