DE443636C - Selective protective device for metal vapor rectifiers working in parallel - Google Patents

Selective protective device for metal vapor rectifiers working in parallel

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DE443636C
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1209Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for converters using only discharge tubes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

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.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Selektiv wirkende Schutzeinrichtung für parallel arbeitende Metalldampfgleichrichter, gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche durch die bei einer Rückzündung auftretende Änderung des Stromverhältnisses der dem von der Rückzündung betroffenen Gleichrichter zu- und abfließenden Gleichströme betätigt werden und nur diesen Gleichrichter vom Netz abschalten. a. Schutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in den zur Einleitung des Abschaltvorganges dienenden Einrichtungen fließenden Anoden-und Kathodenströme von in den Anoden-bzw. Kathodenstromkreis eingebauten Shuntwiderständen abgezweigt sind. 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden-und Kathodenströme .ein Absch.altrelais, im entgegengesetzten Sinne derart erregen, da.ß sich ihre Wirkungen bei normalem Zustand des Gleichrichters, kompensieren, während bei fehlerhaftem Gleichrichter die Wirkung des einen Stromes derart überwiegt, daß das Relais zum Ansprechen gebracht wird. .l. Schutzeinrichtung nach: Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der den Hauptschalter öffnende Magnet sowohl in Abhängigkeit von der bei einer Rückzündung auftretenden Änderung des Stromverhältnisses der dem Gleichrichter zu-und abfließenden Ströme, als auch in Ab. h,ängigkeit von der Stromstärke des primären Wechselstromes. erregt wird, und daß im letzteren Falle die Auslösung mit Zeiteinstellung erfolgt, um bei ganz kurzseitigen Kurzschlüssen die Abschaltung zu vermeiden.PATENT CLAIMS: i. Selective protective device for parallel working metal vapor rectifiers, characterized by facilities which due to the change in the current ratio of the direct currents flowing in and out of the rectifier affected by the backfire be operated and only disconnect this rectifier from the mains. a. Protective device according to claim i, characterized in that the in the to initiate the disconnection process Serving devices flowing anode and cathode currents from in the anode or. Cathode circuit built-in shunt resistors are branched off. 3. Protective device according to claim i, characterized in that the anode and cathode currents .ein Cut-off relays, excite in the opposite sense in such a way that their effects are mutually exclusive if the rectifier is normal, compensate, while if it is faulty Rectifier the effect of a current outweighs so that the relay to Response is brought. .l. Protective device according to: Claim i, characterized in that that the main switch opening magnet both in dependence on the one Flashback occurring change in the current ratio of the rectifier to and outflowing currents, as well as depending on the current strength of the primary Alternating current. is excited, and that in the latter case the triggering with time setting takes place in order to avoid disconnection in the event of very short-sided short circuits.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE959841C (en) * 1942-08-11 1957-03-14 Siemens Ag Protective device for forming systems

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