DE298219C

DE298219C -

Info

Publication number: DE298219C
Application number: DENDAT298219D
Authority: DE

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum An- und Abschalten von Unter Stationen, die einen rotierenden 'Umformer besitzen,The invention relates to a device for switching sub-stations on and off, who have a rotating 'converter,

, der selbsttätig angelassen und stillgesetzt wird, entsprechend den verschiedenen Anforderungen des Verteilungsnetzes.· In verschiedenen Fällen, insbesondere bei Anschluß elektrischer Bannen, wird elektrische Energie durch Hochspannung zugeführt und in Unterstationen umgeformt, die beispielsweise in Triebwagen selbst untergebracht sein können. Wenn auch gewöhnlich Wechselstrom zu solchen Zwecken verwendet wird, so wird durch die Anwendung eines rotierenden Umformers auch ermöglicht, eine Gleichstromspeisung zu benutzen. Gewöhnlich läuft dann diese Maschine den ganzen Arbeitstag über und wird angelassen und stillgesetzt zu Beginn und am Ende des Tages. Der Strombedarf erstreckt sich aber oft nur auf Minuten, um dann eine Zeitlang wieder zu verschwinden.which is started and stopped automatically, according to the various requirements of the distribution network. · In various cases, especially when connecting electrical Banish, electrical energy is supplied by high voltage and in substations formed, which can for example be housed in railcars themselves. Although usually alternating current to such Purposes is used, it is also possible through the use of a rotating converter to be supplied with direct current use. Usually this machine then runs over the entire working day and becomes started and stopped at the beginning and at the end of the day. The electricity demand extends but often only for minutes and then disappears for a while.

Die Erfindung besteht nun darin, Unterstationen solcher Art selbsttätig" ein- und auszuschalten, wenn die Last es erfordert, und derart eine ständige Beaufsichtigung auszuschalten. Es geschieht dies z. B.. durch Kontaktvoltmeter von der Gleichstromseite aus, die aber nur bei einem bestimmten Spannungsunterschied arbeiten, so daß bei einem zu großen Spannungsabfall, z. B. bei Kurzschluß, die Unterstation nicht einschaltet.The invention now consists in automatically "switching on and off" substations of this type, if the load demands it, and so turn off constant supervision. This is done z. B .. by contact voltmeter from the direct current side, but they only work with a certain voltage difference, so that with one too large voltage drop, e.g. B. in the event of a short circuit, the substation does not switch on.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. 10 ist das Zuleitungsnetz, im Beispiel ein Dreiphasennetz, welches mit den Sammelschiene» 12 der Unterstation durch einen Umformer 11 verbunden ist. Ist die Unterstation eine elektrische Bahn, so besteht die Verteilungsleitung in der Stromzuführung 20, die gewöhnlich in bestimmten Abständen durch Verbindungen 22 mit einer parallelen Speiseleitung 21 parallel geschaltet ist. Der rotierende Umformer 30 ist zwischen die Stromzuführung" 20 für die Bahn und die Sammelschienen 12 geschaltet. Er besteht aus dem motorischen Teil 31 für Wechselstrom und dem Generatorteil 32 für Gleichstrom, der eine Nebenschlußwicklung 33, eine Serienwicklung 34 und eine Wendefeldwicklung 35 besitzt. Der Generator 32 ist mit dem einen Pol mit der Bahnrückleitung verbunden, also geerdet, während der andere an die Stromzuleitung 20 angeschlossen ist.The drawing shows an embodiment of the invention. 10 is the supply network, in the example a three-phase network, which is connected to the busbars »12 of the substation through a converter 11. is If the substation is an electric train, the distribution line consists of the power supply 20, usually at certain intervals by connections 22 with a parallel Feed line 21 is connected in parallel. The rotating converter 30 is between the Power supply "20 for the track and the busbars 12 switched. It consists from the motor part 31 for alternating current and the generator part 32 for direct current, the one shunt winding 33, a series winding 34 and a reversing field winding 35 owns. One pole of the generator 32 is connected to the path return line, that is, grounded, while the other is connected to the power supply line 20.

Ein Kqntaktvoltmeter 40 ist parallel zur Bahnleitung gelegt und so eingerichtet, daß es bei Abfall der Spannung auf einen vorbe- 55-stimmten Wert, beispielsweise 400 Volt, abfällt und Kontakt macht auf dem unten ge-. zeichneten Kontakt, während es bei Erreichen der vorgesehenen Bahnleitungsspannung, beispielsweise 550 Volt, bei dem oberen festen Kontakt Schluß herstellt. Zur Schonung des Voltmeters 40 ist ein Hilfsrelais 41 vorge-A Kqntaktvoltmeter 40 is placed parallel to the railway line and set up so that it drops when the voltage drops to a predetermined value, for example 400 volts and make contact on the one below. drew contact while reaching it the intended rail line voltage, for example 550 volts, at the upper fixed one Contact puts an end to it. An auxiliary relay 41 is provided to protect the voltmeter 40.

sehen, welches beim Einschalten des unteren Kontaktes des Voltmeters 40 — also bei der geringeren Spannung — erregt wird und die Spannungsspule 43 des Hauptschaltrelais 42 einschaltet. Dieses Hauptrelais verbindet in seiner oberen Stellung die Federkontakte 47 und bewirkt in noch zu beschreibender Weise das Anlassen des rotierenden Umformers 30. In seiner unteren Lage bewirkt das Hauptrelais 42 das Stillsetzen des Umformers und seine Abschaltung von der Stromquelle und der- Bahnleitung. Es besitzt noch eine Hauptstromwicklung 44, welche bewirkt, daß bei Überschreiten eines bestimmten Wertes der Stromlieferung durch den Umformer das Relais in seiner oberen Stellung erhalten bleibt, während es abfällt, wenn' die Stromliefernung durch eine vorbestimmbare Zeit diesen Wert unterschreitet. . Diese Zeitdauer ist gegeben durch den Dämpfer 45. Mit dem Hauptrelais 42 ist noch ein Abhängigkeitskontakt 46 im Stromkreis des unteren Kontaktes des A^oltmeters 40 verbunden.see which one when switching on the lower contact of the voltmeter 40 - i.e. at the lower voltage - is excited and the voltage coil 43 of the main switching relay 42 turns on. This main relay connects the spring contacts 47 in its upper position and causes the rotating converter 30 to be started in a manner still to be described. In its lower position, the main relay 42 stops the converter and its disconnection from the power source and the railway line. It still has one Main current winding 44, which causes when a certain value is exceeded the relay is in its upper position after the power is supplied by the converter remains while it falls when 'the power delivery for a predeterminable time this Value falls below. . This period of time is given by the damper 45. With the Main relay 42 is still a dependency contact 46 in the circuit of the lower contact of the A ^ oltmeter 40 connected.

Zum Anlassen des rotierenden Umformers und zu seinem Anschluß an die Netz- und Bahnleitung sind verschiedene Schalter vorgesehen. Zunächst ein Relais 50, welches in der oberen Stellung des Hauptrelais 42 seine Kontakte · schließt. Hierdurch wird der Stromkreis eines Spannungstransformators 51 über die Spule 54 geschlossen. Diese gehört einem Relais an, auf welches noch die Dämpferspule 52 einwirkt, welche von einem Stromwandler 53 gespeist wird. Ist das R.elais 52 stark erregt, so unterstützt es die Schließwirkung der Spule 54, im andern Fall verbleibt es in seiner ursprünglichen Lage. Die von den Spulen 54 und 52 gesteuerten Schalter sind miteinander nicht mechanisch verbunden, so daß sich beide auch unabhängig voneinander bewegen können. Es wird daher bei Erregung der Spule 54 in jedem Fall der zugehörige Kontakt geschlossen, bei starker Erregung der Spule 52 deren zugehöriger Kontakt geöffnet, bei schwächerer bleibt er jedoch geschlossen. Im letzteren Fall ist die Spule 55 eines weiteren Relais angeschaltet. Von diesem Anlaßrelais werden verschiedene Schalter, z. B. Ölschalter, gesteuert.To start the rotating converter and to connect it to the mains and Various switches are provided for the railway line. First a relay 50, which is shown in the upper position of the main relay 42 closes its contacts. This will make the Circuit of a voltage transformer 51 via coil 54 is closed. This one belongs a relay on which the damper coil 52 acts, which of a Current transformer 53 is fed. If the relay 52 is strongly excited, it supports the Closing action of the coil 54, otherwise it remains in its original position. The switches controlled by coils 54 and 52 are not mechanical with one another connected so that both can move independently of each other. It will therefore when the coil 54 is energized, the associated contact is closed in any case, when it is strong When the coil 52 is energized, its associated contact is open; if it is weaker, it remains however closed. In the latter case, the coil 55 of a further relay is switched on. Various switches such. B. Oil switch controlled.

Einer von diesen, 60, ist mit der Schließspule 61 versehen, besitzt eine Sperrung 62 mit der Steuerwicklung 63 und ist dazu bestimmt, die einen Enden des !Compensators 65 ans Netz zu schalten. An die anderen Enden des Kompensators ist der Anlaßschalter 70 angeschlossen mit.der Schließspule 71, der Sperrung 72 und deren Steuerspule 73. Der Kompensator 65 liefert, eingeschaltet, eine herabgesetzte Spannung für den Umformerteil 31.One of these, 60, is provided with the closing coil 61, has a lock 62 with the Control winding 63 and is intended to connect one end of the compensator 65 to the network to switch. The starter switch 70 is connected to the other ends of the compensator mit.der closing coil 71, the lock 72 and its control coil 73. The compensator 65, when switched on, supplies a reduced voltage for the converter part 31.

Ein Hauptschalter 80 mit einer Schließspule 81, einer Sperrung 82 und einer Steuerspule 83 für die letztere schließt den Umformerteil 31 unter Umgehung des Anlaßtransformators 65 unmittelbar an die Schienen 12. Aus dem Schaltungsschema ist unmittelbar zu ersehen, daß die Stromzuführung zu den Einschaltspulen 61 und 71 über einen Abhängigkeitskontakt 84 am Schalter 80 geführt ist, so daß die beiden Spulen nur dann erregt werden können, wenn der Hauptschalter 80 offen ist. Umgekehrt ist die Erregung der Einschaltspule 81 über einen Abhängigkeitskontakt 64 am Schalter 60 geführt, so daß der Hauptschalter 80 nur bei offenem Anlaßschalter 60 eingelegt werden kann.A main switch 80 with a closing coil 81, a lock 82 and a control coil 83 for the latter includes the converter part 31 bypassing the starting transformer 65 directly to the rails 12. From the circuit diagram is immediate it can be seen that the power supply to the closing coils 61 and 71 is via a dependency contact 84 is performed on the switch 80, so that the two coils can only be excited when the main switch 80 is open. Conversely, the excitation of the closing coil 81 is performed via a dependency contact 64 on the switch 60, so that the main switch 80 can only be inserted when the starter switch 60 is open.

Die Gleichstromseite 32 des Umformers ist über einen Trennschalter 90 an die Bahnleitung anzuschließen, der durch eine Spule 91 geschlossen wird. Der Schalter 90 wird durch ' eine Sperrung 92 mit Steuerspule 93 in der Schließstellung gehalten. Ein Schalter 94 steuert die Spule 91 und wird durch eine Spannungsspule 95, die parallel zur Bahnleitung liegt, und eine Spannungsspule 96 parallel zur Gleichstromseite des Umformers bewegt. Der Schalter 94 ist geschlossen, wenn sich Bahnleitungs- und Umformerspannung ungefähr das Gleichgewicht halten.The DC side 32 of the converter is connected to the railway line via a circuit breaker 90 to be connected, which is closed by a coil 91. The switch 90 is through 'a lock 92 with control coil 93 is held in the closed position. A switch 94 controls the coil 91 and is powered by a tension coil 95 which runs parallel to the railway line and moves a voltage coil 96 in parallel with the DC side of the converter. The switch 94 is closed when the railway line and converter voltage are approximately keep your balance.

Zur Sicherung des Umformers gegen Überströme istdasüberlastrelais98vorgesehen. Dieses schließt in seiner unteren Stellung die vom Hauptschalter 42 gesteuerten Stromkreise und unterbricht sie, wenn sein Kern bei unzulässigen Strömen — wie sie etwa bei Kurzschluß in der Bahnleitung auftreten — angezogen wird. In seiner oberen Stellung schaltet es dann die SuIe 83 des Hauptschalters 80 und die Spule 93 des Schalters 90 ein. Die Bewegungen des Relais 98 sind ebenfalls durch einen Dämpfer verzögert, so daß es bei plötzliehen und kurzen Überlastungen· nicht arbeitet. The overload relay 98 is provided to protect the converter against overcurrents. This closes the circuits controlled by the main switch 42 and in its lower position interrupts it when its core is exposed to impermissible currents - such as a short circuit occur in the railway line - is attracted. In its upper position it switches then the suIe 83 of the main switch 80 and the coil 93 of the switch 90 on. The movements of the relay 98 are also delayed by a damper, so that it is sudden and short overloads · does not work.

Alle Relais bzw. Schalter sind so eingestellt, daß sie nur in vorbestimmten Spannungsabschnitten arbeiten, beispielsweise zwischen 300 bis 600 Volt, nicht jedoch bei übermäßig geringen Spannungen, beispielsweise 200 Volt, die hauptsächlich durch Überlastungen in der Bahnleitung hervorgerufen werden können.All relays or switches are set so that they only work in predetermined voltage sections work, for example between 300 to 600 volts, but not at excessively low voltages, for example 200 volts, which can mainly be caused by overloads in the railway line.

Gelangt im dargestellten Beispiel ein Wa- no gen oder Zug auf die von der Unterstation gespeiste Strecke, so wird infolge der Stromaufnahme der Fahrzeuge die Spannung sinken. Das Relais 40 wird infolgedessen am unteren Kontakt Schluß machen und hierdurch die Spule 41 über den Abhängigkeitskontakt 46 erregen. Das Relais 41 zieht seine Kontakte an und speist sich über die oberen derselben selbst. Der untere Kontaktsatz schließt die Spannungsspule 43 an, die das Hauptrelais 42 nach oben bewegt. Hat der Schalter 42 die obere Stellung erreicht, so schließt er, wieIn the example shown, if a car or train arrives at the substation fed route, the voltage will drop as a result of the power consumption of the vehicles. The relay 40 will consequently make the lower contact and thereby the Energize coil 41 via dependency contact 46. The relay 41 pulls its contacts and feeds itself through the upper ones. The lower contact set closes the Voltage coil 43, which moves the main relay 42 upwards. Has the switch 42 the reached upper position, he closes how

aus dem Schema ohne weiteres zu verfolgen ist, bei geöffnetem Schalter 80. die Einschaltspulen 61 und 71 an. Hierdurch werden die Schalter 60 und 70 geschlossen und der Umformer an die Anlaßspannung gelegt. Gleichzeitig wird, das Relais 50 erregt und schließt den Stromkreis für die Relaisspule 54. Infolge der großen Stromaufnahme des Umformers beim Anlassen wird die Spule 52 die Wirkung der Spule 54 unterstützen und ihren eigenen Schalter öffnen. Sobald aber. die .Stromaufnahme des Umformers sinkt, fällt der Schalter von 52 ab, das Relais 55 wird erregt, öffnet seine unteren und schließt seine oberen Kontakte. Hierdurch werden die Einschaltspulen 61 und "1 abgeschaltet, die Spulen 63 und 73 erregt, hierdurch die Sperrungen 62, 72 aufgehoben, und die Federn, welche die Schalter 60, 70 stets in die Offenstellung zu ziehen trachten, kommen zur Wirkung. Ist der Schalter 60 geöffnet, so ist der Abhängigkeitskontakt 64 für die Einschaltspule 81 geschlossen und die letztere kommt zur Wirkung. Der Umformer wird hierdurch über den Schalter 80 an die volle Netzspannung gelegt. Sobald nun der Umformer seine volle ■Drehzahl erreicht hat, wird au,f seiner Gleichstromseite die Spannung ungefähr gleich der der Bahnleitung werden, die. Spulen 95, 96 heben sich in ihrer Wirkung auf, ider Schalter 94 wird geschlossen und die Einschaltspule 91 über diesen und die oberen Kontakte des erregten Relais 55 erregt. Der Trennschalter 90 wird eingeschaltet und durch die Klinke 92 gesperrt. Der Umformer speist nun den Streckenabschnitt und hebt dessen Spannung. Infolgedessen macht das Voltmeter 40 am oberen Kontakt Schluß, schließt hierdurch die Spule 41 kurz und bringt deren Kontakte zum Abfallen. Hierdurch wird ' auch die Spannungsspule 43 des Hauptschalters 42 aberregt und dieser nur noch durch die Stromspule 44 in seiner oberen Stellung erhalten.can be easily followed from the scheme, with the switch 80 open, the switch-on coils 61 and 71 are on. As a result, switches 60 and 70 are closed and the converter is connected to the starting voltage. At the same time, the relay 50 is energized and closes the circuit for the relay coil 54. As a result of the large current consumption of the converter when starting, the coil 52 will support the action of the coil 54 and open its own switch. As soon as. the current consumption of the converter drops, the switch of 52 drops, the relay 55 is energized, opens its lower and closes its upper contacts. As a result, the switch-on coils 61 and "1 are switched off, the coils 63 and 73 are excited, the locks 62, 72 are released, and the springs, which always try to pull the switches 60, 70 into the open position, come into effect. Is the switch 60 is open, the dependency contact 64 for the switch-on coil 81 is closed and the latter comes into effect DC side the voltage approximately equal to that of the railway line, the coils 95, 96 cancel each other out in their effect, the switch 94 is closed and the switch-on coil 91 is excited via this and the upper contacts of the energized relay 55. The isolating switch 90 is switched on and blocked by the pawl 92. The converter now feeds the route section and increases its voltage, as a result of which the voltmeter 40 at the upper contact Sch luss, this short-circuits the coil 41 and causes its contacts to drop out. As a result, the voltage coil 43 of the main switch 42 is de-energized and this is only maintained in its upper position by the current coil 44.

Dies ist so lange der Fall, als sich der Wagen in dem von der Unterstation gespeisten Abschnitt bewegt. Unterschreitet schließlich der abgegebene Stromwert ein vorbestimmtes Maß, so fällt der Hauptschalter 42 ab. Um diese Wirkungsweise bei kürzerem Anhalten des Zuges auf der gespeisten Strecke auszuschließen, ist die Dämpfung 45 und die besondere Ausbildung der Kontakte 47 vorgesehen. Sobald aber der Hauptschalter 42 in die untere Lage gelangt ist, werden einerseits die .Spulen 83 und 93 erregt und die Sperrungen 82 und 92 hierdurch abgezogen, anderseits infolge Unterbrechung an den Kontakten 4 7 und Abfallens der Relais 50 und 55 die Einschaltspulen 81 und 91 stromlos. Infolgedessen öffnen sich selbsttätig die Schalter 80 und 90, so daß beicte Seiten des Umformers abgeschaltet sind und dieser wieder zum Stillstand kommt.This is the case as long as the car is in the one fed by the substation Section moves. Finally, if the output current value falls below a predetermined value Measure, the main switch 42 drops. About this mode of action when stopping for a short time to exclude the train on the fed route is the damping 45 and the special Formation of the contacts 47 provided. But as soon as the main switch 42 has reached the lower position, on the one hand the .Spulen 83 and 93 energized and the barriers 82 and 92 thereby withdrawn, on the other hand as a result of an interruption at the contacts 4 7 and the relays 50 and 55 dropping out, the closing coils 81 and 91 de-energized. As a result, the switches 80 open automatically and 90, so that both sides of the converter are switched off and it comes to a standstill again comes.

Die gleiche Wirkung wie das Abfallen des· Hauptschalters 42 hat ersichtlicherweise ein Ansprechen des Relais 98.The same effect as falling off the As can be seen, the main switch 42 responds to the relay 98.

Claims

Patent Claims:

1. Device for switching electrical substations on and off with a converter, especially for electric railways, characterized in that the rotating converter (30) automatically when the voltage falls below a certain value in the line (20) fed by the substation, for example by a voltage relay ( 40), is started and switched on, but is then automatically switched off again if a predetermined current value is exceeded or fallen below (using 98 or 42); the voltage drops in the feeding line of the sub-station (20) below a predetermined greater amount, the starting and turning of the converter takes place as a result non-responsiveness of the automatic \ ⁷ orrichtungen, z. B. the voltage relay (40), not.

2. Device according to claim 1, characterized in that after introduction 9 °. of starting the converter its further connection to the network (10, 12) of automatic devices (52, 55) is effected, which only at a predetermined Address the maximum value of the .starting current.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the automatic. Shutdown of the converter takes place only when the predetermined duration of the exceeding or falling below the predetermined current values takes place.

1 sheet of drawings.