DE732612C - Anordnung zum Schutz von Stromrichtern - Google Patents

Description

Für den Schutz von Stromrichtern, die aus einem Ionenventil mit Transformator bestehen, gegen die Wirkung von Rückzündungen und ähnlichen Fehlern, wurde früher eine Anordnung mit leinem Relais, welches differentiell von den Strömen der Anodenleitungen und der Kathodenleitung des Ionenventils beeinflußt wurde, beschrieben. Diese Anordnung verursacht die nicht wünschenswerte Komplikation, daß die Nebenschlüsse in den Anodenleitungen, denen die Ströme entnommen werden, unter weit schwankenden Potentialen stehen, weshalb die verschiedenen Spulen des Relais voneinander sehr gut isoliert werden müssen und das Relais jedenfalls einen unter Hochspannung arbeitenden •Apparat darstellt. Außerdem spricht die Anordnung nur für Fehler im Ionenventil selbst, aber nicht für Fehler im Transformator an.

ao Ein Vorschlag ist auch bekannt, in die' Anodenleitungien eines Gleichrichters die Primärwicklungen von Stromwandlern einzuschalten, denen Sekundärwicklungen über Hilfsgleichrichter eine Wicklung eines Differentialrelais speisen, dessen andere Wicklung von dem vom Gleichrichter gelieferten Gleichstrom durchflossen ist. Da die Anodenströme immer pulsierende Gleichströme darstellen, werden solche Stromwandler infolge der Sättigung durch den überlagerten Gleichstrom immer sehr unbefriedigend wirken. Ihre Ungenauigkeit wird desto höher, je höher die Strombelastung des Gleichrichters ist. Durch die Einführung einer der Anodenzahl gleichen Anzahl von Stromwandlern, die kaum einem anderen Zweck dienen können, wird diese Anordnung auch sehr umständlich.

Gegenstand der Erfindung- - ist eine auf Differentialvvirkung beruhende- Schutzvorrichtung für Stromrichter, die aus Ionenventil mit Transformator bestehen, gegen die Wirkung von Rückzündungen und ähnlichen Störungen, welche in ihrem Aufbau dadurch gekenrizeichnet ist, daß der Strom der Wechselstromseite jenseits des Transformators, von der Seite des Ionenventils' gerechnet, abgenommen wird und daß eine solche Wirkung dieses Stromes, die sich in der gleichen Richtung unabhängig von der augenblicklichen Stromrichtung äußert und im .wesentlichen proportional der ersten Potenz des Stromes ist, mit einer entsprechenden Wirkung des Stromes auf der anderen Seite des Ionenventils zur Erzielung einer Differenzwirkung selbsttätig verglichen wird und daß bei Ungleichheit der verglichenen Ströme selbsttätig die Anlage abgeschaltet wird oder andere Schutzmaßnahmen eingeleitet werden. Den erstgenannten Strom kann man dabei über Stromwandler abnehmen, die gleichzeitig noch

anderen Zwecken dienen können, und der Strom auf der anderen Seite des Ionenventüs, das ist also die Gleichstromseite beim Gleich» richter, kann an einem Punkt mit beina: Nullpotential abgenommen werden, w das ganze Relais ein Niederspannungsappatf wird. Gleichzeitig erhält man eine Schutzwirkung nicht nur gegen Fehler im Ionenventil, sondern auch gegen Fehler im Transformator.

Vier verschiedene Ausführungsformen der Erfindung in ihrer Anwendung auf einen Gleichrichter sind in Abb. ι bis 4 der Zeichnung dargestellt.

In sämtlichen Abbildungen bezeichnet 1 das Ionenventil des Gleichrichters und 2 seinen Haupttransformator. Die Schaltung ist in Abb. 1 doppelt dreiphasig mit Saugdrossel 3, während sie in Abb. 2 bis 4 sechsphasig ist. In Abb. 1 sind auf der Wechselstromseite des Gleichrichters die Primärwicklungen dreier Stromwandler 4 eingeschaltet, deren Sekundärströme je ein elektrodynamisch wirkendes Spulensystem eines Differentialrelais 5 durchfließen. Jedes der Spulensysteme besteht aus einer beweglichen Spule 6 und einer festen Spule 7 mit Eisenkern 8. Die beiden letzten Teile sind so bemessen, daß bereits bei niedrigem Strom eine Sättigung im Eisen eintritt. Die auf die bewegliche Spule wirkende Kraft wird deshalb praktisch proportional der ersten Potenz des sie durchfließenden Stromes. Da diese Ströme einander ablösen und ihre Summe dem vom Ionenventil gelieferten Gleichstrom proportional ist, wird der Wechselstromteil des Relais von einer Kraft oder einem Drehmoment beeinflußt, das jenem Gleichstrom praktisch proportional ist. Das Relais hat auch eine von Gleichstrom durchflossene Spule 9, die mit einem Dauermagneten 10 zusammenwirkt, so daß in ihr eine dem vom Ionenventil gelieferten Gleichstrom proportionale Kraft erzeugt wird. Diese wirkt der Kraft von der Wechselstromseite derart entgegen, daß die Gesamtkraft im Normalfall Null wird, wobei der bewegliche Kontakt 11 des Relais beispielsweise, durch eine Feder 12 gegen einen Anschlag 13 gedrückt wird. Bei einer Rückzündung oder einem anderen inneren Fehler tritt dagegen immer eine Gleichgewichtsstörung ein, indem die Wirkung des Wechselstromes diejenige des - Gleichstromes überwiegt, so daß das Relais seine festen Kontakte 14 überbrückt und eine Abschaltung der Anlage oder andere Schutzmaßnahmen für das Ionenventil eingeleitet werden.

In Abb. 2 wird der den Stromwandlern 6

der Wechselstromseite entnommene Strom durch besondere Trockengleichrichter 20 gleichgerichtet und durch einen Widerstand 21 geleitet. Auf der Gleichstromseite des Stromrichters ist ein Widerstand 2 2 vorgesehen, ₍. an dem der Viergleichsstrom für den der Wech-•*selstromseite entnommenen Strom abgenomf\fnen wird. Der Nebenschlußstromkreis zum ^Widerstand 22 enthält einen Widerstand 23. Der Unterschied zwischen dem der Wechselstromseite entnommenen gleichgerichteten Strom und dem der Gleichstromseite des Ionenventils entnommenen Gleichstrom, welcher Unterschied normal Null ist, wird in diesem Falle auf galvanischem Wege ermittelt, indem die in Frage kommenden beiden Stromkreise entgegengesetzt parallel an ein nur schematisch angedeutetes Relais 24 angeschlossen werden, das bei einer Gleichgewichtsstörung anspricht.

In Abb. 3 wird der Strom von den Stromwandlern 6 gleichfalls über Trockengleichrichter 20 gleichgerichtet und mit dem Hauptstrom der Gleichstromseite des Stromrichters verglichen. Die Wirkung ist in Abb. 3 jedoch darauf gegründet, daß die Gleichgewichtsstörung zwischen der Gleich- und Wechselstromseite immer plötzlich einsetzt, weshalb man durch die Leitung der Ströme der beiden Seiten durch je eine Wicklung eines Transformators 30, wo sie einander entgegenwirken, bei der Störung einen Stromstoß in einer dritten Wicklung 31 hervorrufen und dadurch ein inicht dargestelltes) Relais beeinflussen kann.

In Abb. 4 speisen die Stromwandler 6 Drosselspulen 40, deren Eisenkerne durch aus der Gleichstromaeite des Stromrichters gespeiste Wicklungen 41 so hoch gesättigt gehalten werden, daß sie praktisch als Kurzschlüsse für die Stromwandler wirken. Wenn der Strom der Gleichstromseite des Stromrichters im Verhältnis zu dem der Wechselstromseite sinkt, überwiegt der Wechselstrom in den Drosselspulen 40, so daß eine beträchtliche Spannung an ihren Enden auftritt, welche Spannung über Gleichrichter 54 zwisehen Sammelschienen 42, 43 gelegt wird. Durch Widerstände 44 zwischen den Drosselspulen und den Hilfsgleichrichtern 54 sowie durch einen Kondensator 45 zwischen den Schienen kann man bewirken, daß die Spannung zwischen den Schienen ziemlich unabhängig von der Kurvenform der Spannung auf den Induktanzen wird, welche mit dem Wert des Wechselstromes ziemlich stark schwankt. Durch die Gleichgewichtsstörung 1x5 wird hier nicht, wie in Abb. 1 bis 3, ein Relais beeinflußt, sondern die Spannung zwischen den Sammelschienen 42, 43 wird hier unmittelbar zwischen der Kathode und den Gittern 46 des Ionenventils derart aufgedrückt, daß die Gitter negatives Potential erhalten und dadurch das Ionenventil sper-

ren. Die Schiene 42 hat nämlich Kathodenpotential, und die Schiene 43 erhält bei der Störung negatives Potential. Letztere Schiene ist mit den Gittern über eine Glimmlampe 47, Trockengleichrichter 48 und Widerstände 49 verbunden. Außer dem vorher genannten Kondensator 45 ist zwischen den Schienen 42, 43 ein Kondensator 50 mit großer Kapazität in Reihe mit einem Widerstand 51 eingeschaltet, um die Spannung zwischen den Schienen 42, 43 so lange aufrechtzuerhalten, wie für die Unterdrückung einer Rückzündung erforderlich ist. Ferner liegen zwischen den Schienen Glimmlampen 52, um einen Anstieg der Spannung über einen gewissen Wert zu verhindern. Normal können auf die Gitter Steuerspannungen über Widerstände 53 aufgedrückt werden, deren Rückwirkung· auf die Schiene 43 durch die Gleichrichter 48 und die Glimmlampe 47 verhindert wird. Die Widerstände 53 sind jedoch viel höher als die Widerstände 49, weshalb das Potential der Schiene 43 bei einer Störung über die Gittersteuerspannungien überwiegt.

Selbstverständlich kann die gemäß Abb. 4 bei einer Störung 'entstehende Spannungsisteigerung auf den Drosselspulen 40 auch zur Beeinflussung eines Schutzrelais verwendet werden, und umgebehrt kann ein Spannungsstoß, der gemäß Abb. 3 erzeugt wird, für die unmittelbare Sperrung des Ventils durch Aufdrücken auf die Gitter verwendet werden.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zum Schutz von Stromrichtern, die aus Ionenventil mit Transformator bestehen, gegen die Wirkung von Rückzündungen und ähnlichen Fehlem, gekennzeichnet durch einen derarti-

   gen Aufbau," daß der Strom der Wechselstromseite jenseits des Transformators des Stromrichters, von der Seite des Ionenventils gerechnet, abgenommen wird, und daß eine solche Wirkung dieses Stromes, die sich in der gleichen Richtung unabhängig von der augenbliddichen Stromrichtung äußert und im wesentlichen proportional· der ersten Potenz des Stromes ist, mit !einer entsprechenden Wirkung des Stromes auf der anderen Seite des Ionenventils zur Erzielung einer Differenzwirkung selbsttätig verglichen wird und daß bei Ungleichheit der verglichenen Ströme selbsttätig die Anlage abgeschaltet wird oder andere Schutzmaßnahmen eingeleitet werden.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur differentiellen Abgleichung dienenden Ströme, soweit sie Wechselströme sind, durch Trockengleichrichter gleichgerichtet sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu vergleichenden gleichgerichteten Ströme bzw. Gleichströme auf galvanischem Wege miteinander verglichen sind.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichströme bzw. gleichgerichteten Ströme einander in einem Transformator entgegenwirken, in dem durch eine plötzlich einsetzende Störung des Gleichgewichts zwischen diesen Strömen ein Spannungsstoß erzeugt wird.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 für Stromrichter mit Gleichstrom auf der einen und Wechselstrom auf der anderen Seite, gekennzeichnet durch eine vom Stromrichtergleichstrom gesättigte Drosselspule, die der Wechselstrom durchfließt und deren bei einer in der Stromrichteranlage auftretenden Störung gesteigerte Induktanz die erwünschte Schutzwirkung gibt.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Differential wirkung erhaltene elektrische Spannung ein Relais zum Schutz des Ionenventils beeinflußt.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Differential wirkung erhaltene elektrische Spannung selbst den Gittern des Ionenventils zum Sperren desselben aufgedrückt ist.
8. 8. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die beiden Vergleichsströme ein Relais beeinflussen, in. dem sie einander mechanisch !entgegenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais auf der Wechsel-Stromseite eine der Phasenzahl entsprechende Anzahl elektrodynamischer Elemente besitzt, die stark gesättigtes Eisen enthalten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen