DE2311744C3 - Anordnung zum Abschalten von mit Gleichströmen höherer Spannung betriebenen, vorzugsweise induktiven Verbrauchern - Google Patents

Description

Diese Aufgabe wird für eine Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen

Hybridschalter und Verbraucher ein Vierpol aus

50 zwei in jeweils umgekehrter Folge ihrer ÄC-Komponentftn dem Verbraucher parallelgeschalteten RC-Querstromgliedera und einer zwischen den beiden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung ÄC-Querstromgliedern in einem Längsstrompfad zum Abschalten von mit Gleichströmen höherer liegenden Induktivität angeordnet ist, wobei die mitt-

Spannung betriebenen, vorzugsweise induktiven Ver- 55 leren Spannungsteilerpunkte der ÄC-Querstromgliebrauchern, bei der Hybridschalter mit einem mecha- der durch einen Schalter zum Löschzeitpunkt des nischen Schaltglied für die Dauerstromführung und Thyristors überbrückbar sind.
einem dazu parallel betriebenen Thyristor mit Durch die Erfindung wird mittels eines einzigen

Zwangskommutierung über Löschkondensator für kurzzuschließenden Schalter zwischen den mittleren

die Schaltarbeit im Strompfad des Verbrauchers 60 Spannungsteilerpunkten des Vierpols eine Umstruk- ^vifegK_;: liegen. turierung der Anordnung erzielt; bei der neben der ; |S|l^f

Während Wechselströme höherer Spannung, zum Zwangskommutierung durch Spannungsverdoppelung , ^AS Beispiel ^ 6 kV, von konventionellen Schaltgeräten infolge Reihenschaltung von Kondensatoren der RC- ^ |^||| der Schütztechnik noch sicher geschaltet werden kön- Querstroirlglieder zusätzlich noch zwei Freilaufkfeise ΐ|||^

nen, sind Gleichströme zur Zeit nur bis 3 kV be- 65 für die Last und die im Längsstrompfad liegende |g|Ä| herrschbar. Die Schwierigkeit liegt in der während Induktivität gebildet werden. Die der Netzspannung a|^Ä| des Schaltvorganges bestehen bleibenden hohen entgegenstehende Kondensatorspannung in Höhe von ^|| Gleichspannung im noch ionisierten Schaltstrecken- 2· U„_eU läßt den fließenden Strom zu Null werden lÄÄ

und sperrt den Thyristor. Es ist nur darauf zu achten, parallel zum Verbraucher geschaltete ÄC-Que.rstromdaß die Kondensatoren vor jeder Schaltung auf ge- glieder 11, 12 und 13, 14 den Löschstrom für den laden sind. Schaltthyristor 8. Die beiden /?C-Querstromglieder Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist sind in umgekehrter Folge ihrer R- und C~Komponenals Induktivität im Längsstrompfad eine Drosselspule 5 ten parallel geschaltet und an ihren mittleren Spanvorgesehen. Diese übernimmt für empfindliche Ver- nungsteilerpunkten IS und 16 durch einen Schalter 17 braucher gleichzeitig Glättungsaufgaben. Von Vor- überbrückbar. Die Drossel 10 ist als Längsinduktiviteil ist bei schwierigen Schaltvorgängen auch eine tat einseitig (Anschlüsse Λ, C) zwischen die beiden Variante, bei der als Induktivität im Längsstrompfad Querstromglieder eingefügt, die auf der anderen Seite ein Stromtransformator vorgesehen ist, dessen Zweit- io (Anschlüsse B, D) direkt miteinander verbunden sind, wicklung im Schaltaugenblick des Thyristors einen Im Betriebszustand der Schaltung nach F i g. t ist den Löschvorgang begünstigenden Spannungsstoß er- der Schalter 7 geschlossen und führt den Laststrom hält, wobei insbesondere die Zweitwicklung des zum Wechselrichter S über die Drossel 10. Der Thy-StromtransfoiTnators im Schaltaugenblick in die Ver- ristor 8 ist gesperrt; der Schalter 17 geöffnet. Wähbindung zwischen den Spannungsteilerpunkten einge- 15 rend dieser Zeit werden die Kondensatoren 11 und fügt ist. 14 über ihre Vorwiderstände 12 und 13 auf das Netz-Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den potential aufgeladen. Zum Trennen des Wechselübrigen Ansprüchen und der erläuternden Be- richters 5 vom Netz 1, 2 wird zunächst der Schaltschreibung der Ausführungsbeisp^;,ele entnehmbar. thyristor 8 gezündet und übernimmt bei öffnung von An Hand von schematischen Ausführungsbeispielen 20 Schalter 7 die Laststromführung. Durch Schließen soll die Erfindung im nachstehenden näher erläutert des Schalters 17 wird infolge Reihenschaltung der werden. aufgeladenen Kondensatoren 11, 14 praktisch eine Es stellt dar Spannungsverdoppelung an den Anschlüssen A, B er-F i g. 1 eine Anordnung zur gleichspannungsseitigen zielt, die einen Rückstrom treibt, der den Laststrom Abschaltung eines Wechselrichters größerer Durch- 25 des Thyristors 8 sicher auf Null drückt und diesen gangsleistung, löscht. Die notwendigen Kapazitäten der Querstrom-F i g. 2 eine modifizierte Anordnung unter Ver- glieder richten sich nach den Lastströmen und den wendung eines Stromtransformators zur Löschunter- Freiwerdezeiten der Schaltthyristoren.
Stützung. Der Abschaltvorgang kann noch besser in zwei-Nach Fig. 1 wird einem Gleichstromnetz hoher 30 poliger Abschaltung beherrscht werden, wie es Spannung mit den Stromschienen 1, 2 über Strom- F i g. 2 zeigt.

abnehmer 3, 4 Energie für einen nicht naher darge- Die Bezugszeichen sind, soweit Übereinstimmung stellten Antrieb mit Drehfeldmotor mit veränder- besteht, geblieben. Diese Schaltungsvariante unterbarer Frequenz entnommen. Der Gleichstrom wird scheidet sich sonst nur noch von der bisher beschrieauf einem Fahrzeug mittels eines Wechselrichters 5 35 benen dadurch, daß an Stelle einer Drossel 10 ein in Drehstrom umgeformt. Zum Schalten des Fahr- Stromtransformator 18 eingesetzt wird, dessen Zweitzeuggleichstroms dient ein Hybridschalter 6, be- wicklung 19 in der vom Schalter 17 herstellbaren stehend aus einem mechanischen Schalter 7, ther- Überbrückung der Spannungsteilerpunkte 15 und 16 misch ausgelegt für Dauerstrom und kurzzeitige Füh- liegt.

rung der Kurzschlußströme, und einem parallel dazu 40 Die Wicklung 19 wird dabei vom Energieinhalt des

liegenden Schaltthyristor 8. Zwischen Wechsel- Kondensators 14 beeinflußt und unterstützt bei rich-

richter 5 und Hybridschalter 6 ist ein strichpunktiert tiger Polung den Löschvorgang durch einen zusätz-

angedeuteter Vierpol 9 mit den Anschlüssen A, B, C, liehen Stromstoß. Der Widerstand 12 ist so zu be-

D geschaltet. Er besteht aus einem Filternetzwerk mit messen, daß er einerseits keinen Kurzschluß für den

Doppelfunktion. Einerseits dient dieses, insbeson- 45 Kondensator 14 darstellt, d. h., er muß entkoppelnd

dere durch eine Drossel 10, der Glättung des dem wirken, und andererseits soll er so klein sein, daß der

Wechselrichter 5 als Verbraucher zugeführten Gleich- Aufladevorgang für Kondensator 11 nicht gestört

Stroms, andererseits stellt es insbesondere durch wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. raum. Dadurch wird bei noch ungenügender Lösch-

   PatentansDriiche· ästanz der Kontakte ein Abreißen des Lichtbogens

   ratentansprucne. erschwert bzw. ein Wiederzünden begünstigt. Es ist

   weise induktiven Verbrauchern, bei der Hybrid- ien für höhere Gleichspannungen als 3 kV mit Erfolg schalter mit einem mechanischen Schaltglied für ausgedehnt werden können

   gekennzeichnet, daß zwischen Hybrid- der zu löschende Strom m[Thyristor durch den
   Üchaher (6) und Verbraucher (5) ein Vierpol (9) densator-Entladestrom (Umschw.ngstrom) über die aus zwei in jeweils umgekehrter Folge ihrer Freiwerdezeit zu Null gebracht_wird .wodurch das

   KC-Komponenten dem Verbraucher (S) parallel- ₁₅ Ventil sperrt DT-AS 11 59 072). Solche reinen geschalteten ÄC-Querstromgüedern (11/12,13/14) Gleichstromschalter mit steuerbaren Ventilen kon- und einer zwischen den beiden ÄC-Querstrom- nen jedoch nur Strome begrenzter Hohe fuhren und gliedern (11/12, 13/14) in einem Längsstrompfad sind auch nicht fur höhere Spannungen geeignet. .,

   legenden Induktivität angeordnet ist, wobei die Durch die DT-PS 9 02 517 ist es weiter bekannt, ,$T

   mittleren Spannungsteilerpunkte (15, 16) der 20 zur Verminderung der Lichtbogenarbeit eines me- *

   ÄC-Querstromglieder (11/12, 13/14) durch einen chanischen Schalters Kondensatoren zu verwenden, Schalter (17) zum Löschzeitpunkt des Thyristors die zur Bildung einer Loschspannung fur den Licht-(8) überbrückbar sind bogen in Reihe zur Last geschaltet werden können.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- Durch diese Maßnahme kann der Schalter lichtbogenkennzeichnet, daß als Induktivität im Längsstrom- 25 ärmer arbeiten. Praktisch ist jedoch em lichtbogen-

   . pfad eine Drosselspule (10) vorgesehen ist. loses Schalten nicht möglich und auch em Schutz
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- induktiver Verbraucher gegen Überspannungen nicht kennzeichnet, daß als Induktivität im Längsstrom- gegeben.

   pfad ein Stromtransformator (18) vorgesehen ist, Ferner sind sogenannte Hybndschalter bekannt,

   dessen Zweitwicklung (19) im Schaltaugenblick 30 bei denen die Stromführung von mechanischen Schaldes Thyristors (8) einen den Löschvorgang be- tern durchgeführt wird und die Schaltarbeit durch günstigenden Spannungsstoß erhält. Halbleiterventile erfolgt (DT-AS 10 55 083). Beson-
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch ders zum Schalten großer Wechselströme fanden dergekennzeichnet, daß die Zweitwicklung (19) des artige Schalter unter Verwendung von Thyristoren Stromtransformators im Schaltaugenblick in die 35 starke Verbreitung (DT-AS 11 14 225). Zum Schalten Verbindung zwischen den Spannungsteilerpunk- höherer Gleichspannungen sind auch diese Systeme ten (IS und 16) eingefügt ist. bislang nicht geeignet.
5. 5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Aufgabe der Erfindung ist es, unter Verwendung Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der bekannten aufgezeigten Kondensator-Umladezweipolige Abschaltung des Verbrauchers (5) über 40 technik und solchen Hybridschaltem eine mit der her-Hybridschalter (6, 6 a) vorgesehen ist. kömmlichen Schaltgerätetechnik auskommende, sicher
6. 6. Anordnung nach einem der vorhergehenden arbeitende Schaltungsanordnung für höhere Gleich-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für spannung ;> 3 kV, ζ. B. 6 kV, zu schaffen, die nicht beide Hybridschalter (6, 6 a) der gleiche Lösch- nur große Leistung schalten kann, sondern auch eine kreis (11/12 und 13/14) wirksam ist. 45 besondere Schonung der insbesondere induktiven

   Verbraucher gegen Überspannungen gewährleistet.