DE2127771B2 - Gleichstrom-Leistungsschalteinrichtung - Google Patents

Description

die Kommutierung des Stromes von dem Übertragungsschalter auf den Zweig mit der Funkenstrecke ungestcuert auf Grund der sich einstellenden Span-Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleichstrom- 50 nungs- und Stromverhältnisse statt, so daß es Leistungsschalteinrichtung mit mindestens zwei in Schwierigkeiten bereitet, die bekannte Leistungsschalteinrichtung so auszulegen, daß bei allen Betriebsbedingungen eine einwandfreie Kommutierung des Stromes gewährleistet ist.

Aus der CH-PS 483 712, die der DT-OS 1 806 614 entspricht, sind weiterhin Gleichstrom-Leislungsschalteinrichtungen bekanntgeworden, die nur einen mechanischen Übertragungsschalter aufweisen, dem ein Netzwerk aus parallel und in Serie geschalteten Widerständen und elektronischen Schaltern parallel geschaltet ist. Die elektronischen Schalter dieses Netzwerkes sind so gesteuert, daß der Strom von dem mechanischen Übertragungsschalter auf das

einer Gleichstromleitung hintereinander angeordneten mechanischen Übertragungsschaltern, die beim Abschalten nacheinander verzögert ausgelöst werden, mit je einen Schalter enthaltenden Zweigen, von denen je einer jedem Übertragungschalter parallel geschaltet ist, und mit je einem jedem Übertragungsschalter parallelgeschalteten Widerstand und einem zu dem Widerstand der letzten Stufe in Serie geschalteten Kondensator.

Eine solche Gleichstrom-Leistungsschalteinrichtung ist aus der Zeitschrift ETZ-A, Band 91 (1970), Heft 2, S. 79 bis 82, bekannt. Bei dieser bekannten Leistungsschalteinrichtung werden die mechanischen

Netzwerk übernommen und dann der Widerstand des

Übertragungsschalter von speziell entwickelten mehr- 65 Netzwerkes durch öffnen oder Schließen der elektro-

stufigen Ölströmungsschaltern gebildet, bei denen nischen Schalter so verändert wird, daß die beim Ab-

beim öffnen ein hoher Lichtbogengradient gebildet schalten in dem angeschlossenen Netz gespeicherte

wird und im Lichtbogen viel Energie umgesetzt wird. Energie bei im wesentlichen gleichbleibender Span-

iung von den Widerständen verbraucht wird. Dabei muß der einzige mechanische Übertragungsschalter sowohl im geöffneten Zustand der gesamten Be-Liiebsspannung standhalten als auch gegen den gesamten Betriebsstroin öffnen können. Trotzdem wird ein reiativ kompliziertes Netzwerk mit einer größeren Anzahl von Hilfsschaltern benötigt, um ein sicheres Abschalten des Netzes zu ermöglichen.

Die Anwendung mehrerer in Serie geschalteter Übertragungsschalter, von denen nur einer so aur.gelegt zu sein braucht, daß er den möglicherweise auftretenden Überspannungen standhält, bietet dagegen eine erhöhte Sicherheit beim Abschalten. Die aus der CH-PS 483 712 bekannte Gleichstrom-Leistungsschalteinrichtung bietet nicht ohne weiteres die Möglichkeit, mehrere mechanische Übertragungsschalter in Serie zu schalten.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugruride, einen Gleichstrom-Leistungsschalter der eingangs beschriebenen Art hinsichtlich seines Schaitveihaltens zu verbessern. Insbesondere soll dafür Sorge getragen werden, daß der Schalter unter allen Betriebsbedingungen einwandfrei öffnet und der wesentliche Teil der im Netz gespeicherten Energie nicht in Lichtbogen, sondern in Widerständen verbraucht wird, die durch die Vernichtung der Energie keinen Schaden leiden, sondern von denen die entstehende Wärmeenergie leicht abführbar ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung¹ dadurch gelöst, daß die je einen Schalter enthaltenden Zweige ausschließlich je einen elektronischen Schalter enthalten, der im Stande ist, einen ihn durchfließenden Gleichstrom zu unterbrechen und daß mit den Übertragungsschaltern und den elektronischen Schaltern eine Steuereinrichtung gekoppelt ist, die beim Abschallen zunächst den ersten Übertragungsschalter öffnet, während sich der erste elektronische Schalter in einem zur Stroinübernahme geeigneten Zustand befindet, so daß der erste elektronische Schalter den Strom übernimmt, und dann den ersten elektronisehen Schalter in den nichtleitenden Zustand bringt, so daß der Strom dann den ersten Widerstand durchfließt, und den gleichen Vorgang bei nachfolgenden weiteren Parallelschaltungen aus Übertragungsschalter, elektronischem Schalter und Widerstand mit gegebenenfalls in Serie geschaltetem Kondensator wiederholt.

Bei der erfindungsgemäßen Gleichslrom-Leistungsschalteinrichtung bewirken die den mechanischen Übertragungsschaltern parallelgeschalteten elektronischen Schalter, daß beim Öffnen der Übertragungsschalter durch eine schnelle und definierte Übernahme des Stromes auf den parallelen elektronischen Schalter die Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten der Übertragungsschalter auf ein Minimum reduziert wird. Daher brauchen keine Vorkehrungen getroffen zu werden, die es ermöglichen, eine hohe Lichtbogenspannung zu erzielen und große Energien im Lichtbogen zu vernichten. Vielmehr können die Übertragungsschalter einen einfachen Aufbau haben und benötigen auch keine besonderen Einrichtungen zur Lichtbogenlöschung. Wenn anschließend die elektronischen Schalter in den nichtleitenden Zustand gebracht werden, muß der Strom die Widerstände durchfließen, wodurch der Leitungsstrom reduziert wird. Auch das Öffnen der elektronischen Schalter erfolgt gesteuert, so daß eine große Schaltsicherheit erreicht wird. Vorzugsweise werden für die energieverzehrenden Widerstände nichtlineare Widerstände verwendet, so daß pro elektronischem Schalter eine maximale Menge der ini Netz gespeicherten Energie vernichtet wird und die Anzahl der in der Gleichstromleitung hintereinander angeordneten Übertragungsschalter mit parallelgeschalteten elektronischen Schaltern auf ein Minimum reduziert werden kann. Vorzugsweise werden insgesamt drei Übertragungsschalter hintereinander geschaltet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein schematisches Schaltbild eines Hochspannungs-Gleichstromnetzes mit einem Gleichstrom-Leistungsschalter nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Diagramm, das den zeitlichen Stromverlauf beim Öffnen des erfindungsgemäßen Leistungsschalters wiedergibt,

F i g. 3 ein Diagramm, das die zeitliche Spannungsänderung beim öffnen des Leistungsschalters nach der Erfindung veranschaulicht und

Fig.4 das Blockschaltbild der zur Steuerung der Schalter des erfindungsgemäßen Leistungsschalters dienenden Steuereinrichtung.

F i g. 1 veranschaulicht einen Hochspannungs-Gleichstromkreis mit einem Leistungsschalter nach der Erfindung. Der Hochspannungs-Gleichstromkreis ist in seiner Gesamtheit mii 10 und der Leistungsschalter in seiner Gesamtheit mit 12 bezeichnet.

Der Gleichstromkreis 10 umfaßt eine positive Leitung 14 und eine Rückleitung 16. Zwischen beide Leitungen ist eine einen Strom großer Stärke liefernde Hochspannungs-Gleichstromquelle 18 geschaltet, die der Einfachheit halber als Batterie dargestellt ist. Es versteht sich jedoch, daß eine solche Gleichstromquelle gewöhnlich einen von einer Antriebsmaschine oder einer Turbine angetriebenen Mehrphasen-Wechselstromgenerator umfaßt, der seine Leistung einem Transformator zuführt. Der Transformator erhöht die Spannung und speist Gleichrichter, die zwischen die positive Leitung 14 und die Rückkehrleitung 16 eingeschaltet sind. Das hier als bevorzugtes Beispiel behandelte System hat eine Leistung von 400 MW. weil eine solche Leistung für einen zukünftigen Gebrauch zur Leistungsversorgung von Stadtgebieten geeignet zu sein scheint. Es ist diese Leistung, die für eine unterirdische Versorgung von Stadtgebieten von nahegelegenen Kraftwerken aus verwendet werden kann. Bei diesem Beispiel beträgt der Normalstrom 1000 Λ, wie es in F i g. 2 dargestellt ist, in der die an der Ordinate angeschriebenen Ziffern jeweils 1000 A angeben. Weiterhin liegt zwischen der positiven Leitung 14 und der Rückkehrleitung 16 normalerweise eine Spannung von 200 kV, wie es F i g. 3 veranschaulicht, in der die an der Ordinate angeschriebenen Ziffern Vielfache von 1000 V sind. Weiterhin befindet sich die Rückleitung 16 vorzugsweise auf Erdpotetv tinl. und es ist ein zweiter Kreis 10 vorgesehen, mi °iner auf — 200 kV liegenden Leitung und einen zweiten Leistungsschalter 12. Mit anderen Worter veranschaulicht F i g. 1 eine Hälfte eines zur Erläute rung der Erfindung gewählten Systems mit einer Ge samtleistung von 400 MW. Das vorstehend behan delte Beispiel wird in der gesamten Bescheibung zui Erläuterung der Erfindung benutzt. Die Erfindung is jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Es ver-

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steht sich auch, daß die angegebene Zahlenwerte nur gerät 22 mit einer Steuereinrichtung 64 verbunden,

für dieses Beispiel gelten und bei Anwendung des er- die eine Steuerschaltung enthält, die in der nachfol-

findungsgemäßen Gleichstrom-Leistungsschalters in gend beschriebenen Weise arbeitet. Die Ausgänge

anderen Kreisen diese Werte von den Kreisbedingun- der Steuereinrichtung 64 sind mit Ubertragungs-

gen abhängen. 5 Schaltersteuerungen 66, 70 und 74 sowie Steuerungen

Zu der Leistungsquelle 18 ist eine Induktivität 20 68, 72 und 76 für die elektronischen Schalter ver-

in Serie geschaltet. Die Induktivität 20 repräsentiert bunden.

die Induktivität des Gesamtkreises. Die Kreisindukti- Die Übertragungsschaltersteuerungen 66, 70 und vität begrenzt die zeitliche Stromänderung. Sollte die 74 sind jeweils mit einem der Übertragungsschalter normale Kreisinduktivität zu gering sein, kann eine io 24 bzw. 26 bzw. 28 verbunden. In gleicher Weise zusätzliche Induktionsspule zur Glättung und zur Be- sind die Steuerungen 68, 72 und 76 mit jeweils einem grenzung der Geschwindigkeit des Stromanstieges der elektronischen Schalter 44 bzw. 50 bzw. 56 verunter Fehlerbedingungen eingebaut werden. Bei dem bunden.

hier behandelten speziellen Beispiel beträgt die Bei dem Überwachungsgerät 22 handelt es sich um

Kreisinduktivität 0,5 H, so daß bei einer Leistungs- 15 ein beliebiges geeignetes übliches Überwachungsge-

quelle von 200 kV die Geschwindigkeit der Stromän- rät, das auf die Spannung zwischen den Leitungen 14

derung bei Auftreten eines Fehlers 400 A/ms beträgt. und 16, den Strom oder die zeitliche Stromänderung

Der Kondensator 19 veranschaulicht die Gesamtka- in der Leitung 14 oder auf Kombinationen dieser Si-

pazität des Kreises. gnale anspricht. Geeignete Überwachungsgeräte sind

In die Gleichstromleitung 14 sind hintereinander 20 in den folgenden USA.-Patentschriften 3 353171, ein Überwachungsgerät 22, Übertragungsschalter 24, 3 419 791, 3 463 998, 3 471 784, 3 473 106, 26 und 28 und eine Last 30 geschaltet. Bei der Last 3 475 653, 3 478 352 und 3 489 920 beschrieben. 30 kann es sich um eine übliche kommerzielle Last Eines oder mehrere dieser Überwachungsgeräte kann oder um eine spezielle Last handeln, welche die von als Überwachungsgerät 22 verwendet werden. Statt der Leistungsquelle 18 erzeugte Leistung verbraucht. 25 dessen oder zusätzlich kann auch ein von Hand betä-Demnach kann die Last 30 Umformer, Transformer tigbares Auslöseglied zum öffnen des Leistungsund Einrichtungen zur Verteilung an die Endver- schalters 12 durch Auslösen der Steuereinheit 64 verbraucher umfassen. Die Leitungen 32 und 34 stellen wendet werden. In manchen Fällen kann es erdie zur Übertragung dienenden Abschnitte der positi- wünscht sein, den Leistungsschalter 12 nur in einem ven Leitung 14 und der Rückleitung 16 dar, welche 30 Teil des Öffnungsvorganges zu betreiben. Die Steuerdie Leistung von der Quelle zur Last übertragen. einrichtung 64 kann für eine solche Art der Steuerung Demnach befindet sich der Leistungsschalter 12 vor- ausgelegt sein. Die Verwendung eines speziellen zugsweise nahe der Leistungsquelle 18. und es findet Überwachungsgerätes ist für die Erfindung nicht kridie Übertragung über größere Entfernungen mittels tisch, und es kann jede übliche Überwachungseinrichder Leitungen 32 und 34 statt. 35 tung verwendet werden.

Die Verbindung 36 mit ihrem Schalter 38 zwi- Die Übertragungsschaltersteuerung 66 und der

sehen den Leitungen 32 und 34 stellt einen Kurz- Übertragungsschalter 24 sind von der Art, wie sie in

Schluß dar, wie er am Eingang zur Last 30 oder zwi- gewöhnlichen Leistungsschaltern vorhanden sind,

sehen den zur Last führenden Leitungen 32 und 34 wie beispielsweise in dem in der USA.-Patentschrift

auftreten kann. Das Schließen des Schalters 38 re- 40 3 26S 687 beschriebenen Leistungsschalter. Von dem

präsentiert einen unerwarteten Kurzschluß und es Übertragungsschalter 24 wird gefordert, daß seine

veranschaulicht demgemäß die Verbindung 36 mit Kontakte in der Lage sind, im geschlossenen Zustand

ihrem Schalter schematisch andere Arten von gut lei- einen Strom von 1000 A zu führen, nämlich den ma-

tenden elektrischen Verbindungen zwischen den Lei- ximalen Normalstrom bei dem als Beispiel angegebe-

tungen 32 und 34. 45 nen Gleichstromkreis, und außerdem dem Fehler-

Zu beiden Seiten des Übertragungsschalters 24 strom ohne Beschädigung zu widerstehen. Weiterhin sind mit der Leitung 14 Leitungen 40 und 42 verbun- müssen die Kontakte bei geöffnetem Schalter ohne den. Zwischen diese Leitungen ist ein elektronischer zu Leiten, der Überspannung des Kreises widerste-Schalter 44 geschaltet, so ^daß er parallel zu dem hen. Für dieses Beispiel ist eine Überspannung ge-Übertragungsschalter 24 liegt. Außerdem ist parallel 50 wählt, die das l,7fache der normalen Kreisspannung zu dem elektronischen Schalter 44 zwischen die Lei- beträgt. Bei einer normalen Kreisspannung von 200 tungen 40 und 42 ein energieabsorbierender Wider- kV beträgt dann bei diesem Beispiel die Überspanstand 46 geschaltet. nung 340 kV. Demnach müssen die Kontakte des

In gleicher Weise sind Leitungen 42 und 48 zu Übertragungsschalters 24 nach dem öffnen und Ent-

beiden Seiten des Übertragungsschalters 26 an die 55 ionisieren in der Lage sein, einer angelegten Gleich-

Leitung 14 angeschlossen. Zwischen die Leitungen spannung von 340 kV zu widerstehen. Die Übertra-

42 und 48 sind parallel zu dem Übertragungsschalter gungsschaltersteuerungen 70 und 74 und die zu-

26 ein elektronischer Schalter 50, ein Ableitkonden- geordneten Übertragungsschalter 26 und 28 sind mil

sator 52 und ein energieverzehrender Widerstand 54 der Übertragungsschaltersteuerung 66 und den

geschaltet. 60 Ubertragungsschalter 24 identisch.

Zu beiden Seiten des Ubertragungsschalters 28 Bei dem elektronischen Schalter 44 kann es siel

sind Leitungen 48 und 49 an die Leitung 14 ange- entweder um eine Schaltröhre mit gekreuzten FeI

schlossen. Zwischen diese Leitungen 48 und 49 sind dem oder mit einer Flüsngmetallkathode handeln

ein elektronischer Schalter 56, ein Ableitkondensator Beide Schaltröhren sind in den deutschen Offenle

58 und die Serienkombination aus einem Ableit- 65 gungsschriften 1790 002 und 1915 344 behandelt

widerstand 60 und einem Ablcitkondensator 62 ge- Es können auch andere Arten elektronischer Schalte

schaltet. benutzt werden, die eine geeignete Entionisierungs

Wie aus F i g. 4 ersichtlich, ist das Überwachungs- zeit aufweisen und unter den angegebenen Bedingun

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gen arbeiten können. Von dem elektronischen Schal- schlossenen Übertragungsschalter 24, 26 und 28 und

ter 44 wird gefordert, daß er beim Anlegen einer durch die Last 30. Der Spannungsabfall an der Last

Spannung den leitenden Zustand annimmt. Wenn der hat den Nennwert von 200 kV.

Übertragungsschalter 24 öffnet, bildet sich zwischen Unter diesen Bedingungen sind die elektronischen

seinen Kontakten ein Bogen, und es steigt die Span- S Schalter 44, 50 und 56 nichtleitend, sind jedoch in

nung zwischen den Kontakten an, wenn sich der Bo- einem Zustand der Betriebsbereitschaft, so daß sie lei-

gen ausdehnt. Wenn diese Spannung die Leitspan- tend werden, wenn eine geeignete Spannung angelegt

nung des elektronischen Schalters 44 erreicht, wird wird.

der elektronische Schalter leitend. Wenn sich die Zum Zeitpunkt« tritt ein Fehler auf, der die Lei-Kontakte des Übertragungsschalters 24 weiter von- »o tungen 32 und 34 kurzschließt, wie es durch ein einander entfernen, erlischt der Bogen. Schließen des Schalters 38 veranschaulicht werden Hinsichtlich der Leitung muß der elektronische kann. Dieser Fehler verursacht ein Absinken der Schalter in der Lage sein, bis zum Vierfachen des Spannung an der Last auf nahe OV und eine Zunormalen Kreisstromes zu leiten. Gemäß dem ange- nähme des Stromes, die durch den Wert der Induktigebenen Beispiel wurde als Grenze für den Maximal- 15 vität 20 begrenzt ist. Wie oben angegeben, beträgt strom das Vierfache des normalen Stromes gewählt, die Geschwindigkeit der Stromzunahme 400 A/ms, was mit der Überspannung in Höhe des l,7fachen Das Überwachungsgerät 22 bemerkt die Zunahme der Normalspannung und der Induktivität des Krei- des Stromes, die Geschwindigkeit der Stromzuses von 0,5 H übereinstimmt. Demnach muß der nähme, die Abnahme der Spannung zwischen den elektronische Schalter 44 in der Lage sein, bis zu 20 Leitungen oder eine Kombination dieser Signale und 4000 A zu leiten. stellt dadurch fest, daß ein Fehler aufgetreten ist. Weiterhin muß der elektronische Schalter 44 in Diese Feststellung erfolgt im Punkt b auf der Abder Lage sein, bei diesem Strom auszuschalten. Um szisse der Diagramme nach den F i g. 2 und 3. Wie für die Verwendung in dem als Beispiel angegebenen angegeben, gibt F i g. 2 den das Überwachungsgerät Kreis geeignet zu sein, muß der elektronische Schal- 25 22 durchfließenden Strom an, der gleich dem von der ter 44 einer Geschwindigkeit des Spannungsanstieges Leistungsquelle 18 gelieferten Strom ist. F i g. 3 revon etwa 1 kV/ms standhalten. Die obenerwähnten präsentiert die am Leistungsschalter anstehende Schaltröhre:·) mit gekreuzten Feldern oder Flüssigme- Spannung und insbesondere den Spannungsabfall, tallkathode sind für diesen Zweck geeignet. Es ver- der durch das Öffnen des Leistungsschalters hervorsteht sich, daß der elektronische Schalter 44 eine 30 gerufen wird. In den Diagrammen ist vom Ursprung oder mehrere in Serie geschaltete elektronische bis zum Punkt α der Strom normal und der Span-Schalter nach der genannten deutschen Patentanmel- nungsabfall am Leistungsschalter Null. Im Punkt a dung umfassen kann, um die gewünschte Spannungs- tritt der Kurzschluß auf. In dem Zeitintervall von ο festigkeit und das Abschaltvermögen zu haben. bis b trifft das Überwachungsgerät die Entscheidung, wenn die Charakteristik kommerzieller Ausführungen 35 ob der Leistungsschalter betätigt werden soll oder dieser elektronsichen Schalter dies verlangen. Die nicht, und es öffnet die Steuerung 66 im Zeitpunkt b elektronischen Schalter 50 und 56 sind mit dem elek- die Kontakte des Übertragungsschalters 24. Der ironischen Schalter 44 identisch. Wie in der obenge- Spannungsabfall, der durch den zunächst auftretennannten deutschen Patentanmeldung beschrieben. den Lichtbogen erzeugt wird, bewirkt ein Leiten des sind diese elektronischen Schalter ein- und ausschalt- 4° elektronischen Schalters 44, der in einem Zustand bar. der Betriebsbereitschaft war und das Anlegen einer Die Widerstände 46 und 54 sind als nichtlineare Spannung erwartete, so daß im Zeitintervall vonb Widerstände dargestellt. Solche Widerstände sind bisc der Spannungsabfall am Leistungsschalter vorzuziehen, weil es mit nichtlinearen Widerständen durch den Spannungsabfall am elektronischen Schalmöglich ist, mit einem Leistungsschalter nach der Er- 45 ter 44 gegeben ist, sobald dieser Schalter leitet, welfindung den als Beispiel angegebenen Kreis mit nur eher Spannungsabfall durch den Parallelzweig mit zwei Widerständen 46 und 54 und zwei parallelen dem Widerstand 46 leicht vermindert ist. Im Zeitin- ) elektronischen Schaltern 44 und 50 zu unterbrechen. tervall zwischen b und c sind die Kontakte des Über-Wenn lineare Widerstände anstatt nichtlineaTe tragungsschalters 24 geöffnet, und es ist die Schalt-Widerstände 46 und 54 verwendet würden, würde 50 strecke entionisiert.

• mindestens ein zusätzlicher elektronischer Schalter Nach vollständiger Entionisierung bewirkt du

benötigt. Bei den Widerständen 46 und 54 handelt es Steuerung 68 des elektronischen Schalters 44 irr

\ sich um Siliziumcarbid-Widerstände. Bei diesem Bei- Punkt c ein Abschalten dieses elektronischen Schal

spiel hat der Widerstand 46 einen solchen Wert, daß ters. Hierdurch wird der Widerstand 46 in die Lei

er bei 4000 A einen Spannungsabfall von 340 kV 55 tung eingeschaltet. Der Wert dieses Widerstandes is

verursacht, während am Widerstand 54 bei 2500 A so gewählt, daß beim Einschalten dieses Widerstan

ein Spannungsabfall von 130 kV entsteht. des in die Leitung bei dem herrschenden Spitzen

X Der zur Aufnahme des Überstromes dienende strom keine Überspannung auftritt, die den zulässi

Kondensator 62 ist ein üblicher Kondensator mit öl- gen Wert, nämlich in diesem Fall 340 kV, übei

füllung und hat bei dem behandelten Beispiel einen 60 schreitet. Sollte die Kreiskapazität 19 für solche Be

Wert von 2 jiF. Er hat eine Spannungsfestigkeit von grenzung der Spitzenspannung nicht ausreichei

340 kV und nimmt die restliche Überspannung auf. kann parallel zum Widerstand 46 ein zusätzlich*

Der Ableitwiderstand 60 hat einen Wert von loO Ω Kondensator vorgesehen werden. Das Einschalte

und ist in der Lage, bei der Unterdrückung des Über- des Widerstandes bewirkt eine Abnahme des Stn

Ί stromes einen Strom von 1000 A zu führen. 65 mes, die eine Verminderung des Spannungsabfall

Beim Normalbetrieb des Kreises 10 liefert die Lei- am Leistungsschalter zur Folge hat.

stungsqueKe 18 einen Strom von 1000 A durch die Wenn der Spannungsabfall am Leistungsschau

Induktivität 20, das Überwachungsgerät 22. die gc- auf nahe 200 kV, also die normale Leitungsspannui

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ίο

abgefallen ist öffnet die Steuerung 70 die Kontakte ters 28, was wiederum einen Spannungsabfall an dem des Übertragungsschalters 26. Das Öffnen führt zu sich im Zustand der Betnebsbereitschaft befindenden einem Spannungsabfall am elektronischen Schalter elektronischen Schalter 56 zur Folge hat. Durch die-50, so daß dieser Schalter leitend wird. Wenn die sen Spannungsabfall wird der elektronische Schalte^r Kontakte des Übertragungsschalters 26 völlig geöff- 5 leitend. Wenn die Kontakte des Ubertragungsschalnet und entionisiert sind, schaltet im Punkte/ die ters 28 völlig geöffnet und entionisiert sind, bewirkt Steuerung 72 den elektronischen Schalter 50 ab. die Steuerung 76 ein Ausschalten des elektronischen Hierdurch wird erneut der Spannungsabfall am Lei- Schalters 56 im Punkte. Der restliche Überstrom stungsschalter erhöht, weil der energieverzehrende wird von dem Kondensator 62 mit seinem Ableit-Widerstand 54 in Serie zum Widerstand 46 geschaltet io widerstand 60 aufgenommen. Wenn der Restslrom in wird. Die Geschwindigkeit des Spannungsanstieges den Kondensator geflossen ist, ist der das Uberwawird außer der .Kreiskapazität durch einen zusätzli- chungsgerät durchfließende Strom auf Null zurückchen Kondensator 52 begrenzt. Die Werte sind so ge- gegangen und der Spannungsabfall am Leistungswählt, daß der durch das Abschalten des elektroni- schalter hat den Nennwert der Leitungsspannung, sehen Schalters 50 bedingte Spannungsanstieg nicht 15 Der Leistungsschalter 12 kann als Hauptschaltei die bei diesem Beispiel zulässigen 340 kV überschrei- zum Unterbrechen der Leitung sowohl an deren dei tet. Quelle als auch an deren der Last benachbartem

Die Serienschaltung der Widerstände 46 und 54 Ende verwendet werden. Weiterhin kann der Lei-

bewirkt eine weitere Abnahme des Stromes im Zeit- stungsschalter für eine von einer Übertragungsleitung

Intervall von d bis e in Verbindung mit einer Ab- 20 abgezweigte Leitung verwendet werden. Demnach

nähme des Spannungsabfalles am Leistungsschalter handelt es sich bei der Anwendung des erfindungsge-

von nahezu dem maximal zulässigen Wert bis zur mäßen Leistungsschalters als Unterbrecher 12 ir

Leitungs-Nennspannung, wie es in F i g. 3 veran- dem dargestellten Kreis 10 als spezielle Anwendung

schaulicht ist. ~ eines allgemein verwendbaren Schalters, und es ver

Beim letzten Schritt bewirkt die Steuereinrichtung 25 steht sich, daß der erfindungsgemäße Leistungsschal

64 das öffnen der kontakte des Übertragungsschal- ter auch für andere Zwecke eingesetzt werden kann

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: Ein großer Teil der in einem Gleichstromnetz enthaltenen Energie wird daher bei der bekannten Leistungsschalteinrichtung im Lichtbogen der ölströmungsschalter verbraucht. In den den Ubertragungsschaltern parallelgeschalteten Zweigen sind daher als Schalter lediglich Funkenstrecken enthalten, denen noch jeweils ein Kondensator parallel geschaltet ist. Wenn die mechanischen Übertragungsschalter geöffnet werden, so reicht die bei den speziellen Ölströ-

1. Gleichstrom-Leistungsschalteinrichtung mit mindestens zwei in einer GleJchstromleitung hintereinander angeordneten mechanischen Übertragungsschaltern, die beim Abschalten nacheinander verzögert ausgelöst werden, mit je einen Schalter enthaltenden Zweigen, von denen je

einer jedem Übertragungsschalter parallel ge- ίο mungsschaltern entstehende Lichtbogenspannung schaltet ist, und mit je einem jedem Übertra- aus, um die Funkenstrecken zum Ansprechen zu bringungsschalter parallelgeschalteten Widerstand gen. In den zunächst entladenen Kondensator kann und einem zu dem Widerstand der letzten Stufe über die Funkenstrecke ein starker Strom fließen, so in Serie geschalteten Kondensator, dadurch daß der Parallelzweig mit dem Kondensator den vorgekennzeichnet, daß die je einen Schalter 15 her durch den Übertragungsschalter fließenden enthaltenden Zweige ausschließlich je einen elek- Strom übernimmt und die Lichtbogen der ölströtronischen Schalter (44, 50, 56) enthalten, der im mungsschalter erlöschen. Dem ersten ölströmungs-Siande ist, einen ihn durchfließenden Gleich- schalter ist außer dem Parallelzweig mit der Funkenstrom zu unterbrechen, und daß mit den Übertra- strecke und dem Kondensator ein weiterer Zweig mit gungsschaltern (24, 26, und 28) und den elektro- 20 einem Widerstand parallel geschaltet. Durch das Aufnischen Schaltern (44, 50 und 56) eine Steuerein- laden des Kondensators über die Funkenstrecke richtung (64) gekoppelt ist, die beim Abschalten steigt die Spannung an dem Widerstand so stark an. zunächst den ersten Übertragungsschalter (24) daß die Stärke des durch den Widerstand fließenden öffnet, während sich der erste elektronische Stromes immer mehr zunimmt und schließlich der Schalter (44) in einem zur Stromübernahme ge- 35 gesamte Strom durch den Widerstand fließt, während eigneten Zustand befindet, so daß der erste elek- die Funkenstrecke erlöscht. Bei dem zweiten Übertronische Schalter (44) den Strom übernimmt, tragungsschalter befindet sich in Serie zu der Fun- und dann den ersten elektronischen Schalter (44) kenstrecke außer dem Kondensator auch ein Widerin den nichtleitenden Zustand bringt, so daß der stand, während ein weiterer Parallelzweig mit einen; Strom dann den ersten Widerstand (46) durch- 30 Widerstand fehlt. Infolgedessen wird der Stromiiui: fließt, und den gleichen Vorgang bei nachfolgen- durch den dem zweiten Übertragungsschalter parallelgeschalteten Zweig zu Null, wenn der in diesem Parallelzweig enthaltene Kondensator vollstäncii · aufgeladen ist. Dabei wird die Zeit, die zum Auf L;--(62) 35 den des zweiten Kondensators benötigt wird, durch den in Serie geschalteten Widerstand verlängert, uiv^!

den weiteren Parallelschaltungen aus Übertragungsschalter (26, 28), elektronischem Schalter (50, 56) und Widerstand (54, 60) mit gegebenenfalls in Serifc geschaltetem Kondensator wiederholt.

2. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt drei Übertragungsschalter (24, 26 und 28) hinlereinandergeschaltet sind.

3. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (46 und 54) nichtlineare Widerstände sind.

es wird zugleich in diesem Widerstand noch ein Te;: der im Leitungsnetz enthaltenen Restenergie vernichtet.

Bei der bekannten Gleichstrom-LeistungsschaU-einrichtung wird also ein erheblicher Teil der beim Abschalten des Netzes zu vernichtenden Energie in den Strecken zwischen den Kontakten der Übertr;.-gungsschalter und den Funkenstrecken verbraucht.

+5 Daher müssen besondere, relativ kostspielige Ölströmungsschalter Anwendung finden. Außerdem findet