DE1638876B2 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung von parallel geschalteten statischen wechselrichtern - Google Patents
Schaltungsanordnung zur ueberwachung von parallel geschalteten statischen wechselrichternInfo
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Description
55
Bei Wechselstromversorgungsanlagen mit statischen Wechselrichtern, die vornehmlich zur Versorgung von
Nachrichtenanlagen dienen, wird zur Erhöhung der Sicherheit meist gefordert, daß mehrere Wechselrichter
im Parallelbetrieb arbeiten können, wobei jeder einzelne Wechselrichter so bemessen ist, daß er den
Verbraucher allein speisen kann. Bei Parallelbetrieb wird also jeder einzelne Wechselrichter nur mit dem
entsprechenden Teil der Gesamtleistung belastet.
Wenn Wechselrichter parallel auf eine gemeinsame Sammelschiene arbeiten, ist es erforderlich, daß alle
Ausgangsspannungen exakt gleiche Frequenz haben und phasengleich sind. Bei mehreren parallelgeschalteten
Wechselrichtern ist zu diesem Zwecke ein zentrales Synchronisierorgan vorgesehen, welches die Frequenz
für die Impulsgeneratoren der einzelnen parallel arbeitenden Wechselrichter liefert Wenn bei einer
solchen Parallelschaltung ein Wechselrichter ausfällt, so
übernehmen die übrigen Wechselrichter, z. B. bei zwei parallel arbeitenden Wechselrichtern, der weiterarbeitende
Wechselrichter die gesamte Last
Bei einer solchen Schaltungsanordnung kann auch eine Störung des zentralen Synchronisierorgans auftreten,
die dazu führt daß an dessen Ausgang die Synchronisierspannung fehlt Das würde dazu führen,
daß die parallelgeschalteten Wechselrichter nur noch mit ihren eigenen Frequenzen arbeiten, die in der Regel
geringfügig voneinander abweichen können. Dadurch ergeben sich jedoch Schwebungen im Versorgungskreis,
die auf alle Fälle vermieden werden müssen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Schaltungsanordnung,
bei der mehrere statische Wechselrichter parallel arbeiten und durch ein zentrales Synchronisierorgan
auf Frequenz- und Phasengleichheit gebracht sind, zu verhindern, daß bei Ausfall des zentralen
Synchronisierorgans unstabile Zustände infolge der fehlenden Synchronisation auftreten.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß bei einer Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zwischen dem zentralen Synchronisierorgan und dem Impulsgenerator eines jeden Wechselrichters
je eine Überwachungsschaltung angeordnet ist, die beim Ausbleiben der Synchronisierimpuise die
dadurch betroffenen Wechselrichter bis auf den zuerst eingeschalteten Wechselrichter abschaltet.
Auf diese Weise wird erreicht, daß der Verbraucher gegebenenfalls nur von einem einzigen Wechselrichter
gespeist wird, so daß keine Synchronisierungsprobleme auftreten. Gleichzeitig kann noch eine Signaleinrichtung
betätigt werden, mit der das Ausfallen des zentralen Synchronisierorgans bzw. der Synchronisation gemeldet
wird.
Venn also die Stromversorgung für das zentrale Synchronisierorgan unterbrochen wird, werden automatisch
alle Wechselrichter bis auf den zuerst eingeschalteten vom Gleichstromnetz abgeschaltet. Sie
können auch gleichzeitig vom Wechselstromnetz abgetrennt werden. Hierzu wird sowohl die Gleichstromzuleitung
zum zentralen Synchronisierorgan als auch die Verbindungsleitung zwiscnen dem zentralen
Synchronisierorgan und dem Impulsgenerator jedes einzelnen Wechselrichters überwacht. Dies geschieht
vorzugsweise mit Hilfe von Spannungsüberwachungsrelais.
Um zu erreichen, daß jeweils der zuerst eingeschaltete Wechselrichter bei Ausfall des Synchronisierorgans
eingeschaltet bleibt, ist eine Art Fortschalteinrichtung vorgesehen, die im wesentlichen aus in Reihe und
parallel angeordneten Schaltelementen besteht. Als Schaltelemente können Relaiskontakte oder auch
Halbleiterschalter, wie Transistoren, vorgesehen sein. Die Überwachungsschaltungen der einzelnen Wechselrichter
sind so voneinander abhängig. Die Art und Weise des Ineinandergreifens der einzelnen Überwachungsschaltungen
wird später näher erläutert.
In der Praxis kann aber auch noch der Fall eintreten, daß die Stromversorgung des zentralen Synchronisierorgans
nicht einfach unterbrochen wird, sondern daß nur kurzzeitige Unterbrechungen nach Art eines
Wackelkontaktes auftreten. Hierbei würde die Überwachungseinrichtung nicht immer mit der erforderlichen
Sicherheit ansprechen. Es ist deshalb gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung eine Schaltungsanordnung
in der Stromzuleitung des zentralen Synchronisierorgans vorgesehen, die in der Weise wirkt, daß bei
einer auch sehr kurzzeitigen Unterbrechung von mindestens zehn Mikrosekunden die Stromzuleitung
zum Synchronisierorgan dauernd unterbrochen wird. Es
wird hierbei also die kurzzeitige Unterbrechung nach Art eines Wackelkontaktes in eine dauernde Unterbrechung
umgewandelt, so daß das Überwachungsglied zuverlässig anspricht und die übrigen Wechselrichter
abschaltet
Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung und deren weitere Ausbildung sollen anhand der Figur näher
erläutert werden.
In der Figur sind die Gleichstromsammelschienen für
alle Wechselrichter sowie die Wechselstromsammelschienen
dargestellt, an die alle Wechselrichter angeschlossen sind. Ein Wechselrichter ist bei 38 schematisch
dargestellt Bei 4t ist das zentrale Synchronisierorgan angedeutet, das aus dem Gleichstromnetz mit Strom
versorgt wird und über einen Transformator 12 Synchronisierimpulse an die Impulsgeneratoren 21 der
einzelnen Wechselrichter abgibt.
Bei der dargestellten Schaltungsanordnung ist angenommen,
daß zwei Wechselrichter parallel arbeiten, und zwar der Wechselrichter 1 und der Wechselrichter II,
von denen nur der Wechselrichter i in der Figur bei 38 schematisch dargestellt ist. Der Wechselrichter 38 wird
z. B. mit dem Druckknopfschalter 37 eingeschaltet. Das Schaltschütz 34 zieht an, wodurch über den Kontakt
34/H Gleichspannung von der Sammelschiene an den Wechselrichter 38 gelegt wird. Vom Kontakt 34/111 wird
gleichzeitig das Schaltschütz 39 eingeschaltet und die vom Wechselrichter erzeugte Wechselspannung über
seinen Kontakt 39/1 an die Sammelschiene gelegt. Dadurch erhält in der Überwachungseinrichtung 35 der
Transistor 29 über den Gleichrichter 23 den Kondensator 22, den Widerstand 20 und den Widerstand 19 eine
bezüglich seiner Basis positive Steuerspannung und wird leitend. Die für den Wechselrichter I (38)
dargestellte Überwachungsschaltung ist auch noch einmal für den Wechselrichter II vorgesehen und in der
Figur nur schematisch mit 35' angedeutet. Die Überwachungsschaltung 35' für den Wechselrichter II
ist gleich der Überwachungsschaltung 35 für den Wechselrichter I aufgebaut, entsprechende Bauelemente
der Überwachungsschaltung 35' führen dann die gleichen Bezugszeichen, jedoch sind diese zur Unterscheidung
mit Strich-Index versehen.
Der Relaiskontakt 40, der von dem Relais der Schaltungsanordnung 35' betätigt wird, die für den
Wechselrichter II vorgesehen ist, ist geschlossen, da der Wechselrichter II nicht eingeschaltet ist und nicht an der
Sammelschiene liegt.
Der Kontakt 39/11 wird vom Schaltschütz 39 betätigt,
ist also für diese Annahme geschlossen, so daß das Relais 30 anzieht und den Kontakt 30/1, der in Reihe mit
dem Transistor 29 liegt, schließt. Da der Transistor 29 leitet, kann das Relais 31, das vom Transformator 24
über den Gleichrichter 33 und den Kondensator 32 gespeist wird, über den Kontakt 30/1 und den Transistor
29 anziehen. Dadurch wird der Kontakt 31/1 geschlossen und nach öffnen des Druckknopfschalters 37 das
Schallschutz 34 über seinen Kontakt 34/1 bei geschlossenem
Druckknopfschalter 36 unter Spannung gehalten. Mit dem Ansprechen des Relais 30 wird gleichzeitig der
Relaiskontakt 40' (nicht dargestellt) in der Überwa
chungsschaltung 35' des Wechselrichters II geöffnet, so
daß das Relais 30' (nicht dargestellt) in der Überwachungsschaltung 35' nicht anziehen kann, selbst, wenn
der entsprechende Kontakt 3971! des Wechselrichters U geschlossen ist
Es wird nun über einen Schalter 11 die Gleichspannung an das zentrale Synchronisierorgan 41 gelegt. Die
Gleichspannung, die von der Speisebatterie der Wechselrichter abgenommen wird, also in den Grenzen
von 1,8 Volt pro Zelle bis 2,4 Volt pro Zelle schwanken kann, wird mit einer Zenerdiodc 2 stabilisiert
Es fließt ein Strom vom Pluspol über die Sicherung 1, den Widerstand 42 und die Widerstände 3 und 4 zum
Kondensator 5. Durch den Spannungsabfall am Widerstand 3 wird der Transistor 6 leitend, der über
einen Widerstand 8 für eine bestimmte Zeit, die der Aufladezeit des Kondensators 5 entspricht, ein positives
Potential an die Steuerlektrode des Thyristors 9 legt Der Thyristor wird nun leitend und die Spannung
gelangt an das zentrale Synchronisierorgan 4t. Gleichzeitig zieht das Relais 10 an und schließt den Kontakt
10/1 (in 35), der in Reihe mit dem Widerstand 25 liegt. Da der Transformator 12 von dem zentralen Synchronisierorgan
41 Spannung erhält, erhalten auch alle auf der Sekundärseite des Transformators 12 liegende Schaltkreise
Spannung, also auch alle Synchronisierwicklungen der Impulsgeneratoren 21 aller Wechselrichter, so
daß diese mit der Frequenz des zentralen Synchronisierorgans 41 arbeiten. Die Spannung der Transformatorwicklung
12/1 gelangt nach Gleichrichtung mittels des Gleichrichters 13 und Kondensators 14 über die als
Spannungsteiler geschalteten Widerstände 15,16 und 17 an die Steuerelektrode des Transistors 18. Der
Transistor 18 wird leitend und schließt die Basis-Emitterstrecke des Transistors 29 kurz, so daß dieser
sperrt.
Der beim Schließen des Kontaktes 10/1 über Widerstand 25 erzeugte Spannungsabfall des Synchronisierstroms
bewirkt über den Gleichrichter 26 und Kondensator 27, daß der Transistor 28 leitend wird, so
daß gleichzeitig mit dem Sperren des Transistors 29 der Transistor 28 leitend wird, so daß das Relais 31 erregt
bleibt.
Nun kann der Wechselrichter II eingeschaltet werden und es können auch noch weitere Wechselrichter an die
Sammelschiene angeschaltet werden. Infolge des zentralen Synchronisierorgans 41 arbeiten nun alle
Wechselrichter mit gleicher Frequenz:
Wenn nun eine vom zentralen Synchronisierorgan 41 zum Impulsgenerator 21 eines Wechselrichters führende
Leitung z. B. bei A unterbrochen wird, fließt über den Widerstand 25 kein Strom mehr und die Synchronisierung
dieses Wechselrichters wäre gestört. Dies kommt einer Störung der Sammelschienenversorgung gleich,
und daher muß der entsprechende Wechselrichter von der Sammelschiene getrennt werden. Der Transistor 28
erhält keine Steuerspannung mehr und sperrt. Daher fällt das Relais 31 ab und der Kontakt 31/1 wird geöffnet,
der Wechselrichter also durch Abfallen des Schaltschützes 34 vom Gleichstromnetz abgeschaltet. Dadurch ist
die Störung der Sammelschienenversorgung behoben.
Wenn die Störung des zentralen Synchronisierorgans 41 in der Weise auftritt, daß, beispielsweise verursacht
durch die Sicherung 1, eine Art Wackelkontakt in der Stromzuführung zum zentralen Synchronis^rorgan 41
auftritt, dann würde das zentrale Synchronisierorgan nur zeitweise arbeiten, so daß ebenfalls Störungen beim
Parallelarbeiten der Wechselrichter eintreten. Um das
zu vermeiden, wurde der Thyristor 9 vorgesehen, der schon bei einer kurzzeitigen Stromunterbrechung von
etwa 10 Mikrosekunden sperrt und damit den Wackelkontakt in eine vollkommene Stromkreisunterbrechung
umformt. Dabei schaltet das Relais 10 ab. An den Wicklungen 12/1 tritt keine Spannung mehr auf, so
daß der Transistor 18 sperrt und der Transistor 29 leitend wird. Dadurch wird die Kollektor-Emitterstrekke
des Transistors 28 des zuerst an die Sammelschiene geschalteten Wechselrichters überbrückt. Bei allen
anderen Transistoren 28 kann diese Überbrückung jedoch nicht stattfinden, da durch die oben beschriebene
Verriegelungsschaltung des Relaiskontakts 40 alle anderen Relais 30 abgefallen sind. Es ergibt sich also bei
allen anderen Wechselrichtern ein Zustand ähnlich dem bei einer Unterbrechung der Leitung A, so daß alle
Wechselrichter abschalten, lediglich Wechselrichter I den Verbraucher mit seiner eigenen Frequenz versorgt.
Mit dem Druckknopfschalter 36 kann der Wechselrichter 38 manuell abgeschaltet werden.
Der Widerstand 7, der parallel zum Kondensator 5 liegt, ist so bemessen, daß der noch fließende Strom über
die Widerstände 3 und 4 den Transistor 6 nicht mehr leitend machen kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
lt 958
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung für mehrere sowohl
f leichstromseitig als auch wechselstromseitig paralfelgeschaltete
und durch ein zentrales Synchronisierorgan auf gleiche Frequenz und Phase synchronisierte
statische Wechselrichter, von denen jeder allein den gesamten Verbraucherstrom liefern kann,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zentralen Synchronisierorgan (41) und dem
Impulsgenerator (21) eines jeden Wechselrichters (38) je eine Überwachungsschaltung (35) angeordnet
ist, die beim Ausbleiben der Synchronisierimpulse die dadurch betroffenen Wechselrichter bis auf den
zuerst eingeschalteten Wechselrichter (38) abschaltet.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gleichstromzuleitung
des zentralen Synchronisierorgans (41) ein Relais (10) so angeordnet ist, daß dessen Schaltkontakt
(10/1) bei einer Unterbrechung der Gleichstromversorgung die Impulsleitung zwischen dem zentralen
Synchronisierorgan (41) und den Impulsgeneratoren (21) unterbricht.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung
des zentralen Synchronisierorgans (41) so ausgebildet ist, daß bei einer Unterbrechung der Stromversorgung
von mindestens 10 Mikrosekunden diese dauernd unterbrochen wird.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gleichstromzuleitung für
das zentrale Synchronisiert gan ein in Durchlaßrichtung geschalteter Thyristor (9) vorgesehen ist, zu
dessen Zündung seine Steuerelektrode über einen Widerstand (8) mit dem Kollektor eines Transistors
(6) verbunden ist, dessen Emitter mit der Anode des Thyristors (9) und dessen Basis mit dem Abgriff eines
zwischen den Gleichstromzuleitungen liegenden, ^0
mindestens einen Kondensator (5) enthaltenden Spannungsteilers (3,4,7) verbunden ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (5) im
Spannungsteiler mit einem Widerstand (7) überbrückt ist, der so bemessen ist, daß nach Stromausfall
der Transistor (6) nicht mehr leitend werden kann.
b. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signaleinrichtung
zur Anzeige der Störung in der Synchronisation vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1967ST027613 DE1638876B2 (de) | 1967-11-29 | 1967-11-29 | Schaltungsanordnung zur ueberwachung von parallel geschalteten statischen wechselrichtern |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE1967ST027613 DE1638876B2 (de) | 1967-11-29 | 1967-11-29 | Schaltungsanordnung zur ueberwachung von parallel geschalteten statischen wechselrichtern |
Publications (2)
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---|---|
DE1638876A1 DE1638876A1 (de) | 1971-08-26 |
DE1638876B2 true DE1638876B2 (de) | 1977-03-31 |
Family
ID=7461495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1967ST027613 Granted DE1638876B2 (de) | 1967-11-29 | 1967-11-29 | Schaltungsanordnung zur ueberwachung von parallel geschalteten statischen wechselrichtern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1638876B2 (de) |
-
1967
- 1967-11-29 DE DE1967ST027613 patent/DE1638876B2/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1638876A1 (de) | 1971-08-26 |
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |