DE2045703A1

DE2045703A1 - Überspannungsschutz für Gleichstrom leitungen

Info

Publication number: DE2045703A1
Application number: DE19702045703
Authority: DE
Inventors: Arne Dipl Ing Grangesberg Johansson (Schweden) P
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1969-10-10
Filing date: 1970-09-16
Publication date: 1971-05-06
Also published as: US3628124A; DE2045703B2; JPS4918137B1; SE336021B

Description

Überspannungsschutz für Gleichstromleitungen

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsschutz für eine Gleichstromleitung, die zwei Stromrichterstationen mit mehreren in Reihe geschalteten Stromrichtern verbindet, von denen jeder ein Nebenwegschaltorgan hat und über eine Gleichstromdrossel an den Stationen angeschlossen ist.

Bei Gleichstromleitungen der genannten Art ist ein Überspannungsschutz besonders aufwendig, wenn die Stromrichter aus Halbleiterventilen aufgebaut sind, die gegen Überspannungen besonders empfindlich sind. Aufgabe der Erfindung ist, den Aufwand für den Überspannungsschutz zu verringern.

Ein überspannungsschutz gemäß der Erfindung ist auf dem Ableiterprinzip aufgebaut und erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Überspannungsschutz jeder Station aus mehreren in Reihe geschalteten Ableitereinheiten besteht, die von der Station aus außerhalb der Gleichstromdrossel zwi-

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ORIGINAL INSPECTED

sehen Gleichstromleitung und Erde angeordnet sind, und zwar aus so vielen, daß das Schutzniveau des ÜberspannungsSchutzes der Spannungsfestigkeit der Stationen entspricht, daß die Ableitereinheiten mit Nebenwegschaltorganen versehen sind, die von den Nebenwegschaltorganen der Stromrichter auf solche Weise gesteuert werden, daß die Anzahl in Reihe geschalteter, aktiver Ableitereinheiten ständig der Anzahl in Reihe geschalteter und jeweils arbeitender Stromrichter entspricht, so daß das Verhältnis zwischen Schutzniveau und Spannungsfestigkeit im wesentlichen von der Anzahl jeweils arbeitender Stromrichter unabhängig ist.

Da die Ableiter außerhalb der Gleichstromdrossel angeordnet und so bemessen sind, daß sie zu wirken beginnen, ehe sich die Überspannung auf der anderen Seite der Drossel, d.h. in der Station bemerkbar' macht, schirmen sie die Stromrichterstation gegen eventuelle Überspannungen in der Leitung ab. Dies ist von besonderer Bedeutung bei Stationen, deren Stromrichter aus Halbleiterventilen aufgebaut sind, die sehr empfindlich gegen Überspannungen sind. Es ist deshalb nicht mehr notwendig, für jeden Stromrichter der Station und auch für die einzelnen Ventile einen aufwendigen Überspannungsschutz vorzusehen. Gemäß der Erfindung erhält man weiter eine vereinfachte Bemessungsgrundlage für die inneren Überspannungsschutzgeräte, was auch zu einer Senkung des praktisch durchführbaren Schutzniveaus führt. Außerdem erreicht man den Vorteil, daß die Gleichstromdrossel den Wahrscheinlichkeitsgrad

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für Überspannungen auf der Stromrichterseite wesentlich reduziert. Beide Faktoren führen zu einer Verminderung der Stationsisolation und einer Senkung der Kosten für die erforderlichen Schutzgeräte.

Eine Voraussetzung für das Einsparen von Isolation und Schutzgeräten in der Station ist jedoch, daß das Schutzniveau der Leitung ständig der "üibertragungsspannung angepaßt wird, was gemäß der Erfindung dadurch geschieht, daß die Nebenwegschaltorgane für Stromrichter und Ableitereinheiten so miteinander verbunden werden, daß die Anzahl dieser Komponenten in jeder Station ständig einander angepaßt wird. Auf diese Weise ist das Schutzniveau für die einzelnen Stromrichter von der Anzahl eingeschalteter Stromrichter unabhängig.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, die eine Gleichstromübertragung mit einem Überspannungsschutz gemäß der Erfindung zeigt.

Die Zeichnung zeigt eine Gleichstromleitung 1, die zwei Stromrichterstationen 2 und 3 miteinander verbindet, von denen jedoch nur die Station 2 genauer gezeigt ist, da die Stationen,

eine
von denen die eine/Gleichrichterstation und die andere eine Wechselrichterstation ist, im Prinzip in gleicher Weise aufgebaut sind.

Die Station 2 umfaßt drei in Reihe geschaltete Stromrichter 4, 5, 6, die über eine Glättungsdrossel 10 an der Gleich-

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stromleitung 1 angeschlossen sind. Jeder Stromrichter enthält einen Stromrichtertransformator und eine Ventilbrücke, zu der ein Nebenwegschaltorgan 7, 8 bzw. 9 parallel angeordnet ist. Jedes dieser Nebenwegschaltorgane ist mit drei Hilfskontakten a, b, c versehen.

Außerhalb der Gleichstromdrossel 10 sind zwischen Gleichstromleitung und Erde drei in Reihe geschaltete Ableiterelemente 11, 12 und 13 in Form von Ventilableitern bekannten ™ Typs angeordnet. Die beiden oberen Ventilabieiter 11 und 12 sind mit dem Nebenwegschaltorgan 14 bzw. 15, z.B. Trennschaltern, parallelgeschaltet, die vom Relais 16 bzw. 17 gesteuert werden. Diese Relais werden von den Kontakten a, b, c des Nebenwegorgans der Ventilbrücken gesteuert.

Das Relais 16 wird von drei parallelgeschalteten Kontakten 7a, 8a, 9a der jeweils dazugehörigen Trennschalter 7, 8 und 9 gesteuert, während das Relais 17 von drei parallelgeschal-P teten Reihenkontaktpaaren 7b und 8b, 7c und 9b, 8c und 9c gesteuert wird. Das bedeutet, daß, wemm einer der Stromrichter nebenweggeschaltet wird, der Ableiter 11 nebenweggeschaltet wird, und wenn zwei Stromrichter nebenweggeschaltet werden, auch der Ableiter 12 nebenweggeschaltet wird. Auf diese Weise entspricht die Anzahl in Reihe geschalteter Ableiterelemente ständig der Anzahl in Reihe geschalteter Stromrichter, so daß Schutzniveau und Isolationsniveau ständig übereinstimmen.

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Der dritte Ableiter 13 hat kein Nebenwegschaltorgan, da ein Nebenwegschalten von allen drei Stromrichtern ganz einfach bedeutet, daß das System außer Betrieb gesetzt wird. Anstelle der gezeigten Verbindung der beiden Gruppen von Nebenwegschalt- ' organen könnte man ganz einfach jeden der Trennschalter 7, 8 und 9 über den Kontakt a einen entsprechenden Nebenwegschalter für die Ableiterelemente steuern lassen. Dabei könnte man die Kontakte h und c sparen, dagegen müßte man auch für den Ableiter 13 einen Nebenwegschalter haben, und ein solcher ι Schalter in Form eines Trennschalters ist wesentlich teurer als die Hilfskontakte a, b, c«

Die Ableitereinheiten 11, 12, 13 können konventionellen Typs sein, bestehend aus einem Funkenstreckenstapel in Reihe mit spannungsabhängigen Widerständen. Die Funkenstrecken sollen mit einer Art Blasmechanismus versehen sein, um Gleichströme löschen zu können, und die Einheiten müssen mit hochohmigen Spannungsteilern parallelgeschaltet sein, um die Spannungsverteilung zwischen ihnen zu sichern.

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Claims

Patentansprüche ;

M. ) Überspannungsschutz für eine Gleichstromleitung, die zwei Stromrichterstationen verbindet, von denen jede eine Anzahl in Reihe geschalteter Stromrichter enthält, von denen jeder mit einem Nebenwegschaltorgan versehen ist, wobei die Gleichstromleitung über eine Gleichstromdrossel an einer Station angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Überspannungsschutz jeder Station (2, 3) aus mehreren in Reihe ge-

W schalteten Ableitereinheiten (11, 12, 13) besteht, die von der Station aus außerhalb der Gleichstromdrossel (10) zwischen Gleichstromleitung (1) und Erde angeordnet sind, und zwar aus so vielen , daß das Schutzniveau des Überspannungsschutzes der Spannungsfestigkeit der Stationen entspricht, daß die Ableitereinheiten (11, 12, 13) mit Nebenwegschaltorganen (14, 15) versehen sind, die von den Nebenwegschaltorganen (7, 8, 9) der Stromrichter auf solche Weise gesteuert werden, daß die Anzahl in Reihe geschalteter, aktiver Ableitereinheiten ständig der

^ Anzahl in Reihe geschalteter und jeweils arbeitender Stromrichter (4,5, 6) entspricht, so daß das Verhältnis zwischen Schutzniveau und Spannungsfestigkeit im wesentlichen von der Anzahl jeweils arbeitender Stromrichter unabhängig ist.
2. Überspannungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ableitereinheit (11,12, 13) mit einem Nebenwegschaltorgan (14, 15) versehen ist, das mit einem entsprechenden Nebenwegschaltorgan (7, 8, 9) eines Stromrichters (4, 5, 6) der betreffenden Station verbunden ist.

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3. überspannungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ableitereinheiten (11, 12, .13) außer einer mit je einem Nebenwegsehaltorgan (14, 15) versehen sind, das von einem für alle Ableitereinheiten gemeinsamen Steuerorgan ii^der betreffenden Station abhängig von der Anzahl eingeschalteter Stromrichter (4-> 5, 6) gesteuert wird.

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