DE479581C

DE479581C - Einrichtung zum Schutz von Umformern

Info

Publication number: DE479581C
Application number: DES73689D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Kloss
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1926-03-14
Filing date: 1926-03-14
Publication date: 1929-07-24

Description

Einrichtung zum Schutz von Umformern Werden zur Speisung eines Gleichstromnetzes Umformer, deren Spannung von der zugeführten Wechselstromspannung abhängt, mit von dieser Wechselstromspannung unabhängigen Gleichstromquellen nebeneinander verwendet, so wird bei Senkung der Spannung des Umformers, die z. B. durch Kurzschluß im Wechselstromnetz hervorgerufen werden kann, der Rückstromschalter für den Umformer geöffnet und der Umformer von dem Netz, das er speist, abgeschaltet, weil infolge der Spannungserniedrigung am Umformer die parallel geschaltete Gleichstromquelle Rückstrom in den Umformer drücken wird. Die Folge davon ist, d.aß die parallel geschaltete Quelle überlastet wird und infolgedessen selbsttätig ebenfalls vom Netz abgeschaltet wird, wodurch das Netz stromlos wird.
Dieser Übelstand soll nach .der Erfindung dadurch vermieden werden, daß mit der Umformerspannung auch die Spannung der dem Umformer parallel geschalteten Stromquelle gesenkt wird. Dann kann die Spannung der dem Umformer parallel geschalteten Stromquelle die .des Umformers nicht mehr übertreffen und kein Rückstrom mehr in den Urreformer fließen; der Rückstromschalter des Umschalters bleibt geschlossen.
Da sich die Spannungen der Maschinen selbst schwer fassen lassen, werden vorteilhaft die von den Maschinen ausgehenden Ströme für die Senkung der Generatorspannung herangezogen. Um dabei die Regelung für verschieden starke Gesamtbelastungen im gespeisten Netze zu ermöglichen, wind das Verhältnis des Umformerstromes zum Generatorstrom als Kriterium für ungleiche Spannungsänderungen verwendet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Auf das Gleichstromnetz i arbeitet- ein Drehstrom-Gleichstrom-Umformer a, der seine Energie aus dem Drehstromnetz 3 erhält. Ihm parallel arbeitet ein Gleichstromgenerator 4., .der durch eine Kolbenmaschine 5 angetrieben wird. In .den Leitungen, die vom Umformer 2 zu dem Netz i führe;, liegt ein Ausschalter 6, der sowohl auf Überstrom als auch auf Rückstrom anspricht. Ein gleicher Ausschalter 7 ist in den Zuführungsleitungen des Generators q. zu dem Netz i angeordnet. Um nun zu vermeiden, daß bei Spannungssenkung am Umformer z durch Kurzschluß im Netz 3 der Generator q. über das Netz i Rückstrom in den Umformer 2 sendet, ist nach der Erfindang ein Widerstand 8 vorgesehen, der in dem Erregerstromkreis des Generators mit der Erregerwicklung 9 und dem Regelwiderstand io angeordnet ist. Dieser Widerstand wird itn vorliegenden Falle in Abhängigkeit von dem Verhältnis der von dem Umformer und dem Generator an das Netz gelieferten Ströme beeinflußt, und zwar wird er bei Änderung dieses Verhältnisses an den Kontakten 12 eines Relais i i eingeschaltet, das unter dem Einfluß zweier einander entgegenwirkender Spulen 13 und 14 steht, die von Zweigströmen .des Umformers und des Generators durchflössen werden. Die Zweigströme werden an den Widerständen 15 und 16 in den entsprechenden Stromkreisen abgenommen, die .mit Vorteil Induktivität erhalten. Sie können durch Regelwiderstände 17 und 18 eingestellt werden. Die von den Strömen der Spulen 13 und 14 ausgeübten Kräfte sind so ausgeglichen, daß die Brücke i9 bei normalem Stromverhältnis an den Kontakten 1:2 anliegt und. damit den Widerstand 8 kurzschließt. Sowie sich das Stromverhältnis infolge Spannungssenkung am Umformer ändert, wird die Brücke i9 durch Störung des Gleichgewichtes der Spulen 13 und 14 von den Kontakten z2 entfernt und der Widerstand 8 eingeschaltet. Damit wird auch die Spannung des Generators gesenkt und Rückstrom nach dem Umformer vermieden.
Das Relais i i kann auf verschiedene Art ausgeführt werden. Zweckmäßig ist es z. B., wie in Abb.2 dargestellt, das Relais unter den Einfluß zweier magnetisch gegeneinandergerichteter Spulen 21 und 22 zu bringen, die vom Generator- und vom Umformerstrom beeinflußt werden, außerdem aber noch ein konstantes Feld vorzusehen, das von einer Spule 24 erzeugt wird, die von einer Gleichstromquelle, z. B. einer Batterie 23, gespeist wird, und das dem von der Spule 2i erzeugten, dem Generatorstrom proportionalen Felde gleichgerichtet ist. Beim Sinken der Umformerspannung und des Umformerstromes sinkt auch das Feld der Spule 22, und die Brücke 25 öffnet den Kurzschluß an den Kontakten 12, während beim Sinken der Generatorspannung das Gesamtfeld der Spulen geschwächt wird und die Brücke 25 in ihrer Stellung verbleibt. Die Spannung der dem Umformer parallel geschalteten Quelle kann auch mit Hilfe von Schnellreglern gesenkt werden. Das hat den Vorteil, daß die Regelung schnell und in Anpassung an die Größe der Spannungsschwankung des Umformers erfolgt; doch erfordert dieses Mittel umfangreiche Vorrichtungen.
Für sehr starke Spannungsschwankungen, z. B. solche bis auf o, lassen sich auch Spannungsrelais mit Vorteil verwenden, mit deren Hilfe man am besten einen weiteren Widerstand in den Erregerkreis des zu dem Umformer parallel arbeitenden Generators einschaltet. Das Spannungsrelais kann entweder auf die Gleichstromseite des Umformers oder auch auf die Drehstromseite gelegt werden.
An Stelle des in den vorstehenden Beispielen gezeigten Ohmschen Widerstandes kann auch eine gegenelektromotorische Kraft verwendet werden, wie in Abb. 3 veranschaulicht ist. Diese Abbildung zeigt neben dem Umformer :2 als Stromquelle eine Batterie 3i, in deren Leitung zum Netz i eine Gleichstrommaschine 32 geschaltet ist, die dauernd in Umdrehung erhalten wird. Auf dieser Hilfsmaschine sind zwei einander entgegenwirkende Erregerwicklungen 34 und 35 angeordnet, die ihren Strom aus der Umformerleitung und aus der Batterieleitung erhalten und deren magnetische Wirkungen sich im normalen Betriebszustande aufheben. Überwiegt z. B. bei Änderungen des Verhältnisses des Umformerstromes zum Batteriestrom das von der Spule 35 erzeugte Feld das von der Spule 34 erzeugte, so erzeugt die Hilfsmaschine eine elektromotorische Kraft, die der Batteriespannung entgegenwirkt und diese schwächt.
Man kann die Wirkung der Maschine 32 noch dadurch beschleunigen, daß man ihr eine Nebenschlußwicklung 33 gibt, die das Differenzfeld der Wicklungen 34 und 35 unterstützt, deren Widerstand aber so Pemessen ist, daß die Maschine im normalen Zustande keine elektromotorische Kraft erzeugen kann.
Die Anordnung mit der Hilfsmaschine wirkt auch vorteilhaft bei Erhöhungen der Umformerspannung. Sie kehrt dann einfach ihre Wirkung um, erhöht die Generatorspannung und verhütet, daß Rückstrom in den Generator fließt. Auch die zuerst beschriebene Widerstandsschaltung könnte so eingerichtet werden, daß bei Erhöhung der Umformerspannung die entgegengesetzte Wirkung eintritt. Die genannten Mittel können sinnentsprechend auf mehr als zweii nebeneinanderarbeitende Maschinen angewendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Schutz von Umformern, deren Spannung von der zugeführten Wechselstromquelle abhängig ist und die mit einer von dieser Spannung unabhängigen Stromquelle nebeneinander auf dasselbe Netz arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Senkung der Spannung der dem Umformer parallel arbeitenden Stromquelle vorgesehen sind, um Rückstrom auf den Umformer zu vermeiden.
2. Einrichtung nach Anspruch i, bei der die parallel arbeitende Stromquelle aus einem Generator besteht, gekennzeichnet durch ein Relais, durch das beim Sinken der Umformerspannung Widerstände in den Erregerkreis des dem Umformer parallel geschalteten Generators eingeschaltet werden.
3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch welche die Spannung des dem Umformer parallel arbeitenden Stromerzeugers mit dem Verhältnis zwischen Umformerstrom und Generatorstrom verändert wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch-gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Einrichtung für die Spannungserniedrigung der dem Umformer parallel arbeitenden Stromquelle zwei einander entgegenwirkende, von den Strömen beider Stromerzeuger beeinflußte Spulen vorgesehen sind, die sich bei gleichen Spannungen an den Stromerzeugern in ihrer Wirkung auf eine Schaltvorrichtung aufheben.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, 'dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulen so angeordnet sind, daß sie unmittelbar gegeneinanderwirken und die vom Umformerstrom beeinflußte Spule auch entgegen einem beständigen Felde wirkt.
6. Einrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die in dem Stromkreis der dem Umformer parallel arbeitenden Stromquelle eine elektromotorische Gegenkraft erzeugen.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der gegenelektromotorischen Kraft eine Gleichstrommaschine angeordnet ist, die mit zwei von den Strömen des Umformers und der zu ihm parallelen Stromquelle durchflossenen und einander entgegengesetzt wirkenden Erregerspulen (34, 35) ausgerüstet ist. B. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Nebenschlußwicklung an der Erregermaschine,- die das Differenzfeld der beiden Erregerspulen (34 35) unterstützt.