DE1119985B - Overcurrent protection for rectifier systems - Google Patents

Description

Zum Schütze von Trockengleichrichtern, insbesondere von solchen mit p-n-Übergang, reicht in vielen Fällen ein Überstromschutz, der nach Art eines Stromwächters arbeitet, nicht aus, da bis zu einem Ansprechen in einzelnen Zellen oft infolge des Überstromes örtliche Temperaturen aufgetreten sein können, die eine Zerstörung der Zellen zur Folge haben. Um einen Überstromschutz mit höherer Ansprechgeschwindigkeit zu erreichen, hat man bereits vorgeschlagen, die Auslösung der Schutzeinrichtung mit Hilfe sogenannter Sättigungswandler zu steuern. Ein derartiger Sättigungswandler ist mit einem Eisen mit annähernd rechteckiger Magnetisierungskennlinie ausgerüstet. Neben der Hauptstromwicklung besitzt er noch eine Vormagnetisierungswicklung sowie eine Auslösewicklung. Die Vormagnetisierung wird hierbei in der Wirkung des Hauptstromes entgegengerichtetem Sinne so bemessen, daß der Kern im normalen Betrieb gesättigt bleibt. Wenn aber die Magnetisierung durch die Hauptstromschiene die Vormagnetisierung überschreitet, so ändert sich der Sättigungszustand plötzlich; dadurch wird ein Impuls induziert, der einen Kurzschließer oder Auslöser zum Ansprechen bringt.To protect dry rectifiers, especially those with a p-n junction, is sufficient in many Cases an overcurrent protection, which works like a current monitor, does not work, because up to one Response in individual cells can often have occurred as a result of the overcurrent local temperatures, which lead to the destruction of the cells. To provide overcurrent protection with a higher response speed to achieve, it has already been proposed to trigger the protective device with Using so-called saturation converters to control. One such saturation converter is with an iron approximately rectangular magnetization characteristic. In addition to the main current winding, it has another bias winding and a release winding. The premagnetization is here in the direction opposite to the main current, so that the core in the normal Operation remains saturated. But if the magnetization by the main busbar the premagnetization exceeds, the state of saturation changes suddenly; this induces an impulse, that triggers a short-circuiter or trigger.

Bei Anlagen mittlerer Baugröße kann es vorkommen, daß ein derartiger Schutz wegen des allmählichen Stromanstieges nicht zuverlässig anspricht.In the case of systems of medium size, it may happen that such protection is provided because of the gradual Does not respond reliably to an increase in current.

Ein Überstromschutz für Gleichrichteranlagen mit Trockengleichrichtern, bei dem mit einem gleichstromvormagnetisierten Sättigungswandler über eine Auslösewicklung Impulse auf Auslöser bzw. Kurzschließer gegeben werden, kann nach der Erfindung dadurch verbessert und auch für den vorerwähnten Fall brauchbar gemacht werden, daß der Sättigungswandler zusätzlich mit einer Wechselstrommagnetisierung über eine Drossel ausgerüstet wird, wobei die Übertragung des Impulses auf die mit der Auslösewicklung gekoppelten Kreise gesperrt wird. Mit besonderem Vorteil kann hierbei die Hauptwicklung von einem zusätzlich geschlossenen Magnetkern umschlossen werden, wodurch die Übertragung des Impulses auf einfache Weise verhindert wird.An overcurrent protection for rectifier systems with dry rectifiers, in which with a direct current bias Saturation converter via a trigger winding pulses to trigger or short-circuiter can be given, can be improved according to the invention and also for the aforementioned Case can be made useful that the saturation converter is additionally equipped with an alternating current magnetization equipped with a choke, the transmission of the impulse to the one with the trigger winding locked circuits. The main winding can be of particular advantage here are enclosed by an additionally closed magnetic core, whereby the transmission of the pulse prevented in a simple manner.

Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anordnung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt. Mit 1 ist die Hauptstromwicklung bezeichnet, die in dem Überstromwandler 2, dessen Kern mit 12 bezeichnet ist, mit einer Auslösewicklung 3 verkettet ist, die auf ein Kipprelais 4 arbeitet. Mit 5 ist eine Vormagnetisierungswicklung bezeichnet, die unter Vorschaltung einer Sperrdrossel 6 und eines Ohmschen Widerstandes 7 mit Gleichstrom gespeist wird. Mit 8 ist eine weitere Vormagnetisierungswicklung bezeich-An embodiment of such an arrangement is shown schematically in the drawing. The main current winding is denoted by 1, which is in the overcurrent transformer 2, whose core is denoted by 12 is linked to a tripping winding 3 which operates on a 4 toggle relay. With 5 is a bias winding denotes, the upstream of a blocking throttle 6 and an ohmic Resistor 7 is fed with direct current. Another premagnetization winding is designated with 8

Überstromschutz für GleichrichteranlagenOvercurrent protection for rectifier systems

Anmelder:Applicant:

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Berlin and Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Werner AleiteDipl.-Ing. Werner Aleite

und Dipl.-Ing. Arno von Zelisch, München,and Dipl.-Ing. Arno von Zelisch, Munich,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

net, die über eine Sperrdrossel 9 aus einem Hilfstransf ormator 10 mit Wechselstrom gespeist wird. Mit 11 ist ein geschlossener Eisenkern bezeichnet, der vorzugsweise aus Permenorm besteht, der die Hauptstromwicklung umschließt.net, via a blocking throttle 9 from an auxiliary transfer ormator 10 is fed with alternating current. With a closed iron core is designated, the preferably made of permenorm, which encloses the main current winding.

Die Energiezufuhr erfolgt hierbei aus einem Wechselstromnetz 20 über Gleichrichter 14. Auf der Wechselstromseite dieser Gleichrichter sind Kontakte 15 angeordnet, die mit Hilfe eines Kurzschließers 16 geschlossen werden können. Als Energiequelle für die Betätigung des Kurzschließers ist hierbei ein Kondensator 17 vorgesehen, der beispielsweise in bekannter Weise aus einer Phase des Wechselstromnetzes über einen Gleichrichter 18 und einen hochohmischen Widerstand 19 aufgeladen wird und bei Betätigung des Kipprelais 4 auf den Kurzschließer zur Entladung gebracht wird.The energy is supplied here from an alternating current network 20 via rectifier 14. On the alternating current side Contacts 15 are arranged in this rectifier and are closed with the aid of a short-circuiter 16 can be. A capacitor is used as the energy source for actuating the short-circuiter 17 is provided, for example, in a known manner from a phase of the alternating current network a rectifier 18 and a high-ohmic resistor 19 is charged and when actuated of the toggle relay 4 is brought to the short circuiter to discharge.

Bei raschen Stromanstiegen arbeitet die Anordnung in der Weise, daß in dem Moment, wo die durch den Stromanstieg in der Hauptstromleitung auftretende Magnetisierung die entgegengerichtete Gleichstromvormagnetisierung überwiegt, der Kern 12 des Wandlers entsättigt wird, so daß über die Wicklung 3 ein Impuls von ausreichender Energie auf das Kipprelais gegeben wird, durch das ein nicht gezeichneter Kurzschließer eingeschaltet und dadurch die gefährdete Zelle geschützt wird. Die Wicklungen 5 und 8 sind gegen diesen Impuls durch die Sperrdrosseln 6 und 9 gesperrt. Wenn jedoch der Strom verhältnismäßig langsam ansteigt, reicht die Energie des auf diese Weise hervorgerufenen Impulses nicht dazu aus, um die Kurzschließer zum Einfall zu bringen. In diesem Falle wird jedoch die Wechselstromvorerregung wirk-In the case of rapid increases in current, the arrangement works in such a way that at the moment when the through the Increase in current in the main power line magnetization occurring the opposite direct current bias predominates, the core 12 of the transducer is desaturated, so that a 3 via the winding Pulse of sufficient energy is given to the trigger relay, through which a short-circuiter (not shown) switched on and thereby the endangered cell is protected. Windings 5 and 8 are blocked against this pulse by the blocking throttles 6 and 9. However, if the current is proportionate slowly increases, the energy of the impulse thus evoked is not sufficient to to bring the short-circuiters to the idea. In this case, however, the AC pre-excitation is effective.

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sam, da infolge der Entsättigung des Wandlers in der Auslösewicklung 3 durch die mit dieser verketteten Wicklung 8 Wechselstrom induziert wird, so daß das Kipprelais gleichfalls anspricht. Die Wicklung 5 ist dabei wieder durch die Sperrdrossel 6 gesperrt. Die Sperrung des Hauptkreises erfolgt durch den zusätzlichen Eisenkern 11. Solange keine Störung vorliegt und das Wandlereisen gesättigt ist, stellt die Wicklung 8 für den Wechselstrom einen Kurzschluß dar, so daß die Spannung praktisch ausschließlich an der Drossel 9 liegt.sam, because as a result of the desaturation of the converter in the Release winding 3 is induced by the winding 8 interlinked with this alternating current, so that the Toggle relay also responds. The winding 5 is blocked again by the blocking throttle 6. the The main circuit is blocked by the additional iron core 11. As long as there is no fault and the converter iron is saturated, the winding 8 represents a short circuit for the alternating current, so that the voltage is practically exclusively on the throttle 9.

Es ist also auf diese Weise möglich, auch bei schleichendem Stromanstieg, sobald der zulässige Stromwert überschritten wird, eine zuverlässige Auslösung der Kurzschließer in kurzen Zeiten herbeizuführen. So it is possible in this way, even with a gradual increase in current, as soon as the permissible Current value is exceeded to bring about a reliable tripping of the short-circuiter in short times.

Für die Anwendung bei Siliziumgleichrichtern, bei denen ein derartiger Schutz besonders wichtig ist, haben sich beispielsweise folgende Dimensionierangen als zweckmäßig ergeben. Die Wicklung 5 erhält 200 bis 1000 Windungen, wird aus einer Spannungsquelle von beispielsweise 24VoIt gespeist und wird von einem Vormagnetisierungsstrom von etwa 5 bis 30 Ampere durchflossen. Die Auslösewicklung 3 erhält 20 bis 100 Windungen. Der in dieser auftretende Auslösestrom beträgt dann mindestens 6 bis 10 Ampere. Die Wicklung 8 wird zweckmäßig mit der gleichen Windungszahl wie die Wicklung 3 ausgeführt und so erregt, daß in dem Erregerkreis ein induktiver Verschiebungsstrom von etwa 20 Ampere fließt. Unter Umständen kann es mit Rücksicht auf Überspannungen zweckmäßig sein, in dem Wechselstromkreis noch einen Kondensator 13 anzuordnen, der mit etwa 1 bis Mikrofarad bemessen wird.For use in silicon rectifiers, where such protection is particularly important, For example, the following dimensions have been found to be useful. The winding 5 receives 200 up to 1000 turns, is fed from a voltage source of, for example, 24VoIt and is supplied by a bias current of about 5 to 30 amperes flowed through it. The trigger winding 3 receives 20 to 100 turns. The tripping current occurring in this is then at least 6 to 10 amperes. The winding 8 is expediently designed with the same number of turns as the winding 3 and so excited that an inductive displacement current of about 20 amperes flows in the excitation circuit. Under In some circumstances it can still be useful in the AC circuit, taking into account overvoltages to arrange a capacitor 13, which is dimensioned with about 1 to microfarads.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Überstromschutz für Gleichrichteranlagen mit Trockengleichrichtern, insbesondere mit parallel liegenden Siliziumzellen, bei dem mit einem gleichstromvormagnetisierten Sättigungswandler über eine Auslösewicklung Impulse auf Auslöser bzw. Kurzschließer gegeben werden, dadurch ge kennzeichnet, daß der Sättigungswandler zusätzlich mit einer Wechselstrommagnetisierung über eine Drossel ausgerüstet ist, wobei die Übertragung des Impulses auf die mit der Auslösewicklung gekoppelten Kreise gesperrt wird.1. Overcurrent protection for rectifier systems with dry rectifiers, in particular with parallel silicon cells, in which with a DC-biased saturation converter via a trigger winding pulses are given to the release or short- circuiter, characterized in that the saturation converter is additionally equipped with an alternating current magnetization via a choke, wherein the transmission of the impulse to the circuits coupled with the release winding is blocked. 2. Überstromschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sperrung der Übertragung des Impulses auf die Hauptwicklung diese von einem zusätzlichen geschlossenen Magnetkern umschlossen ist.2. Overcurrent protection according to claim 1, characterized in that for blocking the transmission of the impulse on the main winding, this from an additional closed magnetic core is enclosed. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1063 704.Considered publications:
German interpretative document No. 1 063 704. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen For this purpose, 1 sheet of drawings