Selektiv wirkende Schutzeinrichtung für parallel arbeitende Netalldampfgleichrichter.
In Metalldampfgleichrichteranlagen sind Schutzeinrichtungen .erforderlich, welche
das speisende Netz, die zugehörigen Transformatoren, die Generatoren, die Gleichrichter
selbst und das Sekundärnetz vor der Zerstörung durch die Wirkung von Kurzschlüssen
und Rückzündungen schützen. Zu diesem Zweck hat man bisher Maximalauslöser .eingebaut,
welche die Netzleitungen im Falle eines Leitungskurzschlusses oder einer Rückzündung
im Gleichrichter abschalten. Diese Schalter wirken aber nicht selektiv, und so kann
der Fall eintreten, da.ß ein (an sich vorübergehender) Kurzschluß sämtliche Gleichrichter
abschaltet und: die Rückzündung in einem Gleichrichter ebenfalls die ganze Anlage
außer Betrieb setzt. Um die Abschaltung der Gleichrichter bei schnell vorübergehenden
Kurzschlüssen zu vermeiden, war man daher genötigt, die betreffenden Maximalauslöser
auf Zeit einzustellen, wodurch man aber Gefahr lief, daß eine Rückzündung das Gleichrichtermaterial
teilweise bis zur Unbrauchbarkeit zerstören konnte.Selective protective device for mains steam rectifiers working in parallel.
Protective devices are required in metal vapor rectifier systems, which
the supply network, the associated transformers, the generators, the rectifiers
itself and the secondary network from being destroyed by the effect of short circuits
and protect against re-ignition. For this purpose, maximum release has been built in so far,
which the power lines in the event of a line short circuit or a backfire
switch off in the rectifier. However, these switches are not selective, and so can
the case occur that a (in itself temporary) short-circuit of all rectifiers
switches off and: the re-ignition in a rectifier also the entire system
out of service. To shutdown the rectifier in the event of fast temporary
To avoid short circuits, it was therefore necessary to use the relevant maximum release
set for a time, which ran the risk of re-ignition of the rectifier material
could partially destroy to the point of uselessness.
Nun ist bei Transformatoren ein Selektivschutz bekannt, bei welchem
in die w-und abgehenden. Leitungen des Transformators Stromwandler eingeschaltet
sind, deren Sekundärwicklungen in Gegenschaltung auf das Auslöserelais geschlossen
und deren Windungszahlen so bemessen sind, daß sich isn normalen Zustand des Transformators
die Wirkungen der beiden Sekundärwicklungen kompensieren. Tritt aber ein. Fehler
im Transformator auf, dann fließt im Stromkreis der Sekundärwicklungen ein Strom,
welcher das Auslöserelais des fehlerhaften Transformators betätigt und. damit diesen
und nur diesen vom Netz abschaltet, während bei einem Kurzschluß im Netz dieser
Selektivschutz nicht anspricht.Selective protection is now known for transformers in which
in the w and outgoing. Cables of the transformer current transformer switched on
are whose secondary windings are closed in counter-circuit to the trip relay
and the number of turns are dimensioned in such a way that the transformer is in the normal state
compensate for the effects of the two secondary windings. But occurs. failure
in the transformer, then a current flows in the circuit of the secondary windings,
which actuates the trip relay of the faulty transformer and. so this
and only disconnects this from the network, while in the event of a short circuit in the network, this one
Selective protection does not respond.
Diese Verwendung l von Stromwandlern kommt nun aber beim Selektivschutz
eines Gleichrichters nicht in Betracht. Hier sind die zu vergleichenden Ströme keine
reinen Wechselströme, sondern es sind Gleichströme mit Oberwellen ganz verschiedener
Frequenz. In Abb. z stellt JA den zeitlichen Verlauf des Anodenstromes, JI(
den zeitlichen Verlauf des Kathodenstromes dar. Man erkennt, daß die Oberwellen
des Kathodenstromes von einer mehrfachen Frequenz derjenigen des Anodenstromes sind.
Würde man in der üblichen Weise Stromwandler in die zu- und abgehenden Leitungen
des Gleichrichters, also in den Stromkreis .einer Anode und den der Kathode, einschalten,
dann wären die zu vergleichenden Sekundärströme der beiden Stromwandler Wechselströme
von verschiedener Frequenz, welche sich nicht zur eindeutigen Betätigung der Auslösevorrichtung
eignen. Beim Gleichrichter ist in erster Linie die Gleichstromkomponente der Ströme
für den Arbeitszustand des Gleichrichters, maßgebend.This use of current transformers is now out of the question for the selective protection of a rectifier. Here the currents to be compared are not pure alternating currents, but are direct currents with harmonics of very different frequencies. In Fig. Z is YES the temporal course of the anode current, JI (the time course of the cathode current is. It is seen that the harmonics of the cathode current of a multiple frequency of that of the anode current is. If one were in the usual manner, current transformer in the switched on and outgoing lines of the rectifier, i.e. into the circuit of an anode and that of the cathode, then the secondary currents of the two current transformers to be compared would be alternating currents of different frequencies, which are not suitable for the clear actuation of the triggering device DC component of the currents for the working condition of the rectifier, decisive.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine selektiv wirkende Schutzeinrichtung
für Metalldampfgleichrichter, bei welcher die bei einer Rückzündung auftretende
Änderung des Stromverhältnisses der dem von der Rückzündung betrogenen Gleichrichter
zu- und abfließenden Gleichströme zur Betätigung von Einrichtungen verwendet wird,
welche nur diesen GleichrichteT vom Netz abschalten. Die Verwendung dieser Änderung
des Stromverhältnisses kann nun in verschiedener Weise geschehen. So kann man den
Anodenstrom und den Kathodenstrom durch je eine Erregerspule eines Auslösemagneten
leiten; es ist dann aber bei der Kompensation der Wirkung beider Spulen im fehlerfreien
Betrieb des Gleichrichters auf zwei Gleichströme und zwei Oberwellenströme verschiedener
Frequenz Rücksicht zu nehmen. Eine vollkommenere Lösung ergibt sich, wenn man den
Einfluß der
Oberwellen auf den Auslösevorgang ganz vermeidet, wie
es das durch Abb. i dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.The subject of the invention is a selectively acting protective device for metal vapor rectifiers, in which the change in the current ratio of the direct currents flowing in and out of the rectifier defeated by the backfire is used to operate devices which only disconnect this rectifier from the network. The use of this change in the current ratio can now be done in various ways. So you can lead the anode current and the cathode current through an excitation coil of a release magnet each; However, when compensating for the effect of both coils in fault-free operation of the rectifier, consideration must be given to two direct currents and two harmonic currents of different frequencies. A more perfect solution is obtained if one completely avoids the influence of the harmonics on the triggering process, as the embodiment of the invention illustrated by Fig. I shows.
In Abb. i bedeutet Ar" ein Wechselstromnetz, welches über den Hauptschalter
Sch die Primärwicklung P des Transformators T speist. Die Sekundärwicklung
Q-Q, von deren Mittelpunkt der (--)Leiter des Gleichstromnetzes N8 abzweigt, ist
mit ihren freien Enden an die Anoden A1 bzw. .9i., des Gleichrichlters G angeschlossen,
von dessen Kathode K der (-'--)Leiter des Gleichstromnetzes abgeht. Das Gleichstromnetz
speist die Abzweigleitungen F1 und F9. Es ist der Einfachheit halber nur einer der
in der Gesamtanlage parallel zueinander arbeitenden Metalldampfgleichrichter dargestellt.In Fig. I Ar "means an alternating current network which feeds the primary winding P of the transformer T via the main switch Sch . The secondary winding QQ, from the center of which the (-) conductor of the direct current network N8 branches off, is connected with its free ends to the anodes A1 or .9i., of the rectifier G, from whose cathode K the (-'--) conductor of the direct current network leads off Metal vapor rectifier shown.
Erfindungsgemäß wird nun der Anodengleichstrom jedes in der Anlage
vorhandenen Gleichrichters mit dem Katho4engleichstrom desselben Gleichrichters
verglichen, und zwar mit Hilfe des Relais Ri, welches die beiden Spulen U und V
enthält, die von den genannten Strömen derart durchflossen werden, daß sich ihre
Wirkungen beim störungsfreien Betrieb des Gleichrichters aufheben. Um nun aber die
reinen Gleichströme zu vergleichen und die Wirkung der Oberwellen. auszuschalten,
wird nicht der Anodenstrom JA und der Kathodenstrom JK direkt durch die genannten
Wicklungen des Relais Rl geschickt, sondern es werden in die Zu- und Ableitungen
des Gleichrichters Shuntwiderstände SA und SK eingebaut, von welchen - die Rel,aisspulenströnie
abgezweigt werden. Bei dieser Art der Stromentnahme findet jede Oberwelle einen
Kurzschlußkreis vor, und zwar erzeugt sich die die Spule V durchfließende Oberwelle
des Kathodenstromes JK in dem für sie sekundären Stromkreis U-S,1 selbst den Kompiensationsstrom,
und die in Spule U fließende Oberwelle des Anodenstromes JA, für welche der
Stromkreis V-SK einen sekundären Kurzschlußkreis darstellt, erzeugt in diesem Stromkreis
einen Wechselstrom, welcher die Wirkung der ihn erzeugenden Oberwelle in jedem Moment
kompensiert. Es bleiben als im Relais R1 wirksam nur die Gleichströme übrig, die
durch die Wahl des Windungsverhältnisses der Spulen U und V kompensiert werden.
Bei einem inneren Fehler im betreffenden Gleichrichter, z. B. einer Rückzündung,
überwiegt dann die Wirkung des einen Stromes, so d,aß das Relais Ri anspricht und
die Spule L des Auslösemagneten R2 an die Hilfsspannung H legt. Hierdurch wird der
Schalter Se'h ge-
öffnet und lediglich der von der Störung betroffene Gleichrichter
vom Netz abgeschaltet. Der Auslösemagnet R2 besitzt noch eine zweite, von dem Stromwandler
W aus gespeiste Spule M, welche aber nur anspricht, wenn der Transformatorstrom
einen gewissen Maximalwert überschreitet. Die Spulen M und L können, mit verschiedener
Zeiteinstellung wirken, so daß die Abschaltung als. Folge eines Kurzschlusses im
Netz langsamer erfolgt als die als Folge einer Rückzündung im Gleichrichter.According to the invention, the anode direct current of each rectifier present in the system is compared with the cathode direct current of the same rectifier, with the aid of the relay Ri, which contains the two coils U and V, through which the currents mentioned flow in such a way that their effects when there is no interference Stop the rectifier operation. But now to compare the pure direct currents and the effect of the harmonics. switch off, the anode current JA and the cathode current JK are not sent directly through the mentioned windings of the relay Rl, but shunt resistors SA and SK are installed in the supply and discharge lines of the rectifier, from which the relay coil currents are branched off. With this type of current consumption, each harmonic has a short circuit, namely the harmonic of the cathode current JK flowing through the coil V is generated in the secondary circuit US, 1 itself, the compensation current, and the harmonic of the anode current JA, flowing in coil U, for which the circuit V-SK represents a secondary short-circuit, generates an alternating current in this circuit, which compensates for the effect of the harmonic that generates it at every moment. Only those direct currents remain as effective in relay R1, which are compensated for by the choice of the winding ratio of the coils U and V. In the event of an internal fault in the rectifier concerned, e.g. B. a flashback, then outweighs the effect of a current, so d, the relay Ri responds and the coil L of the release magnet R2 to the auxiliary voltage H applies. This makes the switch Se'h overall is open and only affected by the disorder rectifier disconnected from the network. The tripping magnet R2 also has a second coil M fed by the current transformer W, but which only responds when the transformer current exceeds a certain maximum value. The coils M and L can act with different timing, so that the shutdown as. The result of a short circuit in the network takes place more slowly than that of a backfire in the rectifier.
In dem gewählten ist ein Einphasengleichrichter dargestellt. Es ändert
aber an dem Prinzip nichts, wenn die Einrichtung an Mehrphasengleichrichtern Anwendung
findet.A single-phase rectifier is shown in the selected one. It changes
but nothing in the principle if the device is applied to polyphase rectifiers
finds.