DE1613718A1 - Converter arrangement with at least two partial converters connected in series on their direct current side - Google Patents
Converter arrangement with at least two partial converters connected in series on their direct current sideInfo
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Description
BBC 16T3718BBC 16T3718
MANNHEIMMANNHEIM
— ' Mannheim, den 26.4.67- 'Mannheim, April 26th, 67
Pat.Hz/foi Mp.-Nr. 552/67Pat.Hz / foi Mp.-No. 552/67
Stromrichteranordnung mit mindestens zwei auf ihrer Gleichstromseite in Reihe geschalteten TeilstromrichternConverter arrangement with at least two on its direct current side partial converters connected in series
Die Erfindung "betrifft eine Stromrichteranordnung mit mindestens zwei auf ihrer GleichstromBeite in Reihe geschalteten Teilstromrichtern, "bei der zu jedem Teilstromrichter ein Nebenwegventil und ein als Trennschalter ausgeführter Nebenwegschalter parallel geschaltet sind, und mit einer Schutzeinrichtung gegen fehlerhafte Schalthandlungen.The invention "relates to a converter arrangement with at least two partial converters connected in series on their direct current side, "with a bypass valve for each partial converter and a bypass switch designed as a disconnector are connected in parallel, and with a protective device against faulty Switching operations.
Bei bisher ausgeführten Stromrichteranlagen für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung, bei denen zur Spannungserhöhung mindestens zwei Teilstromrichter, meist in Drehstrombrückenschaltung, in Reihe geschaltet sind, liegt parallel zum Teilstromrichter ein Nebenwegventil. Dieses Nebenwegventil bildet einen Stromweg für den Pail, daß der zugehörige Teilstromrichter wegen Fehler in der Kommutierung einer Ventilgruppe oder anderer Störungen abgetrennt werden muß. Der Strom der übrigen Teilstromrichter wird über dieses Nebenwegventil an der gestörten Stromrichterbrücke vorbeigeführt und. die Anlage kann insgesamt weiterarbeiten, allerdings mit entsprechend verringerter Gesamtspannung·In previously implemented converter systems for high-voltage direct current transmission, where at least two partial converters are used to increase the voltage, mostly in a three-phase bridge circuit, are connected in series, there is a bypass valve in parallel with the partial converter. This bypass valve forms one Current path for the Pail that the associated partial converter due to errors in the commutation of a valve group or other Disturbances must be separated. The current of the other partial converters is guided past the faulty converter bridge via this bypass valve and. the plant can be total continue working, but with a correspondingly reduced overall tension
Diese Maßnahme, den Strom über ein Nebenwegventil an der gestörten Stromrichterbrücke vorbeizuführen, reicht aber als Schutzmaßnahme . nicht immer aus, beispielsweise dann, wenn Arbeiten wie das Auswechseln, einzelner Ventile an der betreffenden Brücke ausgeführt werden müssen. Pur diesen Pail wird nach dem deutschen Patent 1 085 608 zusätzlich zu dem Nebenwegventil Jedem Teilstromrichter ein besonderer Nebenwegschalter zugeordnet, der in geschlossenem Zustand den Strom der Anlage führt und einThis measure, the current through a bypass valve on the disturbed Passing the converter bridge is sufficient as a protective measure. not always off, for example when working like replacing individual valves on the bridge in question must be carried out. Pur this Pail is after the German Patent 1 085 608 in addition to the bypass valve Each partial converter is assigned a special bypass switch, the in the closed state leads and a current of the system
seines zugehörigen Teilstromrichters mittels Trennschalits associated partial converter by means of a disconnecting shell
te? ez-ac-^licht. Die Wiederinbetriebnahme dee Teilstromrichterete? ez-ac- ^ light. The recommissioning of the partial converter
00 9830/0680 BAD C^:^,00 9830/0680 BATHROOM C ^: ^,
,Uö Uftteriagt;n (Art.7 §1 Ails. 2 Wr. 1 Satz3de3Är.ieruna88es.v.4.8.15.6 . _ ' COPY, Uö Uftteriagt; n (Article 7 §1 Ails. 2 Wr. 1 Sentence3de3Är.ieruna88es.v.4.8.15.6. _ 'COPY
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setzt die Rückkommutierung des Anlagenstromes vom. Nebenwegschalter auf das Nebenwegventil voraus. Hierzu muß, sofern es sich um ein Gasentladungsventil handelt, die Zündspannung aufgebracht werden. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, z.B. wie im DBF 1 085 608 dadurch, daß der beim öffnen des Nebenwegschalters zwischen seinen Kontakten unter Strom entstehende Lichtbogen als Zündspannung ausgenützt wird. Neben dem Nachteil des Kontaktabbrandes besteht bei diesem Verfahren die Gefahr einer Zerstörung des Nebenwegschalters dadurch, daß der Strom nicht vom Nebenwegventil übernommen wird. Um dieser Gefahr vorzubeugen, wird in der genannten Patentschrift vorgeschlagen, die Öffnungebewegung des Nebenwegschalters aufzuhalten und umzukehren, sobald die Stromkommutierung vom Nebenwegschalter auf das Nebenwegventil - nicht ordnungsgemäß erfolgt.sets the return commutation of the system current from. Bypass switch on the bypass valve ahead. To this end, if it is a gas discharge valve, the ignition voltage must be applied will. This can be done in different ways, e.g. as in DBF 1 085 608 by opening the bypass switch Electric arc arising between its contacts is used as ignition voltage. Besides the disadvantage of the With this method there is a risk of contact erosion Destruction of the bypass switch by the fact that the current is not is taken over by the bypass valve. In order to prevent this risk, the cited patent suggests the opening movement stop the bypass switch and turn around as soon as the current commutation from the bypass switch to the bypass valve - not done properly.
Die nicht ordnungsgemäß erfolgende Stromkommutierung bei der öffnung des Nebenwegschalters ist jedoch nicht die einzige Gefährdung dieses Schalters. Sin weiteres Problem tritt dann auf, * wenn der Nebenwegschalter ungewollt geschlossen wird. Dies kann dann geschehen, wenn fälschlicherweise ein Auslösekriterium den Schließmechanismus des Nebenwegschalters in Tätigkeit setzt. Führt zu diesem Zeitpunkt der zu dem Nebenwegschalter gehörende Teilstromrichter im Gleichrichterbetrieb Strom, dann erfolgt bei dem Schließen des Nebenwegschalterhauptkontaktes ein Gleichstromklemmücurζschluß. Der Nebenwegschalter muß in diesem Fall nicht nur eine hohe Gleichspannung überbrücken, sondern auch noch auf einen Stoßkurzschlußstrom auf schalten, der den 10- bis 20-fachen Wert des Nennstromes hat. Für derartige Beanspruchungen ist der Nebenwegschalter nioht gebaut. Ihr Auftreten würde zu seiner Zerstörung führen. ·However, the incorrect current commutation when the bypass switch is opened is not the only risk this switch. Another problem occurs when * the bypass switch is closed unintentionally. This can happens when a trigger criterion incorrectly activates the closing mechanism of the bypass switch. If the partial converter belonging to the bypass switch carries current in rectifier operation at this point in time, then occurs at the closing of the bypass switch main contact is a direct current terminal connection. In this case, the bypass switch not only has to bridge a high DC voltage, but also to switch on a surge short-circuit current that is 10 to 20 times the value of the rated current. The By-pass switch not built. Her demeanor would become his Cause destruction. ·
Aufgabe der Erfindung 1st es, eine Schutzeinrichtung zu schaffen, die den Nebenwegschalter bei ungewolltem Schließen vor den genannten Beanspruchungen eicher schützt und somit seine Zerstörung verhindert. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schutzeinrichtung eine von dem Nebenwcgeschalter beeinflußte Vorrichtung enthält, die von der Schaltbewegung desThe object of the invention is to create a protective device which protects the bypass switch from the stresses mentioned in the event of unintentional closing and thus prevents its destruction. This object is achieved according to the invention in that the protective device contains a device which is influenced by the auxiliary switch and which is controlled by the switching movement of the
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Nebenwegschalters unmittelbar nach deren Beginn und vor dem .Schließen des Nebenwegschalterhauptkontaktes betätigt wird und welche die Sperrung des zugeordneten Teilstromrichters und das Zünden des zugeordneten Nebenwegventils auslöst.·By-pass switch immediately after their start and before .Closing of the bypass switch main contact is actuated and which the blocking of the assigned partial converter and the Ignition of the assigned bypass valve is triggered.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Stromrichteranordnung mit der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung sieht vor, daß die von dem Nebenwegsehalter beeinflußte Vorrichtung räumlich in unmittelbarer Nähe der Antriebsvorrichtung des Nebenwegschalters angeordnet ist und auf deren Potential liegt.An advantageous embodiment of the converter arrangement with the Protection device according to the invention provides that the device influenced by the bypass switch is spatially in the immediate vicinity Is arranged near the drive device of the bypass switch and is at its potential.
Als von dem Nebenwegschalter beeinflußte Vorrichtung können in der Schutzeinrichtung gemäß der Erfindung mechanische Schalter, auf Induktivitäts-oder Kapazitätsänderungen ansprechende Schalter oder auch opto-elektronische Schalter Verwendung finden. Letztere sind besonders dann vorteilhaft einzusetzen, wenn die Antriebsvorrichtungen und di@ Schutseinrichtung nicht auf gleichem Potential liegen, weil der lichtstrahl als Informationsträger die Potentialdifferenz ohne zusätzliche Schwierigkeiten überwindet.As influenced by the bypass switch device can in the Protective device according to the invention, mechanical switches, switches or switches responding to changes in inductance or capacitance opto-electronic switches are also used. The latter are particularly advantageous when the drive devices and the protective device are not at the same potential lie because the light beam as an information carrier, the potential difference overcomes without additional difficulty.
Aufbau und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung in einer Stromrichteranordnung zur Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung sollen anhand eines Ausführungebeispieles, wie es die Figur zeigt, näher erläutert werden.Structure and mode of operation of the protective device according to the invention in a converter arrangement for high-voltage direct current transmission are to be explained in more detail using an exemplary embodiment, as shown in the figure.
Ein Transformator ,1 speist über zwei dreiphasige Sekundärwicklungen 2 und 3 und zwei Teilstromrichter 4 und 5, die als Drehstrombrücken aufgebaut und in Reihe geschaltet sind, ein Gleichstromnetz mit den Schienen 6 und 7. Parallel zu der Stromrichterbrücke 4 liegt ein Nebenwegventil 8 und ein Nebenwegschalter 9. Ebenso liegt zur Stromrichterbrücke 5 ein Nebenwegventil 10 und ein Nebenwegschalter 11 parallelο·Der Verbindungspunkt der beiden Teilstromrichter ist geerdet. A transformer, 1 feeds through two three-phase secondary windings 2 and 3 and two partial converters 4 and 5, which act as three-phase bridges are constructed and connected in series, a direct current network with the rails 6 and 7 is parallel to the converter bridge 4 a bypass valve 8 and a bypass switch 9. Likewise is to the converter bridge 5 a bypass valve 10 and a bypass switch 11 parallelο · The connection point of the two converters is grounded.
Die Steuerung der einzelnen Yer^ile der Stromrichterbrücken 4 und 5 erfolgt über Steuermittel die mit einem Gittersteuersatz 12The control of the individual Yer ^ ile of the converter bridges 4 and 5 takes place via control means with a grid tax rate 12
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verbunden sind, wobei die zur überbrückung der Potentialdifferenzen zwischen dem Steuersatz 12 und den einzelnen Ventilen erforderlichen Einrichtungen, wie z.B. magnetische Impulsübertrager mit entsprechender Wicklungsisolation, in der Figur nicht dargestellt sind. Die Steuerung der Nebenwegventile 8 und 10' erfolgt über deren Gitter, die mit einem weiteren Gittersteuersatz 13 verbunden sind. Die beiden Gittersteuersätze 12 und 13 stehen über zwei Leitungen mit zwei Vorrichtungen H und 15 in Verbindung, für die hier mechanische Schalter verwendet sind. Liese beiden Kontakte H und 15 werden von dem jeweils zugehörigen Nebenwegschalter 9 bzw. 11 beeinflußt. Sie liegen^unmittelbarer Nähe von Antriebsvorrichtungen'16 und 17 der Nebenwegschalter 9 und 11 und mit diesen auf gleichem Potential, wie die Figur zeigt auf Erdpotential. Die Meldung, daß der Trennschalter 9 oder 11 schließt, erfolgt unmittelbar nach Beginn der Schließbewegung und längere Zeit vor dem eigentlichen Schließen des Nebenwegschalterhauptkontaktes über die zugehörige l^eldeleitung an die Gittersteuersätze 12' und 13. Die zwischen diesen beiden Schaltaugenblicken liegende Zeit reicht aus,,um die Spannung der entsprechenden Stromrichterbrücke auf den Wert Null zu steuern und gleichzeitig das zugeordnete Nebenwegventil zu zünden.are connected, the bridging of the potential differences between the headset 12 and the individual valves required equipment, such as magnetic pulse transmitters with appropriate winding insulation, are not shown in the figure. The control of the bypass valves 8 and 10 ' takes place via their grid, which is linked to a further grid tax rate 13 are connected. The two grid control sets 12 and 13 are via two lines with two devices H and 15 in Connection for which mechanical switches are used here. These two contacts H and 15 are from the associated By-pass switch 9 or 11 influenced. They are located in the immediate vicinity of drive devices 16 and 17 of the bypass switches 9 and 11 and with these at the same potential, as the figure shows, at ground potential. The message that the circuit breaker 9 or 11 closes immediately after the start of the closing movement and a long time before the actual closing of the Bypass switch main contact via the associated l ^ eldelleitung to grid tax rates 12 'and 13. The one between these two Switching moments is sufficient to reduce the tension of the to control the corresponding converter bridge to the value zero and at the same time to ignite the assigned bypass valve.
Ea kann zweckmäßig sein, daß sowohl der Antrieb des Nebenwegschalters als auch die Kontaktvorrichtung und der Gittersteuersatz eines Teilstromrichters auf einem vom Erdpotential verschiedenen, gemeinsamen Potential liegen, beispielsweise auf dem Potential der Schiene 7* Hierdurch ändert sich an der in der Figur dargestellten Anordnung nichts, lediglich die Steuersätze 12 und 13 müssen für jeden Teilstromr'ichter getrennt vorhanden sein. Falls jedoch der Antrieb des Nebenwegschalters die Kontaktvorrichtung und der Gittersteuersatz eines Teilstromrichters kein gemeinsames Potential haben, muß in die Verbindungsleitungen eine Potentialtrennung eingeschaltet werden. Hierzu können in bekannter Weise Isolierübertrager verwendet werden. Bei ungleicher Potentiallage von Kontaktvorrichtung und Gittersteu ersatz ist die Verwendung einer opto-elektronischen Kontaktvorrichtung besonders vorteilhaft. Liegt beispielsweise der Sender (Lichtquelle) auf demEa can be useful that both the drive of the bypass switch as well as the contact device and the grid control unit of a partial converter on a different from earth potential, common potential, for example at the potential of the rail 7 * This changes to that shown in the figure Arrangement nothing, only the tax rates 12 and 13 have to be available separately for each partial flow converter. If However, the drive of the bypass switch, the contact device and the grid control rate of a partial converter are not in common Potential, electrical isolation must be switched on in the connecting lines. This can be done in a known manner Isolating transformers can be used. If the potential position of the contact device and grid tax is not the same, use an opto-electronic contact device particularly advantageous. For example, is the transmitter (light source) on the
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Potential der Antriebsvorrichtung und der Empfänger (Fotozelle) auf dem Potential der Gittersteuersätze für Teilstromrichter und Nebenwegventil, so entfallen die Isolationseinrichtungen für die Potentialüberwindung.Potential of the drive device and the receiver (photocell) at the potential of the grid tax rates for partial converters and bypass valve, the isolation devices for overcoming the potential are not required.
Wird nun beispielsweise durch'eine fälschliche Auslösung die Antriebsvorrichtung des als Trennschalter ausgebildeten Nebenwegschalters 9 in Tätigkeit gesetzt, dann erfolgt unmittelbar nach Beginn der Schaltbewegung die Kontaktierung des .Schalters 14. Zu diesem Zeitpunkt-sind die Hauptkontaktedes,Nebenwegschalters 9 noch so weit voneinander entfernt, daß zwischen ihnen keine Verbindung besteht. Der Impuls, der bei der Beta-· tigung des Schalters 14 entsteht, veranlaßt nun zum einen, daß der Gitterstegersatz 12 die Ventile des Teilstromrichters 4 sperrt und somit die Spannung auf den Wert Null absinkt, zum •anderen, daß das Nebenwegventil 8 zur Stromführung freigegeben wird. Dieser Vorgang dauert weniger"als 10 ms. Damit kommutiert während der weiteren Schließbewegung des Nebenwegschalters 9 der Gleichstrom vom Teilstromrichter 4 auf das Nebenwegventil 8 und dieses führt den Nennstrom, d.h. den Strom des Teilstromrichters 5· Im eigentlichen Moment des Schliessens des Nebenwegschalterhauptkontaktes 9 hat dieser dann lediglich die Brennspannung des Nebenwegventils 8 in der Größenordnung von 100 V zu überbrücken und einen Strom von der Größe des Nennstromes zu übernehmen. Sr schließt dabei das' Nebenwegventil 8 kurz und übernimmt dessen Strom.If, for example, the drive device of the bypass switch 9, which is designed as an isolating switch, is activated, then the switch 14 is contacted immediately after the start of the switching movement. At this point in time the main contacts of the bypass switch 9 are still so far apart that there is no connection between them. The impulse that arises when the switch 14 is actuated now causes, on the one hand, that the lattice web set 12 blocks the valves of the partial converter 4 and thus the voltage drops to the value zero; is released. This process takes less than 10 ms. During the further closing movement of the bypass switch 9, the direct current commutates from the partial converter 4 to the bypass valve 8 and this carries the rated current, ie the current of the partial converter 5 then to bridge only the internal voltage of the Nebenwegventils 8 in the order of 100 V and to assume a current of the magnitude of the rated current. Sr closes while the "bypass valve 8 and briefly takes over the current.
Der bei einer Stromrichteranordnung mit der Schutzeinrichtung gemäß der Erfindung erzielbare Vorteil liegt darin, daß ein sicherer Schutz des Nebenwegschalters vor Zerstörung durch hohe Spannung und hohen Stoßkurzschlußstrom gewährleistet ist. Die ser Schalter kann daher schwächer bemessen sein und damit weniger aufwendig ausgeführt werden· The recoverable at a current rectifier arrangement with the protective device according to the invention, advantage is that a reliable protection of the Nebenwegschalters is ensured against destruction caused by high voltage and high peak short-circuit current. This switch can therefore be made weaker and therefore less expensive.
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