DE2552577A1

DE2552577A1 - Kombination einer mehrere thyristoren enthaltenden thyristorschaltung mit einer pruefeinrichtung fuer die einzelnen thyristoren

Info

Publication number: DE2552577A1
Application number: DE19752552577
Authority: DE
Inventors: Karl-Erik Olsson; Bengt Sehman
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1974-12-12
Filing date: 1975-11-24
Publication date: 1976-06-16
Also published as: CA1025129A; GB1520730A; SE7415574L; FR2294452B1; SE390781B; JPS51108567A; US4056776A; CH604188A5; FR2294452A1

Description

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget Västeras/Schweden

Kombination einer mehrere Thyristoren enthaltenden Thyristorschaltung mit einer Prüfeinrichtung für die einzelnen thyristoren

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kombination einer mehrere !Thyristoren enthaltenden Thyristor schaltung mit einer Prüfeinrichtung für die einzelnen Thyristoren, wobei zu jedem Thyristor ein Spannungsteiler parallelgeschaltet ist.

Bei der genannten Thyristorschaltung kann es sich beispielsweise um ein Thyristorventil eines Hochspannungsstromrichters handeln, welches aus einer Reihen- und evtl. auch Parallelschaltung einer großen Anzahl von Thyristoren, manchmal mehrere hundert, besteht. Parallel zu jedem Thyristor liegt ein Spannungsteiler, der einerseits zur Aufteilung der Spannung auf die Thyristoren dient und andererseits zur Speisung einer Steueranordnung für den Thyristor.

Bei der Überprüfung eines solchen Thyristorventils möchte man das individuelle Sperrverhalten jedes einzelnen Thyristors in beiden Richtungen messen, was dadurch geschieht, daß man den leckstrom über den Thyristor bei einer gewissen Spannung mißt. Die Schwierigkeit bei dieser Prüfung besteht einerseits

darin, eine Prüfspannung auf einfache Weise an den einzelnen Thyristor anzuschließen, und andererseits darin,' den über den Thyristor fließenden Leckstrom von dem über den Spannungsteiler fließenden Leckstrom zu isolieren. Dies ist besonders deshalb schwierig, weil man die Überprüfung der vielen Thyristoren ohne zeitraubendes Abschalten der einzelnen Teile des Systems vornehmen möchte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kombination der eingangs genannten Art zu entwickeln, durch welche die Prüfung der einzelnen Thyristoren schnell und fehlerfrei erfolgen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kombination der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Gemäß der Erfindung wird die Thyristor schaltung also mit besonderen Anscnlußkontakten zum getrennten Anschluß der Spannungsspeisung und der Meßanordnung versehen. Man erhält durch die Erfindung eine sichere Messung des Leckstroms der Thyristoren und eine Ausführung der Prüfanordnung, die einen einfachen Anschluß dieser Prüfanordnung an jeden einzelnen Thyristor erlaubt, ohne daß während der Prüfmessung ein Eingriff in die

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ThyristorSchaltung erforderlich ist.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung naher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1-3 verschiedene Prinzipien für den Aufbau und die Verbindung der Thyristorschaltung mit der Prüfeinrichtung,

Fig. 4 und 5 die Anschlußkontakte für einen Thyristor bzw. eine Prüfeinrichtung in einer praktisch durchführbaren Form,

Fig. 6 den näheren Aufbau der Prüfeinrichtung, Fig. 7 eine Einzelheit der Fig. 6.

Fig. 1 zeigt einen Teil einer Thyristorschaltung mit einem Thyristor 1, einer zugehörigen Steueranordnung 2, einem Spannungsteiler aus den Widerständen 3 und 5 und einem Kondensator Ein solcher Thyristor kann ,beispielsweise zu einem Thyristorventil für Hochspannung gehören, welches aus der Reihenschaltung einer größeren Anzahl von Thyristoren mit Spannungsteilern besteht. Um das Blockier- und Sperrvermögen des Thyristors prüfen zu können, muß man zwischen Anode und Kathode des Thyristors eine Spannung anschließen und den auftretenden Leckstrom messen, der sich innerhalb gewisser Grenzen halten muß, die für den betreffenden Thyristor charakteristisch sind. Man kann auch die

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Spannung, beginnend bei einem niedrigen Wert, so weit erhöhen, bis ein bestimmter vorgeschriebener Leckstrom fließt, was erst eintreffen darf, wenn eine gewisse vorgeschriebene Spannungshöhe erreicht worden ist. In beiden Fällen muß man den Strom und die Spannung innerhalb der Grenzen halten, die ausreichen, um feststellen zu können, daß der Thyristor fehlerfrei ist.

Um die Prüfmessung gemäß der Erfindung auf einfache Weise durchführen zu können, hat der Spannungsteiler Anschlußstellen 7» 8, 9, beispielsweise in Form von Steckkontakten, für den Anschluß einer Prüfeinrichtung 6, die nachstehend näher beschrieben wird. Die Prüfeinrichtung 6 enthält einerseits eine Spannungsquelle, die über die Steckkontakte 7 und 8 angeschlossen wird, und andererseits eine Meßanordnung zur Messung der Spannung zwischen den Steckkontakten 8 und 9. Durch Eichung dieser Spannungsmessung im Verhältnis zum Widerstandswert R des Widerstandes 3 kann man den Leckstrom, der über die Steckkontakte 7, 8 durch den Thyristor fließt, direkt ablesen. Wenn man jeden Thyristor in der Schaltung mit Steckkontakten 7-9 in einer bestimmten Konfiguration versieht und die Anschlüsse für die Prüfeinrichtung 6 in einer entsprechenden Konfiguration anordnet, zweckmäßigerweise in einem Handgriff, so kann man die Prüfeinrichtung einfach und bequem an einem Thyristor nach dem anderen anschließen und schnell eine Prüfung aller in Reihe geschalteten Thyristoren vornehmen, ohne eine einzige Verbindung in der Thyristorschaltung trennen zu müssen. Zwar kann die Größe H

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des Widerstandes 3 kleine Variationen aufweisen, doch ist dies von geringer Bedeutung, da der genaue Wert des Leckstromes nicht von Interesse ist, sondern nur, daß der Leckstrom unter einer gewissen zulässigen Grenze bleibt.

Fig. 2 zeigt den Teil einer Thyristorschaltung ähnlich wie Fig. 1, jedoch mit einem zusätzlichen Spannungsteiler 3a, 5a parallel zu dem ersten Spannungsteiler 3> 5. Dieser zusätzliche Spannungsteiler hat eine Anschlußstelle 8a, die beim Anschluß an die in Fig. 2 nicht gezeigte Prüfeinrichtung 6 mit der Anschlußstelle 8 verbunden wird, wodurch die Widerstände 3» 3a parallelgeschaltet werden und die Meßstrecke für die Meßanordnung der Prüfeinrichtung bilden. Diese muß dann für den resultierenden Widerstandewert R, ~ der Widerstände 3 und 3a geeicht werden. Ohne die zusätzliche Anschlußstelle 8a würde der Spannungsteiler 3a, 5a einen Leckweg für den Strom über die Anschlußkontakte 7 und 8 bilden, wodurch das Meßresultat verfälscht werden würde.

Fig. 3 zeigt eine etwas andere Ausführung, bei der die Meßstrecke 10 in Reihe mit dem Spannungsteiler 3, 4, 5 ein Teil des Anodenanschlusses von dem Spannungsteiler zum Thyristor 1 ist. Die Meßanordnung der Prüfeinrichtung 6 ist als Zangenamperemeter ausgebildet, das die Meßstrecke 10 umgreift und den durch den Thyristor fließenden Leckstrom direkt anzeigt.

Die Fig. 4 und 5 zeigen, wie die Thyristorschaltung bzw. ein entsprechender Prüfhandgriff für die Ausführungsform gemäß Fig.

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aufgebaut sein kann.

Fig. 4 zeigt einen Teil der Thyristorschaltung mit einem Thyristor 1 und zugehöriger Steueranordnung 2. Diese Steueranordnung kann beispielsweise gemäß der DT-OS 2 302 530 (SW-PS 360 228) aufgebaut sein, wobei sie vorzugsweise in einen Kasten neben dem Thyristor eingebaut ist. An der Seite dieses Kastens kann dann ein isolierendes Schaltstück 12 zum Anschluß eines Prüfhandgriffes gemäß Fig. 5 angeordnet werden, das die erforderlichen Steckkontakte vom Thyristorkreis enthält. Am Schaltstück 12 sind dann die Kathoden« und Anodenanschlüsse 7¹ bzw. 8' entsprechend Fig. 3 angeordnet, und die Meßstrecke 10 besteht aus einem starren !Leiter an der Seite des Schaltstückes 12. Die Meßstrecke 10 ist ein Teil des Anodenanschlusses. Ferner ist ein Kontaktelement 13' vorhanden, das zwecks Prüfung der Zündeigenschaften des Thyristors an die Steuerelektrode des Thyristors angeschlossen ist.

Die Fig. 5a und 5b zeigen einen Prüfhandgriff 14, von zwei verschiedenen Seiten gesehen, mit den Kontaktelementen 7", 8", 13", die den in Figo 4 gezeigten Elementen 7', 8* und 13* entsprechen. In Fig. 5a ist außerdem das Schaltstück 12 vor dem Zusammenschalten angedeutet. Die Spannungszufuhr geschieht über die Kontakte 7 und 8, während die Meßanordnung den Charakter eines Zangenamperemeters hat. Zum Öffnen derselben ist am Prüf handgriff ein Griff 15 vorhanden, mit dem das eine Maul 16 der Meßan- ■ Ordnung zusammen mit den federbelasteten Kontaktelementen 7", 13" nach oben bewegt wird, so daß der Handgriff über das Schaltstück mit der Meßstrecke 10 geschoben werden kann. Dabei wird das

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•federnde Kontaktelement 8" gegen das Kontaktelement 8' am Schaltstück 12 gedrückt. Vom Handgriff 14 führt ein Kabel 17 zu der Prüfeinrichtung mit ihrer Speise- und Meßanordnung, wie es in Fig. 6 gezeigt wird.

Fig. 6 zeigt ,die Prüfeinrichtung 6 gemäß Fig. 3 mit dem Anschlußkabel 17 für den Prüf handgriff 14 gemäß Fig. 5. Die Spannungszufuhr geschieht über einen Transformator 20, der über ein Schaltglied 21, beispielsweise einen sogenannten Triac, ein- und ausschaltbar ist. Mit Hilfe eines Kondensators 22 und einer Diode 23 wird der Transformatorstrom in Gleichstromimpulse umgewandelt, die über die Diode 24, einen Umpolschalter 25 und das Kabel 17 den Kontaktelementen 7^W» 8" und damit der Anode und Kathode des Thyristors 1 zugeführt werden. Durch Betätigung des Umpolschalters 25 kann der Leckstrom im Thyristor sowohl in der Blockierungs- wie in der Sperrichtung gemessen werden. Mit Hilfe eines zusätzlichen Schalters 26 können die Schaltelemente 20 - 25 ein- und ausgeschaltet werden.

Parallel mit dem Anodenzuleiter über das Kontaktelement 8^W ist ein zusätzlicher Leiter 19 angeordnet, dessen Bedeutung aus Fig. 4 hervorgeht. Wie Fig. 4 zeigt, ist zu der Reihenschaltung aus Thyristoren 1 häufig ein äußerer, kapazitiver Spannungsteiler 18 parallelgeschaltet, der an einer Anzahl von Punkten an die ThyriBtorenkette angeschlossen ist und der zu einem Leckstrom führen könnte, der parallel zu dem durch den Thyristor fließenden Leckstrom fließt, den man messen will. Um dies zu

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vermeiden, sind die verschiedenen Abschnitte des Spannungsteilers 18 zwischen den Anschlüssen an die Thyristorenkette mit Anschlußstellen 19'> 19" zum Anschluß der Leitung 19 versehen, wobei der Spannungsteiler 18 während des Messens auf das Anodenpotential der Thyristoren gelegt wird. Hierdurch wird ein Leckstrom über dem Spannungsteiler 18 vermieden. Die Leitung 19 kann zu Beginn des Messens angeschlossen werden und solange angeschlossen bleiben, bis alle Thyristoren gemessen sind.

Zwischen dem Umpolschalter 25 und dem Schalter 26 befindet sich ein Spannungsteiler 27 zum Messen der Speisespannung. Die Verarbeitung des Meßwertes geht aus dem unteren Teil der Pig. 6 hervor.

In ein erster Glied 28 werden die Werte der Spannungs- und Leckstrommessungen zum Vergleich eingespeist. Das Glied 28 kann wie ein Register aufgebaut sein, welches die Meßwerte

getrennt für jeden Thyristor registri&rt und eventuell das Verhältnis zwischen den beiden Meßwerten berechnet. Das Glied 28 kann jedoch auch einen Diskriminator oder einen Schwellwertgeber enthalten, der ein Signal abgibt, wenn der Leckstrom im Verhältnis zur Speisespannung zu hoch ist.

In ein zweites Glied 29 werden einerseits die Steuerimpulse zur Steueranordnung 2 und andererseits über die Klemme 13^W die Ausgangsimpulse der Steueranordnung 2 zum Thyristor 1 sowie die Spannung von 27 eingespeist. Hierdurch kann man die ein- und

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ausgehenden Impulse der Steueranordnung 2 und den Spannungszusammenbruch über dem Thyristor und somit die verschiedenen Zeiten des gesamten Zündverlaufes registrieren. Zu diesem Zweck muß die Steueranordnung 2 auf der Eingangsseite mit einem Eontaktelement 30 zum Anschluß an den Prüfhandgriff 14 versehen sein. Der Einfachheit halber ist dies in den Pig. 4 und 5 nicht gezeigt.

Gemäß Pig. 6 wird die Prüfeinrichtung außerdem mit einer Meßanordnung 35 versehen, die über einen Schalter 36 zur Prüfung des Spannungskondensators 4 gemäß Figo 1 - 3 an die Kontakte 7, 8 angeschlossen werden kann.

Die Meßanordnung 35 ist in Pig. 7 genauer gezeigt und besteht einfach aus einer einem Transformator 37 entnommenen Wechselspannungsquelle, einem Meßspannungsteiler 38 und einem Meßwiderstand 39 zum Messen der Spannung und des Stromes des Kondensators 4. Die Meßwerte werden in den Gleichrichtern 40, 41 gleichgerichtet und an ein Glied 42 zur Berechnung des Kapazitätswertes angeschlossen.

Die Messung an den Thyristoren 1 muß bei deren Nennspannung oder in der Nähe derselben geschehen, während die Messung an den Kondensatoren bei bedeutend niedrigerer Spannung erfolgen kann. Zweckmäßigerweise werden alle Messungen registriert, wobei diese von ungeschultem Personal durchgeführt werden können.

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Claims

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Patentansprüche:

[ "],} Kombination einer mehrere Thyristoren enthaltenden Thyri st or schaltung mit einer Prüfeinrichtung für die einzelnen Thyristoren, Wobei zu jedem Thyristor ein Spannungsteiler parallelgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung einen Speisekreis (20-25) und eine Anordnung (11) zum Messen des Xeckstromes in dem zu prüf enden Thyristor hat, daß der für jeden Thyristor vorgesehene Spannungsteiler Anschlußkontakte (7, 8) zum Anschluß des genannten Speisekreises über zumindest einem Teil des Spannungsteilers hat und daß in Reihe mit dem genannten Teil des Spannungsteilers eine Meßstrecke (8-9 oder 10) zum Anschluß der genannten Meßanordnung vorhanden ist.

2. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Meßstrecke ein Teil (3) des Spannungsteilers (3, 4, 5) ist, der in unmittelbarer Nähe der Anode des betreffenden Thyristors (1) liegt und mit Anschlußkontakten (8, 9) zum Anschluß der genannten Meßanordnung (28) versehen ist, die als Spannungsmesser ausgebildet ist,und daß der genannte Speisekreis (20-25) über einen anderen Teil des Spannungsteilers in Reihe mit dem ersten anschließbar ist.

3. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die genannte Meßstrecke (10) ein Teil der Verbindung zwischen dem Spannungsteiler (3-5) und der Anode des betreffenden Thyristors (1) ist, wobei die genannte Meßanordnung (11) als Zangenamperemeter aufgebaut ist.

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"4. Kombination nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Anschlußkontakte (7-9) Steckkontakte sind.

5. Kombination nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte (7-9) zur Spannungsspeisung und zum Messen für jeden Thyristor in einer bestimmten Konfiguration angeordnet sind und daß die Prüfeinrichtung (6) mit einem kombinierten Prüf handgriff (14) zum Messen und zur Spannungsspeisung versehen ist, dessen räumliche Ausbildung der genannten Konfiguration der Anschlußkontakte entspricht.

6. Kombination nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Speisekreis eine Gleichspannungsquelle (20-24) enthält und mit einem Umpolschalter (25) versehen ist.

7.. Kombination nach einem der Ansprüche 1-6, bei der parallel zur gesamten Thyristorschaltung ein äußerer Spannungsteiler liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Spannungsteiler mit einem Anschlußkontakt (19) zum Anschluß eines Punktes dieses Spannungsteilers an einen Pol (8) des genannten Speisekreises (20-25) versehen ist.

8ο Kombination nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung (6) eine Wechselspannungsquelle zum Anschluß an den Spannungsteiler (3-5) zum Messen von dessen Kapazität enthält.

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9. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Meßstrecke einen starren Leiterabschnitt (10) enthält, welcher in einem dem zu prüfenden Thyristor fest zugeordneten Kontaktträgerstück (12) derart eingespannt ist, daß ein Teil des Leiterabschnitts (10) umgreifbar ist, daß ein zu der Prüfeinrichtung gehörender Handgriff (14) einen Schlitz (51) enthält, daß senkrecht zu der Schlitzebene ein den Schlitz (51) im wesentlichen überbrückender, zu einem Zangenamperemeter gehörender Stab (16) vorhanden ist, der mittels eines Griffs (15) aus dem Schlitz herausziehbar ist, und daß der Handgriff (14) mit dem Schlitz (51) derart über das Kontaktträgerstück (12) schiebbar ist, daß der Stab (16) den Leiterabschnitt (10) umfaßt.

10. Kombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Schlitzes (51) ein Kontaktelement (8'^f) vorhanden ist, welches beim Aufschieben des Handgriffs (14) auf das Kontaktträgerstück (12) an einem an der Stirnseite des Kontaktträgerstücks vorhandenen Gegenkontaktelement (8^!) anliegt.

11. Kombination nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich des Schlitzes (51) ein Kontaktelement (13¹¹) vorhanden ist, das beim Aufschieben des Handgriffs (14) auf das Kontaktträgerstück (12) an einem an der Seitenfläche des KontaktträgerStücks (12) vorhandenen Gegenkontakt (13*) anliegt.

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