CH198812A - Einrichtung zur Schnellzuschaltung elektrischer Stromkreise mittels gesteuerter Entladungsstrecken. - Google Patents

Description

  Einrichtung zur     Schnellzuschaltung    elektrischer Stromkreise mittels gesteuerter  Entladungsstrecken.    In     manchen:    Fällen ,der     Starkstromtechnik     ist es     von.    grosser     betrieblicher        Bedeutung,     wenn Apparate oder Stromkreise grosser       Leistung    wesentlich rascher zugeschaltet  werden können, als es     mit    den gebräuchlichen       Hochleistungsschaltern,    z. B.     Ölschaltern,          Druckgasschaltern,    möglich ist.

   Die Eigen  schaltzeit dieser Schaltapparate     sowie    der       zugehörigen        Auslöseesnrichtungen    ist zu  gross, als     dassi    mit solchen Schaltern das man  cherorts     bestehende        Bedürfniserfüllt    werden  könnte,     bei        ZVechselstromanlagen        7,usohal-          tungen        innerhalb    weniger Perioden oder im       Bruchteil    einer Periode     vorzunehmen,    oder  gar praktisch ohne jede Verzögerung zu  schalten.  



  In den     ,gesteuerten        Ventilstrecken,        bei-          spielsweise    den gittergesteuerten     Glühkatho-          denröhren    oder     Quecksilberdampfgefässen     und den mit     Hilfslichtbogen        gesteuerten          Lichtbogenkammern    stehen der Starkstrom-         technik        Mittel        zur        Verfügung,

      um     solche          Schaltanordnungen        höchstmöglicher    Schalt  genauigkeit aufzubauen.  



  Die Erfindung betrifft eine     Einrichtung     für eine     vorteilhafte        Verwendung        aderastiger          Entladungsstrecken    zum Zwecke     der        Schnell-          zuschaltung        elektrischer        .Stromkreise.    Die       Einmichtung    besitzt zur     Schaltung        gesteuerte          Entladungsstrecken,

      deren     Freigabe    den  eigentlichen     Schaltvorgang    bewirkt und die  durch die Öffnung oder     Schliessung    zugeord  neter mechanischer     Schalter    von der     Strom-          führung        entlastet    werden.     Gemäss)    der     E,rfin-          .dung        sind        nun    :die     Entladungsstrecken    mit  den     ihnen    zugeordneten     mechanischen    Schal  tern derart     ;

  gekuppelt,        dass,    unter dem Ein  fluss des in     einer        Entladungsstrecke    fliessen  den Stromes jeweils die     Schaltbewegung    des  zugeordneten mechanischen     Schalters    aus  gelöst     wird.         Die Erfindung ist von besonderer     Be-          deutung    für die Schaltvorgänge in Hoch  spannungsleitungen,     insbesondere    für solche       Sehaltvorgänge,

      die zum Schutz der     Ieitun-          ben        beispielaweise    gegen Störungen oder       hegen        unziilässiäe    Spannungsspitzen einge  leitet werden. Ein Beispiel für eine derartige  Anwendung der     Schnellzuschaltung    zeigt       Fig.    1, die sich auf die Kompensation der  Kapazität einer     Hochspannungsleitung    14 be  zieht. Solche     Leitungen    weisen eine beträcht  liche     Leitungskapazität    auf.

   Zu deren Kom  pensation werden     abhängig    vom     Belastungs-          zustand    der     Leitung        Drosseln        zugeschaltet.     Dies erfolgt zum Beispiel an praktisch     au@s-          ;

  eführten        Anlagen    so,     dass    in den     Umspann-          2n        Umspanner        ?0    aufgestellt sind,        -elche    neben der normalen Eingangs- und       Ausgangswicklung    21 und 2,2 zur Speisung  der Verbrauchers 25 noch eine dritte Wick  lung     ?:;    besitzen.

   An     diese    Wicklung werden  drei Drosseln 31. 32, 33 abhängig vom     Lei-          stungsfaktor    in der     Hochvoltleitung    10     über          Schalter-    34, 35, 36     zugeschaltet.        Treten    nun  plötzlich Entlastungen auf der Leitung 10  ein, so ergeben sich mit Rücksicht auf die  verhältnismässig lange Schaltzeit. normaler  Schalter für den Betrieb recht unangenehme  Spannungsspitzen, welche nur vermieden wer  den können, wenn eine     Schnellzuschaltung     der Drosseln möglich ist.  



  Das     Ausführungsbeispiel    der     Fig.    2  zeigt die Ausbildung eines derartigen  Schnellschalters im einzelnen; die verwen  dete     Crrundschaltung    ist ähnlich auch schon       hei    andern Einrichtungen vorgeschlagen  worden. die ,jedoch lediglich zur Abschaltung  von Strömen,     insbesondere        Kurzschlussströmen     dienen sollten. An die Leitung 1 soll ein be  liebiger Verbraucher 2, z. B. eine Kompen  sationsdrossel     nmh        Fig.    1, durch     Schnellzu-          sehaltung        anschliessbar    sein.

   Parallel zu dem       Hochleistungsschalter    1, der keine Schnell  auslösung zu erhalten braucht. und auch nicht  für extrem rasche     Schaltbewegung    ausgeführt  werden muss, ist eine gesteuerte Ventil  anordnung 5 vorgesehen. Es können     h.ierftir,     falls es sich um ein Wechselstromnetz han-         delt.    in     bekannter        Weise    zwei     gegensinnig     parallel geschaltete Dampf- oder     Gasentla-          dungsstrecken    mit beliebiger     Steuerung,     vorzugsweise     Gittersteuerung,

      vorgesehen       sein.    Wird der Verbraucher aus einem  Gleichstromnetz gespeist, so genügt natürlich  eine einzige     Entladungsstrecke.    Aber auch  bei Wechselstrom kann der Aufwand an       Entladungs.stmecken        vermindert    werden     durch     Benutzung einer     gittergesteuerten        Entla-          dungsstrecke    mit zwei Kathoden oder, wie     es     im     Ausführungsbeispiel        dargestellt    ist,

       eines          entsprechend        gesteuerten        Lichtbogenstrom-          richtergefä,sses,    das zur     Steuerung    mit Hilfs  zündung 51 versehen ist.

   Im     Reihe    zu dem  Ventil     ist    ein     Widerstand    3 angeordnet und  parallel zu diesem die     Erregerwicklung    eines       Relais    6, welches bei     Stromfluss,    im Ventil  kreis den     Hilfsstromkreis    für die Schliess  spule 41     des        Hochleistungsschalters    4       ,

  schliesst.        Die    Hilfselektrode 51 des     Licht-          bogenventils    5 möge von der schematisch  dargestellten Einrichtung 7 im     Takte    der  Netzfrequenz     gesteuert    werden,     und    zwar in  Abhängigkeit von einer     Hilfsentladungs-          strecke    8, deren Steuergitter willkürlich.

   bei  spielsweise durch     Druckknopfsteuerung,    oder  selbsttätig durch ein     trägheitslos    arbeitendes,       betriebsgrössenabhängiges        Relais    9, vorzugs  weise ein     Röhrenrelais,        gesperrt    oder frei  gegeben wird.

   Zwischen der     Steuereinrich-          tung    7 und der     Hilfselektrode    51 ist     zweck-          mässig        noch    ein     Hilfsschalter    11     vorgesehen,     welcher bei     Schliessung    des     Hochleistungs-          schalters    4     mittels    der gekuppelten Hilfs  kontakte 43 geöffnet wird und so auch     die          Vermeidung    der Verluste im     Steuerkreis    er  laubt,

   sobald die     Ventilstrecke    keinen Strom  mehr zu führen braucht. Bei     Öffnung    des       Schalters    4     schliesst    das     Relais    11 den Steuer  kreis     wieder,    so     dass    die Einrichtung wieder  betriebsbereit ist.     Bei        Verwendung    gitter  gesteuerter Entladungsstrecken und     ver-          gleichsweise        niedriger        Steuerspannungen    kann  der     Hilfsschalter    gegebenenfalls in     Fortfall     kommen.  



  Durch     entsprechende        Auslegung    der     Grit-          tersteuerung        hat    man es in der Hand, den           Einschaltzeitpunkt    der     Schaltventile        zeitlich     beliebig zu legen.

   So empfiehlt es, sich  vor allem,     beim    Zuschalten von     Ver-          brauohern    mit starker     Induktivität    mit  Rücksicht auf die     Ausgleächvorgänge    beim  plötzlichen Zuschalten von     Induktivitä,          ten    den     Zündzeitpunkt    der Ventile so zu  legen, dass möglichst beim Durchgang des  Stromes ,durch     Null    oder     zumindest        in     dessen Nähe die     Zuschaltung    erfolgt.

   Man  kann zu diesem     Zweck    das     Relais    9 oder  auch den     Steuer-    oder Anodenkreis der  Röhre 8     zusätzlich    vom     Augenblickswert        cdes     Stromes     aU'hängig        machen;    und so eine genaue       Schaltung    in dem gewünschten     Zeitpunkt     erreichen.  



       Ferner    kann     zwischen    dem     Relais    6     und     .der     Betätigung    des     .Schalters    4 noch ein     Zeit-          relais    vorgesehen sein.

   Damit ist es     unter          Umständen    möglich, bei kurzzeitigen     Störun-          gen    oder     Schwankungen    der regelnden Be  triebsgrössen nur die     kurzzeitige        Zusehaltung     des Apparates 2. über die     Ventile    zu be  wirken, ohne dass der Schalter 4 in Bewe  gung gesetzt zu werden braucht. Dauert die  Störung länger an, so schliesst Sehalter 4  und     bringt        .damit    die     Entladung    in .den Ven  tilen zum     Erlöschen.     



  Ein weiteres Beispiel für     die        Anwendung     des     Erfindungsgedankens    zeigt     Fig.    3.     Hier     handelt     es    sich     darum,    Schalter,     welche    ent  fernt vom     Kraftwerk    ad-er einem     Unterwerk     die     Leitungen    oder     Verbrauoher    zu- und ab  schalten, vor starken     Kurzschlussströmen    zu  bewahren.

   Tritt zum Beispiel am Ende der  Leitung 10 an der Stelle X' oder X"     ein          Kurzs-chluss    auf, so erfolgt ,die Abschaltung  desselben nicht durch den schwachen, nur  für Überströme bemessenen -Schalter 72, son  dern durch den     Hauptschalter    71 im     Unter-          werk    60.

   Dies wird     ,dadurch        veranlasst,        @dass     bei Eintritt des     Kurzschlusses-    über     eine     möglichst     trägheitsloseSteuereinrichtung    ,die       Ventilstrecke    70 in Abhängigkeit des     Kurz-          schlu.ssstromes        zum        Ansprechen    gebracht  wird.

   Diese verbindet den Anfang der Lei  tung     unmittelbar        mit    Erde oder die ein  zelnen Phasen     miteinander    und stellt so    einen satten Kurzschluss am     Kraftwerk        6D     her.     Säe    entlastet     somit    die     .Schalter    72, 73  oder 74 vom     Kurzschluss        und        bringt    den       Hochleis,tungschalter    im Unterwerk zur Aus  lösung.

       Durch,die        ,Öffnung        ,desSehalters    71,  die     unmittelbar    oder     mittelbar        abhängig    von  dem     Stromdurch:.gang    durch die     Ventil-          strecke    70 erfolgt,     wird    ebenso     wie    bei den  oben     beschriebenen        Beispielen    die     Entladung     in den     Entladungsstrecken    kurz nach dem       Einsetzen    bereits     wieder    .gelöscht.

   Die     Ein-          richtung    hat .den     Vorteil,        @dass    wegen der       Schnelligkeit        des        Artsprechens    der     Entla-          dungsstrecken        mit        Sicherheit,der    eine     Schalt-          ter    71, ,der für die     Abschaltung    der Kurz  schlussleistung bemessen ist, diese     Abschal-          tung    auch     durchführt,    und     dass,

      andere,     bei-          spielsweise    für     Überströme    selektiv ge  staffelte Schalter mit     kleinerer        Schalt-          leis@tung        ausgeführt    werden können,     ohne     dass ihre     Zerstörung    im     Kurzschlussfalle    be  fürchtet werden müsste.  



  An     weiteren        Anwendungsmöglichkeiten     sei zum     Beispiel    noch die     ,Sehnellzuschaltung     von     Schwingungskreisen    und     Kondensatoren     bei     Symmetrierungsanordnungen    oder das       Schnellkurzschliessen    von     Kondensatoren    ge  nannt, welche     zur        Reihenkompensation    von       Übertragungseinrichtungen    dienen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Schnellzuschaltung elek trischer Stromkreise mittels gesteuerter Ent ladungsstrecken, deren Freigabe den eigent lichen Schaltvorgang bewirkt, und die durch Öffnung oder Schliessung zugeordneter me chanischer Schalter von der Stromführung entlastet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungsstrecken mit den ihnen zugeordneten mechanischen Schaltern derart gekuppelt sind, dass unter dem Einfluss des in einer Entladungsstrecke fliessenden Stromes jeweils die Schaltbewegung des zugeordneten Schalters ausgelöst wird.

   U NTERANSPR-C CHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch die Verwendung von Lichtbogenstromrichtergefässen mit Hilfs zündung. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in Reihe zu den Entladungsstrecken ein kleiner Wi derstand vorgesehen ist, dessen Spannungs abfall der Betätigungsspule eines Hilfs relais zugeführt wird, welches den Betä tigungsstromkreis für den Hauptschalter schliesst.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass für die träg heitslose Einschaltung des Stromkreises Hilfsröhrenrelais vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von vorgegebenen Betriebs bedingungen plötzlich oder mit. genau vor gegebener bezw. von einer weiteren Be triebsgrösse abhängiger Zeitverzögerung die Freigabe der Entladungsstrecken durch entsprechende Änderung der Gitterspan nung bewirken.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Bewegung des Hauptschalters ein Hilfsschalter geöffnet wird. der die Hilfs- stromkreise der Entladungsstrecke (Erre gung, Zündeinrichtung) nach dem Er löschen der Entladung unterbricht. 5.

   Einrichtung nach Patentanspruch, zur Schnelleinschaltung grosser Induktivitä- ten, dadurch gekennzeichnet, dass beson dere, stromabhängige Hilfsrelais vorge sehen sind, welche auch nach dem An sprechen der übrigen, von einer oder mehreren Betriebsbedingungen abhängigen Hilfsrelais die Einschaltung der Haupt ventile erst beim nächstfolgenden Null durchgang des Stromes freigeben. 6.

   Einrichtung nach Patentanspruch zum Schnellschutz von Leitungen und Stre ckenschaltern gegen schwere Kurzschlüsse, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem im Zuge der Leitung angeordneten Hoch leistungsschalter im speisenden Kraft- werk eine oder mehrere gesteuerte Ent ladungsstrecken zwischen der Leitung und Erde oder zwischen den einzelnen Leitun gen eingeschaltet sind,

   deren Steuerung den Entladungseinsatz bei gurzschluss auf der Leitung freigibt, und dass in Ab hängigkeit von dem über die Entladungs strecken fliessenden Strom der Hoch leistungsstreckenschalter unmittelbar an schliessend geöffnet wird und damit so wohl den Kurzschlussstrom auf der Lei tung wie auch den Strom der Ventil strecken unterbricht.