DE880373C - Rueckzuendungsanzeiger - Google Patents

Description

• Rückzündungsanzeiger Die Anzeige rückzündungsgestörter Stromzweige in Stromrichterschaltungen ist für die Erhaltung der Betriebssicherheit von Bedeutung, weil dadurch :die Möglichkeit eines frühzeitigen Ersatzes oder sonstiger Maßnahmen zur Bekämpfung der Störungsursache gegeben ist. Dies trifft besonders für Anlagen zu, in denen viele Stromrichtergefäße parallel arbeiten. Hier gewinnt man zunächst durch das Auslösen von Selbstschaltern einen Anhaltspunkt, an welcher Stelle der Schaltung die Störungsursache zu suchen ist.
• In den Fällen, wo derartige Schalter fehlen oder für mehrere Stromrichtergefäße gemeinsam angeordnet sind, wurde es üblich, auf das Erlöschen der Erregung zu achten, das bei der Stromumkehr im gestörten Gefäß vorwiegend eintritt. Jedoch ist dieses Kriterium nicht eindeutig, weil auch bei ungestörten Gefäßen infolge hoher Stromstöße in Vorwärtsrichtung der gleiche Effekt auftreten und andererseits beim gestörten Gefäß die Erregung unter Umständen von selbst wieder zünden kann.
• Weiterhin ist es üblich geworden, magnetisch betätigte Anzeigegeräte nach Art polarisierter Relais zu verwenden, welche den Stromleiter des zu überwachenden Zweiges umfassen und nur bei Stromumkehr einen Klappanker fallen lassen. Wegen der entmagnetisierenden Einflüsse der Ströme haben sich permanente Magnete in diesen Geräten nicht bewährt, man, war .daher auf Vormagnetisierung mittels eines Gleichstromhilfskreises angewiesen, der im ungestörten Betrieb und im ein Festhalten der Klappanker bewirkt. In Anlagen hoher Spannung war ein nicht geringer Aufwand an Isoliermitteln oder Einzelstromquellen notwendig, -um die.-Vormagnetisierungswicklungen von den . zu überwachenden Stromkreisen sicher zu trennen.
• Die Erfindung zeigt einen Weg zur Überwachung der Zweige von Stromrichterschaltungen durch eine besonders einfache unmittelbar anzeigende Anordnung. Ihr liegt die Erkenntnis zugrunde, daß zwischen den. Stromamplituden im gestörten Zweig und denjenigen in den ungestörten Zweigen erhebliche Unterschiede bestehen, die um so größer werden, je mehr Gleichrichterkreise z. B. parallel an einen :gemeinsamen Umspanner angeschlossen sind. Nur in dem verhältnismäßig seltenen Fall des widerstandsbelasteten zweianodigen Einphasenglei.chrichters sind die Anodenströme entgegengesetzt gleich. Beim Dreiphasengleichrichter und beim Sechsphasengleichrichter mit Saugdrossel ohne Parallelbetrieb betragen die Stromamplituden der gesunden Anoden eines Drei.phäsen:zyklusetwa 0,7 der Riickzündungsstromampli.tude. Beim Sechsphasengleichrichter ohne Saugdrossel beträgt dieses Verhältnis höchstens o,5.
• Die genannten Verhältniswerte verkleinern sich beim Parallelbetrieb zusätzlicher Anoden, -die vom gleichen Umspanner gespeist werden, um den Faktor i/2, 1/s usw. je nachdem, wieviel Anoden an ein und dieselbe Sekundärphase angeschlossen sind. Bei einem achtzehnanodigen Großstromrichter; der sechsphasig mit Saugdrossel betrieben wird, führt demnach die Rückzünd:ungsanode mindestens eine 3/0,7 = 43fache Stromamplitude als irgendeine der- gesunden Anoden. Der Rückzündungsstrom fließt nämlich immer nur über eine einzige Anode allein, während der Vorwärtsstrom sich auf sämtliche zur Stromführung bereiten positiven Anoden verteilt, wobei. .auch die Kathode einen Beitrag liefern kann, falls eine Rückspeisung aus dem Gleichst.romnetz hinzukommt.
• Gemäß der Erfindung werden niederohmige Widerstände in die zu überwachenden Stromzweige eingefügt und parallel zu den Widerständen Sicherungselemente oder flinke Klein.selbstschalter geschaltet. Die Einstellung der Auslösestromstärken wird zweckmäßig mittels Vorwi.derstände in den Sicherungskreisen, durchgeführt, und zwar so, daß beim Auftreten einer Rückzündung nur die Sicherung bzw. der Kleinselbstschalter im unmittelbar betroffenen Kreis auslöst, während die übrigen Anzeige-mittel durch den verteilten Vorwärtsstrom nicht zum Ansprechen gebracht werden. Zweckmäßig wird man die Einstellung so wählen, daß bereits nach Ablauf der ersten Rückzün@dungsperiode die Rückzündungsanzege anspricht, weit bereits von der zweiten Periode ab in vielen Fällen infolge Eingriffs der Gittersperrung die Rückzündung wieder erloschen sein kann. Andererseits muß. auch bei Unwirksamkeit der -Gitterspannung, wo die Rückzündung bis zum Auslösen -des Drehstromschalters, also noch vier bis sechs Perioden bestehenbleibt, die Anordnung genügend selekti` sein, d. h. auch bei wiederholten Vorwärtsstromstößen in. den gesunden Zweigen dort noch nicht zum Ansprechen kommen.
• Über .die Selektivität -der vorgeschlagenen Einrichtung kann eine überschlägige Rechnung Auskunft geben: Eine flinke Sicherung, die bei 5fachem Nennstrom .in o,i Sek. durchschmilzt, hat eine Energie von 2;5 RJn2 Watt/Sek. aufgenommen, wo R den Widerstand des Schmelzdrahtes und J" den Nennstrom bedeutet. In der kurzen Zeit von o,i Sek. ist diese Energie nur zu einem sehr geringen Teil in den Sicherungskörper gewandert, der sich also während des Schmelzvorganges nicht merklich erwärmt hat, sondern hat fast ausschließlich zur Erhitzung des Schmelzdrahtes gedient. Bei noch höheren Strömen, also kürzeren Zeiten, gilt dasselbe in verstärktem Maße. Fordert man eine Abschmel%zeit # von o,oi Sek. (einer halben Periode), so erhält man einen l.'iofach höheren Abschmelzstrom, nämlich 15,8 J".
• Die. Sicherung muß in dem zu überwachenden Stromzweig. so angeschlossen «-erden, däß sie bei betriebsmäßigen Überlastungen noch nicht auslöst, beispielsweise so, daß sie bei Vollast des Stromrichters mit weniger als J" beaufschlagt ist. In dem gemannten Beispiel des achtzehnano.digen Stromrichters mit Saugdrossel wird man, um iooo/o Überlastungen zulassen zu können, bei Vollast die Sicherungen mit J"/2 beaufschlagen. Zweckmäßig werden sie in den einzelnen: Anodenzweigen angeordnet. Handelt es sich um achtzehn einanodige Gefäße, so reicht natürlich der Anodenzweig über die Kathode hinaus bis zum Züsammenschluß der Kathodenleitungen. Rechnet man damit, daß der Kurzschlußstrom in einer Sekundärphase des Umspanners etwa das i2fache des Vollaststromes beträgt, so wird der Rückzündungsstrom in der einzelnen Anodenleitung entsprechend auf den 36-fachen Vollaststrom ansteigen können. Das ergibt voraussetzungsgemäß eine Sicherungsbeaufschlagung von 18 J", bei der eine Auslösung erfolgen muß. Die gesunden Anoden führen, wie «-eiter oben angegeben, nur höchstens den 4,3. Teil der Amplitude des Rückzündungsstromes, d. h. 18 J"/4,3 = 4,2 Jn. Ihr Effektivwert ist wegen ihrer kürzeren Dauer noch geringer und unterschreitet den Bezugswert 5 J,t wesentlich, so :daß sich eine Auslösezeit von erheblich über o,i Sek. ergibt,. Im- allgemeinen wenden die Sicherungen der gesunden Zweige also auch im ungünstigsten Fall des Versagens der Gittersperrung noch die Auslösezeit des Drehstromleistungsschalters überdauern: Die Selektivität der Anordnung wird um so höher, je mehr Anoden parallel an. einer Sekundärphase angeschlossen sind. Sie kann außerdem durch Vorschaltung von Trockengleichrichtern vor die Sicherungselemente gesteigert werden. Die gün-. stigsten Auslösebedingungen werden, wie erwähnt. zweckmäßig durch Veränderung von Torwiderständen vor den Sicherungen eingestellt.
• Zwecks Feststellung der Amplitudenhöhe, also der Heftigkeit einer Rückzündung, können auch mehrere Sicherungskreise einem einzelnen Nebenschlußwiderstand zugeordnet sein, die in der Aus-Lösestromstärke gestaffelt sind.
• Der Verbrauch von Schmelzeinsätzen. wird vermieden, wenn man statt deren Kleinselbstschalter wählt, die so flink arbeiten, daß sie bereits durch einen Stromimpuls von etwa einer halben Periode ausgelöst werden.
• Die Verwendung relaisartig wirkender Kleinselbstschalter bietet noch den Vorteil, daß über Hilfskontakte noch Melde- oder Verriegelungskreise geschaltet werden. Verhindert man nämlich nach dem Ansprechen. des ersten Kleinselbstschaltens das Ansprechen aller übrigen, so kann man bei verwickelten Störungsvorgängen. denjenigen Stromzweig finden, der den: ersten Anlaß zum Ausfall ,der ganzen Anlage gegeben hat.
• In der Zeichnung,ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung die Schaltung einer Gleichrichteranlage dargestellt, welche aus drei Entladungsgefäßen mit je drei Anoden besteht. Die drei Entladungsgefäße sind in Parallelschaltung an den speisenden Transformator angeschlossen. In den. Anodenstromkreisen liegen außer den üblichen Drosselspulen gemäß der Erfindung niederohmige Widerstände, zu denen Sicherungselemente parallel geschaltet sind. Für eine der Anoden ist der Stromkreis einer solchen Sicherung eingezeichnet. Er besteht aus dem Sicherungselement i, einem einstellbaren Vorwiderstand 2 und einem Trockengleichrichter 3.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Ermittlung rückzündungsgestörter Stromkreise in Stromrichterschaltungen, insbesondere einanodiger Gefäßausführung, dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Zweigen niederohmige Widerstände angeordnet sind, denen Sicherungselemente. parallel geschaltet sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände in den Anodenzweigen liegen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände in den Kathodenkreisen, insbesondere bei einanodiger Gefäßausführung liegen. .I.
4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nennstromstärke der Sicherungen nur einen. geringen Bruchteil der Vollaststromstärke der betreffenden Stromzweige aufweisen.
5. Einrichtung nach Anspruch i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß .die Auslösestromstärke der Sicherungselemente durch regelbare Vorwiderstände einstellbar ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungselemente Schmelzeinsätze oder Klenselbstschalter enthalten.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, ,daß zu den einzelnen niederohmigen Widerständen je zwei oder mehrere Sicherungen verschieden hoher Auslösestromstärke parallel geschaltet sind. B.
8. Einrichtung nach Anspruch i bis 7, insbesondere für Stromrichterschaltungen, die wenige oder keine Anoden in Parallelschaltung enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß der die S,icherungs,elemente durchfließende Teil des Rückzündungsstromes über vorgeschaltete Trockengleichrichter in Durchlaßrichtung geleitet wird.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch i bis 8, da-.durch gekennzeichnet, daß die in den Sicherungsstromkreisen liegenden Widerstände derart bemessen sind, daß bereits in der ersten Rückzündungsperiode die Auslösung erfolgt. io. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung von Kle inselbstschaltern im Falle der Auslösung Warnkreise (Blinkzeichen od. dgl.) betätigt werden. ii. Einrichtung nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß durch Auslösung eines Kleinselbstschalters über Hilfskontakte desselben die übrigen Sicherungskreise gesperrt werden, um den zuerst gestörten Stromkreis zu ermitteln.