DE1283358B - Schaltungsanordnung zur Verhinderung von Schaltueberspannungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4057WW PATENTAMT Int. Cl.:

H 02h

AUSLEGESCHRIFT

H02k

Deutsche Kl.: 21d3-2

Nummer: 1283 358

Aktenzeichen: P 12 83 358.8-32 (A 48877)

Anmeldetag: 8. April 1965

Auslegetag: 21. November 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Verhinderung von Schaltüberspannungen beim Aus- oder Umschalten des Leistungsschalters auf der Wechselstromseite einer Stromrichteranlage mit mindestens zwei aus gesteuerten Stromrichterelementen bestehenden Stromrichterkreisen.

Bekanntlich treten beim Ausschalten induktiver Kreise Überspannungen auf. Stromrichteranlagen werden in der Regel auf der Wechselstromseite geschaltet. Beim Ausschalten oder beim Umschalten dieses Schalters treten infolge der in den Stromrichterkreisen vorhandenen Induktivitäten Überspannungen auf, da die magnetische Energie in den Induktivitäten den Strom aufrechtzuerhalten versucht.

Es sind Maßnahmen bekanntgeworden, die diesen Strom, der über den geöffneten Schalter nicht mehr fließen kann, einen Weg bahnen. Dies kann durch parallelgeschaltete Kondensatoren geschehen, welche vorübergehend sich durch diesen Strom aufladen. Manhat auch versucht, Schutzfunkenstrecken vorzu- ao sehen, welche beim Auftreten der Überspannungen überschlagen und dann den Strom ableiten. Diese sind dann meist mit nichtlinearen Widerständen versehen, welche bei hohen Spannungen einen kleinen Wert besitzen. Ferner ist es möglich, kurzzeitig vor dem Abschalten Widerstände parallel zu schalten, welche diesen Strom ebenfalls aufnehmen können. Auch die Möglichkeit besteht, vor dem Umschalten die Stromrichter auf Wechselrichterbetrieb zu steuern, so daß die magnetische Energie sich abbauen kann.

Alle diese Maßnahmen besitzen aber Nachteile, die vermieden werden können. Das Ansprechen von Schutzfunkenstrecken auf der Gleichstromseite führt meist zu Betriebsunterbrechungen und ist gerade bei betriebsmäßigen Ab- oder Umschaltungen unerwünscht. Widerstände und Kondensatoren sind zusätzliche Einrichtungen, welche die Anordnung verteuern und Platz benötigen. Die Umschaltung auf Wechselrichterbetrieb ist in vielen Fällen nicht möglich und daher nicht überall anwendbar.

Erfindungsgemäß wird zur Vermeidung dieser Nachteile daher bei der vorbeschriebenen Schaltungsanordnung vorgeschlagen, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die beim Ausschaltbefehl für den Leistungsschalter zunächst mindestens eins der betriebsmäßig vorhandenen, bisher nicht stromführenden Stromrichterelemente freigibt und erst danach den Schalter auslöst.

In den F i g. 1 bis 3 sind Beispiele des Erfindungsgegenstandes gezeigt. In der F i g. 1 ist eine Strom- richteranordnung dargestellt, welche aus dem Wechselstromnetz R, S, T über den Schalter 1 ge-Schaltungsanordnung zur Verhinderung von
Schaltüberspannungen

Anmelder:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.,

Baden (Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. Ernst Sommerfeld, Patentanwalt,

8000 München

Als Erfinder benannt:
Dip.-El.-Ing. Hans Georg Bossi,
Nußbäumen, Aargau;
Dipl.-El.-Ing. Hans Pisecker,
Wettingen, Aargau (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 22. März 1965 (3953)

speist wird. Die Stromrichter liegen in Brückenschaltung. Es sind gesteuerte Stromrichter, welche mit 2 bis 7 bezeichnet sind. Sie besitzen alle Gittersteuerung, welche durch die Steuereinrichtung 8 angedeutet ist. Die Stromrichter speisen ein Gleichstromnetz, in welchem die Induktivität 9 und der Widerstand 10 liegen. Diese stellen die Ersatzwiderstände für die Belastung dar. Ferner ist noch die Zeitverzögerungseinrichtung 11 vorgesehen und der Betätigungsschalter 12.

Wenn nun der Schalter 1 ausgeschaltet werden soll, so werden die Gitter sämtlicher Stromrichter so gesteuert, daß sie alle Strom führen können. Hierdurch wird vermieden, daß Überspannungen auftreten. Die Wirkungsweise ist hierbei folgende: Es sei angenommen, daß zunächst während des Betriebes die Stromrichter 2 und 7 geöffnet sind. Es fließt dann ein Belastungsstrom i_D aus der Phase R des Wechselstromnetzes über den Stromrichter 2 durch die Belastung 9 und 10 und dann über den Stromrichter 7 zur Phase T zurück. Wenn jetzt eine Abschaltung des Schalters 1 erfolgen würde, so würde der Strom i_D durch den Schalter unterbrochen werden, und da die Induktivität 9 noch magnetische Energie besitzt, müßten Überspannungen auftreten, wenn dieser Strom nicht mehr fließen kann. Nun wird aber bei einem Ausschaltbefehl, der durch den Kontakt 12 an-

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gedeutet ist, zunächst ein Nebenweg geschaffen, in dem über die Steuerinrichtung 8 auch die übrigen Stromrichterventile leitend gemacht werden. Es sind dann für einen kurzen Augenblick sämtliche Ventile 2 bis 7 leitend. In diesem Fall entsteht eine Möglichheit, den Laststrom weiterfließen zu lassen. Man erkennt an den Stromrichtungspfeilen, daß jetzt der Strom i_D sich auf die drei Zweige einfach aufteilen kann, dort den Wert VsZ₀ besitzt. Kurz nachdem die Ventile leitend gemacht sind, wird der Schalter ge- ίο öffnet. Der Öffnungsbefehl geht über das Zeitverzögerungsglied 11.

In der F i g. 2 ist eine andere Schaltung angegeben, welche ebenfalls Nebenwege für den Laststrom ermöglicht. Die Bezeichnung ist im wesentlichen die gleiche wie in Fig. 1, nur werden die Stromrichter über einen Transformator 13 (Stern-Zickzack) gespeist. Es sind nur drei Stromrichterventile 2 bis 4 vorhanden. Bevor der Abschaltbefehl über den Koniakt. 12 gegeben wird, sei angenommen, daß der Stromrichter 4 leitet. Damit der Laststrom weiterfließen kann, werden auch die Stromrichter 2 und 3 kurzzeitig leitend gemacht und dann der Schalter 11 geöffnet. Der Ausgleich erfolgt in diesem Falle auch über die anderen Transformatorwicklungen, da diese sämtlich magnetisch miteinander verkoppelt sind.

In der Fig. 3 ist eine Anordnung gezeigt, in welcher ein Umrichter über antiparallelgeschaltete Stromrichter dargestellt ist. Hierbei wird aus einem Wechselstromnetz RS über den Transformator 13 die Induktivität 9 und der Widerstand 10 gespeist. Im übrigen ist die Bezeichnung wieder die gleiche. In diesem Fall dürfen nur die Stromrichterelemente zugleich leiten, deren Durchlaßrichtung gleich ist. Wenn also gerade der Stromrichter S leitet, so darf nur zusätzlich der Stromrichter 3 freigegeben werden. Die Stromrichter 2 und 4, welche entgegengesetzte Stromrichtung haben, müssen gesperrt bleiben. Die Wirkungsweise ist die gleiche, wie bei den vorhergehenden Anordnungen.

Der Vorteil dieser Anordnungen ist, daß durch das Parallelschalten von Nebenwegen über die an sich vorhandenen Stromrichter der Laststrom weiterfließen kann und keine zusätzlichen Schaltelemente vorgesehen werden müssen. Es genügt nur, die Steuerung so auszuführen, daß zusätzlicher Befehl beim Ausschaltbefehl an die Stromrichter gehen kann.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Verhinderung von Schaltüberspannungen beim Aus- oder Umschalten des Leistungsschalters auf der Wechselstromseite einer Stromrichteranlage mit mindestens zwei aus gesteuerten Stromrichterelementen bestehenden Stromrichterkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die beim Ausschaltbefehl für den Leistungsschalter zunächst mindestens eins der betriebsmäßig vorhandenen, bisher nicht stromführenden Stromrichterelemente freigibt und erst danach den Schalter auslöst,

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 mit antiparallelgeschalteten Stromrichtern, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung nur die Stromrichter der gleichen Stromrichtung freigibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1077 798,
026, 1 012 670.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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