DE4126818C2

DE4126818C2 - Schaltungsanordnung für ein Gleichrichter-Unterwerk

Info

Publication number: DE4126818C2
Application number: DE19914126818
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Ing Gerlach
Original assignee: Elpro AG
Current assignee: ELPRO BAHNSTROMANLAGEN GMBH, 13053 BERLIN, DE
Priority date: 1991-08-09
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2011-08-10
Also published as: DE4126818A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein Gleichrichter-Unterwerk zur Bahnstromversorgung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei Gleichrichter-Unterwerken zur Versorgung von Gleichstrombahnen kommen in den Streckenabgängen die bekannten Schnellschalter zur Anwendung, die einstellbar auf einen Auslösewert sicher den Überlaststrom sowie den Kurzschlußstrom abschalten können. Diese Schalter sind jedoch durch ihre Mechanik teuer und in ihrer Wirkung durch die Lichtbogenentwicklung gefährlich für die Anlage. Außerdem erfordert der ständige Verschleiß eine Wartung in kurzen Zyklen.

Es sind aus der gattungsbildenden EP 206 150 B1 auch Thyristorschalter an einer Gleichstrom-Sammelschiene bekannt, die aber im Leistungsfluß zum Gleichrichterblock zusätzliche Halbleiterschalter beinhalten und somit die Anlage teurer und verlustreicher gestalten. Darüberhinaus müssen noch zusätzliche Ventile eingesetzt werden, um über die Station, dem Gleichrichter-Unterwerk, eine Rückspeisemöglich keit aufzubauen.

Auch die Lösung mit Thyristorschaltern an einer Drehstromsammelschiene nach der DD 2 61 485 A3 ist auch schon ohne die zusätzlichen Ventile zur Rückspeisemöglichkeit der Bremsenergie nachteilig, weil hier die Auslegung der Thyristorschalter wegen der geforderten Kurzschlußfestigkeit, z. B. über eine Zeit von 200 ms, viel zu aufwendig ist oder Mehraufwand für die Thyristorschalter gegenüber dem halben Gleichrichterblock bedeutet, der ja nicht alle Abgangsströme gleichzeitig führen muß.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen (DE 41 04 384 A1), den zentralen Gleichrichter zu einer Hälfte als Thyristorblock auszuführen, der über eine Löschschaltung zu einer zentralen, schnellen Abschaltung genutzt wird und in der spannungslosen, zwar kurzen Pause, die Abschaltung eines Schnelltrenners des betreffenden Abzweiges vorgenommen wird. Somit kann der weitere Betrieb erfolgen, es entstehen jedoch immer kurze spannungslose Pausen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für ein Gleichrichter-Unter werk mit Schnelltrennern anzugeben, das sowohl rückspeisende Ströme als auch Kurzschlußströme zu schalten vermag und zugleich eine einfache Prüfung der Strecke ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Unter Berücksichtigung der Stromrichtung wird durch den sich öffnenden Schnelltrenner der entsprechende Kommutierungs-Thyristor gezündet und nach einer Zeitdifferenz dazu der zugehörige Löschzweig, um den Strom im Kommutierungs- Thyristor abzuschalten.

Um für die Löschung in beiden Stromrichtungen Reserve-Löschkondensatoren bereit zu haben, ist es vorteilhaft die beiden Löschzweige so aufzubauen, daß die Löschkondensatoren zur Vorwärts-Lösch-Koppelleitung bzw. zur Rückwärts-Lösch- Koppelleitung hin angeordnet sind, wobei die zu diesen Leitungen hinzeigenden Beläge der Löschkondensatoren über Ventile mit der Gleichstrom-Sammelschiene und die anderen Beläge über Thyristoren diagonal miteinander verbunden sind.

Der Vorwärts-Kommutierungs-Thyristor, der mit der Anode an der Gleichstrom- Sammelschiene angeschlossen ist, kann auch zum Einschalten der Prüfung der Strecke benutzt werden.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

In der dazugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung für ein Gleichrichter-Unter werk und

Fig. 2 eine Variante der Schaltung mit zusätzlicher Reserve-Löschmöglichkeit.

Das Gleichrichter-Unterwerk gemäß Fig. 1 besitzt eine zentrale Einspeisung mit einer Gleichstrom-Sammelschiene 1, von der die Streckenabgänge 4 und 5 abgehen. Die Streckenabgänge 4, 5 können durch die Schnelltrenner 2, 3 von der Gleichstrom-Sammel schiene 1 getrennt werden. Zu jedem Schnelltrenner 2, 3 gehört je eine Koppelbaugruppe 24, 25. Die Koppelbaugruppen 24, 25 bestehen jeweils aus zwei antiparallelen Thyristoren 6, 8 bzw. 7, 9, die parallel zu den Schnelltrennern 2, 3 angeordnet sind. Außerdem sind jeweils zwei Dioden 14, 16 bzw. 15, 17 vorgesehen, die ebenfalls in antiparalleler Richtung angeordnet sind und am streckenseitigen Pol der Schnelltrenner 2, 3 angreifen. Sie führen über die Hilfstrenner 10, 11, 12, 13 auf eine Vorwärts-Lösch-Koppelleitung 18 bzw. auf eine Rückwärts-Lösch-Koppelleitung 19, die ihrerseits zu einer Löschbaugruppe 26 führen. Die Löschbaugruppe 26 besteht aus mindestens zwei Löschzweigen, einem Vorwärts-Löschzweig, bestehend aus dem Löschthyristor 21 und dem Löschkondensator 20, und einem Rückwärts-Löschzweig mit dem Löschkondensator 22 und dem Löschthyristor 23 für die umgekehrte Stromrichtung.

Bei der Abschaltung eines Streckenabganges 4 oder 5 wird der entsprechende Schnelltrenner 2, 3 zur Öffnung veranlaßt, zugleich wird der zugehörige Thyristor 6, 7 gezündet. Der Strom kommutiert vom öffnenden Schnelltrenner 2, 3 auf den zugehörigen Thyristor 6, 7. Mit gewisser Zeitverzögerung bzw. durch einen Hilfskontakt des sich öffnenden Schnelltrenners 2, 3 wird der Löschthyristor 21 gezündet und der Strom durch den Thyristor 6 bzw. 7 durch den ersten Löschzweig, bestehend aus Löschthyristor 21 und Löschkondensator 20, wieder ausgeschaltet.

Mit Hilfe der parallel zu den Schnelltrennern 2, 3 angeordneten Thyristoren 6, 7 kann nun eine Streckenprüfung durchgeführt werden und in Abhängigkeit von deren Ergebnis kann der betroffene Streckenabgang 4, 5 wieder eingeschaltet werden.

Die Löschung eines Rückstromes, beispielsweise bei einem Strom vom Streckenabgang 4 über die Gleichstrom-Sammelschiene 1 zum Streckenabgang 5, erfolgt in der gleichen Weise, nur über den Thyristor 8, den Löschthyristor 23 und den Löschkondensator 22.

Um für die Löschung in beiden Stromrichtungen Reserve-Löschkondensatoren bereit zu haben, werden die beiden Löschzweige gemäß Fig. 2 so aufgebaut, daß die Löschkondensatoren 20, 22 zur Vorwärts-Lösch-Koppelleitung 18 bzw. zur Rückwärts-Lösch-Koppelleitung 19 hin angeordnet sind, die zu diesen Leitungen hinzeigenden Beläge der Löschkondensatoren 20, 22 über die Thyristoren 29 und 27 mit der Gleichstrom-Sammelschiene 1 und die Beläge über die Thyristoren 30, 28 diagonal miteinander verbunden sind. Für einen zweiten Löschvorgang steht so z. B. nach einem Löschvorgang mit Hilfe des Löschkondensators 20 durch Zünden der Thy ristoren 29, 30 der Löschkondensator 22 zur Verfügung.

Die Prüfung des abgeschalteten Streckenabganges 4 erfolgt mittels des Thyristors 6, der gezündet wird und bei einer Strom-Schwellwertüberschreitung, festgestellt durch die Strominformation von einem Stromwandler, wird automatisch der Löschthyristor 21 gezündet und damit der festgestellte Fehlerstrom abgeschaltet. Bei einer Nichtüberschreitung des Stromschwellwertes wird nach einer Prüfzeit von ca. 3 s der Schnelltrenner 2 eingelegt, wodurch die Stromversorgung des Streckenabganges 4 wieder normal erfolgt.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist es möglich, Fehlerströme und Lastströme gleich welcher Richtung, von der Gleichstrom-Sammelschiene hin oder von ihr weg, zu schalten, wobei nur die Stromwertinformation (Absolutwert) des Abganges benötigt wird. Die Streckenprüfung kann ohne Streckenprüfwiderstand durchgeführt werden, da die eingebauten technischen Mittel der Koppel- und der Löschbaugruppe dazu benutzt werden.

Claims

1. Schaltungsanordnung für ein Gleichrichter-Unterwerk mit einer Gleichstrom-Sammel schiene (1), an der über mit Dioden (14, 16; 15, 17) und Thyristoren (6, 8; 7, 9) beschaltete Schnelltrenner (2, 3) mehrere Streckenabgänge (4, 5) angelenkt sind, gekennzeichnet dadurch,
daß jeder Schnelltrenner (2; 3) über eine Koppelbaugruppe (24; 25) mit einer zentralen Löschbaugruppe (26) verbunden ist, die zur Gleichstrom-Sammel schiene (1) zurückgeführt ist,
wobei jede Koppelbaugruppe (24; 25) aus zwei antiparallel geschalteten Thyristoren (6, 8; 7, 9), die zu den Schnelltrennern (2, 3) parallel angeordnet sind und
aus zwei antiparall geschalteten Dioden (14, 16; 15, 17) besteht, die am streckenseitigen Pol des Schnelltrenners (2; 3) angeordnet sind, wobei eine Diode (16, 17) über einen Hilfstrenner (12, 13) kathodenseitig auf eine Rückwärts-Lösch-Koppelleitung (19) und die andere Diode (14, 15) über einen Hilfstrenner (10, 11) anodenseitig auf eine Vorwärts-Lösch-Koppelleitung (18) führt,
und wobei die Löschbaugruppe (26) aus zwei Löschzweigen in antiparalleler Anordnung besteht, wobei jeder Löschzweig aus einem Löschthyristor (21, 23) und einem Löschkondensator (20, 22) aufgebaut ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Löschzweige so aufgebaut sind, daß die Löschkondensatoren (20, 22) zur Vorwärts-Lösch-Koppelleitung (18) bzw. zur Rückwärts-Lösch-Koppel leitung (19) hin angeordnet sind und die zu diesen Leitungen hinzeigenden Beläge der Löschkondensatoren (20, 22) über Thyristoren (29, 27) oder Dioden mit der Gleichstrom-Sammelschiene (1) und die Beläge über Thyristoren (30, 28) diagonal miteinander verbunden sind.