DE2504233C3

DE2504233C3 - Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Umschaltung eines aus drei Wechselrichtern bestehenden Drehstromwechselrichters auf ein Drehstromnetz

Info

Publication number: DE2504233C3
Application number: DE19752504233
Authority: DE
Inventors: Leonhard 8920 Schongau Feldmair
Original assignee: Elektro-Geraete-Bau Gustav Klein & Co Kg 8920 Schongau De GmbH
Current assignee: Elektro-Geraete-Bau Gustav Klein & Co Kg 8920 Schongau De GmbH
Priority date: 1975-02-01
Filing date: 1975-02-01
Publication date: 1982-12-09
Also published as: DE2504233A1; DE2504233B2; AT346431B; ATA31276A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Umschaltung eines aus drei Wechselrichtern bestehenden Drehstromwechselrichters mit nachgeschalteten Energiespeichern auf ein Drehstromnetz, bei der jedem Wechselrichter eine erste Art von Überwachungsschaltungen nachgeschaltet ist, bei der sämtliche Überwachungsschaltungen zu einer Ansteuerschaltung geführt sind, die ohne Vorhandensein eines Alarms von einer der Überwachungen ein Schütz geschlossen hält und bei Vorhandensein eines Alarms von einer der Überwachungen das Schütz öffnet und zugleich drei elektronische Schalter durchschaltet, die den Verbraucher mit dem Drehstromnetz verbinden.

Aus der DE-AS 17 65 270 ist bereits ein Verfahren zum unterbrechungsfreien Umschalten eines Verbrauchers von einem Stromversorgungsaggregat auf ein Bereitschaftsnetz oder Ersatzaggregat nach dem Oberbegriff bekannt Bei diesem Wechselrichter sind jedoch keine Mittel zur Spannungskonstanthaltung vorgesehen, die dauernde Spannungsschwankungen ausregeln sollen, vielmehr ist dort ein Energiespeicher nachgeschaltet, der lediglich die Ausgangsspannung während des Umschaltvorgangs möglichst konstant halten solL

Bei Drehstromwechselrichtern ist es erforderlich, daß bei einem Fehler in einer der drei Phasen des Wechselrichters eine rasche Umschaltung auf Netz erfolgt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine derartige Umschaltung zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird die unterbrechungsfreie Umschaltung derart ausgebildet, daß die Energiespeicher als Magnetkonstanthalter ausgeführt sind, daß zwischen drei Phasen am Ausgang des Drehrichters je eine zweite Art von Überwachungsschaltungen liegt, die ebenfalls auf das Schütz und die elektronischen Schalter einwirken, und daß die Ansteuerschaltung aus einer Logikschaltung besteht, die nach Erhalt eines Alarms eine Kippschaltung betätigt, die sowohl das erste Schütz als auch vor den elektronischen Schaltern liegende Photokoppler betätigt, die ihrerseits nachgeschaltete Verstärker, die den Ansteuerstrom für die elektronischen Schalter liefern, in Betrieb setzen.

Durch diese Maßnahmen wird eine Umschaltung erhalten, deren Umschaltzeit im Verhältnis zu einer Wechselspannungsperiode so kurz ist, daß die nachgeschalteten Geräte unterbrechungsfrei auf das Netz umgeschaltet werden, wenn ein Fehler in einer der drei Phasen des Drehstromwechselrichters auftritt.

Zur Entlastung der elektronischen Schalter sind zu diesen parallel Kontakte eines weiteren Schützes angeordnet, die nach einer vorgegebenen Zeit nach dem Durchschalten der elektronischen Schalter schließen und dadurch die elektronischen Schalter überbrücken.

Weiterhin wird die unterbrechungsfreie Umschaltung derart ausgebildet, daß in Reihe vor den elektronischen Schaltern Kontakte eines dritten Schützes liegen, die sowohl abhängig von einer Phasenlagenüberwachung zwischen Netz und Drehrichter als auch von einer Überstromüberwachung betätigt werden.

Dadurch wird erreicht, daß die Umschaltung nur dann vorgenommen wird, wenn keine Überlastung des Netzes vorliegt und wenn zwischen Netz und Drehrichter Phasengleichheit besteht

Als elektronische Schalter lassen sich dabei Thyristorbrücken, antiparallelgeschaltete Thyristoren oder Triacs verwenden.

Anhand der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 und 2 wird die Erfindung näher erläutert.

Der Drehrichter besteht entsprechend dem Prinzipschaltbild nach F i g. 1 aus drei statischen Wechselrichtern, die ausgangsseitig in Dreieckschaltung zusammengeschaltet sind. Der Mittelleiter mp für das Vierleiter-Netz wird über einen Z-Trafo künstlich bereitgestellt

Durch die Verwendung der Dreieckschaltung wird die Außenleiterspannung geregelt. Diese Schaltung wurde gewählt, da ein wesentlicher Teil der Verbraucher einphasig an zwei Außenleitern liegt.

Auf der Eingangsseite des Drehrichters liegt ein Filter, das die Rückwirkungen auf das Gleichstromnetz auf den zulässigen Wert entsprechend Pflichtenheft

begrenzt

Ausgangsseitig vom Drehrichter liegt eine elektronische Netzumschaltung, über die im normalen Betriebsfall die Verbraucher vom Drehrichter gespeist werden. Fällt eine Phase des Drehrichters aus bzw. liegt eine Störung der Gleichstromversorgung >όγ, wird der Verbrauch unterbrechungslos auf das Netz geschaltet Diese Umschaltung wird auch bei länger anliegender Überlastung des Gerätes ausgelöst Es ist eire »Teillastabschaltung« pro Phase eingebaut, die die nötige Energie zur sofortigen Auslösung von 6-A trägen Sicherungen und G-Automaten bei Drehrichterbetrieb liefert

Der elektronischen Umschaltung ist ein Umgehungsschütz nachgeschaltet welches bei Unterbrechung der Ausgangsspannung mit kurzer Schaltlücke den Verbrauch direkt auf das Wechselstromnetz umschaltet

Die Anlage ist mit einem Handumgehungsschalter ausgestattet, über den eine Freischaltung des gesamten Drehrichters möglich ist

Jeder der drei Wechselrichter erzeugt eine Wechselspannung von 208 V. Die drei Wechselrichter sind zu einem offenen Dreieck zusammengeschaitet Die Spannung vom offenen Dreieck wird von der Spannungsüberwachung 5 überwacht

Bei richtiger Phasenlage der drei Wechselrichter zueinander liegt an dieser Stelle Minimum. Ist das Minimum vorhanden, so kann das Schütz c 2 über eine Entriegelungstaste betätigt werden, so daß das Drehstromsystem vom Drehrichter am Z-Trafo und am Schütz c 3 anliegt.

Die Zusammenschaltung der Wechselrichter zum Dreiecksystem über das Schütz c2 ist nur dann möglich, wenn die Ausgangsspannung der drei Wechselrichter, überwacht über die Spannungsüberwachungen 2, im richtigen Bereich liegt

Über das Schütz c3 erfolgt eine Durchschaltung der Drehrichterspannung auf das Verbrauchernetz.

Die Verbraucherspannung wird mit der Spannungsüberwachung 20 überwacht

Die Netzspannung wird über die Spannungsüberwachung 23 überwacht

Liegt das Ausgangsnetz des Drehrichters in richtiger Phasenlage zum anliegenden Drehstromnetz, überwacht durch Spannungsüberwachung 6, so wird das Schütz c 5 durchgeschaltet Die elektronische Umschaltung über die elektronischen Schalter der Thyristoren ρ 10... ρ 15 liegt damit in Bereitschaft Die Auslösung ι ο für die Umschaltung erfolgt über die Spannungsüberwachung 13... 18.

Diese Spannungsüberwachungen überwachen die Unterspannungsgrenze der Zwischenrechteckspannung der drei Wechselrichter, Spannungsüberwachung t3,15, 17, sowie die Unterspannungsgrenzen der drei verketteten Spannungen, Spannungsüberwachung 14, 16, 18, Spricht eine der sechs Spannungsüberwachungen an, so erfolgt eine dreiphasige Umschaltung auf das Netz.

Die elektronische Umschaltung auf das Netz wird auch durch die Verbraucherstromüberwachung 19 ausgelöst

Von Netzbetrieb auf Drehrichterbetrieb erfolgt eine

automatische Zurückschaltung, wenn eine Freigabe über die sechs Spannungsüberwachungen 13... 18 und die Stromüberwachung 19 erfolgt Die Rückschahung

ist kurzzeitig "erzögert ca. 20 sea

F i g. 2 zeigt einen Teil der Ansteuerschaltung. Über den Übertrager Ü werden die Signale der nicht dargestellten Kippschaltung, die Bestandteil der in F i g. 1 gezeichneten Ansteuerschaltung 30 ist, eingekoppelt und den Photokopplern pt, ρ2, ρ3 nach Gleichrichtung ni... η6, ArI... k3 und rl... r3 zugeführt. Den Photokopplern ist ein zweistufiger Verstärker ρ4... ρ9 nachgeschaltet und über diesen 3t Verstärker werden über Widerstände rl9... r24 und Dioden π 8... π 15 die Thyristorbrücken mit den Thyristoren ρ 10... ρ 15 und den Gleichrichtern η 16... π 21 angesteuert

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Umschaltung eines aus drei Wechselrichtern bestehenden Drehstromwechselrichters mit nachgeschalteten Energiespeichern auf ein Drehstromnetz, bei der jedem Wechselrichter eine erste Art von Überwachungsschaltungen nachgeschaltet ist, bei der sämtliche Überwachungsschaltungen zu einer Ansteuerschaltung geführt sind, die ohne Vorhandensein eines Alarms von einer der Überwachungen ein Schütz geschlossen hält und bei Vorhandensein eines Alarms von einer der Überwachungen das Schütz öffnet und zugleich drei elektronische Schalter durchschaltet, die den Verbraucher mit dem Drehstromnetz verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher als Magnetkonstanthalter (27, 28, 29) ausgeführt sind, daß zwischen drei Phasen am Ausgang des Drehrichters je eine zweite Art von Überwachungsschaltungen (14, 16,18) liegt, die ebenfalls auf das Schütz (c3) und die elektronischen Schalter (S 1, S 2, S3) einwirken, und daß die Ansteuerschaltung (30) aus einer Logikschaltung besteht, die nach Erhalt eines Alarms eine Kippschaltung betätigt, die sowohl das erste Schütz (c4) als auch vor den elektronischen Schaltern liegende Photokoppler (PX, P2, P3) betätigt, die ihrerseits nachgeschaltete Verstärker (p 4... ρ 9), die den Ansteuerstrom für die elektronischen Schalter (Sl, 52, 53) liefern, in Betrieb setzen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte des Schützes (c4) parallel zu den Schaltern (S 1, S2,53) liegen und nach einer vorgegebenen Zeit nach dem Durchschalten der elektronischen Schalter (SX, 52, 53) schließen.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe vor den elektronischen Schaltern (SX, 52, 53) Kontakte eines dritten Schützes (c5) liegen die sowohl abhängig von einer Phasenlagenüberwachung (6) zwischen Netz und Drehrichter als auch von einer Überstromüberwachung (10) betätigt werden. ⁴S

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Schalter (51, 52, S3) aus Thyristorbrücken, antiparallelgeschalteten Thyristoren oder Triacs bestehen. so