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Regeleinrichtung für ein Elektro-Filter Es wirdangestrebt, EIektr-~Filtër
im-'Interésse der Wirtschaftlichkeit selbsttätig so zu regeln, daß die Betriebsspannung
immer möglichst nahe an der Durchschlagsspannung liegt. Der Erfindung liegt die
Aufgabe zugrunde, eine solche Regelung mit möglichst geringem Aufwand zuverlässig
zu Verwirklichen.
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Die Erfindung geht aus von einer Regeleinrichtung für ein Elektro-Filter
mit Phasenanschnitt-Regelung unter Anwendung von Thyristoren, deren Steuerspannung
durch Uberlagerung einer phasenverschobenen Wechselspannung und einer veränderbaren
Gleichspannung gebildet wird; und die Erfindung besteht in erster Linie darin, daß
von zwei Sekundärwicklungen eines Regel-Transformators, dessen Primärwicklung an
einer im wesentlichen konstanten Wechselspannung liegt, eine einen die veränderbare
Gleichspannung liefernden Gleichrichter speist und die andere durch einen Thyristor,
dessen Steuerelektrode und Kathode mit einem Meßglied für Überschläge verbunden
sind, unter Vermittlung eines Regelgleichrichters Jeweils bei einer bestimmten Übers¢hlags-Häufigkeit
kurzgeschlossen wird. Bei einer solchen Regeleinrichtung werden zum Unschädlichmachen
von Filter-Kurzschlüssen der Gleichrichter, der die veränderbare Gleichspannung
liefertwund ein Gegengleichrichter miteinander entgegengesetzten Gleichspannungen
hintereinander geschaltet und wird der
Wechselstromkreis des Gegengleichrichters
beeinflußt von einem Meßglied, das auf zu hohen Filter-Strom anspricht, und/oder
von einem Meßglied, das auf zu niedrige Filterspannung anspricht. Zu diesem Zweck
ist zweckmäßig in den Wechselstromkreis des Gegen-Gleichrichters ein weiterer Gleichrichter
eingefügt, dessen Gleichstrom-Kreis von dem Meßglied bzw. den Meßgliedern unter
Der mittlung wenigstens eines Thyristors beeinflußt wird.
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Die Fig. 1 und 2 der Zeichnung sind Schaltbilder fUr'Ausführungsbeispiele
von Regeleinrichtungen nach der Erfindung.
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Nach Fig. 1 ist an ein einphasiges Wechselstromnetz 1 die Primärwicklung
des Hochspannungs-Transformators 2 der Elektrofilter-Anlage mit Leitungen 3 und
4 angeschlossen. Die Sekundärwicklung des Hochspannungs-Transformators 2 speist
den Haupt-Gleichrichter 5, in de-ssen Gleichstrom-Kreis das Elektro-Filter 6 liegt.
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In der Leitung 4 liegen zwei Thyristoren 7, 8 miteinander in Gegenschaltung.
Antiparallei zu den Thyristoren 7, 8 sind zwei Dioden 9, lo so geschaltet, daß ihre
Anoden mit Kathoden der Thyristoren 7 und 8 verbunden sind. In der Leitung 3 liegt
eine Drossel 11.
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Zur Steuerung der Thyristoren 7, 8 dienen zwei HLifs-Thyristoren 12
bzw. 13. Die Anode Jedes der Hilfs-Thyristoren ist über einen Widerstand'14, 15
mit der Anode des betreffenden Thyristors 7 bzw. 8 verbunden, während die Kathode
Jedes Hilfæ-Thyristors mit der Steuer-Elektrode des betreffenden Thyristors verbunden
ist.
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Die jeweilige Steuer-Spannung der Hilfs-Thyristoren 12 und 13 wird
durch Überlagerung einer gegenüber der-Netz-Spannung phasen-verschobenen Wechselspannung
und einer veränderbaren Gleichspannung gebildet. Zu diesem Zweck liegen die Steuer-Elektroden
der Hilfs-Thyristoren 12, 13 in einem- Stromkreis, der die Sekundär-Wicklung eines
Steuer-Transformators 16 und einen Gleichrichter 17 enthält. Die Steuer-Elektroden
der Hilfs-Thyristoren 12 und 13 sind mittels zweier Zweigleitungen 18, 19 dieses
Stromkreises Uber Widerstände. 20, 21 an die Enden der Sekundär-Wicklung des Steuer-Trans
formators 16 angeschlossen. Von der Mitte dieser Sekundär-Wicklung führt eine Leitung
22 zum Plus-Pol des Gleichrichters L7. Sie enthält eine- Zener-Diode,- deren Anode
dem Plus-Pol des Gleichrichters 17 zugewandt ist.
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Der Minua-Pol des Gleichrichters 17 ist mit dem Minus-Pol eines Gegen-Gleichrichters
23 verbunden, dessen Plus-Pol an die Leitung 24 angeschlossen ist, welche die Kathode
der Thyristoren 7, 8 und die Anoden der Dioden 9, 10 miteinander verbindet.
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Die Primär-Wicklung des Steuer-Transformators 16 ist an das Netz 1
unter Vermittlung einer Widerstands-Brücke 25 angeschlossen,- die aus zwe i einander
gegenüberliegenden Ohmschen Widerständen und zwei induktiven Widerständen hesteht.
Zwei einander diagonal gegenüberliegende Ecken dieser Brücke sind an das Netz I
angeschlossen,; während die beiden anderen Ecken der Brücke mit den Enden der Primärwicklung
des'Steuer-Transformators 16 verbunden sind. Durch diese Brücke wird eine Phasen-voreilung
der in der Sekundär-Wicklung des Steuer-Transformators wirksamen Wechselspannung
um 900 gegenüber der Netzspannung bewirkt.
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Der Gleichrichter 17 ist an eine Sekundär-Wicklung 26
eines
Regel-Transformators angeschlossen, dessen Primär-Wicklung 27 über eine Strombegrenzungsdrossel
28 mit dem Netz 1 verbunden ist. An eine zweite Sekundär-Wicklung 29 dieses Transformators
ist ein Regelgleichrichter 30 angeschl'ossen, in dessen Gleichstrom-Kreis ein Thyristor
31 in solcher Anordnung liegt, daß seine Anode mit dem Plus-Pol des Regelgleichrichters
30 verbunden ist. Die Kathode und die Steuer-Elektrode des Thyristors 31 sind mit
einem Meßglied 32 für überschläge verbunden, das unter Vermittlung eines Kondensators
39 parallel zu dem Elektro-Filter 6 geschaltet ist. In einem Gleichstrom-Kreis des
Gleichrichters 17 liegen ein Ohmscher Widerstand 35 und ein Glättungs-Kondensator
36.
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Parallel zu dem Widerstand 35 ist eine Freilauf-Diode 37 angeordnet.
In einem Gleichstrom-Kreis des Gegen-Gleichrichters 23 liegt ein Ohmscher-Widerstand
38.
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Der Gegen-Gleichrichter 23 liegt wechselstromseitig in einem Kreis,
der von der Sekundär-Wicklung eines weiteren an das Netz 1 angeschlossenen Transformators
39 ausgeht. Dieser Wechselstromkreis wird durch einen weiteren Gleichrichter 40
von zwei Meßgliedern I, II zum Unschädlichmachen von Filter-Kurzschlüssen und Dauerströmen
im Filter beeinflußt.
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Das eine Meßglied I hat einen Gleichrichter 41, der einerseits an
die Sekundär-Wicklung eines Stromtransformators 42 angeschlossen ist, dessen Primär-Wicklung
in der Leitung 3 liegt. Der Gleichstromkreis des Gleichrichters 41 hat zwei Zweige,
von denen einer zwei hintereinander geschaltete Ohmsche Widerstände
43,
44 und der andere einen Ohmschen Widerstand 45 und eine Zener-Diode 46 mit dem Minus-Pol
des Gleichrichters 41 zugewandter Anode enthält Ein Punkt zwischen den Widerständen
43 und 44 ist mit der Steuer-Elektrode eines im Gleichstromkreis des Gleichrichters
40 liegenden Thyristors 47 verbunden, während ein Punkt zwischen dem Widerstand
45 und der Zener-Diode 46 mit der Kathode des Thyristors 47 verbunden ist.
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Das andere Meßglied II hat einen Gleichrichter 48, der von der Primär-Spannung
des Hochspannungs-Transformators 2 beaufschlagt ist. Der Gleichstrom-Kreis des Gleichrichters
48 hat zwei Zweige, von denen einer zwei hintereinander geschaltete Ohmsche Widerstände
49, 50 und der andere einen Ohmschen Widerstand 51 sowie eine Zener-Diode 52 enthält,
deren Anode dem Minus-Pol des Gleichrichters 48 zugewandt ist. Ein Punkt zwischen
den Widerständen 49 und 50 ist mit der Kathode eines Thyristors 53 verbunden, der
in einem Zweig des Gleichstrom-Kreises des Gleichrichters 40 parallel zu dem Thyristor
47 liegt. Die Steuer-Elektrode des Thyristors 53 ist an einen Punkt zwischen dem
Widerstand 51 und der Zener-Diode 52 angeschlossen.
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Die Wirkungsweise der Regeleinrichtung ist wie folgt.
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Es sei zunächst angenommen, daß die Elektrofilter-Anlage ohne Filterkurzschluß
und ohne Dauerstrom im Filter arbeitet und daß demzufolge die den Meßgliedern I
und II zugeordneten Thyristoren 47 und 53 geschlossen
sind. Wegen
des demgemäß an dem Gleichrichter 4o auftretenden Spannungsabfalles verbleibt an
dem Gegen-Gleichrichter 23 nicht eine so große Spannung, -wie sie erforderlich wäre,
um die von dem Gleichrichter 17 gelieferte Gleichspannung soweit herunterzudrücken,
daß die Hilfs-Thyristoren 12 und 13 nicht gezündet würden. Demzufolge ist die Regelung
der Filter-Spannung in Abhängigkeit von dem Meßglied 32 in der Weise wirksam, daß
immer mit einer möglichst hohen Spannung bei einer noch zulässigen Häufigkeit der
Überschläge gearbeitet wird.
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Nach einer gewissen Zahl von Überschlägen wird von dem Meßglied 32
aus der Thyristor 31 gezündet Da dies einem Kurzschluß des Regel-Gleichrichters
3o und damit der Sekundär-Wicklung 29 gleichkoemt, wobei die Drossel 28 strombegrenzend
wirkt, verringert sich der durch die andere Sekundär-Wicklung 26 fließende Strom.
Dementsprechend geht die von dem Gleichrichter 17 gelieferte Gleichspannung zurück,
so daß die diese Gleichspannung überlagende Wechselspannung die Schwellspannung
an den Steuer-Elektroden der Hilfs-Thyristoren 12 und 13 bei einer anderen Phasen-Lage
erreicht. Infolge der hierdurch bedingten Verschiebung des Zündwinkels verringert
sich der Durchlaßstrom in den Hilfs-Thyristoren und damit auch der Durchlaßstrom
in den Thyristoren 7 und 8. Am Hochspannungs-Transformator 2 und am Haupt-Gleichrichter
5 sinkt entsprechend die Spannung Folglich setzen die Überschläge am Filter 6 aus,
so daß der Thyristor 31 wieder in den Sperrzustand übergeht.
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Infolgedessen steigt die vom Gleichrichter 17
gelieferte
Gleichspannung wieder an, so daß sich der Durchlaßstrom in den Thyristoren 12, 13
sowie 7, 8 und damit die Spannung am Hauptgleichrichter 5 wieder erhöht. Man erhält
somit eine Impuls-Regelung derart, daß der Thyristor 31 um so häufiger gezündet
wird, je größer die Tendenz zur Überschreitung einer bestimmten Überschlags-Häufigkeit
ist. Im Endergebnis wird das erwähnte Ziel einer im Hinblick auf die zulässige Überschlags-Häufigkeit
möglichst großen Filterspannung erreicht.
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Wenn bei einem Filter-Kurzschluß der Filterstrom entsprechend groß
wird, überwiegt in dem Meßglied I der Spannungsabfall an dem Widerstand 44 die Sperrspannung
der Zener-Diode 46, so daß der Thyristor 47 gezündet wird. Da sonach im Gleichstromkreis
des Gleichrichters 4o ein Kurzschluß erfolgt, stellt sich am Gegen-Gleichrichter
23 eine entsprechend hohe Spannung ein. Demgemäß wird die vom Gleichrichter 17 gelieferte
Gleichspannung so stark herabgesetzt, daß es nicht mehr zu einem Zünden der Hilfs-Thyristoren
12 und 13 kommt.
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Infolge der hierdurch verursachten Sperrung der- Leitung 4 wird der
hohe Kurzschlußstrom beseitigt. Das erfolgt in der beschriebenen Weise ohne nennenswerte
Verzögerung.
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Entsprechendes geschieht3 wenn sich im Filter ein Dauerstrom bei niedriger
Filter-Spannung einstellt.
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Dann'sinkt in dem Meßglied II der Spannungsabfall an dem Widerstand
5o unter die Sperrspannung der Zener-Diode 52, so daß der Thyristor 3 gezündet wird.
Auch
der sich hiermit ergebende Kurzschluß im,Gleichstromkreis des
Gleichrichters 40 läßt augenblicklich den Gegen-Gleichrichter 23 in der Weise wirksam
werden, daß es nicht mehr zu einer Zündung der HilSs-Thyristoren 12 und 13 kommt.
Infolge der hiermit einsetzenden Sperrwirkung der Thyristoren 7 und 8 wird der erwähnte
Dauer-Strom unterbrochen.
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Das Schaltbild nach Fig. 2 zeigt, wie die Schaltung nach Fig. 1 sinngemäß
den Bedingungen eines Drehstromnetzes 54 angepaßt wird. Hierbei sind statt der beiden
Thyristoren 7 und 8 deren-drei 55, 56, 57 mit drei Hilfs-Thyristoren 58, 59, 60
vorhanden. Die Thyristoren 55, 56, 57 sowie drei antiparallel zu ihnen geschaltete
Dioden 61, 62, 63 sind im Sternpunkt der drei Primär-Wicklungen des Hochspannungs-Transformators
64 angeordnet. Der Widerstands-Brücke 25nach Fig. 1 entspricht eine Brücke 65 mit
je drei Ohmschen und drei induktiven Widerständen. Demgemäß ist der dem Steuer-Transformator
16 nach Fig. 1 entsprechende Steuer-Transformator 66 dreiphasig ausgeführt. Im übrigen
sind in Fig. 1 und 2 für gleiche Schaltungselemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
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Patentansprüche: