DE621930C

DE621930C - Device for step-by-step start-up of direct current networks fed by a single armature converter

Info

Publication number: DE621930C
Application number: DES86683D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Kloss
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1928-07-22
Filing date: 1928-07-22
Publication date: 1935-11-15

Description

Einrichtung zum stufenweisen Hochfahren von über Einankerumformer gespeisten Gleichstromnetzen Die Erfindung betrifft eine neue Einrichtung zum stufenweisen Hochfahren von Gleichstromnetzen unter Last, die durch Einankerumformer gespeist werden und überwiegend aus Stromverbrauchern bestehen, die wie Glühlampen in eingeschaltetem Zustand einen wesentlich größeren Widerstand haben als beim Einschalten. Für eine derartige Regelung sind bisher hauptsächlich Drehtransformatoren verwendet worden, die jedoch, besonders wenn es sich um einen großen Regelbereich handelt, unverhältnismäßig teuer werden. Es sind auch Stufentransformatoren zu diesem Zweck vorgeschlagen worden, die den Nachteil haben, daß die Spannungsregelung mit einer Unterbrechung der Leistung verbunden ist, die nur durch verwickelte und kostspielige Einrichtungen, wie Überscbaltdrosseln, vermieden werden kann. Weiter ist vorgeschlagen worden, Wechselstrom-Gleichstrom-Einankerumformer zwecks Hochfahrens kalter Gleichstromnetze bei eingeschaltetem Gleichstromnett an Teilspannung zu legen und über weitere Spannungsstufen auf die volle Spannung zu bringen.Device for step-by-step start-up from a single-armature converter fed direct current networks The invention relates to a new device for stepwise Starting up direct current networks under load, fed by single armature converters and consist mainly of electricity consumers that are switched on like incandescent lamps State have a much greater resistance than when they were switched on. For one This type of regulation has so far mainly been used in rotary transformers, However, especially when it comes to a large control range, it is disproportionate get expensive. Step transformers have also been proposed for this purpose, which have the disadvantage that the voltage regulation with an interruption of the power connected only by intricate and costly devices such as overhead throttles, can be avoided. It has also been proposed to use AC-DC single armature converters for the purpose of starting up cold direct current networks with the direct current network switched on Partial voltage to be applied and to the full voltage via further voltage levels bring.

Nach der Erfindung kann die für das Hochfahren derartiger kalter Gleichstromnetze erforderliche Einrichtung ganz erheblich vereinfacht werden, indem lediglich ein zweistufiger Transformator verwendet wird, an dem die den Drehstromteil des Einankerumformers speisenden Phasenleitungen einzeln nacheinander von Teil- auf Vollspannung umgeschaltet werden. Hierbei liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei einer Umschaltung der einzelnen Phasen nacheinander immer wenigstens eine Phase des Drehfeldes ohne Unterbrechung bestehen bleibt, so daß auch bei der Anwendung der A-B-C-Schaltung - das ist die Schaltung, bei der die Umschaltung der einzelnen Phasen an einem zweistufigen Transformator aufeinanderfolgt und die zum Hochschalten unbelasteter Einankerumformer bereits bekannt ist - keine Unterbrechung in der Gleichstromabgabe eintritt. Hierbei tritt eine Verzerrung des Drehfeldes auf, die zugleich jedesmal eine Vergrößerung des wirksamen Drehfeldes mit sich bringt, so daß durch einen derartigen Schaltvorgang die Abstufung so unterteilt wird, als ob zwischen den Spannungsstufen des Transformators noch zwei Zwischenstufen vorgesehen wären. Es hat sich hierbei gezeigt, daß die Maschine in einer derartig verzerrten Spannung mit vollem Strom eine nicht zu lange Zeit voll befriedigend arbeiten kann. Infolgedessen kann die neue Einrichtung mit besonderem Vorteil für das Wiederanschalten eines abgeschalteten Netzes verwendet werden, das etwa großenteils aus Beleuchtungsanlagen besteht, bei dem also der Widerstand im Augenblick des Einschaltens ganz erheblich geringer ist als im Dauerbetrieb. Beim Anschalten des Umformers an einen derartigen Verbraucher 'tritt in sehr vielen Fällen eine unzulässige Stromstärke auf, die die Schalteinrichtungen wieder herauswirft. Mit Hilfe der neuen Einrichtung wird der Einankerumformer, der zuvor synchronisiert worden ist, unter Teilspannung auf das Netz geschaltet werden. Die geringe Spannung hat hierbei zur Folge, daß trotz des geringen Netzwiderstandes der Strom nicht so groß wird, daß eine Ausschaltung der Maschinen erfolgen würde. Weiter wird dann stufenweise von Phase zu Phase umgeschaltet und dadurch mit zunehmender Spannung auch der Widerstand seinem betriebsmäßigen Wert entgegengebracht, so .daß auf diese Weise ohne erhebliche Schwierigkeiten auf die volle Betriebsspannung umgeschaltet werden kann. Es hat sich gezeigt, daß, selbst wenn die Anlaßspannungsstufe nur ein Viertel der Betriebsspannung beträgt, die Maschine auch dauernd unter vollem Strom an dieser niedrigen Anlaßspannung laufen kann.According to the invention, for starting up such cold direct current networks required set-up can be considerably simplified by only one two-stage transformer is used, on which the three-phase current part of the single armature converter feeding phase lines are switched one after the other from partial to full voltage will. This is based on the knowledge that when switching over the individual Phases one after the other, always at least one phase of the rotating field without interruption remains, so that even with the application of the A-B-C circuit - that is the Circuit in which the switching of the individual phases on a two-stage transformer one after the other and the single armature converter for upshifting unloaded already is known - there is no interruption in the direct current output. This occurs a distortion of the rotating field, which at the same time increases the effective rotating field brings with it, so that by such a switching process the gradation is subdivided as if between the voltage levels of the transformer two more intermediate stages would be envisaged. It has been shown here that the Machine in such a distorted voltage with full current a not too long Time can work fully satisfactorily. As a result, the new facility can with special advantage for switching on again one switched off Network are used, which largely consists of lighting systems So the resistance at the moment of switching on is considerably lower than in continuous operation. When switching on the converter to such a consumer 'In very many cases, an impermissible current intensity occurs, which affects the switching devices throws out again. With the help of the new facility, the single-armature converter, the has been synchronized beforehand, can be switched to the grid under partial voltage. The low voltage has the consequence that despite the low network resistance the current does not become so great that the machines would be switched off. Then there is a step-by-step changeover from phase to phase and thus with increasing Tension also the resistance brought its operational value, so .that in this way switched to the full operating voltage without significant difficulties can be. It has been shown that even if the starting voltage level is only one Quarter of the operating voltage, the machine is always under full power can run at this low starting voltage.

Die verschiedenen Spannungsstufen, die sich bei einem zweistufigen Transformator ergeben, sind aus der schematischen Darstellung der Zeichnung zu ersehen. Durch verschiedene Strichart unterschieden, sind hierbei in Abb. i die Spannungsdreiecke, wie sie sich für die verschiedenen Schaltstufen ergeben, dargestellt. i bedeutet hierbei -das Spannungsdreieck entsprechend der Anlaßanzapfung, 2 das verzerrte Dreieck, das sich ergibt, wenn eine Phase auf die Betriebsspannungsstufe umgeschaltet ist, 3 das Dreieck für Umschaltung zweier Phasen, endlich q. das Spannungsdreieck der vollen Betriebsspannung. In Abb. 2 und 3 sind weiter die Spannungsdreiecke a, b, c entsprechend den beiden Zwischenstufen 2 und 3 in die beiden gleichsinnig a, b", c" und gegensinnig .d , b', c' umlaufenden Spannungsdreiecke zerlegt, die den Drehfeldern entsprechen, die bei den Zwischenschaltstufen auftreten. Die Vektoren der verketteten Spannungen a, b bzw: c sind hierbei in die Vektoren d + d', b' -f- b" und c' + c" zerlegt. Hieraus ist zu ersehen, daß die Abstufungen zwischen den Spannungswerten des wirksamen gleichsinnig umlaufenden Drehfeldes nicht gleich'groß sind, sondern daß die Abstufung zwischen der 2. und 3. Stufe am größten ist. Nach der weiteren Erfindung können jedoch die Anzapfangen, insbesondere bei mehrstufigen Transformatoren, für jede Phase verschieden gewählt sein, so daß beispielsweise gleiche Spannungsabstufungen oder aber irgendeine andere gewünschte Spannungsabstufung erreicht werden kann.The various voltage levels that result from a two-stage transformer can be seen in the schematic representation of the drawing. Differentiated by different line types, the voltage triangles as they result for the various switching stages are shown in Fig. I. i here means -the voltage triangle corresponding to the starter tap, 2 the distorted triangle that results when one phase is switched to the operating voltage level, 3 the triangle for switching two phases, finitely q. the voltage triangle of the full operating voltage. In Fig. 2 and 3, the voltage triangles a, b, c corresponding to the two intermediate stages 2 and 3 are broken down into the two voltage triangles rotating in the same direction a, b ", c" and opposite directions .d , b ', c' , which form the rotating fields that occur at the intermediate switching stages. The vectors of the linked voltages a, b and: c are broken down into the vectors d + d ', b' -f- b " and c '+ c". From this it can be seen that the gradations between the voltage values of the effective rotating field rotating in the same direction are not of the same size, but that the gradation between the 2nd and 3rd stage is greatest. According to the further invention, however, the taps, in particular in the case of multistage transformers, can be selected differently for each phase, so that, for example, the same voltage gradations or any other desired voltage gradation can be achieved.

Mit Vorteil können während des Schaltvorganges noch Drosselspulen eingeschaltet werden, wodurch der Übergang noch allmählicher gestaltet wird, da die Umschaltstromstöße gedämpft werden.Choke coils can also advantageously be used during the switching process be switched on, making the transition even more gradual, since the switching current surges are dampened.

Der Erfindungsgedanke läßt sich auch auf ein Anlassen von mehreren parallel geschalteten Einankerumformern anwenden. Hierbei maß lediglich Sorge getragen werden, daß die gleiche Phase sämtlicher Umformer annähernd gleichzeitig, z. B. durch eine gemeinsame Betätigung, umgeschaltet wird.The idea of the invention can also be applied to the initiation of several Use single armature converters connected in parallel. Only care was taken here be that the same phase of all converters approximately simultaneously, z. B. is switched by a joint operation.

Nach der Erfindung kann weiter die Umschaltung durch eine Schaltwalze oder eine ähnliche Einrichtung erfolgen, durch die die einzelnen Schaltvorgänge in der gewünschten Reihenfolge nacheinander vorgenommen werden. Auf diese Weise ist eine erhebliche Vereinfachung für die Bedienung gegeben, da nur noch ein langsames Durchdrehen der Schalteinrichtung erforderlich ist.According to the invention, the switching can also be carried out by a switching drum or a similar device through which the individual switching processes are carried out can be carried out one after the other in the desired order. In this way there is a considerable simplification for the operation, since only a slow one Turning the switching device is required.

Claims

PATENT CLAIMS: i .. Device for gradually starting up over Single-armature converter fed direct current networks, which mainly consist of electricity consumers with a positive temperature coefficient exist, under load, characterized by the use of a two-stage transformer only, on which the three-phase part of the single armature converter feeding phase lines one after the other from part to Full voltage can be switched.

2. Device according to claim i, characterized in that that the partial voltage on the transformer for the individual phases is different is.

3. Device according to claim i or 2, characterized by a shift drum, through which the individual switching operations are produced in the desired sequence will. q .. device according to claim i to 3, characterized by choke coils, which are switched on during the switching process.