DE674762C - Schutzschaltung fuer elektrische gesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecken - Google Patents

Schutzschaltung fuer elektrische gesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecken

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Publication number
DE674762C
DE674762C DES109932D DES0109932D DE674762C DE 674762 C DE674762 C DE 674762C DE S109932 D DES109932 D DE S109932D DE S0109932 D DES0109932 D DE S0109932D DE 674762 C DE674762 C DE 674762C
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DE
Germany
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discharge
discharge vessel
vessel
auxiliary
protection circuit
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Expired
Application number
DES109932D
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Arnold Edler
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H02H7/125Emergency 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 rectifiers
    • H02H7/127Emergency 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 rectifiers having auxiliary control electrode to which blocking control voltages or currents are applied in case of emergency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Schutzschaltung für elektrische gesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecken Es ist bekannt, gesteuerte elektrische Gas-oder Dampfentladungsstrecken im Falle einer Betriebsstörung dadurch abzuschalten, daß mit Hilfe von Relais oder gleichwertigen Schaltmitteln den Steuerorganen der Entladungsstrecken eine Sperrspannung, meistens eine negative Spannung, aufgedrückt wird. Infolgedessen erlöschen die Entladungsstrecken in kürzester Zeit, so daß Schäden sowohl der gesamten Anlage als auch der Entladungsgefäße selbst vermieden werden.
  • Die Verwendung von Relais, insbesondere Schnellrelais, wie sie zur Erreichung des gewünschten Zieles notwendig sind, ist nun bei derartigen Anlagen wenig ratsam, da einerseits bei einem Versagen der mechanisch wirkenden Relais eine Aufhebung der Schutzwirkung der Anlage eintreten kann, andererseits infolge der mechanischen Trägheit derartiger Relais die Ansprechzeit vielfach nicht den gewünschten bzw. geforderten höchstmöglichen Grad von Schnelligkeit erreicht.
  • Die vorliegende Erfindung stellt nun eine Anordnung dar, bei der diese Schäden in vorteilhafter und einfacher Weise vermieden werden, indem die Abschaltung der Entladungsgefäße selbsttätig auf rein elektrischem Wege derart erfolgt, daß bei Auftreten einer Betriebsstörung selbsttätig auf rein elektrischem Wege eine Abschaltung der Zündpotentiale vermittels der Löschung einer in der Gitterzuleitung befindlichen, während des normalen Betriebs brennenden Hilfsentladungsstrecke mit Dampf- oder Gasfüllung durch eine Kondensatorentladung erfolgt. Das Auslösen der Kondensatorentladung erfolgt durch ein vom Störstrom beeinflußtes Schaltelement. Als Hilfsentladungsstrecke in der Gitterzuleitung wird ein gas- oder dampfgefülltes Entladungsgefäß verwendet. Als vom Störstrom beeinflußtes Schaltelement kann eine Löschfunkenstrecke Verwendung finden.
  • Es ist bereits eine Überstrom- und Rückzündungsschutzanordnung für Umformungseinrichtungen .mit gittergesteuerten Dampf-oder Gasentladungsgefäßen vorgeschlagen worden, bei der die Abschaltung der Zündpotentiale bei Auftreten einer Betriebsstörung ebenfalls selbsttätig auf rein elektrischem Wege ierfolgt, doch unterscheidet sich diese Anordnung wesentlich von der Schutzschaltuhg nach der Erfindung. Die vorgeschlagene Anordnung ist nämlich derart ausgebildet, daß in Reihe mit der Primärwicklung des Steuer- bzw. Gittertransformators ein Scheinwiderstand liegt, und das Abschalten der Umformungseinrichtung erfolgt dadurch, daß der Arbeitspunkt der Magnetisierungskurve des Steuer- bzw. Gittertransformators in das stark gesättigte Gebiet verlagert wird. Um dieses zu erreichen, ist vorgeschlagen worden, den Gittertransformator mit einer besonderen, im normalen Betrieb vorzugsweise stromlosen Gleichstrommagnetisierungswicklung zu versehen, und diese Gleichstrommagnetisierungswicklung mittels eines besonderen gittergesteuerten Dampf oder Gasentladungsgefäßes einzuschalten; dessen Gitterkreis in Abhängigkeit von der Stromstärke im Speise- oder Verbraucherkreis der Umformungseinrichtung derart gesteuert wird, daß unterhalb eines vorbestimmten Wertes das Entlädungsgefä@ß gesperrt, oberhalb dieses Wertes jedoch leitend ist.
  • In der Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. An ein Wechselstromnetz i ist über den Transformator 2 mit der Primärwicklung 3 und der Sekund4r-Wicklung 4 ein Gleichrichtergefäß 5 angeschlossen, über das ein Gleichstromnetz 6 gespeist wird. In den Entladungsstrecken des Glechrichtergefäßes 5 sind Gitter 7 angeordnet, die über eine Steuereinrichtung 8 mit entsprechenden Steuerspannungen beaufschlagt werden. In dem vorliegenden Falle wird als Steuervorrichtung eine Kontaktscheibe g verwendet, deren Kontaktbügel- i o von einem an das Wechselstromnetz i angeschlossenen Synchronmotor i i angetrieben wird. Der Kontaktbügel io wird über die Hilfsentladungsstrecke 12 von einer Steuerspannungsquelle 13 mit entsprechenden Steuerspannungen beaufschlagt. Der negative Pol der Steuerspannungsquelle 13 ist über Widerstände 14 ständig mit den Gitterzuleitungen verbunden; In die Zuleitungen des Gleichrichters zu dem Gleichstromnetz ist ein Stromwandler 15 gelegt, der mit einer Löschfunkenstrecke 16 in Verbindung steht. Zwischen die Verbindungsleitungen des Stromwandlers 15 mit der Löschfunkenstrecke 16 ist ein Kondensator i., gelegt. Die Löschfunkenstrecke 16 ist einerseits über eine Leitung 18 mit der Anodenleitung der Hilfsentladüngsstrecke 12 und andererseits durch die Verbindungsleitung ig über einen Kondensator 20 mit der Kathodenleitung der Hilfsentladungsstreck e 12 verbunden. Schließlich ist der Kondensator 2o über einen Widerstand z i -mit der Steuerspannungsquelle 13 einerseits und andererseits mit der Kathodenleitung des Gleichrichters 5 verbunden.
  • Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist derart, daß während des normalen Betriebes der Gleichrichteranlage die Hilf sentladungsstrecke 12 brennt, so daß den Steuergittern 7 des Gleichrichters 5 über die Steuereinrichtung 8 zu entsprechenden Zeitpunkten .ein Zündpotential aufgedrückt wird. Hierdurch erhält die der Kathode der Hilfsentlädungsstrecke zugewandte Belegung des Kondensators eine :positive Auflädung und . entsprechend die andere Belegung des Kondensators eine negative Aufladung; tritt jedoch eine Betriebsstörung des Gleichstromnetzes auf, die einen Überstrom in der Kathodenleitung des Gleichrichters zur Folge hat, so tritt die Löschfunkenstrecke in Tätigkeit, und der Kondensator 2o entlädt sich, über die Leitungen i g, 18 und die Hilfsentladungsstrecke 12 in solcher Richtung, daß das Anodenpotential der -Hilfsentladungsstrecke 12 so weit gesenkt wird, daß die Entladung erlischt. Das hat zur Folge, däß den Steuergittern über die Kontaktscheibe g keine positiven Zündspannungen mehr aufgedrückt werden; sondern das negative Potential der Steuerspannungsquelle 13 allein zur Wirkung gelangt und eine Abschaltung des Entladungsgefäßes 5 vornimmt. Der Widerstand 21 dient zur Aufladung des Kondensators während des normalen Betriebes.
  • In dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist eine andere Anordnung gemäß der Erfindung als die in Fig. i dargestellt, bei der zugleich einige vorteilhafte Verbesserungen der -Anordnung vorgesehen sind. An dieser Figur besitzen die der Fig. r entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig: ä wird die Gitterbeaufschlagung mit den entsprechenden Steuerspannungen nicht mittels eines Kontaktapparates vorgenommen, sondern zu diesem Zweck ist ein Hilfsgefäß 22 vorgesehen, das über einen Transformator 23 von dem Wechselstromnetz i gespeist wird. In den Anodenzuleitungen von der Sekundärwicklung 24 des Transformators 23 zu den Anoden 25 des Hilfsentladungsgefäßes 22 sind Stromwandler--6 angeordnet, in deren Sekundärwicklüngen 27 beim Einsetzen der Entladungen in den zugehörigen Entladungsstrecken des Hilfsentladungsgefäßes 2a Spannungsstöße induziert werden, die den Steuergittern 7 des Hauptentladungsgefäßes 5 zugeführt werden. Die Regelung des Zündeinsatzpunktes der Entladungen im Hauptgefäß 5 geschieht bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 mittels Verstellung des als dreiphasiger Drehtransformator ausgebildeten Transformators 23. Durch die Verstellung dieses Drehtransformators werden nämlich die den Anoden des Hilfsgefäßes 22 aufgedrückten Spannungen geg.-nüber dien den Anoden des Hauptentl,adungsgefäßes 5 aufgedrückten Spannungen in der Phase verschoben. Infolgedessen tritt zu einem beliebig späteren oder früheren Zeitpunkt ein Spannungsstoß in den Sekundär Wicklungen 27 der Str omwandler 26 auf. Statt die Regelung des Zündeinsatzpunktes der Entladungen in dem Hauptentladungsgefäß 5 auf die vorgenannte Weise vorzunehmen, kann das Hilfsentladungsgefäß 22 auch mit Steuergittern in den Entladungsstrecken ausgerüstet sein, durch die das Einsuzen der Entladung in den entsprechenden Entladungsstrecken in gleicher Weise geregelt wird wie bei dem Hauptentl.adungsgefäß 5 durch dessen Gitter. Welche Art der Gittersteuerung für das Hilfsentladungsgefäl3 22 angewendet wird, ist in dis Belieben des planenden Ingenieurs gestellt. ES sei jedoch. bemerkt, daß die S.pannungsbeaufschlagung der Steuergitter, wie sie in dem vorliegenden Beispiel ausgeführt ist, den Vorteil mit sich bringt, daß die auf ein Steuergitter gegebenen positiven Zündimpulse sich nicht über die Verbindungsleitung der Gitterwiderstände 14 auf diejenigen Gitter fortpflanzen können, die gerade ein Sperrpotential besitzen sollen. Das hat zur Folge, daß die Gitterwiderstände 14, die aus dem vorgenannten Grunde bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i verhältnismäßig groß ausgeführt werden müssen, bedeutend kleiner bemessen sein können. Gleichzeitig wird hierdurch erreicht, daß die den Steuergittern aufgedrückte Sperrspannung bedeutend größer ist, da sie keine Verringerung durch die eingeschalteten, verhältnismäßig hohen Gitterwiderstände erfährt. Ferner sei bemerkt, daß als Sperrspannungsquelle ein Gleichstromgenerator 13 gewählt wird, der eine beliebig hohe Sperrspannung für die Steuergitter zur Verfügung stellt.
  • In gleicher Weise wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. i enthält auch das Beispiel nach Fig. 2 das Hilfsentladungsgefäß 12, das mit seiner Anode an die Kathode des Hilfsentladungsgefäßes 22 angeschlossen ist. Die Kathode des Hilfsgefäßes i2 ist über den Widerstand 29 einerseits mit dem Sternpunkt der Transformatorsekundärwicklung 2q. und andererseits mit der Kathodenleitung des Hauptentladungsgefäßes 5 verbunden.' die Kathode des Hilfsentladungsgefäßes und den Gleichstromkreis der beiden in Reih ,e liegenden Hilfsentladungsgefäße 12 und. 22 ist wiederum ein Kondensator 2o geschaltet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner die Kathodenleitung des Hilfsentladungsgefäßes 12 mit der Erregeranode 3 i bzw. mit dem Erregerstromkreis des Hauptentladungsgefäßes 5 derart verbunden, daß eine Erregung des Hauptgleichrichters nur dann vorhanden ist, wenn eine Entladung in dem Hilfsentladungsgefäß 12 besteht. Schließlich ist ein Relais 30 parallel. zu dem Erregerkreis des Hauptentladungsgefäßes ;vorgesehen, das zur Wiedereinschaltung des Hauptgleichrichters nach einer durch die Einrichtung gemäß der Erfindung vorgenommenen Abschaltung dient.
  • Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig.2 in bezug auf die angestrebte Schutzwirkung für das Hauptentladungsgefäß 5 ist die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i. Während des normalen Betriebes besteht eine Entladung in dem Hilfsentladungsgefäß 12, so daß die der Kathode des Hilfsentladungsgefäßes 12 abgewandte Belegung des Kondensators 2o eine negative Aufladung erfährt. Tritt nun infolge einer Betriebsstörung in den Leitungen der Gleichrichteranlage ein Überstrom auf, so spricht die Löschfunkenstrecke 16 an, und der Kondensator kann sich über das Hilfsentladungsgefäß 12 entladen, und nvar derart, daß die Spannung der Anode so weit gesenkt wird, daß die Entladung erlischt und infolgedessen auch das Arbeiten des Hilfsentladungsgefäßes 22 unterbrochen wird. Infolgedessen gelangt über die Gitterwiderstände 1q. an den Steuergittern 7 des Hauptentladungsgefäßes 5 die stets vorhandene Sperrspannung zur Wirkung, und ein Weiterarbeiten des Hau.ptentladungsgefäßes 5 ist unterbunden.
  • Durch derartige Schaltungen wird also auf einfache Weise selbsttätig und auf rein elektrischem Wege ein stets betriebssicher wirkender Schutz für Entladungsstreckenanlagen erreicht.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schutzschaltung für elektrische gesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecken, bei denen im Falle einer Betriebsstörung durch eine den Gittern aufgedrückte Sperrspannung eine Abschaltung der Entladungsstrecken erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten einer Betriebsstörung selbsttätig auf rein elektrischem Wege eine Abschaltung der Zündpotentiale mittels Löschung der Entladung in einer in der Gitterzuleitung befindlichen, während des normalen Betriebes brennenden Hilfsentladungsstrecke mit Dampf- oder Gasfüllung durch eine Kondensatorentladung erfolgt.
  2. 2. Schutzschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorentladung durch ein vom Störstrom beeinflußtes Schaltelement, z. B. eine Löschfunkenstrecke, ausgelöst wird.
  3. 3. Schutzschaltung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ihre Verwendung hei einer Steuerung der Steuergitter des Hauptentladungsgefäßes, bei der mittels eines gas- oder dampfgefüllten Hilfsentladungsgefäßes auf induktivem Wege Zündspännungsspitzen auf die Steuergitter übertragen werden. q.. Schutzschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den Strömkreis eines Hilfsentladungsgefäßes der Erregerkreis des Hauptentlädungsgefäßes derart angeschlossen ist, daß bei Erlöschen der Entladung in dem Hilfsentladungsgefäß- die Erregung des Hauptentladungsgefäßes unterbrochen wird.
DES109932D 1933-07-01 1933-07-01 Schutzschaltung fuer elektrische gesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecken Expired DE674762C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE968850C (de) * 1952-04-23 1958-05-08 Westinghouse Electric Corp Einrichtung zur Regelung der Stromzufuhr aus einer Mehrphasen-Wechselstrom-Quelle zu einem Verbraucher, z.B. einem Schweissgeraet

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE968850C (de) * 1952-04-23 1958-05-08 Westinghouse Electric Corp Einrichtung zur Regelung der Stromzufuhr aus einer Mehrphasen-Wechselstrom-Quelle zu einem Verbraucher, z.B. einem Schweissgeraet

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