DE2146558C3

DE2146558C3 - Anordnung der Stromschienen in einer Gleichrichteranlage

Info

Publication number: DE2146558C3
Application number: DE19712146558
Authority: DE
Inventors: Johann Dr.-Ing. 8520 Erlangen Thomas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-09-17
Filing date: 1971-09-17
Publication date: 1979-09-06
Also published as: JPS5322661B2; NO134442B; NO134442C; JPS4838430A; DE2146558B2; GB1394080A; CH544408A; SE379459B; DE2146558A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung der Stromschienen in einer an Drehstrom angeschlossenen, mit Halbleiterventilen ausgestatteten Gleichrichteranlage, bei der die die Halbleiterventile und die die zugehörigen Sicherungen eines Gleichrichterzweiges tragenden Stromschienen jeweils zu einem durch eine Isolierschicht getrennten Paar zusammengefaßt sind. Eine solche Anordnung ist aus der DE-OS 15 63 355 bekannt.

Halbleiterventile für Gleichrichter, insbesondere für den Einsatz in Elektrolyseanlagen bestimmte Gleichrichter, werden für immer größere Nennströme hergestellt. Infolgedessen erzeugen die in den Stromschienen der Gleichrichteranlage fließenden Ströme stärkere magnetische Streufelder, die induktiv auf die metallenen Konstruktionsteile der Gleichrichteranlage einwirken. Die in den Konstruktionsteilen entstehenden Kreisströme können zwar durch den Einbau von Unterbrechungsstellen aus Isoliermaterial unterdrückt werden, jedoch erfordern die dann noch auftretenden w> Wirbelströme, deren Größe vom Abstand, von der Oberfläche und den Materialeigenschaften der Konstruktionsteile abhängen, aufwendige Maßnahmen, damit die Auswirkungen der Kreisströme, wie beispielsweise eine unzulässige Erwärmung der Konstruktion- n. teile, verhindert werden können.

Wenn in Gleichrichteranlagen Gleichrichterschränke an Transformatoren angebaut werden, ist es bei den hohen Strömen beispielsweise erforderlich, an Stelle eines Transformatorkessels aus Stahl einen Kessel aus Aluminium zu verwenden, damit die Wirbelstromverluste in den Kesselwänden niedrig bleiben.

Zur Kompensation der von den Stromschienen ausgehenden Streufelder ist bereits vorgeschlagen worden, die Stromschienen paarweise so anzuordnen, daß der Strom die Schienen eines Paares gegenläufig durchfließt Dazu ist jedoch eine Aufteilung der Transformatorwicklungen und der Gleichrichterschienen in zwei parallele Systeme erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Streufelder einer Gleichrichteranlage niedrig zu halten. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß aus den Stromschienenpaaren der Gleichrichterzweige und der Sternpunktschiene ein Block gebildet und zwischen zwei benachbarten Paaren je eine Isolierschicht angeordnet ist Dabei sind die Halbleiterventile und die Sicherungen zweckmäßig jeweils auf den Schmalseiten der im Querschnitt rechteckigen Stromschienen angeordnet Die Länge der Sternpunktschiene ist vorteilhaft an die Breite des Blocks angepaßt und bildet das tragende Konstruktionselement für die Stromschienenanordnung. Mit besonderem Vorteil überragen die drehspannungsseitigen Stromschienen der außen liegenden Phasen die gleiehstromseitigen Stromschienen derart daß sie zusammen mit den zwischen ihnen angeordneten, mit dem Gleichrichtertransformator verbundenen Zuleitungsstromschienen eine nur durch Isolierschichten zwischen den Zuleitungsstromschienen unterbrochene Seitenfläche des Stromschienenblocks bilden.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Stromschienenanordnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Stromschienenanordnung und Fig.2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1.

Nach Fig. 1 umfaßt jeder der sekundärseitigen Phase eines Transformators zugeordnete Gleichrichterzweig eine im Querschnitt rechteckige flache Stromschiene 1, auf deren Schmalseiten eine Reihe von Halbleiterventilen 3 angeordnet ist und eine im Querschnitt ebenfalls rechteckige flache Stromschiene 2, auf deren Schmalseiten die zugehörigen Sicherungen 4 befestigt sind. In der Gesamtanordnung wechseln die Stromschienen 1 und die Stromschienen 1 einander ab und zwischen zwei benachbarten Stromschienen ist jeweils eine dünne Isolierschicht 5 als Zwischenlage eingesetzt deren von der Höhe der Spannung abhängige Stärke nur wenige Millimeter zu betragen braucht. Dadurch haben die durch die Isolierschicht 5 gebildeten Streukanäle eine minimale Spaltbreite bei maximaler Länge. Da die Summe der Ströme in den drei Phasen eines Drehstromsystems theoretisch Null ist, ergibt sich durch die Zusammensetzung der Stromschienen zu einem Block eine induktivitätsarme Anordnung. Daher brauchen die Stromschienen nicht mehr wie bisher in unmittelbarer Nähe des Gleichrichtertransformators angeordnet zu werden.

Wie aus F i g. 1 weiterhin hervorgeht sind die Stromschienen 1 und 2 beispielsweise mit zwei Kühlkanälen 6 ausgestattet. An den Seitenflächen der Stromschienenanordnung können, falls erforderlich, weitere, den Isolierschichten 5 entsprechende Isolierplatten 7 angeordnet sein.

Die die Sicherungen 4 tragenden Stromschienen 2

sind, wie aus F: g. 2 hervorgeht, auf einer quer zu ihnen verlaufenden, sich über die Breite des Blockes erstreckenden Stromschiene als Sternpunktschiene 8 befestigt, die außer dem Stempunkt auch den einen Gleichspannungspol bildet Gegen die Sternpunktschiene 8 in Form einer Querschiene sind die die Halbleiterventile tragenden Stromschienen 1 durch dünne Zwischenlagen 9 isoliert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die an die Phasen U und W angeschlossenen Stromschienen 1 über das freie Ende der Stromschienen 2 hinaus etwa um die Breite der den Block mit einem Gleichrichtertransformator verbindenden Zuleitungs-Stromschienen 10,11, 12 verlängert, so daß ihre Außenflächen mit den Außenflächen der Zuleitungsstromschienen 10,11,12 der Phasen U, V, W fluchten. Zwischen den Zuleitungsstromschienen 10, 12 der Phasen [/und Wund den zugeordneten gleichspannungsseitigen Stromschienen 2 sind ebenfalls isolierende Zwischenlagen 13 angeordnet Da auf Grund von Zwischenlagen 9 der Streuspalt am Sternpunkt zwischen der Querschiene als Stempunktschiene 8 und den Stromschienen I der Phasen U, V und »Vklein gehalten werden kann, tritt auch im Sternpunkt eine geringe Streuung auf. Das gleiche gilt für die der Sternpunktschiene 8 gegenüberliegende, die Zuleitungsstromschienen 10,11,12 enthaltende Seite.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ergibt sich eine induktivitätsarme, raumsparende und selbsttragende Bauweise, die die Einsparung eines Schrankgerüstes

iü ermöglicht Die streuungsarme Anordnung ermöglicht sowohl den unmittelbaren Anbau an einer Wand des Transformatorkessels, beispielsweise mittels Isolatoren 14, als auch auf dem Deckel des Transformators.

Durch die Verringerung der Streufelder wird nicht nur der induktive Spannungsabfall des Gleichrichters herabgesetzt sondern auch der cos φ der Anlage verbessert Außerdem sind die Gleichrichterschienen gleichmäßig miteinander verkoppelt so daß eine unterschiedliche Stromführung in den Gleichrichterzwe igen und damit eine Schiefiast verr widert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung der Stromschienen in einer an Drehstrom angeschlossenen, mit Halbleiterventilen ausgestatteten Gleichrichteranlage, bei der die die Halbieiterventile und die die zugehörigen Sicherungen eines Gleichrichterzweiges tragenden Stromschienen jeweils zu einem durch eine Isolierschicht getrennten Paar zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Stromschienen-Paaren (1, 2) der Gleichrichterzweige und der Sternpunktschiene (8) ein Block gebildet und zwischen zwei benachbarten Paaren je eine Isolierschicht (S) angeordnet ist

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterventile (3) und die Sicherungen (4) jeweils auf den Schmalseiten der im Querschnitt rechteckigen Stromschienen (1, 2) angeordnet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Sternpunkischiene (8) an die Breite des Blockes angepaßt ist und das tragende Konstruktionselement bildet.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die drehspannungsseitigen Strom- 2s schienen (1) der außenliegende 1 Phasen (U, W)d\e gleichspannungsseitigen Stromschienen (2) derart überragen, daß sie zusammen mit den zwischen ihnen angeordneten, mit dem Gleichrichtertransformator verbundenen Zuleitungsstromschienen (10, 11, 12) eine r r durch Isolierschichten (5) zwischen den Zuleitungsstromschienen i—terbrochene Seitenfläche des Stromschienenblocks bilden.

5. Anordnung nach Anspruch <, dadurch gekennzeichnet, daß die Sternpunktschiene (8) mittels Isolatoren (14) unmittelbar am Gehäuse des Gleichrichtertransformators befestigbar ist.