DE528687C - Einrichtung zur selbsttaetigen Inbetriebhaltung von synchronen Wechselstrom-Gleichstrom-Einankerumformern und Kaskadenumformern bei auf der Wechselstromseite auftretenden Stoerungen - Google Patents

Description

In Wechselstrom-Hochspannungsverteilungsnetzen treten häufig infolge von Überschlägen oder Kurzschlüssen in Leitungen, Kabelmuffen usw. Störungen auf, welche naturgemäß einen Abfall der den an das Wechselstromnetz angeschlossenen Umformern zugeführten Spannung zur Folge haben· Je nach Art und Lage des Kurzschlusses können die Wechselstromprimärmaschinen durch

ίο diese Spannungssenkung eine Entlastung erfahren und somit eine höhere Drehzahl annehmen, so daß auch in dem Hochspannungsnetz Frequenzänderungen auftreten.

Die Gleichstromsammelschienen, auf die die Umformer arbeiten, sind in der Regel mit anderen Gleichstromquellen verbunden, so daß infolge des Spannungsabfalles auf der Wechselstromseite ein Gleichstrom-Rückstrom in die Gleichstromseite der Umformmaschine fließt.

Zur Verringerung des aus der Gleichstromquelle der Umformstation über die Sammelschienen fließenden Rückstromes hat man beim Auftreten von Rückstrom in den Gleichstrom - Sammelschienen - Hauptstromkreis große Blockwiderstände eingeschaltet, wodurch in einzelnen Störungsfällen mit geringer und sehr kurzzeitiger Spannungssenkung die Umformmaschinen noch nicht außer Tritt fallen. Indessen ist dies Verfahren für die Hauptzahl der Störungen durchaus nicht ausreichend, da man hierbei nicht der Zahl der jeweilig in Betrieb befindlichen Maschinen und vor allen Dingen nicht der Einzelcharakteristik einer jeden Umformmaschine Rechnung tragen kann, was bei dem Erfindungsgegenstand in besonderer Weise, wie aus nachstehendem hervorgeht, erfolgt.

Bei einem Kurzschluß auf der Hochspannungsseite fällt der Gleichstrom-Rückstrom besonders groß aus, da gleichzeitig mit dem Kurzschluß auf der Primärseite eine starke Entmagnetisierung des Umformerfeldes infolge des von dem Umformer nach der Kurzschlußstelle fließenden nacheilenden Stromes eintritt. Durch diese Feldschwächung sucht sich der Anker des Umformers zu beschleunigen.

Der Gegenstand der Erfindung besteht nun darin, die Schaltanlage des Umformeraggregates so auszubilden, daß bei Störungen auf der Hochspannungsseite eine Abschaltung des Umformeraggregates weder auf der Gleichnoch auf der Wechselstromseite erfolgt, daß vielmehr die Umformmaschine mit annähernd S5 der gleichen Drehzahl weiterläuft, wie es im störungsfreien Betrieb der Fall ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Rückstrom, der im Falle einer Störung von den Gleichstromsammelschienen aus den Um-

former durchfließt, in solchen Grenzen gehalten wird, daß dieser Strom nicht fähig ist, den Umformer, dessen Gleichstromteil in diesem Falle als Gleichstrom-Nebenschlußmotor arbeitet, übermäßig zu beschleunigen. Der Rückstrom wird vorzugsweise so bemessen, daß der Umformer synchron oder annähernd synchron weiterläuft. Ein geringer Übersynchronismus ist hierbei weniger nachteilig als ίο ein Untersynchronismus, weil bei Aufhebung der Störung der Umformer leichter in den Synchronismus fällt, wenn eine Beschleunigungsarbeit hierbei nicht aufzubringen ist.

Erfindungsgemäß erfolgt die Begrenzung des Gleichstrom-Rückstromes durch einen im Störungsfalle in die Gleichstromleitung selbsttätig .sich einschaltenden Widerstand. Zweckmäßigerweise ist dieser Widerstand zu einem Hilfsschalter parallel geschaltet, der im regelrechten Betriebe geschlossen ist und den Widerstand überbrückt. Der Hilfsschalter wird durch ein Stromrichtungsrelais gesteuert, das den Schalter öffnet, sobald Gleichstrom zur Umformmaschine zurückfließt, und während der Störungsdauer den Schalter in der geöffneten Lage hält. Bei Aufhebung der Störung, d. h. wenn die "Wechsel· Stromseite des Umformers wieder volle Spannung erhält und dieser wieder Gleichstrom an die Gleichstromsammelschienen abgibt, wird der Widerstand durch den Hilfsschalter kurzgeschlossen.

Es wäre nun nicht zweckmäßig, auf diese Weise die Betriebsbereitschaft des Umformeraggregates im Störungsfalle längere Zeit aufrechtzuerhalten., wenn .es sich, um eine ernstlichere Störung etwa in den Primärkraftwerken handelt. Erfindungsgemäß sind deshalb Mittel vorgesehen, die die Betriebs-. bereitschaft des Umformers auf beliebig einstellbare Zeitspannen begrenzen, wobei diese Zeitspannen vorzugsweise etwas größer bemessen sind als die Zeitdauer der üblichen Störungen im Hochspannungsnetz. Diese zeitliche Begrenzung wird dadurch erreicht, daß gleichzeitig mit dem öffnen des Hilfsschalters ein Zeitrelais zu laufen beginnt, das nach der eingestellten Höchstzeitdauer das Umformeraggregat ganz abschaltet. Der Gegenstand der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung an Hand zweier Ausführungsbeispiele dargestellt.

Abb. ι zeigt eine Anordnung, bei der der in die eine Gleichstromleitung eingeschaltete Hilfsschalter und der den Rückstrom begrenzende Widerstand parallel geschaltet sind.

Abb. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes; hier liegen Widerstand und Hilfsschalter in Reihe. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 bezeichnet 1 den Umformer, dessen nicht dargestellte Wechselstromseite an einem Hochspannungsnetz liegt und dessen Gleichstromseite mit den Gleichstromsammelschienen 2, 3 verbunden ist, wobei 2 die Minus-Schiene und 3 die Plus-Schiene bezeichnen. In der Minus-Leitung vom Umformer zur Minus-Sammelschiene sind ein Hauptschalter 4 und ein Hilfsschalter 5 vorgesehen, wobei der Hilfsschalter mit einem Widerstand 6 parallel geschaltet ist. Weiterhin ist in der Minus-Leitung ein Stromrichtungsrelais 7 vorgesehen, dessen Schaltarm 8 je nach seiner Lage bei 9 oder 10 Kontakt gibt. 9 bezeichnet die Kontaktstellung bei störungsfreiem Betrieb, 10 die Kontaktstellung nach eingetretener Störung. In dem Stromkreis des Kontaktes 10 ist die Betätigungsspule des Hilfsschalters 5 eingeschlossen und weiterhin das Zeitrelais 11. Der Schalthebel· 12 desselben schließt nach Ablauf der eingestellten Zeit den Kontakt 13, so daß eine Abschalteinrichtung 19 für das Umformeraggregat anspricht und einen oder beide Gleichstromschalter 4, 18 und den Hochspannungsölschalter ausschaltet. Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltweise ist kurz folgende:

Bei störungsfreiem Betrieb fließt in der Minus-Leitung ein durch die Pfeilrichtung 14 gekennzeichneter Vorwärtsstrom, welcher den Schaltarm 8 des Stromrichtungsrelais 7 in der Kontaktlage 9 hält, so daß die Schalter 4, 18 und 5 geschlossen sind. Bei Eintritt einer wechselstromseitigen Störung wird aus den Gleichstromsammelschienen ein Rückstrom in den Umformer fließen, dessen Richtung in der Minus-Leitung durch die Pfeilrichtung 15 veranschaulicht ist, so daß die Stromrichtung in der Minus-Leitung geändert wird. Die Umkehrung der Stromrichtung hat zur Folge, daß der Schaltarm 8 umgelegt wird und bei 10 Kontakt gibt. Sobald dieser Kontakt hergestellt ist, wird der Betätigungsmechanismus des Schalters 5 unter Strom gesetzt und damit der Schalter selbst geöffnet. Gleichzeitig wird das Zeitrelais 11 unter Strom gesetzt und der Schaltarm 12 hierbei in der eingezeichneten Pfeilrichtung bewegt, bis er bei 13 Kontakt gibt. Diese Kontaktstellung hat zur Folge, daß die Abschalteinrichtung 19 betätigt und damit der Umformer von der Wechselstrom- bzw. Gleichstromseite getrennt wird. Die durch das Zeitrelais gegebene Verzögerung des An-Sprechens der Abschalteinrichtung 19 ist so bemessen, daß bei den üblichen Störungen in dem Wechselstromnetz der Schalthebel 12 die Kontaktstelle 13 nicht erreicht, da inzwischen der Normalbetrieb für den Umformer wieder hergestellt ist.

Sobald der Hilfsschalter 5 geöffnet wird,

wird der in der Minus-Leitung durch den Widerstand 6 fließende Rückstrom gedrosselt.

Wird die Störung in dem Netz behoben,

bevor der Schalthebel 12 des Zeitrelais 11 den Kontakt 13 schließt, so wird in der Minus-Leitung wieder ein Vorwärtsstrom im Sinne der Pfeilrichtung 14 fließen, so daß der Schalthebel 8 des Stromrichtungsrelais 7 bei 9 Kontakt gibt, was gleichzeitig zur Folge hat, daß der Hilfsschalter 5 geschlossen wird· Die Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes nach Abb. 2 ist grundsätzlich die gleiche wie die Ausführungsform nach Abb. i, nur mit dem Unterschied, daß hierbei Widerstand und Hilfsschalter in Reihe liegen. Hierbei ist 16 der Hauptschalter und 17 der Hilfsschalter. Im Gegensatz zu der Schaltung nach Abb. 1 wird hier der Hauptschalter ιό von dem Stromrichtungsrelais 7 gesteuert, d. h. bei Gleichstrom-Rückstrom wird der Hauptschalter 16 geöffnet, so daß der Gleichstrom-Rückstrom gezwungen ist, über den Hilfsschalter 17 durch den Widerstand 6 zu fließen. Der Hilfsschalter 17 liegt hierbei in dem Stromkreis, welcher durch den Kontakthebel 12 des Zeitrelais 11 geschlossen wird.

Es ist ohne weiteres verständlich, daß im Rahmen der Erfindung auch noch weitere Schaltungsmöglichkeiten bestehen, und daß für die öffnung der Schalter, für die Verzögerung der völligen Abschaltung des Umformeraggregates und schließlich für die einstufige oder mehrstufige Begrenzung des Gleichstrom-Rückstromes andere als die dargestellten Mittel, wie z. B. Stromwächter, Schaltschützen, Hilfsrelais usw., Verwendung finden können.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Einrichtung zur selbsttätigen Inbetriebhaltung von synchronen Wechselstrom - Gleichstrom - Einankerumformern und Kaskadenumformern auf der Gleich- und Wechselstromseite, die mit einer oder mehreren Gleichstromquellen auf ein gemeinsames Gleichstromsammelschienensystem parallel arbeiten, bei auf der Wechselstromseite auftretenden Störungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Umformeranker und den Gleichstromsammelschienen wenigstens in einer der Verbindungsleitungen ein im Störungsfall sich durch den alsdann auftretenden Gleichstrom-Rückstrom ganz oder stufenweise einschaltender Widerstand vorgesehen ist, der den zum Umformer fließenden Rückstrom derart schwächt, daß der Umformer synchron oder annähernd synchron weiterläuft.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen elektrisch betätigten, zu dem Widerstand parallel geschalteten Hilfsschalter, der im Störungsfall öffnet.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein Stromrichtungsrelais zur Steuerung des parallel zum Widerstand liegenden Hilfsschalters.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch r bis 3, gekennzeichnet durch ein im Falle einer Störung durch das Stromrichtungsrelais in Lauf gesetztes Zeitrelais, dessen' Zeitverzögerung so gewählt ist, daß sie größer ist als die erfahrungsgemäße Dauer der im Netz vorkommenden Störungen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen