DE1910670C3 - Einrichtung zur Erfassung von Überschlägen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung von Überschlägen auf der Ausgangsseite eines Gleichrichtergerätes, insbesondere für Elektroabscheider, bei der in den Ausgangsgleichstromkreis ein Serienwiderstand geschaltet ist, an welchen ein zu einer Vorrichtung zur Erfassung des Überschlages führendes Hochpaßfilter angeschlossen ^;st und an dem ein dem Gleichstrom proportionaler Spannungsabfall entsteht, wobei die am Serienwiderstand auftretende Wechselspannung, die im Falle eines Überschlages durch Stromänderungen verursacht wird, verwendet wird.

Es sind bereits mehrere Lösungen bekanntgeworden, die ein Kriterium für den Überschlag bzw. Kurzschluß am Ausgang eines ein- oder mehrphasigen Gleichrichtergerätes liefern, welches mit einer primären Reihenimpedanz zur Begrenzung des Kurzschlußstromes und einem Stellglied zur Steuerung der Ausgangsgleichspannung ausgestattet ist. So sind Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen eine gleichspannungsseitige Unterspannung erfaßt wird. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß das Unterspannungskriterium auch beim Einschalten des Gerätes vorhanden ist. Bei Hochspannungsgleichrichtern ist ein teurer Spannungsteiler erforderlich.

Bei anderen bekannten Einrichtungen erfolgt eine Differenzierung der Gleichspannung, womit auch hier der Nachteil verbunden ist, einen Spannungsteiler vorsehen zu müssen.

Es ist auch bekannt, eine Differenzierung der Transformatorprimärspannung zu verwenden. Diese Maßnahme weist den Nachteil auf, daß hochfrequente Einschwingvorgänge wie sie z. B. durch das Stellglied eingeleitet werden können, Überschläge vortäuschen.

Bei Erfassung des primären oder gleichstromseitigen Überstromes ergibt sich der Nachteil, daß bei Wahl einer starren Vergleichsschwelle diese größer gewählt werden muß als der Gerätenennstrom ist Bei

s Teillastbetrieb wird diese Schwelle nicht überschritten. Um diesen Nachteil zu beseitigen, muß die Vergleichsschwelle stromabhängig nachgeführt werden, was insbesondere bei hoher Überschlagshäufigkeit sehr aufwendig ist

,o Durch die CH-PS 4 64 862 sind ein Verfahren und ein Schaltungsanordnung zur Erfassung von Überschlagen in Elektrofiltern und zur dementsprechenden Regelung der Speisespannung bekanntgeworden, bei der mittels eines differenzierenden Wandlers der bei einem

is Überschlag auftretende Stromanstieg, der wesentlich steiler als der normale Anstieg des Filterstromes bei jeder Halbwelle, in der Sekundärwicklung dieses Wandlers einen quasidigitalen Impuls erzeugt, der einer Regeleinrichtung zugeführt wird, um eine Herabsetzung

>o der Speisespannung zu bewirken. Die Speisespannung für das Filter wird durch Gleichrichtung aus einem Wechselstromnetz gewonnen, wobei dem Gleichrichter als Überspannungsschutz ein Glätiungskondensator und ein Dämpfungswiderstand nachgeschaltet sind. In

>s der Rückleitung des Filterstromes ist die Primärwicklung eines entsprechend dimensionierten '— Wandlers

eingeschaltet, der an seiner Sekundärseite im wesentlichen nur die den steilen Stromanstiegsflanken entspre-

•¹⁰ chenden Spannungsimpulse LJ= Z.j₍ liefert und die den

langsamen Stromvariationen entsprechenden Spannungen unterdrückt. Diese »quasidigitalen« Impulse werden der Regeleinrichtung zugeführt

Durch die DT-OS 14 57 096 ist ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Hochspannung für elektrostatische Staubabscheider bekanntgeworden, wobei zur Regelung elektrische Impulse herangezogen werden, die vor oder während des Auftretens von an Niederschlagselcktroden entstehenden Sprühentladungen (positives Rücksprühen) ausgelöst werden.

Sowohl beim Gegenstand nach der CH-PS 4 64 862 als auch beim Gegenstand nach der DT-OS 14 57 096 werden die im Leistungskreis auftretenden Stromkurven unverändert belassen. Beim Gegenstand nach der CH-PS 4 64 862 werden durch den differenzierenden Wandler die hochfrequenten Anteile von den niederfrequenten Anteilen getrennt und der Regeleinrichtung

so zugeführt. Das gleiche geschieht beim Gegenstand nach der DT-OS 14 57 096 durch einen Hochpaß, der einem Widerstand nachgeschaltet ist, der in Reihe mit der Gleichspannung und dem Staubabscheider liegt. Das führt bei Teillastbetrieb zu Schwierigkeiten, weil die

ss Stromamplituden in diesem Falle außerordentlich klein werden und daher praktisch nicht erfaßbar sind.

Ähnliches gilt für die Einrichtung zur Erfassung von Kurzschlüssen nach der US-PS 32 15 896, bei der in Reihe mit einem Inverter od. dgl. ein induktiver

ο« Widerstand geschaltet ist, an dem belastungsabhängig über einen Steuerkreis eine Regelspannung einem in Reihe mit einem Strombegrenzungswiderstand liegenden gesteuerten Halbleiter zugeführt wird, wobei diese Reihenschaltung ebenso wie die Reihenschaltung des

ds Inverters und des induktiven Widerstandes sowie eine Reihenschaltung eines Kondensators, eines weiteren Strombegrenzungswiderstandes und einer Schmelzsicherung an einer Gleichspannung liegen. Bei der

Serienschaltung des Strombegrenzungswiderstandes und des Kondensators handelt es sich um ein Dämpfungsglied, das das Auftreten von Welligkeiten verhindern soll.

Die Aufgabe der Erfindung bestehi darin, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und ein belastungsunabhängiges Kmerium für den gleichstromseitigen Überschlag zu erhalten.

Erfindungsgemäß ist vor dem Serienwiderstand parallel zu den Ausgangsklemmen des Gleichrichtergerates eine Kapazität angeordnet, die sich im Kurzschlußfall in Form einer hochfrequenten, gedämpften Schwingung über den Serienwiderstand endädt.

Wesentlich ist dabei, daß im Leistungskreis eine elektrische Konfiguration hergestellt wird, die eine möglichst ungedämpfte Hochfrequenzschwingung im Kurzschlußfall erzeugt, welche an dem Serienwiderstand abgenommen werden kann.

Mit dieser Maßnahme wird nicht nur das angestrebte Ziel erreicht, sondern auch ermöglicht, in Verbindung mit einer kontaktlosen bzw. elektronischen Steuerung die Überschlagshäufigkeit, z. B. bei Entstaubungsanlagen, bis zu einer sehr hohen Überschlagsdichte zu regeln. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß das hochfrequente Signal nur von der an den Kapazitäten liegenden Spannung und nicht vom Belastun^swiderstand des Gleichrichtergerätes abhängt.

Im Falle eines Überschlages werden durch die Entladung der Kapazität Sekundärschwingungen ausgelöst, die über den Serienwiderstand und das Hochpaßfilter der Vorrichtung zur Erfassung des Überschlages zugeführt werden. Da diese Sekundärschwingungen in ihrer Amplitude lediglich von der Ladespannung der Kapazität abhängen, ist auch im strommäßigen ?s Teillastbetrieb, eine einwandfreie Erfassung der Überschläge gewährleistet.

Vorteilhafterweise ist die Kapazität durch die Wicklungskapazität des Gleichrichtertransformators, durch die Kapazität des Gleichrichters, durch die Leitungskapazität und bzw. oder durch einen Zusatzkondensator gebildet.

Die Kapazitäten liefern mit den vorhandenen Induktivitäten hochfrequente Einschwingungsvorgänge, die durch das Hochpaßfilter von der niederfrequenten 4s Welligkeit des Ausgangsgleichstromes getrennt und der Anzeigevorrichtung bzw. einer Steuerung zugeführt werden können.

Zweckmäßigerweise ist das Erfassungsglicd über ein Steuergerät an einen bekannten Wechselstromsteller so angeschlossen, der im Primärkreis des Gleichrichtergerätes liegt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der Zeichnungen in der zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild einer erfindiingsgemäßen Einrichtung und

Fig. 2 eine Anwendung bei einem elektrostatischen Hochspannungsfilter.

Die Primärseite 1 eines Hochspannungstransforma- (>o tors liegt über eine Stiombegrenzungsdrossel 2 und einen Thyristorwechselstromsteller 3 am Netz. Die Sekundärseite 4 des Transformators führt über eine Gleichrichterbrücke 5, 6, 7, 8 an ein Gerät 9, dessen Eingang auf innere Überschläge überwacht werden soll.

Hierfür ist in den Gleichstromkreis ein Widerstand 10 geschaltet, an den ein Hochpaß 11 angeschlossen ist, der zu einer Anzeigevorrichtung 12 führt

Für die Funktion der erfindungsgemäCen Einrichtung sind die bei der praktischen Ausführung vorhandenen Eigenkapazitäten 13, 14, 15 der Schaltung und deren Einzelteile und jene eines gegebenenfalls vorgesehenen zusätzlichen Kondensators 16' von ausschlaggebender Bedeutung. Die am Ausgang des Gleichrichtergerätes befindliche Kapazität, welche aus der Wicklungskapazität 13 des Hochspannungstransformators mit der Primärseite 1 und der Sekundärseite 4 aus der Kapazität 14 der Gleichrichterbrücke 5,6,7,8 und dessen in F i g. 1 nicht dargestellten Beschaltungskondensatoren, aus der Leitungskapazität 15 und aus dem Zusatzkondensator 16 besteht, wirkt als Energiespeicher. Bei einem Überschlag im Gerät 9 entlädt sich diese Kapazität und es entsteht am Widerstand 10 ein hochfrequenter Einschwingvorgang, welcher mit dem nachgeschalteten Hochpaß 11 von der Grundwelle des welligen Gleichstromes getrennt wird.

Am Ausgang des Hochpasses 11 tritt bei jedem Überschlag ein Signal auf, das in der Anzeigevorrichtung 12 der Anzeige des Überschlages dient.

Die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung kann beispielsweise bei explosionsgefährdelen Filtern Anwendung finden, wobei die Anzeigevorrichtung 12 nach einem oder mehreren Überschlägen gegebenenfalls automatisch die Abschaltung der Anlage herbeiführt.

Selbstverständlich ist die Einrichtung auch bei anderen Gleichrichterschaltungen, ζ. B. ein- oder mehrphasigen Gleichrichtern, verwendbar.

In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung mit einem Elektroabscheider 17 dargestellt, der anste'le des Gerätes 9 nach Fig. 1 tritt. An den Hochpaß ti ist ein Steuergerät 18 angeschlossen, das mit dem Thyristorwechselstromsteller 3 in Verbindung steht.

Tritt im Elektroentstauber 17 ein Überschlag auf, so wird das am Ausgang des Hochpasses 11 auftretende Signal dem Steuergerät 18 zugeführt, das den Thyristorwechselstromsteller 3 derart beeinflußt, daß in an sich bekannter Weise einr gewünschte Überschlagshäufigkeit erreicht wird.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann anstelle der Strombegrenzungsdrossel 2 der Transformator 1, 4 selbst als Streutransformator ausgebildet sein. Der Abgriff der hochfrequenten Einschwingvorgänge kann auch im Primärkreis des Hochspannungstransformator erfolgen. An die Stelle des Thyristorwechselstromstellers können auch andere Stellglieder, z. B. Transduktoren, Stelltransformatoren u. dgl., treten. Die Einrichtung eignet sich auch zur Erfassung von Kurzschlüssen und raschen Stromänderungen.

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Claims (3)

19 IO 670 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erfassung von Überschlagen auf der Ausgangsseite eine* Gleichrichtergerätes, insbesondere für Elektroabscheider, bei der in den Ausgangsgleichstromkreis ein Serienwiderstand geschaltet ist, an welchen ein zu einer Vorrichtung zur Erfassung des Oberschlages führendes Hochpaßfilter angeschlossen ist und an dem ein dem Gleichstrom proportionaler Spannungsabfall entsteht, wobei die am Serienwiderstand auftretende Wechselspannung, die im Falle eines Überschlages durch Stromänderungen verursacht wird, verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Serienwiderstand (10) parallel zu den Ausgangsklemmen der Gleichrichterbrücke (5, 6, 7, 8) eine Kapazität (16) angeordnet ist, die sich im Kur^schlußfall in Form einer hochfrequenten gedämpften Schwingung über den Serienwiderstand entlädt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität durch die Wicklungskapazität (13) des Gleichrichtertransformators, durch die Kapazität (14) des Gleichrichters, durch die Leitungskapazität (15) und bzw. oder durch einen Zusatzkondensator (16) gebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochpaß (11) über ein Steuergerät (18) an einen Wechselstromsteller (3) angeschlossen ist, der im Primärkreis des Gleichrichtergerätes liegt.