DE2817206A1

DE2817206A1 - Verfahren zur schnellen reduktion des kurzschlusstromes zwischen netzteilen

Info

Publication number: DE2817206A1
Application number: DE19782817206
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr Ing Stemmler
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1978-04-10
Filing date: 1978-04-20
Publication date: 1979-10-11
Also published as: CH633918A5

Description

Verfahren zur schnellen Reduktion des Kurzschlusstromes zwi-
schen Netzteilen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur schnellen Reduktion des Kurzschlusstromes zwischen Netzteilen innerhalb eines Zeitintervalls, das im Höchstfall einer Halbperiode der Netzfrequenz entspricht.
Im Störungs- bzw. Kurzschlussfall treten in Netzen plötzlich grosse Ströme und somit Leistungen auf, die bei längerem Andauern schädliche Auswirkungen haben können. In der Technik der Starkstromnetze ist es daher wichtig, solche spontanen Stromsteigerungen möglichst schnell wieder rückgängig zu machen. Der Versuch, dies mittels mechanischer Schalter zu erreichen, scheitert an der Trägheit dieser Schalterelemente.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Kurzschlussstrom-Problem bei Zusammenschaltung von Netzteilen in befriedigender Weise zu lösen. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zwischen den Netzteilen aus Induktivitäten und/oder Kapazitäten sowie Stromrichtern bestehende impedaflzveränderliche Schaitungen vorgesehen sind, die im Normalbetrieb für die netzfrequenten Vorgänge eine niedrige Impedanz aufweisen, und dass bei Detektion eines Kurzschlusses die Stromrichter derart beeinflusst werden, dass durch Zu-bzw. Abschalten von Induktivitäten und/oder Kapazitäten die Impedanz der Schaltung erhöht wird.
Die Erfindung sei jetzt anhand der Figuren beispielsweise näher erläutert. In den Figuren liegen die impedanzveränderlichen Schaltungen zwischen einer Transformatorwicklung und Erde, es sind aber auch andere Möglichkeiten denkbar, z.B .
können die besagten Schaltungen zwischen zwei Sammelschienen liegen.
In Fig. 1 ist das potentialmässig niedrige Ende der Trafowicklung über eine Induktivität L geerdet. Der Stromrichter STR liegt parallel zu L; er besteht hier aus zwei antiparallel geschalteten Thyristoren, doch könnte auch ein Einzelelement in Gestalt eines Triac Verwendung finden. Im Normalbetrieb ist der Stromrichter gezündet, so dass das untere Trafo-Ende niederohmig geerdet wird. Tritt nun eine Störung bzw. ein Kurzschluss auf (z.B. durch Windungsschluss in der Trafowicklung) so führt dies zunächst zu einer spontanen Stromerhöhung. Diese wird detektiert, z.B. durch einen Schwellwertschalter. Wird die kritische Stromschwelie erreicht, so hat dies zur Folge, dass die Zündimpulse vom Stromrichter STR weggenommen werden; dieser löscht dann nach einem Zeitintervall, das im Höchstfall einer Halbperiode der Netzfrequenz entspricht, und somit ist der niederohmige Nebenschluss für die Induktivität L aufgehoben, und die Impedanz der Parallelschaltung L-STR wird jetzt durch L allein bestimmt, d.h. sie ist beträchtlich erhöht und reduziert den Kurzschlusstrom.
In Fig. 2 wird dieselbe Wirkung dadurch erreicht, dass L und C durch entsprechende Wahl bzw. Abstimmung für die Netzfrequenz einen Serie-Resonanzkreis bilden. Im Normalbetrieb sind die Thyristoren des Stromrichters STR stromlos, so dass die Impedanz des Serie-Resonanzkreises L,C praktisch Null ist.
Bei Auftreten eines hohen Kurzschlusstromes und Erreichen der kritischen Stromschwelle bewirkt der Detektor jetzt das Zünden des Stromrichters STR; damit wird die Kapazität C unmittelbar kurzgeschlossen und die Impedanz der Schaltung wiederum allein durch L bestimmt, was eine erhebliche Erhöhung bedeutet.
Auch gemäss Fig. 3 ist der Stromrichter im Normalbetrieb stromlos. Somit bleibt die Kapazität C ohne Wirkung, und die Impedanz der Schaltung wird im wesentlichen allein durch L bestimmt. Im Störungsfall bewirkt der Detektor eine sofortige Zündung des Stromrichters STR, womit die Kapazität C parallel zu L zugeschaltet wird. L und C sind wieder so gewählt, dass sie für die Netzfrequenz einen Parallelresonanzkreis bilden, dessen Impedanz im Vergleich mit L allein (Normalbetrieb) erheblich erhöht ist.

Claims

P a. t e n t a n s p r ü c h e rn 1. Verfahren zur schnellen Reduktion des Kurzschlusstromes zwischen Netzteilen innerhalb eines Zeitintervalls, das im Höchstfall einer Halbperiode der Netzfrequenz entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Netzteilen aus Induktivitäten (L) und/oder Kapazitäten (C) sowie Stromrichtern (STR) bestehende impedanzveränderliche Schaltungen vorgesehen sind, die im Normalbetrieb für die netzfrequenten Vorgänge eine niedrige Impedanz aufweisen, und dass bei Detektion eines Kurzschlusses die Stromrichter (STR) derart beeinflusst werden, dass durch Zu- bzw. Abschalten von Induktivitäten (L) und/oder Kapazitäten (C) die Impedanz der Schaltung erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichter (STR) durch je zwei antiparallele Thyristoren gebildet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichter (STR) als Triacs ausgeführt sind.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzteile über Transformatoren gekoppelt sind und dass die impedanzveränderliche Schaltung am potentialmässig niedrigen Ende der Transformatorwicklung (TR) angeordnet ist.
5 . Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichter (STR) im Normalbetrieb gezündet sind und bei Kurzschlussdetektion gelöscht werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die impedanzveränderliche Schaltung durch eine Reiheninduktivität (L) mit parallelgeschaltetem Stromrichter (STR) gebildet wird (Fig. 1)
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichter (STR)im Normalbetrieb stromlos sind und bei Kurzschlussdetektion gezündet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die impedanzveränderliche Schaltung aus einem durch eine Kapazität (C) und eine Induktivität (L) gebildeten Serie-Resonanzkreis besteht und der Stromrichter (STR) parallel zur Kapazität (C) liegt (Fig. 2).
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die impedanzveränderliche Schaltung durch einen aus einer Kapazität (C) und einer Induktivität (L) bestehenden Parallel-Resonanzkreis gebildet wird und der Stromrichter (STR) in Reihe mit der Kapazität (C) angeordnet ist.