DE2337290A1

DE2337290A1 - Thyristorventil fuer einen hochspannungsstromrichter

Info

Publication number: DE2337290A1
Application number: DE19732337290
Authority: DE
Inventors: Georg Lindblom; Bernt Oestlund
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1972-08-04
Filing date: 1973-07-23
Publication date: 1974-02-21
Also published as: JPS4959252A; FR2195108A1; SE365915B; GB1429839A; DE2337290B2; CH560482A5; FR2195108B1; JPS5816029B2; CA984458A

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Helmut Missling 63 Gieseen 20.7.1973

Dipl.-Ing. Richard Schlee Bismarckstrasse 43

, , „ , Telefon: (0641) 71019

Dr.-Ing. Joachim Boecker

Boe/K 11.663

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget Västeras/Schweden

Thyristorventil für einen Hochspannungsstromrichter

Die Erfindung betrifft ein Thyristorventil für einen Stromrichter für Hochspannung mit einer Anzahl in Reihe geschalteter Thyristoren, von denen jeder mit einem Steuergerät versehen ist, das von einem Steuerglied für das ganze Ventil gesteuert wird, sowie mit einem Signalgeber versehen ist, der über Detektoren einen Anzeigeimpuls abgibt, wenn die Spannung am Thyristor einen bestimmten Wert erreicht. Ein solches Thyristorventil wird beispielsweise in der Deutschen Patentanmeldung P 23 03 279.3 beschrieben.

Es ist bereits bekannt, diese Anzeigeimpulse für die Feststellung auszunutzen, wie viele und welche der Thyristoren mit zugehörigen Steuergeräten fehlerfrei bzw. defekt sind, so daß man über den Zustand des gesamten Ventils Bescheid weiß bzw. diesen Zustand überwachen kann. Die bekannten Anordnungen dieser Art bestehen im wesentlichen aus parallel

A09808/0797 "²"

zu den Thyristoren geschalteten Glimmlampen und relativ einfache Schaltkreise, die unter anderem zur Überführung der Signale zwischen verschiedenen Potentialniveaus oder über längere Strecken nicht geeignet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thyristorventil der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die beschriebene Überwachung in einfacher Weise und in übersichtlicher Form über große Strecken möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Thyristorventil der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß ein abtastendes Glied in Form eines Wählers zum Ablesen der über die Detektoren gegebenen Anzeigeimpulse vorhanden ist, welches diese Impulse über ein Uberführungsglied auf einen Rechner gibt, wobei Steuerglied zur Steuerung und Synchronisierung des Wählers und des Rechners im Verhältnis zueinander und mit den Uberführungsglieder verbunden sind.

Verglichen mit den bekannten Anordnungen erhält man durch die Erfindung eine detaillierte und übersichtliche Anzeige über den Zustand der Thyristoren und deren Steuergeräte, die sich insbesondere für den Einsatz in unbemannten Stromrichter-

409808/0797

Stationen eignet. Der Aufbau des Systems ist einfach. Es werden unter anderem nur zwei Uberführungskanäle pro Ventil vom Hochspannungspotential zum Brdpotential benötigt. Ferner können bei der Erfindung zum Teil bereits vorhandene Bausteine des Ventilkreises verwendet werden.

Anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.

Das Thyristorventil besteht aus mehreren in Reihe geschalteten Thyristoren 13-1n und ist für einen Stromrichter für Hochspannung bestimmt, wo es mit weiteren ähnlichen Ventilen eine Ventilbrücke bildet. Dabei wird der eine Endanschluß eines jeden Ventils an die Gldchstromseite der Ventilbrücke und der andere an die Wechselstromseite der Ventilbrücke angeschlossen.

An die Steuerelektrode eines jeden Thyristors ist ein Steuergerät 1, beispielsweise nach der deutschen Patentanmeldung P 23 03 279.3 mit einem Detektor in Form einer Fotodiode 11 angeschlossen, die von Leuchtimpulsen von einem Steuerglied 22 für das ganze Ventil beeinflußt wird. Dieses Steuerglied wird von dem nicht dargestellten Steuersystem des Stromrichters beeinflußt und das Steuerglied 22 sendet Signale über Leuchtdiode 23 und Lichtleiter 24 zum Steuergerät 1 zur Zündung der Thyristoren.

409 8 08/0 797

Jedes Steuergerät 1 ist mit einem Signalgeber in Form einer Leuchtdiode 12 versehen, die einen Anzeigeimpuls gibt, wenn die Spannung in Durchlaßrichtung über den zugehörigen Thyristor einen bestimmten Wert erreicht hat. Diese Anzeigeimpulse gehen über den Lichtleiter 25 zu den Detektoren 2, die mit Fotodioden versehen sind und Eingangsglieder für die Speicherglieder 3 bilden, in denen die Anzeigeimpulse für jede Arbeitsperiode der Anordnung gespeichert werden.

Die Anzeigeimpulse gelangen recht zufällig während jeder Arbeitsperiode in die Speicherglieder 3, und zur Registrierung der Impulse ist ein Wähler 4 vorhanden, der die Speicherglieder und die darin gespeicherten Impulse abfragt. Der Wähler 4 wird von einem Steuerglied 5 gesteuert, das den Takt für den Wähler bestimmt und außerdem für jede abgeschlossene Arbeitsperiode die Speicherglieder auf Null zurückstellt, so daß eine neue Serie von Anzeigeimpulsen gespeichert und registriert werden kann.

Vom Wähler 4 wird eine vom Steuerglied 5 gesteuerte Impulsfolge ausgesandt, ¹^x feder ctecr Impuls« bzw. die Lücken eventuell^ ausgebliebener Impulse dem Zustand eines der Thyristoren 13-1n entsprechen.Diese Impulse gelangen über ein überführungsglied 6a zu einem Rechner 7. Zur Synchronisierung des Rechners 7 ist ein Steuerglied 9 vorhanden, das über ein weiteres Uberführungs-

409806/0797

-5-

glied 6b an das Steuerglied 5 für den Wähler 4 angeschlossen ist. Auf diese Weise wird der Rechner 7 die vom Wähler 4 kommenden Impulse bzw. die ausgebliebenen Impulse entsprechenden Intervalle ablesen. Der Rechner 7 kann auch als Rückwärtszähler aufgebaut sein, der vor dem Abtastvorgang durch den Wähler 4 auf eine der gesamten Thyristoranzahl entsprechenden Zahl gestellt ist, von der anschließend die vom Wähler 4 gelieferten Impulse abgezogen werden. Nach dem Abtasten enthält der Rechner dann die Anzahl fehlerhafter Thyristoren.

Das Ergebnis im Rechner 7 kann durch ein besonderes Anzeigeglied 20 zugänglich gemacht werden, das z„B. als sogenanntes Zahlenrohr ausgebildet ist, das unmittelbar die Anzahl fehlerhafter Thyristoren angibt. Es kann auch eine Alarm- oder Auslöseanordnung vorgesehen sein, am besten eine mehrstufige, die beim Vorliegen einer bestimmten Anzahl fehlerhafter Thyristoren ein Warnsignal abgibt, während ein Alarm- oder Auslösesignal gegeben wird, wenn die Anzahl fehlerhafter Thyristoren sich der kritischen Grenze hinsichtlich der Spannungsfestigkeit des betreffenden Thyristors nähert.

Parallel zum Rechner 7 kann ein Speicherglied 8 angeordnet sein, welches wie der Rechner 7 von dem Steuerglied 9 gesteuert wird und die Positonen der fehlerhaften Thyristoren

409808/Ö797 -6-

registriert. Das Ausgangsglied. 21 für diese-Registrierung kann die Gestalt einer Schalttafel mit Lampen oder Signalfahnen haben, oder es kann als Schreiber ausgebildet sein, der z.B. in periodischen Abständen eine Liste der fehlerhaften und beschädigten Thyristoren im Ventil ausschreibt.

Dadurch, daß der Rechner 7 und das Speicherglied 8 parallel zueinander angeordnet sind, können diese mit individuellen Geschwindigkeiten arbeiten, so daß das Anzeigeglied 20 stets einen numerischen Wert für den augenblicklichen Zustand des Ventils angibt, während das Ausgangsglied 21 mit geringer Verzögerung die Verteilung der fehlerfreien und beschädigten Thyristoren zu einem geeigneten Zeitpunkt gibt, z.B. wenn die Anzahl beschädigter Thyristoren zunimmt.

Von den in den Figuren gezeigten Gliedern können die Glieder 2-5 zweckmäßigerweise auf dem Ventilpotential angeordnet sein, d.h. auf demselben Potential wie die Thyristoren 13-1n und das Steuergerät 1, wobei die Glieder 2-5 auf dem Chassis des Ventils montiert werden. Die übrigen Glieder, die leichter zugänglich sein sollen, sind auf Erdpotential zu montieren, wobei die Uberführungsglieder 6a und 6b am zweckmäßigsten als Lichtleiter für optische Signalübertragung ausgebildet sind. Das Anzeigeglied 20 und das Ausgangsglied 21 können im Prinzip

409808/0797

-7-

an beliebiger Stelle angeordnet werden, was bedeutet, daß sie für eine unbemannte Stromrichterstation in einer weit von der Station entfernten Schaltzentrale angeordnet sein können, wobei die Signale von den Gliedern 7 und 8 über SLe-Leitungen übertragen werden. Eventuell können alle Glieder vom Bezugszeichen 2 ab aufwärts auf Erdpotential angeordnet werden, was eine Vereinfachung der Verbindungen zwischen den Gliedern ermöglicht. Die Glieder 2 bis 5 entsprechen im wesentlichen den Gliedern 2, 3, 5 und 10 der schwedischen Patentanmeldung 9080/72, KN 4265, so daß die Glieder für diese beiden Anordnungen einander komplettieren, eventuell auch gemeinsam sein können.

Wie bereits erwähnt, kommen die Impulse von den Detektoren recht zufällig zu den Speichergliedern 3, nämlich entsprechend der Spannungsaufnahme der verschiedenen Thyristoren 13-1n, wenn die Spannung nach einem Leitintervall über dem Ventil anwächst. Um das Ablesen der Impulse und damit eine Kontrolle des Zustandes der Thyristoren zu ermöglichen, ist das Speicherglied 3 so geschaltet, daß der Wähler 4 in dem Takt arbeiten kann, den man für geeignet hält. Das Ablesen kann dabei nach jedem Leitintervall des Thyristorventils geschehen. Es ist aber eine ausreichende Sicherheit gegeben, wenn der Wähler 4 etwas langsamer arbeitet, so daß er z.B* für jede Arbeitsperiode des Stromrichters oder mit noch niedrigerer Fre-

409808/0797

-8-

quenz abliest. Dadurch ist es möglich, beispielsweise das Speicherglied 8 und das Ausgangsglied 21 gemeinsam für alle Ventile eines Strom-richters zu verwenden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Wähler 4 die Detektoren 2 direkt abliest, so daß das Speicherglied 3 überflüssig wird.Dies kann dadurch geschehen, daß der Wähler 4 nach jedem Leitintervall des Thyristorventils einen Detektor 2 abliest und danach auf den nächsten Detektor schaltet. Die erforderliche Zeit für eine Ablesung beträgt hierbei so viele Arbeitsperioden wie Thyristoren im Ventil vorhanden sind. Auch wenn diese Zahl einige Hundert betragt, ist die Ablesegeschwindigkeit absolut zufriedenstellend.

Diese Zeit kann auf einen Bruchteil verkürzt werden, wenn die Detektoren 2 ihre Ausgangssignale speichern, so daß der Wähler 4 genügend Zeit zur Ablesung hat. Auf diese Weise übernehmen also die Detektoren 2 die Speicherfunktion des Speichergliedes 3.

409808/0797

Claims

23372 Patentansprüche: . -

1.) Thyristorventil für einen Stromrichter für Hochspannung mit einer Anzahl in Reihe geschalteter Thyristoren, von denen jeder mit einem Steuergerät versehen ist, das von einem Steuerglied für das ganze Ventil gesteuert wird, sowie mit einem Signalgeber versehen ist, der über Detektoren einen Anzeigeimpuls abgibt, wenn die Spannung am Thyristor einen bestimmten Wert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß ein abtastendes Glied in Form eines Wählers (4) zum Ablesen der über die Detektoren gegebenen Anzeigeimpulse vorhanden ist, welches diese Impulse über ein überfuhrungsglied (6a) auf einen Rechner (7, 20) gibt, wobei Steuerglied (5, 9) zur Steuerung und Synchronisierung des Wählers (4) und des Rechners (7, 20) im Verhältnis zueinander und mit den Überführungsglieder (6a, 6b) verbunden sind.

2. Thyristorventil nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Detektoren (2) und dem Wähler (4) Speicherglieder (3) zur Speicherung der Anzeigeimpulse angeordnet sind.

3. Thyristorventil nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (2) die Anzeigeimpulse entsprechend der erforderlichen Abtastzeit für den Wähler (4) vorübergehend speichern.

409808/0797 -10-

4. Thyristorventil nach einem der Patentansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (5) den Wähler (4) mit einer solchen Frequenz steuert, daß in jeder Ar— beitsperiode des Thyristorventils ein Thyristor des Thyristorventils abgetastet wird.

5. Thyristorventil nach einem der Patentansprüche 1- 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Rechner (7, 20) ein registrierender Speicher (8, 21) geschaltet ist, der von derselben Steuereinheit (9) wie der Rechner gesteuert wird.

409808/0797