CH157446A - Uberstromschutzeinrichtung für Gleichstromsysteme unter Verwendung von Metalldampfventilen. - Google Patents

Description

      Überstromschutzeinrichtuug    für Gleichstromsysteme unter Verwendung  von     31etalldampfventilen.       Bei der Energieübertragung mittelst hoch  gespanntem Gleichstrom und Umformung  desselben in     Mehrphasenstrom    durch elektro  statisch gesteuerte Metalldampfventile, ist  es unbedingt erforderlich, für möglichst  rasches Abschalten von     drehstromseitigen     Kurzschlüssen zu sorgen. Da die Erregung  des Ventiltransformators von der Drehstrom  seite aus erfolgt, bedeutet ein     drehstrom-          seitiger    Kurzschluss, das heisst Sinken der  Spannung auf der Sekundärseite des Trans  formators auch einen gleichstromseitigen  Kurzschluss.

   Dies kann durch Abschaltung  des kurzgeschlossenen Netzteils auf der Dreh  stromseite mittelst Ölschalter nicht verhin  dert werden, da dieselben viel zu grosse Träg  heit besitzen. Die Konstruktion eines Schnell  schalters für die in Frage kommenden, sehr  hohen     Gleichspannungen    stösst auf Schwie  rigkeiten. Zudem wäre die Abschaltung auf  der Gleichstromseite bei jedem     drehstrom-          seitigen    Kurzschluss betriebstechnisch unzu-    lässig und für die folgende Wiederinbetrieb  nahme der Anlage umständlich, wenn man  bedenkt, dass     drehstromseitige    Kurzschlüsse  sehr häufig auftreten können.  



  Es ist bekannt, für hochgespannten  Gleichstrom Metalldampfventile als Schalter  zu benutzen, deren Lichtbogen durch Über  brückung mittelst eines     Kondensators    ge  löscht werden kann. Dabei wird diese Ein  schaltung des zur Löschung dienenden  Löschkondensators dadurch bewirkt, dass  der Kondensator in einer zweiten Dampf  entladungsstrecke liegt, die bei normaler Be  lastung des zu überwachenden Netzes durch  ein Gitter mit negativer     Vorspannung    ge  sperrt ist, während bei Überstrom diesem  Gitter durch Stromwandler, die in Ab  hängigkeit von der Belastung des zu über  wachenden Netzes erregt werden, eine so  grosse positive Spannung zugeführt wird,  dass sich der Kondensator entladen kann.

    Dieses Verfahren ist insofern unzuver-      lässig, weil     Metalldampfapparate,    die an  einer Gleichspannung liegen, durch nega  tiv geladene Gitter nicht dauernd gesperrt  werden können. Die     Anwendung    von Elek  tronenröhren für hohe Ströme an Stelle von       Metalldampfapparaten    erfordert die dauernde  Heizung der Glühkathode und ergibt eine  kurze Lebensdauer derartiger Röhren.  



  Die Erfindung betrifft nun eine     Über-          stromschutzeinrichtung    unter Verwendung  von Metalldampfventilen, bei der die Lö  schung des Ventils durch vorübergehendes  Kurzschliessen desselben über einen Konden  sator bewirkt     wird,    wobei erfindungsgemäss  das Einschalten .des     randensators    bei Über  strom durch einen Kontaktgeber erfolgt, wel  cher in Abhängigkeit von dem zu über  wachenden Umformer elektromagnetisch ge  steuert     wird.     



  Die Überbrückung des Lichtbogens durch  den Kondensator kann auf zwei Arten aus  geführt werden. Es kann einerseits nur das  Ventil allein überbrückt werden, wobei die  am Kondensator liegende Spannung gleich  dem     Lichtbogenabfall    ist, anderseits kann  das gesamte Gleichstromsystem- mitsamt dem  Ventil überbrückt werden, so dass die ganze  ankommende     Gleichspannung    am Konden  sator liegt. Im ersten Fall kann ,der Kon  densator     zwischen    Anode und Kathode oder       zwischen    Ventilgehäuse und Kathode gelegt  werden.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungs  beispiel der Erfindung     schematisch    dar  gestellt, und zwar in Verbindung mit einem       Gleichstro@m-Drehstrom-Umformer.     



  Der ankommende Gleichstrom wird über  eine Drosselspule 1 und eine Magnetspule 2   des Kontaktgebers<B>31</B> dem Sternpunkt des  Speisetransformators 25 des Metalldampf  ventils 26 zugeführt; der Minusleiter liegt  an der Kathode des Ventils 26. Bei 3     wird     das     Verbraucherdrehstromnetz    angeschlossen.  4 ist eine Synchronmaschine, die     vorteilhaft     als übererregter Phasenschieber verwendet       wird.    5 ist ein Kondensator; welcher     einer-          sPits-an    die- Kathode 38 des Ventils 37 ge-    legt ist, anderseits mit einem Pol des Kon  taktgebers 31 verbunden ist. Der andere Pol  des Kontaktgebers liegt am Pluspol der  Gleichspannung.

   Der bewegliche Teil des  Kontaktgebers wird durch eine Feder 32 in  der Ruhelage gehalten. Tritt nun auf der       Drehstromseite    ein Kurzschluss auf, so dass die       Spannung    auf der Sekundärseite des Trans  formators sinkt, so nimmt auch die im Ven  til 26 wirksame Gegenspannung ab, was ein  Anwachsen des Gleichstromes zur Folge hat.  Dementsprechend wird durch das Feld der  Spule 2 der Kontaktgeber erregt, und der  Kondensator 5 wird zwischen die beiden  Gleichstromleitungen geschaltet und ladet  sich auf. Während der Ladezeit     bedeutet    der  Kondensator für das Ventil einen     gleich-          stromseitigen    Kurzschluss, so dass im Ventil  kein Lichtbogen mehr aufrecht erhalten  werden kann..

   Ist der Kondensator beim Ein  schalten mit     umgekehrter    Polarität auf  geladen, so wirkt er im gleichen Sinne     wie     oben erwähnt, aber noch viel kräftiger. Nach  beendigter Ladung     verschwindet    der Lade  strom und das Feld der Magnetspule 2, so  dass die Feder 32 den Kontaktgeber in seine  Ruhelage zieht,     womit    das     Ventil        gleich-          stromseitig    wieder unter Spannung gesetzt  wird. Hat nun während dieser Zeit der Öl  schalter den kurzgeschlossenen Netzteil der       Drehstromseite    abgeschaltet, so ist die An  lage wieder betriebsbereit. Genügt diese Zeit.

    jedoch nicht zur Auslösung des Ölschalters,  so wird die Sperrung des     Ventils    26     mittelst     der Gitter so lange aufrecht erhalten, bis die  Drehspannung     wieder    hergestellt ist. Diese  Sperrung des Ventils wird auf folgende  Weise erzielt.  



  Bekanntlich     werden    die Gitter des Ven  tils 26 vom     Drehstromsystem    aus gespeist.  In der Zeichnung ist die Schaltung für zwei  Gitter 11 angegeben. Sinkt nun infolge  Kurzschlusses die Drehspannung, so- über  trägt sich dies auch auf die Spannung des  Gittersystems. Die sekundäre Phasenspan  nung des     Gittertransformators    12 sinkt  unterhalb des Wertes der an den Wider  ständen 13 abgegriffenen Gleichspannung,      so dass die Anoden 14 der     einzelnen    Ventile  des Gittersystems nicht mehr zünden kön  nen.

   Dadurch     wird    den Gittern über die  Stromwandler 15 kein positiver Spannungs  stoss mehr erteilt, so dass sie dauernd von dem  im Erregerkreis des Ventils gelegenen Wider  stand 16 gegenüber der Kathode auf nega  tivem Potential gehalten werden. Wird nun  während dieser Zeit durch den Kondensator  5 das Ventil kurzgeschlossen, so     .dass    das       Ventil    stromlos wird, so kann nach be  endigter Ladung des Kondensators keine  Anode zünden, .solange die Drehspannung so  klein ist,     dass    die sekundäre     Phasenspannung     des Gittertransformators die am     Widerstand     13 abgegriffene Gleichspannung nicht über  steigt.

   Sobald also die Drehspannung den  für das Arbeiten des     Ventils    nötigen Wert  erreicht, nimmt dasselbe     automatisch    den  Betrieb wieder auf. Um nun den Konden  sator 5 voll auszunützen, wird derselbe im  Ruhezustand durch ein Ventil 18 auf die  gegenüber dem Arbeitszustand umgekehrte  Polarität aufgeladen. Die hierfür     nötige          Spannung    wird durch einen am Drehstrom  netz liegenden     Spannungswandler    19 ge  liefert. Bei erregtem Kontaktgeber wird  parallel zum Kondensator, über den Ventil  kreis mit dem Begrenzungswiderstand 20,  ein Strom fliessen. Dies hat zur Folge, dass  der Kontaktgeber beim Öffnen nach be  endigtem Ladevorgang des Kondensators  unter Strom schalten muss.

   Um dies zu ver  hindern, ist das     Ventil    18 mit     Gittersteue-          rung    versehen, welche eine sichere Löschung  des Ventilstromes und damit ein stromloses  Schalten des Kontaktgebers gewährleistet.  Im Ruhezustand erhält das Gitter des Ven-         tils    über den Widerstand 21 von der Batterie  22 positives Potential gegenüber der Ka  thode. Beim Ansprechen des Kontaktgebers  wird über die Hilfskontakte 33 am Kontakt  geber dem Gitter des Ventils ein gegenüber  der Kathode     negatives    Potential aufgedrückt,  so dass das Ventil stromlos wird.

   Auf diese  Weise ist erreicht,     dass    der Kontaktgeber  keinen Strom unterbrechen muss, so dass  seine konstruktive Durchbildung sehr ver  einfacht ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Überstromschutzeinrichtung für Gleich stromsysteme unter Verwendung von Metall dampfventilen, bei welcher die Löschung des Ventils durch vorübergehendes Kurz schliessen desselben über einen Konden sator bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschalten des Kondensators mit- telst eines Kontaktgebers erfolgt, welcher in Abhängigkeit von dem zu überwachenden Umformer elektromagnetisch gesteuert wird.

   UNTERANSPRüCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die elektro magnetische Steuerung des Kontakt gebers in Abhängigkeit vom Gleichstrom des Gleichstromsystems ausgeführt wird. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Kontakt geber mit Hilfskontakten versehen ist, welche zur Steuerung des Ladeventils verwendet werden.