DE443636C - Selektiv wirkende Schutzeinrichtung fuer parallel arbeitende Metalldampfgleichrichter - Google Patents

Description

• Selektiv wirkende Schutzeinrichtung für parallel arbeitende Netalldampfgleichrichter. In Metalldampfgleichrichteranlagen sind Schutzeinrichtungen .erforderlich, welche das speisende Netz, die zugehörigen Transformatoren, die Generatoren, die Gleichrichter selbst und das Sekundärnetz vor der Zerstörung durch die Wirkung von Kurzschlüssen und Rückzündungen schützen. Zu diesem Zweck hat man bisher Maximalauslöser .eingebaut, welche die Netzleitungen im Falle eines Leitungskurzschlusses oder einer Rückzündung im Gleichrichter abschalten. Diese Schalter wirken aber nicht selektiv, und so kann der Fall eintreten, da.ß ein (an sich vorübergehender) Kurzschluß sämtliche Gleichrichter abschaltet und: die Rückzündung in einem Gleichrichter ebenfalls die ganze Anlage außer Betrieb setzt. Um die Abschaltung der Gleichrichter bei schnell vorübergehenden Kurzschlüssen zu vermeiden, war man daher genötigt, die betreffenden Maximalauslöser auf Zeit einzustellen, wodurch man aber Gefahr lief, daß eine Rückzündung das Gleichrichtermaterial teilweise bis zur Unbrauchbarkeit zerstören konnte.
• Nun ist bei Transformatoren ein Selektivschutz bekannt, bei welchem in die w-und abgehenden. Leitungen des Transformators Stromwandler eingeschaltet sind, deren Sekundärwicklungen in Gegenschaltung auf das Auslöserelais geschlossen und deren Windungszahlen so bemessen sind, daß sich isn normalen Zustand des Transformators die Wirkungen der beiden Sekundärwicklungen kompensieren. Tritt aber ein. Fehler im Transformator auf, dann fließt im Stromkreis der Sekundärwicklungen ein Strom, welcher das Auslöserelais des fehlerhaften Transformators betätigt und. damit diesen und nur diesen vom Netz abschaltet, während bei einem Kurzschluß im Netz dieser Selektivschutz nicht anspricht.
• Diese Verwendung l von Stromwandlern kommt nun aber beim Selektivschutz eines Gleichrichters nicht in Betracht. Hier sind die zu vergleichenden Ströme keine reinen Wechselströme, sondern es sind Gleichströme mit Oberwellen ganz verschiedener Frequenz. In Abb. z stellt JA den zeitlichen Verlauf des Anodenstromes, JI( den zeitlichen Verlauf des Kathodenstromes dar. Man erkennt, daß die Oberwellen des Kathodenstromes von einer mehrfachen Frequenz derjenigen des Anodenstromes sind. Würde man in der üblichen Weise Stromwandler in die zu- und abgehenden Leitungen des Gleichrichters, also in den Stromkreis .einer Anode und den der Kathode, einschalten, dann wären die zu vergleichenden Sekundärströme der beiden Stromwandler Wechselströme von verschiedener Frequenz, welche sich nicht zur eindeutigen Betätigung der Auslösevorrichtung eignen. Beim Gleichrichter ist in erster Linie die Gleichstromkomponente der Ströme für den Arbeitszustand des Gleichrichters, maßgebend.
• Gegenstand der Erfindung ist nun eine selektiv wirkende Schutzeinrichtung für Metalldampfgleichrichter, bei welcher die bei einer Rückzündung auftretende Änderung des Stromverhältnisses der dem von der Rückzündung betrogenen Gleichrichter zu- und abfließenden Gleichströme zur Betätigung von Einrichtungen verwendet wird, welche nur diesen GleichrichteT vom Netz abschalten. Die Verwendung dieser Änderung des Stromverhältnisses kann nun in verschiedener Weise geschehen. So kann man den Anodenstrom und den Kathodenstrom durch je eine Erregerspule eines Auslösemagneten leiten; es ist dann aber bei der Kompensation der Wirkung beider Spulen im fehlerfreien Betrieb des Gleichrichters auf zwei Gleichströme und zwei Oberwellenströme verschiedener Frequenz Rücksicht zu nehmen. Eine vollkommenere Lösung ergibt sich, wenn man den Einfluß der Oberwellen auf den Auslösevorgang ganz vermeidet, wie es das durch Abb. i dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
• In Abb. i bedeutet Ar" ein Wechselstromnetz, welches über den Hauptschalter Sch die Primärwicklung P des Transformators T speist. Die Sekundärwicklung Q-Q, von deren Mittelpunkt der (--)Leiter des Gleichstromnetzes N8 abzweigt, ist mit ihren freien Enden an die Anoden A1 bzw. .9i., des Gleichrichlters G angeschlossen, von dessen Kathode K der (-'--)Leiter des Gleichstromnetzes abgeht. Das Gleichstromnetz speist die Abzweigleitungen F1 und F9. Es ist der Einfachheit halber nur einer der in der Gesamtanlage parallel zueinander arbeitenden Metalldampfgleichrichter dargestellt.
• Erfindungsgemäß wird nun der Anodengleichstrom jedes in der Anlage vorhandenen Gleichrichters mit dem Katho4engleichstrom desselben Gleichrichters verglichen, und zwar mit Hilfe des Relais Ri, welches die beiden Spulen U und V enthält, die von den genannten Strömen derart durchflossen werden, daß sich ihre Wirkungen beim störungsfreien Betrieb des Gleichrichters aufheben. Um nun aber die reinen Gleichströme zu vergleichen und die Wirkung der Oberwellen. auszuschalten, wird nicht der Anodenstrom JA und der Kathodenstrom JK direkt durch die genannten Wicklungen des Relais Rl geschickt, sondern es werden in die Zu- und Ableitungen des Gleichrichters Shuntwiderstände SA und SK eingebaut, von welchen - die Rel,aisspulenströnie abgezweigt werden. Bei dieser Art der Stromentnahme findet jede Oberwelle einen Kurzschlußkreis vor, und zwar erzeugt sich die die Spule V durchfließende Oberwelle des Kathodenstromes JK in dem für sie sekundären Stromkreis U-S,1 selbst den Kompiensationsstrom, und die in Spule U fließende Oberwelle des Anodenstromes JA, für welche der Stromkreis V-SK einen sekundären Kurzschlußkreis darstellt, erzeugt in diesem Stromkreis einen Wechselstrom, welcher die Wirkung der ihn erzeugenden Oberwelle in jedem Moment kompensiert. Es bleiben als im Relais R1 wirksam nur die Gleichströme übrig, die durch die Wahl des Windungsverhältnisses der Spulen U und V kompensiert werden. Bei einem inneren Fehler im betreffenden Gleichrichter, z. B. einer Rückzündung, überwiegt dann die Wirkung des einen Stromes, so d,aß das Relais Ri anspricht und die Spule L des Auslösemagneten R2 an die Hilfsspannung H legt. Hierdurch wird der Schalter Se'h ge- öffnet und lediglich der von der Störung betroffene Gleichrichter vom Netz abgeschaltet. Der Auslösemagnet R2 besitzt noch eine zweite, von dem Stromwandler W aus gespeiste Spule M, welche aber nur anspricht, wenn der Transformatorstrom einen gewissen Maximalwert überschreitet. Die Spulen M und L können, mit verschiedener Zeiteinstellung wirken, so daß die Abschaltung als. Folge eines Kurzschlusses im Netz langsamer erfolgt als die als Folge einer Rückzündung im Gleichrichter.
• In dem gewählten ist ein Einphasengleichrichter dargestellt. Es ändert aber an dem Prinzip nichts, wenn die Einrichtung an Mehrphasengleichrichtern Anwendung findet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Selektiv wirkende Schutzeinrichtung für parallel arbeitende Metalldampfgleichrichter, gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche durch die bei einer Rückzündung auftretende Änderung des Stromverhältnisses der dem von der Rückzündung betroffenen Gleichrichter zu- und abfließenden Gleichströme betätigt werden und nur diesen Gleichrichter vom Netz abschalten. a. Schutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in den zur Einleitung des Abschaltvorganges dienenden Einrichtungen fließenden Anoden-und Kathodenströme von in den Anoden-bzw. Kathodenstromkreis eingebauten Shuntwiderständen abgezweigt sind. 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden-und Kathodenströme .ein Absch.altrelais, im entgegengesetzten Sinne derart erregen, da.ß sich ihre Wirkungen bei normalem Zustand des Gleichrichters, kompensieren, während bei fehlerhaftem Gleichrichter die Wirkung des einen Stromes derart überwiegt, daß das Relais zum Ansprechen gebracht wird. .l. Schutzeinrichtung nach: Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der den Hauptschalter öffnende Magnet sowohl in Abhängigkeit von der bei einer Rückzündung auftretenden Änderung des Stromverhältnisses der dem Gleichrichter zu-und abfließenden Ströme, als auch in Ab. h,ängigkeit von der Stromstärke des primären Wechselstromes. erregt wird, und daß im letzteren Falle die Auslösung mit Zeiteinstellung erfolgt, um bei ganz kurzseitigen Kurzschlüssen die Abschaltung zu vermeiden.