DE650979C - Umschalteinrichtung zum Zwecke der Energierueckgewinnung bei gittergesteuerten Gleichrichtern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Umformeranlagen, bei denen Gleichstromverbraucher, beispielsweise Gleichstrombahnmotoren, über Gleichrichter aus einem Wech¹ sielstromnetz gespieist werden und bei denen die Gleichrichter zum Zwecke der Energierückgewinnung selbsttätig auf Wechselrichterbetrieb umgeschaltet werden sollen. Die Erfindung ist auch für solche Umformeranlagen anwendbar, bei denen Energie aus einem Wechselstromnetz unter Zwischenschaltung einer Gleichstromleitung (Gleichstromfernübertragung) in ein anderes Wechselstromnetz, . gegebenenfalls unter Umwandlung der Wechselstromfrequenz, übertragen werden soll. Zur Steuerung der Schalter, durch welche die Verbindungen zwischen dem Gleichstromnetz und den Gleichrichtern umgeschaltet bzw. umgepolt werden, sind bereits verschiedene Relais-oder Steueranordnungen vorgeschlagen worden, welche von solchen Betriebsgrößen der Anlage abhängen, die sich mit dem Betriebszustand ändern, die somit als Kriterium dafür verwendet werden können, wenn bei-

25. spielsweise ein gittergesteuertes Entladungsgefäß, welches als Gleichrichter arbeitet, zum Zwecke der Energierückgewinnung auf Wechselrichterbetrieb umgeschaltet werden muß.
Es ist vorgeschlagen worden, den gittergesteuerten Gleichrichter durch ein Relais umzuschalten, welches von der Richtung des in dem Gleichstromnetz fließenden Stromes abhängig ist und somit anspricht, sobald die Spannung des Gleichstromnetzes über die Spannung des Gleichrichters ansteigt und dadurch die Stromrichtung im Gleichstromnetz umgekehrt wird. Notwendiger Bestandteil einer derartigen Schaltung ist ein Widerstand, welcher die beiden Pole des Gleichstromnetzes überbrückt, so daß der Rückstrom trotz der Ventilwirkung des zwischen Drehstrom- und Gleichstromnetz liegenden Entladungsgefäßes fließen und das Umschaltrelais zum Ansprechen Dringen kann.

Es sei noch erwähnt,, daß bereits Umschaltanordnungen bekanntgeworden sind, bei denen man ohne einen Überbrückungswiderstand auskommt. Diese Schaltanordnungen verwenden ein Umschaltrelais, welches zwei Erregerspulen besitzt, von denen die eine an die Spannung des Gleichstromnetzes, die andere an die Spannung des Wechselstromnetzes angeschlossen ist. Der Umschaltzeitpunkt wird dadurch zwar auch unmittelbar von Richtung und Größe des Stromes im Gleichstromnetz abhängig gemacht, jedoch ist ein Relais mit mehreren Erregerspulen notwendig, die auch noch an verschiedenartige Spannungen angeschlossen werden-müssen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vervollkommnung einer von der Richtung des Stromes im Gleichstromnetz abhängigen Umschalteinrichtung. Gemäß der Erfindung ist der Hilfswiderstand, welcher die Pole des

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Erwin Janetschke in Berlin-Charlottenburg.

Gleichstromnefz.es verbindet, über ein Relais an das Gleichstromnetz angeschlossen, welches den Widerstand nur dann einschaltet, wenn er für die Betätigung des Umschaltrelais erforderlich ist. Es wird dadurch verhindert, daß in dem Widerstand unnötige Verluste entstehen. Der Widerstand kann dann auch so bemessen werden, daß in ijgm ein für die Betätigung des Relais ausreichender Strom ίο fließt, weil er nicht mit Rücksicht auf die Verluste bemessen zu werden braucht.

Das den Widerstand mit dem Gleichstromnetz verbindende Relais wird gemäß der Erfindung eingeschaltet, wenn der Gleichstrom einen bestimmten Mindestwert unterschreitet, d. h. wenn der Strom in den Bereich sinkt, in dem das Umschaltrelais für den gittergesteuerten Gleichrichter in Tätigkeit treten soll. Das Widerstandsrelais kann auch in Abhängigkeit von anderen Betriebsgrößen der Anlage betätigt werden, welche ein Maß dafür sind, daß die Anlage sich in der Nähe des für die Umschaltung maßgebenden Betriebs-"punktes befindet. So kann man das Relais von dem Verhältnis zwischen der Spannung des Gleichstrom- und der des Wechselstromnetzes abhängig machen, weil dieses Verhältnis die notwendige Umschaltung anzeigt. Das Relais kann auch vom Strom im Gleichstromnetz abhängig sein.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung die Schaltung des Umschaltrelaiis dargestellt. Ein Drehstromnetz ι ist über einen in der Zeichnung nicht angegebenen gittergesteuerten Gleichrichter,· welcher wahlweise auf Wechselrichterbetrieb um-/ schaltbar ist, mit einem Gleichstromnetz 2, beispielsweise einem Bahnnetz, verbunden. Der Gleichrichter wird auf der Gleichstromseite durch ein Relais 3 umgeschaltet, welches mit zwei Spulen 31 und 32 ausgerüstet ist. Die Spule 31 Hegt an einem in die Gleichstromleitung geschalteten Meßwiderstand 4, während die Spule 32 an die Spannung des Gleichstromnetzes angeschlossen ist. Die Spannungsspule dient dazu, die Empfindlichkeit des Relais zu erhöhen und kann daher auch an eine andere, im wesentlichen gleichbleibende Spannung angeschlossen werden. Das Relais 3 kann aber auch als dvnamometrisches Relais mit vorgeschaltetem Ventil ausgebildet sein, so daß es nur mit einer an den Meßwiderstand angeschlossenen Relaisspule ausgerüstet zu sein braucht. Die Pole des Gleichstromnetzes 2 sind durch einen Hilfswiderstand 5 miteinander verbunden, der durch ein Relais 6 ein- und ausgeschaltet werden kann. Das Relais ist mit zwei Spulen 61 und 62 ausgerüstet. Die Spule 61 liegt unter Vorschaltung eines Einstellwiderstandes 7 an der Spannung des Gleichstromnetzes 2, während die Spule 62 über einen Transformator S an das Wechselstromnetz ι angeschlossen ist.

Die Wirkungsweise der Umschalteinrichtung ist folgende: Solange während des normalen Betriebes, d. h. beispielsweise während des Betriebes des gittergesteuerten Entladungsgefäßes als Gleichrichter, die Spannung des Wechselstromnetzes 1 die Spannung des Gleichstromnetzes 2 überwiegt, sind die Arbeitskontakte des Relais 6 unterbrochen, der Widerstand 5 ist ausgeschaltet, das Relais 3 kann nicht ansprechen. Sinkt die Spannung des Wechselstromnetzes im Verhältnis zu derjenigen des Gleichstromnetzes bzw. steigt die Gleichspannung über diejenige des Wechselstromnetzes an, so überwiegt die Spule 61 das Relais 6 und schließt die Relaiskontakte. Der Hilfswiderstand, welcher auch als Bürde bezeichnet wird, ist jetzt eingeschaltet, und der imMeßwiderstand4fließende Rückstrom des Gleichstromnetzes kann sich über den Widerstand S schließen. Das Relais 3 spricht an und schaltet den Gleichrichter auf Wechselrichterbetrieb tun.

Es wurde bereits erwähnt, daß das Relais 6 von verschiedenen Größen abhängig gemacht werden kann, welche für die notwendige Umschaltung des Steuergleichrichters maßgebend sind. Unter der Annahme praktisch konstanter Wechselspannung des Netzes 1 kann das Relais beispielsweise von der Spannung des Gleichstromnetzes allein abhängig gemacht werden. Wenn umgekehrt die Spannung des Gleichstromnetzes praktisch unveränderlich ist und die Spannung des Wechselstromnetzes schwankt, so kann das Relais nur von der Spannung des Wechselstromnetzes abhängig gemacht werden. Die in dem Ausführungsbeispiel gewählte Schaltung der Relaisspulen ist nur als eine der verschiedenen Möglichkeiten anzusehen. So kann beispielsweise die Spule 62 auch als Gleichspannungsspule ausgebildet und über einen Gleichrichter, beispielsweise i°5 einen Trockengleichrichter, an den Transformator 8 angeschlossen sein.

Es sei noch erwähnt, daß die vorstehend beschriebene Umschalteinrichtung dahingehend abgeändert werden kann, daß an Stelle des "° Umschaltrelais eine unmittelbare Steuerung von Schaltern, Schützen oder sonstigen Schalteinrichtungen vorgesehen wird, daß also die Schalterspulen ebenso geschaltet sind wie in der vorstehend beschriebenen Um- ^X15 schalteinrichtung die Spule des Umschaltrelais.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Umschalteinrichtunig zum Zwecke der Energierückgewinnung bei gittergesteuerten Gleichrichtern mit einem von

   der Richtung des Stromes im Gleichstromnetz abhängigen Umschaltrelais und einem die Pole des Gleichstromnetzes verbindenden Hilfswiderstand, ■ dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfswiderstand (5) über ein Relais (6) an die Pole des Gleichstromnetzes angeschlossen ist, welches nur in dem für die Umschaltung erforderlichen Bereich eingeschaltet ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei praktisch konstanter Spannung des Wechselstromnetzes das Relais (6) von der Spannung des Gleichstromnetzes abhängig ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei praktisch konstanter Spannung des Gleichstromnetzes das Relais (6) von der Spannung . des Wechselstromnetz^ abhängig ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (6) von dem Verhältnis zwischen der Spannung des Gleichstrom- und der des Wechselstromnetzes abhängig ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (6) vom Strom im Gleichstromnetz abhängig ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen