DE1192750B

DE1192750B - Bypass ion valve with voltage divider

Info

Publication number: DE1192750B
Application number: DEA46156A
Authority: DE
Inventors: Carl Ingvar Boksjoe; Erik Gunnar Hedenbo
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1963-06-07
Filing date: 1964-05-29
Publication date: 1965-05-13

Description

Nebenwegionenventil mit Spannungsteiler Die Erfindung betrifft ein Nebenwegionenventil mit einem Spannungsteiler, das für Stromrichterstationen mit mehreren Teilstromrichtern bestimmt ist. In solchen Stationen ist es üblich, daß den verschiedenen Teilstromrichtern je ein Nebenwegionenventil mit Kurzschlußorgan, beispielsweise in der Form eines Trennschalters, zuzuordnen ist. Das Nebenwegventil hat in der Regel dieselbe Form wie die normalen Arbeitsventile und wie diese eine Anzahl Zwischenelektroden, die an einem Spannungsteiler angeschlossen sind, der zwischen der Anode und Kathode des Ventils liegt. Der Spannungsteiler besteht in der Regel aus mehreren in Reihe und/oder parallelgeschalteten Kondensatoren und Widerständen. Die Aufgabe der Spannungsteiler ist, eine günstige Spannungsverteilung über dem ganzen Ionenventil zu bekommen, unter anderem auch während des Zündverlaufs. Solche Spannungsteiler geben normalerweise eine im großen und ganzen lineare Verteilung der Spannung zwischen Anode und Kathode, was besonders für die Arbeitsventile erwünscht ist, weil die Gittersteuerung ihnen in der Regel die erforderliche hohe Zündspannung gibt. Handelt es sich dagegen um ein Nebenwegventil, das mit seinem Kurzschlußorgan kurzgeschlossen war, dann ist die beim Öffnen des Kurzschlußorganes für die Zündung zugängliche Spannung recht niedrig, nämlich nur entsprechend dem beim Öffnen auftretenden Lichtbogenspannungsfall im Kurzschlußorgan. In einem solchen Fall ist es schwierig, eine ausreichende Spannung über dem unteren Teil des Ventils zu bekommen, d. h. im Entladungsraum zwischen der Kathode und der untersten Zwischenelektrode. Es ist deshalb denkbar, den Spannungsteiler mit höherer Impedanz auszuführen, beispielsweise in der Form höherer Resistanz in dem Teil des Spannungsteilers, der zwischen der Kathode und den nächsten Elektroden liegt. Da die Lichtbogenspannung im Kurzschlußorgan verglichen mit den Zeitkonstanten eines kapazitiven Spannungsteilers nur ziemlich langsam wächst, würde eine solche ungleichmäßige Verteilung in einem mit dem kapazitiven Spannungsteiler parallelgeschalteten, resistiven Spannungsteiler die gewünschte Wirkung bei der Zündung des Ventils geben. Wenn die ungleichmäßige Resistanzverteilung jedoch eine Wirkung bei niedriger Spannung über dem Ventil haben soll, muß sie recht ausgeprägt sein, was die Eigenschaften des Ventils in anderer Hinsicht verschlechtert.By-pass ion valve with voltage divider The invention relates to a Bypass ion valve with a voltage divider that is used for converter stations with several partial converters is intended. In such stations it is common that the various partial converters each have a bypass ion valve with a short-circuit device, for example in the form of a circuit breaker, is to be assigned. The bypass valve usually has the same shape as the normal working valves and like this one Number of intermediate electrodes connected to a voltage divider, the between the anode and cathode of the valve. The voltage divider consists of usually from several capacitors connected in series and / or in parallel and Resistances. The task of the voltage divider is to ensure a favorable voltage distribution over the entire ion valve, including during the ignition process. Such voltage dividers usually give a largely linear distribution the voltage between anode and cathode, which is particularly desirable for the working valves is because the grid control usually gives them the required high ignition voltage gives. If, however, it is a bypass valve, which with its short-circuiting element was short-circuited, then it is when the short-circuit element for the ignition is opened accessible voltage is quite low, namely only corresponding to that occurring when opening Arc voltage drop in the short-circuit device. In such a case it is difficult to get sufficient voltage across the lower part of the valve, d. H. in the discharge space between the cathode and the lowest intermediate electrode. It is therefore conceivable to design the voltage divider with a higher impedance, for example in the form of higher resistance in the part of the voltage divider that is between the Cathode and the next electrodes. Since the arc voltage in the short-circuiting device compared to the time constants of a capacitive voltage divider only quite a bit slowly growing, such an uneven distribution would be in one with the capacitive Voltage divider connected in parallel, resistive voltage divider the desired Give effect when the valve is ignited. When the uneven distribution of resistance however, if it is to have an effect at low voltage across the valve, it must be right be pronounced, which worsens the properties of the valve in other respects.

Um bei dem beschriebenen Nebenwegionenventil die Nachteile einer solchen Schaltung zu vermeiden, ist dieses erfindungsgemäß so ausgebildet, daß in den am nächsten der Kathode liegenden Teil des Spannungsteilers ein Schaltungselement eingeschaltet ist, das bei der Unterbrechung des genannten Kurzschlußorgans zur Zünderleichterung im untersten Teil des Nebenwegventils die Spannung über diesem Teil des Spannungsteilers um die gleiche Größenordnung erhöht wie der bei der Unterbrechung des Kurzschlußorgans entstehende Lichtbogenspannungsfall, welche Spannungserhöhung jedoch niedrig ist im Verhältnis zu der über diesem Teil des Spannungsteilers im Normalbetrieb auftretenden Spannung.In order to avoid the disadvantages of such a bypass ion valve described To avoid circuit, this is designed according to the invention so that in the am A circuit element is switched on next to the cathode part of the voltage divider is that when the said short-circuiting element is interrupted to facilitate ignition in the lowest part of the bypass valve the voltage across this part of the voltage divider increased by the same order of magnitude as that when the short-circuiting element was interrupted resulting arc voltage drop, which voltage increase, however, is low in relation to that occurring over this part of the voltage divider in normal operation Tension.

Das genannte Schaltungselement kann beispielsweise aus einem spannungsabhängigen Widerstand oder einer Zenerdiode bestehen. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann es aus einer im Spannungsteiler eingeschalteten Spannungsquelle bestehen. Spannungsteiler der angegebenen Art sind oft aus zwei parallelen Zweigen aufgebaut, von denen der eine vorwiegend resistiv und der andere vorwiegend kapazitiv ist und beide Zweige mit einer Anzahl Querverbindungen zusammengeschaltet sind. In diesem Fall ist das Schaltungselement vorteilhaft im unteren Teil des resistiven Zweigs eingeschaltet. Diese Ausbildung bewirkt, daß der kapazitive Teil des Spannungsteilers die ganze Zeit geladen ist, d. h. das Ventil ist ständig bereit für die Zündung und kann mit sehr niedrigen Anodenspannungen gezündet werden. Eine solche eingeschaltete Spannung kann zweckmäßig eine Größenordnung von einigen hundert Volt haben.The circuit element mentioned can, for example, consist of a voltage-dependent Resistance or a zener diode. According to another embodiment of the In accordance with the invention, it can consist of a voltage source switched on in the voltage divider. Voltage dividers of the specified type are often made up of two parallel branches, one of which is predominantly resistive and the other is predominantly capacitive and both branches are interconnected with a number of cross-connections. In this In this case, the circuit element is advantageously in the lower part of the resistive branch switched on. This training causes the capacitive part of the voltage divider is charged all the time, d. H. the valve is always ready for ignition and can be ignited with very low anode voltages. One such switched on tension can expediently be of the order of a few hundred Have volts.

Die Verwendung von spannungsabhängigen Widerständen in den Spannungsteilern eines Hochspannungsionenventiles ist bereits bekannt. Die genannten Widerstände sind dabei entweder gleichmäßig im Spannungsteiler verteilt oder liegen vorwiegend in dem der Anode am nächsten liegenden Teil des Spannungsteilers. Mit der bekannten Anordnung der spannungsabhängigen Widerstände in den Spannungsteilern der Arbeitsventile läßt sich die mit der Erfindung für Nebenwegventile angestrebte Wirkung nicht erreichen.The use of voltage dependent resistors in the voltage dividers a high-voltage ion valve is already known. The resistances mentioned are either evenly distributed in the voltage divider or are predominantly located in the part of the voltage divider closest to the anode. With the known Arrangement of the voltage-dependent resistors in the voltage dividers of the working valves the effect aimed for with the invention for bypass valves cannot be achieved.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der die F i g. 1 und 2 zwei verschiedene Ausführungen eines Spannungsteilers nach der Erfindung zeigen.The invention is described in more detail below with reference to the drawing, in which the F i g. 1 and 2 two different versions of a voltage divider show according to the invention.

Die Figuren zeigen ein lonenventil 1 mit einer Kathode 11, einer Anode 13 und einer Anzahl Zwischenelektroden 12, die über Reihenwiderstände 23 an einem Spannungsteiler angeschlossen sind, der zwei parallele Zweige 2 und 3 hat. Von diesen beiden Zweigen ist der Zweig 2 vorwiegend kapazitiv und enthält eine gewisse Resistanz 21 und mehrere Kondensatoren 22. Der Zweig 3 ist dagegen vorwiegend resistiv und aus mehreren Widerständen 31 aufgebaut. Die beiden Zweige sind durch mehrere Querverbindungen zusammengeschaltet. In F i g. 1 ist im unteren Teil des Spannungsteilerzweiges 3 ein spannungsabhängiger Widerstand 32 eingesetzt. Wenn das Ventil gezündet werden soll, nachdem es kurzgeschlossen war, wird die zugängliche Zündspannung verhältnismäßig niedrig, nämlich nur entsprechend der Lichtbogenspannung im Kurzschlußorgan, wenn dies geöffnet wird, und diese relativ niedrige Spannung wird in der Hauptsache über dem Widerstand 32 liegen und dadurch auch über dem unteren Teil des Ventils, d. h. zwischen der Kathode und den untersten Elektroden. Handelt es sich dagegen um Zündung des Nebenwegventils bei Hochspannung, was der Fall sein kann, wenn ein Teilstromrichter nebengeschaltet und gesperrt werden soll, wird die Resistanz in dem spannungsabhängigen Widerstand 32 relativ niedrig sein und die Ventilspannung wird sich deshalb im großen und ganzen linear über den Spannungsteiler verteilen, wie es bei Zündung bei hoher Spannung wünschenswert ist. An Stelle eines spannungsabhängigen Widerstandes kann man als Element 32 eine Zenerdiode mit einer Zenerspannung von 100 bis 200 Volt verwenden.The figures show an ion valve 1 with a cathode 11, an anode 13 and a number of intermediate electrodes 12 which are connected via series resistors 23 to a voltage divider which has two parallel branches 2 and 3 . Of these two branches, branch 2 is predominantly capacitive and contains a certain resistance 21 and several capacitors 22. In contrast, branch 3 is predominantly resistive and made up of several resistors 31. The two branches are interconnected by several cross connections. In Fig. 1, a voltage-dependent resistor 32 is used in the lower part of the voltage divider branch 3. If the valve is to be ignited after it has been short-circuited, the accessible ignition voltage is relatively low, namely only corresponding to the arc voltage in the short-circuiting element when this is opened, and this relatively low voltage will mainly be across the resistor 32 and thus also across the lower part of the valve, ie between the cathode and the lowest electrodes. If, on the other hand, the bypass valve is ignited at high voltage, which can be the case if a partial converter is to be connected and blocked, the resistance in the voltage-dependent resistor 32 will be relatively low and the valve voltage will therefore be largely linear over the Distribute voltage dividers as is desirable when igniting at high voltage. Instead of a voltage-dependent resistor, a Zener diode with a Zener voltage of 100 to 200 volts can be used as element 32.

Eine dritte Möglichkeit ist in F i g. 2 gezeigt, wo das Element 32 aus einer Gleichrichterbrücke besteht, die über einen Transformator 33 von einer Wechselspannungsquelle 34 gespeist ist. Die erhaltene Gleichspannung ist zweckmäßig von der Größenordnung 100 Volt. Diese Ausführung hat bei der gezeigten Form eines Spannungsteilers mit einem kapazitiven und einem resistiven Zweig den Vorteil, daß die Kondensatoren im kapazitiven Zweig ständig geladen sind, wodurch es möglich ist, das Ventil mit recht niedrigen Anodenspannungen zu zünden.A third possibility is shown in FIG. 2 where element 32 consists of a rectifier bridge, which via a transformer 33 of a AC voltage source 34 is fed. The DC voltage obtained is appropriate of the order of 100 volts. In the form shown, this embodiment has a Voltage divider with a capacitive and a resistive branch has the advantage that the capacitors in the capacitive branch are constantly charged, which makes it possible is to ignite the valve with quite low anode voltages.

Claims

Claims: 1. Connected in parallel to a short-circuit element By-pass ion valve with several intermediate electrodes for converters with an intermediate voltage divider connected to the anode and cathode supply lines of the bypass valve, to which the intermediate electrodes are connected, characterized in that in the part of the voltage divider (2, 3) closest to the cathode is a circuit element (32) is switched on, which occurs when said short-circuiting element is interrupted to facilitate ignition in the lowest part of the bypass valve, the voltage across this Part of the voltage divider increased by the same order of magnitude as that during the interruption of the short-circuiting element resulting arc voltage drop, which voltage increase however, it is low relative to that across that part of the voltage divider im Voltage occurring during normal operation.

2. bypass ion valve according to claim 1, characterized characterized in that the circuit element (32) consists of a voltage-dependent resistor exists, which is switched into the voltage divider.

3. Bypass ion valve after Claim 1, characterized in that the circuit element (32) consists of an im Voltage divider switched on Zener diode exists.

4. Bypass ion valve after Claim 1, characterized in that the circuit element (32) consists of an im Voltage divider is switched on voltage source.

5. bypass ion valve according to claim 1 or following, in which the voltage divider is constructed from two parallel branches, one of which is predominantly resistive and the other is predominantly capacitive, characterized in that the voltage-increasing circuit element (32) is switched into the resistive branch is. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1137 514; British Patent No. 787,868.