DE2136865C - Schaltungsanordnung zur strombegrenzen den Unterbrechung von Gleich und Wechsel strömen hoher Spannung an Knotenpunkten in einem Netz - Google Patents

Description

Die E;rtinUiing bezieht sich auf eine Schaltungs:> Ordnung zur strombegrenzenden I nterbrechung von Gleich- und Wechselströmen honer Spannung afi Knotenpunkten in einem Netz, in der jedem Schalter (Kommutierungsschalter) ein Kondensator (tx<.rnrnutierungskondensator) von solcher Große parallel schaltbar ist. daß der zu unterbrechende Strom nach der Aufladung des Kondensators gezwungen ist. auf einen Parallelweg mit hohem Widerstand (Absorberkreis) zu kommutieren, wodurch er auf einer, anderweitig unterbrechbaren Reststrom verringert wird. Es ist bereits eine Schaltungsanordnung zur strombegrenzenden Unterbrechung von Gleich- und Wechselströmen hoher Spannung bekannt, in der einem Kommutierungsschalter ein Kondensator parallel geschaltet wird, der dem Schalterden Strom entzieht und der durch den abzuschaltenden Strom auf eine so hohe Spannung aufgeladen wird, daß dieser Strorr. auf einen parallelen hochohmigen Widerstand (Energieabsorber! kommutiert und auf einen leicht unterbrechbaren Reststromwert vermindert wird (ETZ/A, Bd. 89 [1968], Heft 18, S. 421 bis 423). Als besonders geeignet für die Reststromunterbrechung erweist sich eine bekannte Einrichtung, die aus einem Reststromschalter mit paralleler Cberspannungsschutzschahung aus in Reihe liegenden Löschfunkenstrecken, einem Widerstand und einem Kondensator besteht (deutsche Patentschrift 1 272 418).

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, für die Anwendung von strombegrenzendenSchaltungsanordnun- sen in vermaschten Netzen, in denen an Knotenpunkten mehrere Schalter zur Abtrennung der einzelnen Abgänge benötigt werden, eine sehr wirtschaftliche Losung zu finden.

Diese besteht ertindungsgemäß darin, daß für alle Stromzweige des Net/knotenpunktes nur eine gemeinsame Schalteinrichtung aus einem Kommutierungsschalier mit Kommutierungskondensator, Energieabsorber. Cberspannungsschutzeinrichtung und Re-t-

iü stromschaker vorgesehen ist und daß diese temeinsan-e Schalteinrichtung durch Öfi'i.en von in den HaupiL-i-Ui nee η liegenden Trennschaltern und Schließen von :;: den Nebenwegen liegenden Hilfsschaltern in der, :eweils abzuschaltenden Stromzweig einschaltbar ■<■:

i„ Eis sind bereu- Schaltungsanordnungen bekannt. :;-. denen bestimmte Funktionen der einzelnen Scha':.·: eines Knotenpunkte- von zentralen Elementen für ... ^- Schalter gemeinsam erfüllt werden. So übernimm: : einer Anordnung zur Stromunterbrechung bei Iv.-:.-Gleichspannung ein Kondensator die KommutieruiiL-hilfe für alle Schalter in den Abzweigen, und ferner w;-j auch die Zahl der Energieabsorber, die gleichzeitig j v Spannung am Kommiitierungskondensator begrenz··., herabgesetzt (deutsche Offenlegungsschrift 1 812 5v->

Diese Einsparung von Kondensatoren und Energie.! sorbern wird ledoch bei der bekannten Anordnung d dirci; erkauft, ti iß man auf hestimmte Schaltf.: ·■ verzichten muß. 7. B. auf das betriebsmäßige AussiJ ■'.-ten einer Leitung mit einer Spannungsquelle am ['.:: .

E, können nur Leitungen mit Verbrauchern abschaltet werden Hei der bekannten Anordnung kai,.-also nur eine der Hauptfunktionen der Schalter .:·■■ Knotenpunkt zentralisiert werden, nämlich die Ki ■-mutierung in den Kondensator, und außerdem e,:: ■

>5 Funktion nur teilweise wirtschaftlicher gelöst werdewie die Energieaufnahme bzw. Begrenzung der Sp.r,-nungsspitzen in nur vier statt sechs Absorbern.

Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindi:^_;: werden sämtliche Hauptfunktioiicn aller Schalter .,··:

Knotenpunkt zentral von jewel's einer gemeinsam·.· ■ Schalteinrichtung erfüllt, ohne daß eine Einschränk i:r ■ des Arbeitsbereiches der Schalteinrichtung damit verbunden ist. Die Anzahl der Elemente, die zentral d.e Hauptfunktionen erfüllen, ist bei η Abzweigen nur der 1 n-te Teil gegenüber einer Lösung mit vollständige Schalteinrichtungen in jedem Abzweig. Dabei ist no, von Vorteil, daß einige der aufwendigsten Elementnämlich der Kommutierungsschalter und der Reststromschalter, in der gemeinsamen Schalteinrichtung technisch einfacher und wirtschaftlicher ausführbar s.nd, da sie keinen Dauerstrom zu führen haben. Die Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher beschrieben:

F i g. 1 zeigt einen Netzknotenpunkt mit Schaltern in den einzelnen Abzweigen,

F i g. 2 die bekannte strombegrenzende Schaltungsanordnung.

F i g. 3 eine gegenüber F" i g. 2 etwas abgeänderte Anordnung, bei der der fCommutierungskondensator für den abzuschaltenden Strom auch in der Überspannungsschutzeinrichtung verwendet wird,

F i g. 4 ein zu F i g. 2 und F i g. 3 gehöriges Strom- und Spannungs-Diagramm und

F i g. 5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, in dem alle wesentlichen Funktionen der Strombegrenzung zentralisiert sind, wobei die gemeinsame Schalteinrichtung entsprechend der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 oder F i g. 3 zu verwenden ist.

■ -ι c v,,it,ini'sanordnuii2 nach F i g. 3 ist ge gen-

Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, sei In der bcnaiuiu_t- _{Ί der} Hutbehälter WSdiirch

zunächst die bekannte Schaltunasanordnuna nach über derjenigen nacnr _r. -^ ^^ „_rsetzt und auBer-F i g. 2 beschrieben, in der L₀ die treibende Spannung eine getnggerte ^^ "_konde^-_dlc_T C eir. Emist. die einen Strom / mit einem Anfangswert /,-, der dem dem ^K^'"^mu', -~_{K we}itere aetrigaerte Funabceschaltet werden soll, über eine Induktivität L und 5 ladewiderstand «., J»_ _eesch._llu._; niese Schaliungdie"Schalter S, und S₁ treibt. Parallel zu dem als Korn- kenstrecke '/^-^ _ä^_nf,che Wirkungsweise wie die näherungsschalter dienenden Schalter S_x liegen der ^anortlnun- ^v^'-'b'" öffnen des Kommulierungss^hal-Kommutierungskondensa'.or C₁ und der Energieabsor- nach F- ι g. - ■■ ^a<V ' .j_rj _z g nach Erreichen uner ber R₁. In Reihe mit dem Kommutierungskondensator ters S₁ im Zeitpunk , '^ _zum Zeitpunkt ,'. d:e

lieeen ein Hilfsschalter HS und eine Induktivität/.,. io bestimmten LkMv^ ^ ^ _{dcr Strom auf} j,,,, Parallel zu den Schaltern S₁ und .V.. liegt ferner die be- Funkenstrecke / /-■>, =V ' _{unJ d},^_er auflade:- kannte Schutzeinrichtung gegen Überspannungen. kondensator CM-.ii"^ ^ Kommutierung auf d.-. die aus einer Reihenschaltung von Kinkensüecken Der Mrom sin . _C ^L ■ ^ert von einictn Pro/e:--

FS. einem stromabhängigen Wideband R₅ und einem Energieabsorber K₁ -U" Re^siromschaltcr .V., /. ·

Kondensator C₂ besteht. «5 von I₀ ab worau dann ^ ,_{m Zcjthcre},_cn ,„_ _hl? .-

Nach Fit.2 und 4 fließ' fur d:e Ze.ten ; I₁ der /.e.t .', baatigt wiru »r . . _ß ^^^ ^.^ _t ^,,

Strom /,.'der abschaltet werden soll. Be. ;,. öffnet der muli die Funkenstr, ^V;², ' .._tl,_oci_ost) _Κ/ιηκ:.-K.immulierung^chalterS, und erzeugt eine Licht- ho_?i:>?anntin_g ^ ^_nden,j_{or C} über den Wid:- bogenspannung. nach emicen Millisekunden -«hlielM we:-en V±a) un <- Entladevorgang η

zur' Zeit ^₂ der H.lfsschalter //.V. Der Strom kommu- zo stand R ;™ⁿ ^™,^,, '^Γη. und d.e Funk, tiert in den Kondensator C₁ und lädt ihn auf. Ent- vor der ZeUi₁ aoj.t c, ^^ _{|nre %oHe Wic}j_crvc: sprechend der Spannung an C₁ wird der Strom auf strecken //-Λ, una J_{1 |anet nabe}n. D.

den t, ,rgieahsorher R₁ kommut.ert. der so ausge- fct.gung vor_p ^ ^P^un _des *_Strom(.; erfolgt da· legt ,st. daü R₁ (/„» ■ /, L „ ist. so da« der Strom ver- endgültige L "^te _{i^^_un„_sbi:hul/cinrichtung /, mindert werden kann. 1st der Strom ι naherungswe.se ^₅ wi der in der I N.rspannan_r auf den Restwert /,. UiR₁Hk) abgesunken, der je Zeitpunkt <v _Schaiu.n"sa!iordnune nach ■

nach Auslegung von R₁ einige Prozent bis einige η t ig.- ¹^¹ h_e, der alle wesentlichen sti.

10 Prozent von I₀ beträgt, dann w,rd der Reststrom- ^rtindung angcgcKn. be^, ^ ^_{n χ}

schalters, zur Ze₁Ii₃ geöffnet, der ,m Zusammen- begrenzenden I-^ionen^^u ^ _Schalteinr,_J;Ii:. wirken mit dem m Reihe geschalteten Fnergicab- 30 zweige" «n «rmer ^; ' s^Ue.nncht.

sorber R₁ eine Spannung gröüer aK die trche.ide erfüllt vverdem «τ λ _{odcr svah}lwe.se at..

Spannung erzeugt und den Strom we.ter vermmdert. w.rd die ^Einrichta"^fe "J^L^\.^ _aneenommen. daß ο Werden unzulässige Überspannungen an der Schalt- nach Ii g. J v,rv cι«ι · - ■ . ,_{(Μ c},

e.nnchtung erzeugt, dann sprich, zur /cit r, d<c Abzweig «abgetrennt ^ ^^ _bel',,_ _ofTnct ,. Cberspannungsschutzeinnchtungan. Die Reihenscnal- 35 HiHsscndiier «o«. _die ._,

_tung aus den Funkenstrecken FS. dem stromabhäng,- Trennscha e ΓΧ. Der Su, _m ^ ^^ ^

gen Widerstand R₂ und der Kapazität C. erzeugt eine same Schalteinnchtung ^ /»,schalten vu

certreibenden Sp.nnungentgegengerich.ete,Spannung. ^m-grj.ng^ha^ ^ ^ ,.

nimm, die Restenerg.e auf und schaltet den Mrom , «S/ur Ze^'^'X^ _{Ä Bel} ^^₁ der Re. -

zur Zeit;, endgültig ab. ύ w r ν .,.„) hei / spricht die Überspannung

Da d.e für d.e Kommutierung und d.e Überspan- Stromschalter S₁. und bei /₆s_Pr.cni u

nungsschutze.nnchtung erforderlichen Kondensatoren ^""^^„,^ Abschalten des Strome

be. etwa gleichen Nennspannungen etwa gle.cnc rvapa- Nach dem endgu gen .\ _{ύ //Λ}

zuätsw.rte haben, kann gemäC F , g. 3 em Kondensa- durch d.e ü ^?ⁿ"^u^ ,fwerden d:,

torC -ne.de Funktionen während des Scha.tab.atifes ₄₅ ^^^^^^t^rna^^S^,'

zeitlich nacheinander übernehmen. _htll„^l _e ZS ist für eine neue Abschaltung vorbc-

Eine solche Doppelausnutzung eines Kondensators einnchtung ZSM ur e^^ ^^ ^ ^ „ während eines Abscaaltvorganges .s. an s.ch aus der ™^lte\^D^_ir ^dl^^hg_aueä_röm ausgelegt sein muwn. deutschen Offenlegungsschnft 1 812 599 bekanr.:. D..rt F . g- 2 fur "«^«^oneS be! bedeutend gewird allerdings zum Zwecke der Kommutierung e.n 50 können die get ο üer en r _n^ vorgeladener Kondensator zweimal !untereinander nnge rem kons 'ukmemA ^^{na e} _{und d|}.. übe? verschiedene Schaltstrecken entladen, wöbe, die Arfo^n^^^ _//s- _mus._on zweite Entladung identisch nut der ersten ist .,nd nur ^ ⁿⁿf a ^r Γ5 smd^er^g ^^ _darstd,_cn bei vermindertem Strom erfolgt. ^r aer se , _isekunden den abzuschaltende.·.

Be, der Schaltungsanordnung nach der Erfindung 55 übe «ny lOM'l^""^de _{SchaIthandlune wicder}

wird der nicht vorgeladene Koir.mut.erung^or^n- ^Strom _T ^fü _n ^hre _f ⁿ _rec ^U.ⁿ _e ^d darstellen Die Trennschalter / V

sator ebenfalls be. einer Abschaltung zweimal benutzt. eine ^Trem'^^_hX_n5"_nR j_en Dauerstrom f uh-

aber hier hat der Kondensator in der Schutzeinnch. mu«cn vor ^^d^*jto^ _Strom

tungnichtsmitderStromkommuferungzutuniersoü en ta de Agdugwng gj^ _{und nach der}

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. .Schaltungsanordnung zur strotnbegrenzenden Unterbrechung von Gleich- und Wechselströmen hoher Spannung an Knotenpunkten in einem Neu, ;n der jeden· Schalter (Kommutierungsschalter) ein Kondensator ( KommutierungskonJensator) von solcher Gril.e parallel schaltbar ist. JaB de." zu unterbrechende Strom nach der Aufladung -Jo Kondensators gezwungen is!, auf einen Par.illelweg nut hohen- Widerstand (Absorberkreis ι /u komniutieren. wodurch er auf einen anderweitig i:rne:- brechbarer Rests!rom verringert wird, d a d i; r c h g c k e π :; / e ι c ii net. daü für alle Sirr—r«L'ige de.s Nei/knotenpi:nktes nur eine gemeinsam-.: Schalteinrichtung au-, einem Kommutieriing.sch.al- !--•r (.S", ι mit Kommutierungskondensator ί C₁ 1. Energieabsorber (R₁). fj berspannungsschutzeinnchiiing ι FS. C₂. /?_;i und Reststromschalter (.S',! vorgesehen .st und da.¹- diese gemeinsame Schalteinrichtung durch Offnen von in den Hauptleitungen liegender; Trer.n-ch.iliern {TSa. TSb, JSt) und Schließen von iii den Nebenwegen liegenden Hiifssch.i'· ^rn (HSü, USb. //.S< ι in den jeweils -tviischalteni.cn Stroni-■Aeig einschaltbar ist (Fig. 5).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 mit einem gemeinsamen Kondensator für die Kommutierung und den Überspannungsschutz, dadurch gekennzeichnet, dai' dieser Kondensator (O durch eine parallel ί,τι Kondensator liegende und nach der Kommutierung zündende FunkenstreckdTT.S',) entladbar Μ (F ig 3i