WO2007022744A1 - Strombegrenzender schalter - Google Patents

Strombegrenzender schalter Download PDF

Info

Publication number
WO2007022744A1
WO2007022744A1 PCT/DE2006/001306 DE2006001306W WO2007022744A1 WO 2007022744 A1 WO2007022744 A1 WO 2007022744A1 DE 2006001306 W DE2006001306 W DE 2006001306W WO 2007022744 A1 WO2007022744 A1 WO 2007022744A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
unit
switching unit
path
switch according
Prior art date
Application number
PCT/DE2006/001306
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Meyer
Rik W.A.A. De Doncker
Maurice Kowal
Original Assignee
Rwth Aachen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rwth Aachen filed Critical Rwth Aachen
Publication of WO2007022744A1 publication Critical patent/WO2007022744A1/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542Contacts shunted by static switch means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/59Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/596Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542Contacts shunted by static switch means
    • H01H2009/543Contacts shunted by static switch means third parallel branch comprising an energy absorber, e.g. MOV, PTC, Zener

Definitions

  • the invention relates to a current-limiting switch having a main circuit path containing a mechanical switching unit and having at least one commutation path running parallel to the main circuit path, in which a power-electronic switching unit is arranged.
  • a current-limiting switch which has as a so-called hybrid switch a main current path and two Kommut réellespfade, wherein the paths each have different switching units.
  • the main current path through which normally a mains current is conducted, has a mechanical switching unit, which is opened in the event of a short circuit (switching case), whereby an arc is formed.
  • the current is commutated in the first and second Kommut réellespfad.
  • the first commutation path has a mechanical switching unit and a power-electronic switching unit arranged in series therewith, so that the first commutation path in the event of a short-circuit occurs briefly and impulsively can be traversed by the ko ⁇ tmut appointed stream.
  • the second commutation path includes a current limiting resistor whose time delay is sufficient to complete the opening operation in the main current path and in the first commutation path.
  • a disadvantage of the known current-limiting switch is that the short-circuit current during the off period can continue to increase unhindered.
  • the short-circuit current is only diverted from the main current path to the first commutation path to relieve the main current path, at the mechanical switching unit of which an arc is formed.
  • a current limitation takes place only after further commutation on the second commutation path.
  • a further disadvantage is that a turn-off semiconductor is necessary.
  • the object of the present invention is to further develop a current-limiting switch in order to effectively limit currents with low component expenditure, in particular in the event of a short circuit in high and medium-voltage networks.
  • the invention is characterized in conjunction with the preamble of claim 1 characterized in that a capacitive Kurzrögrenzungsein- unit is arranged in series with the power electronic switching unit.
  • the particular advantage of the switch according to the invention is that by providing a capacitive short-circuit Final limitation unit in a Kommut réellespfad a counter to the mains voltage counter voltage is established during the switching operation, which limits the increase of the short-circuit current. Because the resistance of the commutation path is substantially smaller than the resistance of the mechanical switching unit in the main current path, the mains current can commutate relatively quickly to the commutation path. The associated relatively short arc time in the main current path allows mechanical contacts of the mechanical switching unit of the main current path to experience relatively little wear during the turn-off process.
  • the capacitive short-circuit limiting unit reduces the maximum short-circuit current allows the short-circuit current to be reduced more quickly to a permissible level, which reduces the switch-off time of the switch. It forms a relatively steep, but short short-circuit current increase, so that there is the possibility of switching off short circuits in DC networks of high power.
  • the capacitive short-circuit limiting unit has a capacity which is indirectly dependent on the inductance of the network and / or the level of the mains current at the beginning of the switch-off process.
  • the inductance of the network or the arc voltage of the main current path causes the charging of the capacitive short-circuit limiting unit.
  • the capacitive short-circuit limiting unit is designed to be discharged in an initial state. Consequently, an opposite charging of the capacitive short-circuit limiting unit in the initial state is not required.
  • the capacitive short-circuit limiting unit is formed only by a capacitor and the power electronic switching unit only by at least one thyristor, so that the component cost is relatively low.
  • a thyristor and no turn-off semiconductor is used.
  • the electronic power switching unit is formed by two antiparallel connected thyristors, which allow actuation of the switch according to the invention in two opposite directions of current.
  • a further commutation path which has an upper voltage protection unit.
  • the overvoltage protection unit is preferably formed by a varistor whose threshold voltage is greater than the mains voltage.
  • the thyristor of the first commutation path is used for switching off the same and thus for current commutation on the second Kommut istspfad in which the varistor demagnetizes the inductance of the network.
  • commutation paths avoid oscillations.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a current-limiting switch which is connected to a single-phase medium-voltage network or to a direct voltage network
  • FIG. 2 shows a representation of the currents during the switch-off process
  • Figure 3 is an illustration of the voltage during the shutdown.
  • a current-limiting switch 1 can be used in all networks and current forms of the electrical power supply for switching operations and in particular as a short-circuit breaker.
  • the advantages of the switch 1 are preferably in the area of the reduction of short-circuit currents and the reduced wear of a mechanical switching unit.
  • the advantage is preferably to switch off high currents.
  • the switch 1 described below can be used in the form of a parallel and / or series connection for different voltage or power classes.
  • the switch 1 according to the invention makes it possible to avoid relatively high losses of additional inductances for current limitation.
  • the field of application may preferably be the protection of DC network structures for offshore wind farms.
  • the current-limiting switch 1 comprises on the one hand a mechanical switching unit 2 which is arranged in a main current path H.
  • the mechanical switching unit 2 may be configured as a fast mechanical switch without the provision of an arc extinguishing device. Normally, the mechanical switching unit 2 is in a closed state, so that a mains current I G (rated current) of a generator, not shown, can flow to a consumer, not shown, exclusively via the main current path H.
  • I G rated current
  • the switch 1 is connected to a 2OkV DC network.
  • the switch 1 further comprises a first commutation path Ki and a second commutation path K 2 , which are arranged parallel to the main current path H. __ " ⁇
  • the first commutation path Ki has a power electronic switching unit 3 and a capacitive short circuit limiting unit 4 connected in series with it.
  • the second coinmutation path K 2 has an overvoltage protection unit 5, which preferably comprises a voltage-dependent resistor (varistor). According to an embodiment of the invention, not shown, the second commutation K 2 omitted.
  • the power electronic switching unit 3 comprises two antiparallel-connected thyristors T, which initiate the current commutation from the main current path H to the first commutation path Ki in the event of a short circuit by ignition.
  • the power electronic switching unit 3 may also have only a single thyristor T, so that the switch 1 is only used unidirectionally.
  • the switch 1 is connected to a 20kV DC power supply.
  • the rated current IG is 2 kA; the rated power is 40 MW.
  • the mechanical switching unit 2 Upon reaching a current of 3 kA, the mechanical switching unit 2 detects an overcurrent and initiates by opening the switching unit 2, the shutdown.
  • a first current commutation time t k at which the current has increased to 3.4 kA, a first current commutation takes place from the main current path H to the first commutation time. Ki.
  • the delay of the current commutation between the current value 3 kA and 3.4 kA results from the detection time and the tripping delay of a measuring device of the measuring device integrated in the mechanical switching unit 2 and the actual switch of the switching unit 2.
  • the capacitive short-circuit limiting unit 4 consisting of a capacitor C being gradually charged.
  • the thereby increasing voltage Uc on the capacitor C corresponds to the voltage at the mechanical switch U M.
  • the capacitor C is charged in the direction of the mains voltage U M and thereby provides for a reverse voltage, which leads to a reduced voltage across the network inductance and thus limits the current increase.
  • the rise in the voltage drop U.sub.M of the high-speed mechanical switching unit 2 never exceeds a value of 80 V / .mu.s, so that the reconsolidation of the air gap is always faster than the voltage rise. A re-ignition of the arc in the main current path H can be avoided.
  • the rise in the voltage drop Ü M of the mechanical switching unit 2 can be influenced by the capacitance of the capacitor C. By increasing the capacitance of the capacitor C, an arbitrary value can be set, in particular also for slow mechanical switches. It will accepted that the maximum value of the current is increased.
  • the capacitor C allows a current limiting, wherein at the time tjjax the maximum IMAX of the current I s, the voltage drop ü c at the capacitor C exactly the mains voltage U N , ie 20 kV corresponds. With further charging of the capacitor C increasingly negative voltage U c falls over the line inductance, so that there is already at this time to reduce the short-circuit current.
  • the current commutation takes place from the first commutation path Ki to the second commutation path K2 at a time t ö2r in which the short-circuit current I 3 has again fallen below its maximum value.
  • the current commutation on the Kommut ist istspfad K2 occurs as soon as the capacitor voltage U c is above the threshold voltage of the varistor 5.
  • the voltage Ü M has reached the voltage value 30 kV at the time t k2 , which corresponds to the threshold value of the varistor 5.
  • the further falling short-circuit current I v now flows solely through the second commutation K 2 until it drops to zero.
  • the firing signal for the thyristor T is deactivated in order to prevent the oscillations between the mains inductance and the capacitor C which occur after the mains current has become zero.
  • the switch-off process is completed when the current value zero is reached.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen strombegrenzenden Schalter mit einem eine mechanische Schalteinheit enthaltenden Hauptstrompfad und mit mindestens einem parallel zum Hauptstrompfad verlaufenden Kommutierungspfad, in dem ei- ne leistungselektronische Schalteinheit angeordnet ist, wobei in Reihe zu der leistungselektronischen Schalteinheit eine kapazitive Kurzschlussbegrenzungseinheit angeordnet ist.

Description

Strombegrenzender Schalter
Die Erfindung betrifft einen strombegrenzenden Schalter mit einem eine mechanische Schalteinheit enthaltenden Hauptstrompfad und mit mindestens einem parallel zum Hauptstrompfad verlaufenden Kommutierungspfad, in dem eine leistungselektronische Schalteinheit angeordnet ist.
Aus der DE 199 53 551 Cl ist ein strombegrenzender Schalter bekannt, der als so genannter Hybridschalter einen Hauptstrompfad sowie zwei Kommutierungspfade aufweist, wo- bei die Pfade jeweils unterschiedliche Schalteinheiten aufweisen. Der Hauptstrompfad, durch den im Normalfall ein Netzstrom geleitet wird, weist eine mechanische Schalteinheit auf, die im Kurzschlussfall (Schaltfall) geöffnet wird, wobei sich ein Lichtbogen ausbildet. Zur Begrenzung des Kurzschlussstromes wird der Strom in den ersten und zweiten Kommutierungspfad kommutiert. Der erste Kommutierungspfad weist hierzu eine mechanische Schalteinheit und eine in Reihe zu derselben angeordnete leistungselektronische Schalteinheit auf, so dass der erste Kommutie- rungspfad im Kurzschlussfall kurzzeitig und impulsartig von dem koπtmutierten Strom durchflössen werden kann. Der zweite Kommutierungspfad enthält einen strombegrenzenden Widerstand, dessen Zeitverzögerung ausreicht, um den Öffnungsvorgang im Hauptstrompfad und in dem ersten Kσmmutie- rungspfad zu beenden.
Nachteilig an dem bekannten strombegrenzenden Schalter ist, dass der Kurzschlussstrom während der Abschaltdauer weiterhin ungehindert ansteigen kann. Der Kurzschlussstrom wird lediglich vom Hauptstrompfad auf den ersten Kommutierungspfad umgeleitet, um den Hauptstrompfad, an dessen mechanischer Schalteinheit sich ein Lichtbogen ausbildet, zu entlasten. Eine Strombegrenzung erfolgt erst nach weiterer Kommutierung auf den zweiten Kommutierungspfad. Nachteilig ist weiterhin, dass ein abschaltbarer Halbleiter notwendig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen strombegrenzenden Schalter derart weiterzubilden, um mit geringem Bauteileaufwand Ströme insbesondere im Kurzschlussfall in Hoch- und Mittelspannungsnetzen wirksam zu begrenzen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekenn- zeichnet, dass in Reihe zu der leistungselektronischen Schalteinheit eine kapazitive Kurzschlussbegrenzungsein- heit angeordnet ist.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Schalters be- steht darin, dass durch Vorsehen einer kapazitiven Kurz- schlussbegrenzungseinheit in einem Kommutierungspfad eine zu der Netzspannung entgegen gerichtete Gegenspannung während des Schaltvorgangs aufgebaut wird, die den Anstieg des Kurzschlussstromes begrenzt. Dadurch, dass der Wider- stand des Kommutierungspfades wesentlich kleiner ist als der Widerstand der mechanischen Schalteinheit im Hauptstrompfad, kann der Netzstrom relativ schnell auf den Kommutierungspfad kommutieren. Die damit verbundene relativ kurze Lichtbogenzeit im Hauptstrompfad ermöglicht, dass mechanische Kontakte der mechanischen Ξchalteinheit des Hauptstrompfades eine relativ geringe Abnutzung während des Abschaltvorganges erfahren. Dadurch, dass die kapazitive Kurzschlussbegrenzungseinheit den maximalen Kurzschlussstrom verringert, kann der Kurzschlussstrom schnel- ler auf ein zulässiges Maß zurückgeführt werden, was die Abschaltzeit des Schalters verringert. Es bildet sich ein relativ steiler, aber kurzer Kurzschlussstromanstieg aus, so dass die Möglichkeit gegeben ist, in Gleichspannungsnetzen hoher Leistung Kurzschlüsse abzuschalten.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die kapazitive Kurzschlussbegrenzungseinheit eine Kapazität auf, die mittelbar von der Induktivität des Netzes und/oder der Höhe des Netzstromes zu Beginn des Abschalt- Vorganges abhängig ist. Nachdem die leistungselektronische Schalteinheit des Kommutierungspfades in einen leitenden Zustand gesetzt worden ist, bewirkt die Induktivität des Netzes bzw. die Lichtbogenspannung des Hauptstrompfades die Aufladung der kapazitiven Kurzschlussbegrenzungsein- heit. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die kapazitive Kurzschlussbegrenzungseinheit in einem Ausgangszustand entladen ausgebildet. Folglich ist eine entgegengesetzte Aufladung der kapazitiven Kurzschlussbegrenzungseinheit im Ausgangszustand nicht erforderlich.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die kapazitive Kurzschlussbegrenzungseinheit lediglich durch einen Kon- densator und die leistungselektronische Schalteinheit lediglich durch mindestens einen Thyristor gebildet, so dass der Bauteileaufwand relativ gering ist. Vorteilhaft wird ein Thyristor und kein abschaltbarer Halbleiter verwendet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die leistungselektronische Schalteinheit durch zwei antiparallel geschaltete Thyristoren gebildet, die ein Betätigen des erfindungsgemäßen Schalters in zwei entgegengesetzten Stromrichtungen ermöglichen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein weiterer Kommutierungspfad vorgesehen, der eine Oberspannungs- schύtzeinheit aufweist. Die Überspannungsschutzeinheit ist vorzugsweise durch einen Varistor gebildet, dessen Schwellspannung größer ist als die Netzspannung. Der Thyristor des ersten Kommutierungspfades dient zum Abschalten desselben und somit zur Stromkommutierung auf den zweiten Kommutierungspfad, in dem der Varistor die Induktivität des Netzes abmagnetisiert . Durch den Thyristor des ersten Kommutierungspfades werden im Übrigen Oszillationen vermieden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an- hand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Blockschaltbild eines strombegrenzenden Schalters, der an ein einphasiges Mittelspannungsnetz oder an ein Gleichspannungsnetz angeschlossen ist,
Figur 2 eine Darstellung der Ströme während des Ab- schaltvorganges und
Figur 3 eine Darstellung der Spannung während des Abschaltvorganges .
Ein strombegrenzender Schalter 1 kann in allen Netzen und Stromformen der elektrischen Energieversorgung für Schalthandlungen und insbesondere als Kurzschlussunterbrecher eingesetzt werden. Bei dem Einsatz in Wechselspannungsnetzen liegen die Vorteile des Schalters 1 vorzugsweise im Bereich der Reduktion von Kurzschlussströmen und dem reduzierten Verschleiß von einer mechanischen Schalteinheit. In Gleichspannungsnetzen liegt der Vorteil vorzugsweise darin, hohe Ströme abzuschalten. Der im Folgenden beschriebene Schalter 1 kann in Form einer Parallel- und/oder Reihenschaltung für verschiedene Spannungs- bzw. Leistungsklassen verwendet werden. Insbesondere bei dem Einsatz in Gleichstromnetzen ermöglicht der erfindungsgemäße Schalter 1, dass relativ hohe Verluste von Zusatzinduktivitäten zur Strombegrenzung vermieden werden. Als Einsatzfeld kann vorzugsweise die Schutztechnik von Gleichstrom-Netzstrukturen für Offshore-Windparks in Frage kommen.
Der strombegrenzende Schalter 1 umfasst nach der Ausführungsform gemäß Figur 1 zum einen eine mechanische Schalteinheit 2, die in einem Hauptstrompfad H angeordnet ist. Die mechanische Schalteinheit 2 kann als ein schneller me- chanischer Schalter ausgebildet sein ohne das Vorsehen einer Lichtbogenlöschvorrichtung. Im Normalfall ist die mechanische Schalteinheit 2 in einem geschlossenen Zustand, so dass ein Netzstrom IG (Nennstrom) eines nicht dargestellten Generators zu einem nicht dargestellten Verbrau- eher ausschließlich über den Hauptstrompfad H fließen kann.
Im vorliegenden Fall ist der Schalter 1 an ein 2OkV- Gleichspannungsnetz angeschlossen .
Der Schalter 1 umfasst des Weiteren einen ersten Kommutierungspfad Ki und einen zweiten Kommutierungspfad K2, die parallel zu dem Hauptstrompfad H angeordnet sind. __ "η
Der erste Kommutierungspfad Ki weist eine leistungselektronische Schalteinheit 3 sowie eine in Reihe zu derselben geschaltete kapazitive Kurschlussbegrenzungseinheit 4.
Der zweite Koinmutierungspfad K2 weist eine Überspannungsschutzeinheit 5 auf, die vorzugsweise einen spannungsabhängigen Widerstand (Varistor) umfasst. Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann der zweite Kommutierungspfad K2 entfallen.
Die leistungselektronische Schalteinheit 3 umfasst zwei antiparallel geschaltete Thyristoren T, die durch Zündung die Stromkommutierung von dem Hauptstrompfad H zu dem ersten Kommutierungspfad Ki im Fall eines Kurzschlusses ein- leiten. Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann die leistungselektronische Schalteinheit 3 auch lediglich einen einzigen Thyristor T aufweisen, so dass der Schalter 1 lediglich unidirektional einsetzbar ist.
Im Folgenden wird das Abschaltverhalten des Schalters 1 anhand der Figuren 2 und 3 erläutert. Der Schalter 1 ist an einem 20kV-Gleichspannungsnetz angeschlossen. Der Nennstrom IG beträgt 2 kA; die Nennleistung beträgt 40 MW. Mit Erreichen einer Stromstärke von 3 kA erkennt die mechanische Schalteinheit 2 einen Überstrom und leitet durch Öffnen der Schalteinheit 2 den Abschaltvorgang ein. Zu einem ersten KommutierungsZeitpunkt tκi, an dem der Strom auf 3,4 kA angestiegen ist, erfolgt eine erste Stromkommutie- rung von dem Hauptstrompfad H auf den ersten Kommutie- rungspfad Ki. Die Verzögerung der Stromkommutierung zwischen dem Stromwert 3 kA und 3,4 kA ergibt sich aus der Detektionszeit und der Auslöseverzögerung einer Messeinrichtung der in der mechanischen Schalteinheit 2 integ- rierten Messeinrichtung und des eigentlichen Schalters der Schalteinheit 2.
Nach der Stromkommutierung von dem Hauptstrompfad H auf den ersten Kommutierungspfad K1 erfolgt ein weiterer An- stieg des Stromes I5, wobei die aus einem Kondensator C bestehende kapazitive Kurzschlussbegrenzungseinheit 4 nach und nach aufgeladen wird. Die dabei ansteigende Spannung Uc am Kondensator C entspricht der Spannung am mechanischen Schalter UM. Der Kondensator C wird in Richtung der Netzspannung UM aufgeladen und sorgt dadurch für eine Gegenspannung, die zu einer reduzierten Spannung über der Netzinduktivität führt und folglich den Stromanstieg begrenzt.
Wie aus Figur 3 zu ersehen ist, übersteigt der Anstieg des Spannungsabfalls UM der schnellen mechanischen Schalteinheit 2 nie einen Wert von 80 V/μs, so dass die Wiederverfestigung der Luftstrecke immer schneller ist als der Spannungsanstieg. Eine Wiederentzündung des Lichtbogens im Hauptstrompfad H kann dadurch vermieden werden. Der Anstieg des Spannungsabfalls ÜM der mechanischen Schalteinheit 2 kann durch die Kapazität des Kondensators C beein- flusst werden. Durch Erhöhung der Kapazität des Kondensators C kann ein beliebiger Wert eingestellt werden, insbe- sondere auch für langsame mechanische Schalter. Dabei wird in Kauf genommen, dass der Maximalwert des Stromes erhöht wird.
Der Kondensator C ermöglicht eine Strombegrenzung, wobei zum Zeitpunkt tjjax des Maximums IMAX des Stromes Is der Spannungsabfall üc am Kondensator C genau der Netzspannung UN, also 20 kV entspricht. Mit weiterer Aufladung des Kondensators C fällt zunehmend eine negative Spannung üc über der Netzinduktivität ab, so dass es bereits zu diesem Zeitpunkt zur Reduzierung des Kurzschlussstromes kommt.
Bei einer weiteren Stromkommutierung von dem ersten Kommutierungspfad Ki auf den zweiten Kommutierungspfad K2 beträgt der Spannungsabfall über der mechanischen Schaltein- heit 2 30 kV. Eine über die antiparallelen Thyristoren T abfallende Spannung Uτ ist während des Stromflusses durch den ersten Kommutierungspfad Ki und zweiten Kommutierungspfad K2 annähernd Null.
Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, erfolgt die Stromkommutierung von dem ersten Kommutierungspfad Ki auf den zweiten Kommutierungspfad K2 zu einem Zeitpunkt tö2r in dem der Kurzschlussstrom I3 seinen Maximalwert wieder unterschritten hat . Die Stromkommutierung auf den Kommutierungspfad K2 erfolgt, sobald die Kondensatorspannung Uc oberhalb der Schwellspannung des Varistors 5 liegt. Die Spannung ÜM hat zum Zeitpunkt tκ2 den Spannungswert 30 kV erreicht, der dem Schwellwert des Varistors 5 entspricht. Der weiterhin abfallende Kurzschlussstrom Iv fließt nun allein durch den zweiten Kommutierungspfad K2, bis er gegen Null abfällt. Das Zündsignal für den Thyristor T wird deaktiviert, um die nach dem Nullwerden des Netzstromes sich einstellenden Schwingungen zwischen der Netzinduktivität und dem Kondensator C zu verhindern. Der Abschaltvorgang ist mit Errei- chen des Stromwertes Null abgeschlossen.

Claims

Patentansprüche :
1. Strombegrenzender Schalter mit einem eine mechanische Schalteinheit enthaltenden Hauptstrompfad und mit min- destens einem parallel zum Hauptstrompfad verlaufenden Kommutierungspfad, in dem eine leistungselektronische Schalteinheit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe zu der leistungselektronischen Schalteinheit (3) eine kapazitive Kurzschlussbegrenzungsein- heit (4) angeordnet ist.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Kurzschlussbegrenzungseinheit (4) durch den infolge des Betätigens der leistungselektronischen Schaltereinheit (3) von dem Hauptstrompfad (H) in den Kommutierungspfad (Ki) kommutierten elektrischen Strom (I3) aufladbar ist.
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass die Kapazität der kapazitiven Kurzschlussbegrenzungseinheit (4) abhängig ist von der Induktivität des Netzes und/oder der Höhe des Nutzstromes am Anfang eines Abschaltvorganges .
4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Kurzschlussbegrenzungseinheit (4) in einem Ausgangszustand entladen ausgebildet ist.
5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Kurzschlussbegren- zungseinheit (4) lediglich einen Kondensator (C) um- fasst.
6. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die leistungselektronische Schalteinheit (3) mindestens einen Thyristor (T) umfasst.
7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die leistungselektronische Schalteinheit (3) zwei antiparallel geschaltete Thyristoren (T) umfasst.
8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein parallel zu dem ersten Koπunu- tierungspfad (Ki) angeordneter zweiter Kommutierungspfad (K2) vorgesehen ist, der eine Überspannungsschutzeinheit (5) aufweist.
9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Überspannungsschutzeinheit (5) einen Varistor aufweist, dessen Schwellspannung größer ist als die Netzspannung.
10. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die leistungselektronische Schalteinheit (3) im Sperrzustand ist, sobald der Strom von dem ersten Kommutierungspfad (Ki) auf den zweiten Kom- mutierungspfad (K2) kommutiert.
PCT/DE2006/001306 2005-08-25 2006-07-26 Strombegrenzender schalter WO2007022744A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510040432 DE102005040432A1 (de) 2005-08-25 2005-08-25 Strombegrenzender Schalter
DE102005040432.4 2005-08-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007022744A1 true WO2007022744A1 (de) 2007-03-01

Family

ID=37222460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2006/001306 WO2007022744A1 (de) 2005-08-25 2006-07-26 Strombegrenzender schalter

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102005040432A1 (de)
WO (1) WO2007022744A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013091700A1 (en) 2011-12-21 2013-06-27 Abb Technology Ltd An arrangement for controlling the electric power transmission in a hvdc power transmission system
WO2013091699A1 (en) 2011-12-21 2013-06-27 Abb Technology Ltd An arrangement for controlling the electric power transmission in a hvdc power transmission system
WO2013139392A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 Abb Technology Ltd Switching system for a dc grid
US8716905B2 (en) 2008-02-19 2014-05-06 Wartsila Norway As Electronic DC circuit breaker
US8742828B2 (en) 2009-03-25 2014-06-03 Ellenberger & Poensgen Gmbh Disconnector switch for galvanic direct current interruption
DE102018108138A1 (de) * 2018-04-06 2019-10-10 Eaton Intelligent Power Limited Niederspannungs-Schutzschaltgerät

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010037424A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Abb Technology Ag Electric current limiting device
CN102859861B (zh) 2009-07-31 2016-01-20 阿尔斯通技术有限公司 可配置的混合转换器电路
CN102696087B (zh) * 2009-10-13 2015-07-08 Abb研究有限公司 混合式断路器
FR2952470A1 (fr) * 2009-11-06 2011-05-13 Schneider Electric Ind Sas Disjoncteur limiteur de courant, dispositif de distribution electrique pourvu d'un tel disjoncteur limiteur et procede de limitation de courant
JP5509348B2 (ja) 2010-03-15 2014-06-04 アルストム テクノロジー リミテッド マルチレベルコンバータを有する静止型無効電力補償装置
ES2503557T3 (es) * 2010-05-11 2014-10-07 Abb Technology Ag Disyuntor de corriente continua de alta tensión
CZ2010440A3 (cs) * 2010-06-03 2011-12-14 Cernicka@Jozef Zpusob prepetové ochrany stejnosmerných elektrických obvodu s proudy i v desítkách A, zejména fotovoltaických zdroju elektrického proudu a zarízení pro prepetovou ochranu stejnosmerných elektrických obvodu s proudy i v desítkách A, zejména fotovoltai
US9065299B2 (en) 2010-06-18 2015-06-23 Alstom Technology Ltd Converter for HVDC transmission and reactive power compensation
AT510502B1 (de) * 2010-09-30 2015-08-15 Fronius Int Gmbh Wechselrichter und verfahren zur trennung von photovoltaikmodulen von einem wechselrichter
FR2968829B1 (fr) * 2010-12-10 2012-12-21 Schneider Electric Ind Sas Disjonteur limiteur de courant
WO2012100831A1 (en) 2011-01-27 2012-08-02 Alstom Technology Ltd Circuit breaker apparatus
AU2011370308A1 (en) 2011-06-08 2013-12-19 Alstom Technology Ltd High voltage DC/DC converter with cascaded resonant tanks
CN103891121B (zh) 2011-08-01 2016-11-23 阿尔斯通技术有限公司 直流-直流转换器组件
US9209693B2 (en) 2011-11-07 2015-12-08 Alstom Technology Ltd Control circuit for DC network to maintain zero net change in energy level
WO2013071975A1 (en) 2011-11-17 2013-05-23 Alstom Technology Ltd Hybrid ac/dc converter for hvdc applications
CN104160572B (zh) 2012-03-01 2017-03-01 阿尔斯通技术有限公司 控制电路
DE102012107525A1 (de) 2012-08-16 2014-02-20 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Sicherungsausfallanzeige
CN206461530U (zh) * 2014-04-04 2017-09-01 西门子公司 换向电路,电力转换器,和具有电力转换器的布置
DE102015212802A1 (de) * 2015-07-08 2017-01-12 Ellenberger & Poensgen Gmbh Trennvorrichtung zur Gleichstromunterbrechung
FR3041179B1 (fr) * 2015-09-14 2019-05-10 Schneider Electric Industries Sas Dispositif et procede de limitation d'un premier pic de courant dans un reseau electrique
WO2024032887A1 (en) * 2022-08-10 2024-02-15 Hitachi Energy Ltd Hybrid voltage limiter comprising trigger electronic, thyristor component and a varistor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19601540A1 (de) * 1995-05-12 1996-11-14 Mitsubishi Electric Corp Schaltungsunterbrecher und Schaltungsunterbrechungsvorrichtung
DE19953551C1 (de) * 1999-11-08 2001-08-16 Abb Hochspannungstechnik Ag Zu Schneller strombegrenzender Schalter
EP1538645A1 (de) * 2003-12-05 2005-06-08 Société Technique pour l'Energie Atomique TECHNICATOME Hybrid-Leistungsschalter

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4317965A1 (de) * 1993-05-28 1994-12-01 Siemens Ag Hybrider Leistungsschalter
DE19619437C2 (de) * 1996-05-14 2003-01-16 Abb Schweiz Ag Schaltgerät

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19601540A1 (de) * 1995-05-12 1996-11-14 Mitsubishi Electric Corp Schaltungsunterbrecher und Schaltungsunterbrechungsvorrichtung
DE19953551C1 (de) * 1999-11-08 2001-08-16 Abb Hochspannungstechnik Ag Zu Schneller strombegrenzender Schalter
EP1538645A1 (de) * 2003-12-05 2005-06-08 Société Technique pour l'Energie Atomique TECHNICATOME Hybrid-Leistungsschalter

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8716905B2 (en) 2008-02-19 2014-05-06 Wartsila Norway As Electronic DC circuit breaker
US8742828B2 (en) 2009-03-25 2014-06-03 Ellenberger & Poensgen Gmbh Disconnector switch for galvanic direct current interruption
WO2013091700A1 (en) 2011-12-21 2013-06-27 Abb Technology Ltd An arrangement for controlling the electric power transmission in a hvdc power transmission system
WO2013091699A1 (en) 2011-12-21 2013-06-27 Abb Technology Ltd An arrangement for controlling the electric power transmission in a hvdc power transmission system
WO2013139392A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 Abb Technology Ltd Switching system for a dc grid
DE102018108138A1 (de) * 2018-04-06 2019-10-10 Eaton Intelligent Power Limited Niederspannungs-Schutzschaltgerät

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005040432A1 (de) 2007-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007022744A1 (de) Strombegrenzender schalter
EP3053179B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum schalten eines gleichstromes
EP3571766B1 (de) Schaltvorrichtung zum auftrennen eines strompfads
EP3625862B1 (de) Elektronischer schalter mit überspannungsbegrenzer
EP3510617B1 (de) Schutzschaltgerät
DE1806614A1 (de) Folgeschalter fuer Hochspannungs-UEbertragungsanlagen
WO2018046632A1 (de) Schutzschaltgerät
EP3794730A1 (de) Schaltvorrichtung zum auftrennen eines strompfads
DE2506021A1 (de) Ueberspannungs-schutzschaltung fuer hochleistungsthyristoren
EP3550582B1 (de) Niederspannungs-schutzschaltgerät
EP3207612B1 (de) Gleichstromleistungsschalter mit impulsstromeinheit sowie verfahren zum schalten eines gleichstromes
DE2208432A1 (de) Leistungsschalter für Hochspannungssysteme
EP3403271B1 (de) Vorrichtung zum schalten eines gleichstroms in einem pol eines gleichspannungsnetzes
EP2885801B1 (de) Trennanordnung für ein hochspannungsgleichstromnetz
EP3853957B1 (de) Elektronischer schalter mit überspannungsschutz
DE4403008A1 (de) Stromrichteranlage mit Überspannungsschutzschaltung
WO2020064558A1 (de) Kurzschlussstrombegrenzer
WO2000045493A1 (de) Strombegrenzer mit elektrischen ventilen zum begrenzen des kurzschlussstromes in einem elektrischen leistungsstromkreis
DE102020206253B3 (de) Überspannungsschutz
EP1480241B1 (de) Verfahren zur Abschaltung von Gleichströmen und Gleichstrom-Schnellschalteinrichtung für Bahnstromversorgungen
DE19801708C1 (de) Kurzschlußstrombegrenzer für die Begrenzung von Fehlerströmen in einem elektrischen Energienetz
EP3437169B1 (de) Schaltungsanordnung zum schutz von an einem mehrphasigen netz angeschlossenen verbrauchern mit unter- und überspannungsabschaltfunktion
DE102020206250B3 (de) Überspannungsschutz
DE102004016456A1 (de) Generator mit integriertem Leistungsschalter
DE10218806B4 (de) Gleichstrom-Schnellschalteinrichtung für Bahnstromversorgungen und Verfahren zur Abschaltung von Gleichströmen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06761829

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1