DE963004C - Schutzeinrichtung fuer Trockengleichrichter - Google Patents

Description

Zu einer Gleichrichteireinheit bzw. -anlage gehören, oft eine große Anzahl von. Gleicbrichterelementen bzw. -platten. Dabei werden für höhere Spannungen eine Mehrzahl von. Platten in, Reihe und für größere Ströme mehrere Platten oder Plattenreihen parallel geschaltet, oder es wird schließlich eine Reihenparallelschaltung bzw. gemischte Schaltung benutzt. Eine solche Anlage ist bereits durch das Versagen, einer Platte oder weniger Platten, störanfällig und kann dadurch als Ganzes Schaden leiden. Entsteht z.B. an einer einzigen Platte einer Plattenreihe ein Kurzschluß oder aus chemischen oder physikalischen Gründen, eine Herabsetzung des Sperrwiderstandes an. einer einzigen Platte bzw. an einem einzigen Element, so müssen wegen des Wegfalls des. Speirrwiderstandes des einen Gleichrichterelementes dia restlichen Elemente der Plattenreihe: eine erhöhte Sperrspannung übernehmen. Gleichzeitig steigt auch dear Sperrstrom in der Plattenreihe an. Er erreicht jedoch noch keinen solchen Wert, daß die mit Rücksicht auf den Belastungsstrom, des Gleichrichters bemessenen Sicherungen zum Ansprechen kommen. Der Fehler ist in der Anlage vorhanden, jedoch äußerlich noch nicht zu erkennen,. «Die erhöhte Sperrspannungsbeanspruchung der betreffenden Plattenreihe kann dann zu Überhitzungen 'der übrigen Platten oder z. B. zu weiteren Kurzschlüssen führen. Wäre der Fehler rechtzeitig festgestellt worden, so> hätte er mit einem geringen Aufwand an Mitteln im kurzer

Zeit und. unter Vorbeugung weiterer Schaden für die übrige Anlage beseitigt werden können.

Die Erfindung beseitigt die erwähnten. Nachteile bei Trockengleichrichtereinheiten bzw. -anlagen durch, eine Schutzeinrichtung, deren Wesen darin besteht, daß bei einer bestimmten Sperrstromerhöhung in der Anlage entweder eine Abschalteinrichtung oider eine Warneinrichtung bzw. Meldeeinrichtung wirksam wird. Die Warneinrichtung kann optischen oder akustischen Charakters sein oder eine Meldung in beiderlei Weise vornehmen und nach dem Ansprechen gegebenenfalls SOi lange wirken, bis durch ihre Stillsetzung bzw. Ausschaltung von Hand über die Kenntnisnähme dieses unzulässigen Betriebszustandes quittiert worden ist. Beide Arten von: Einrichtungen, Abschaltungseinrichtung und Warneinrichtung, können; jedoch auch gemeinsam benutzt sein, wobei ihr Wirksamwerden auch abhängig vom Betrag der Sperrstromerhöhung gestaffelt sein kann.

Im Rahmen dieses grundsätzlichen Erfindungsgedankene können, verschiedene Lösungswege eingeschlagen, und z. B. strom- oder spannungsabhängig wirkende Einrichtungen benutzt werden. Diese können je nach ihrer Wirkungsweise in die einzelne Plattenreihe. bzw. in Reihe mit dem oder einem einzelnen Gleichrichterelenient geschaltet sein. Man kann auch die Schutzeinrichtung parallel zu einem solchen Gleichrichterelement oder zu einer Reihe von Gleichrichterelementen oder auch als Einrichtung, welche mittelbar dem Sperrstrom an einer physikalisch gleichlaufenden Erscheinung abbildet und. überwacht, am gleichstromseitigen Ausgang der Gleichrichteranordnung anschließen. Bei der Parallelschaltung zu einem Element: einer Reihe kann es· erfmdungsgemäß zweckmäßig sein, das- spannungsabhängige bzw. spannungsempfindliche Gerät beiderseits eines Noirmalwertes seiner elektrischen Spannung wirksam werden zu lassen, d,. h. so auszubilden, daß es z. B. als ein Relais sowohl bei einer Spannungserhöhung als- auch einer Spannungsabsenkung gegenüber einem Normalspannungswert anspricht. Durch einen Fehler an einer einzigen. Platte in einer Plattenreiihe tritt an dieser Platte eine verminderte, an den anderen Platten der Reihe jedoch eine erhöhte Sperrspannung auf. Durch, die angeführte Empfindlichkeit des Relais für eine Steuerwirkung beiderseits eines Normahvertes erfaßt dieses Relais ungeachtet seiner Lage in bzw. an der Reihe der Gleichrichtereleniente den entstehenden Fehler der Reihe.

Nach einer weiteren. Lösung kann erfindungsgemäß in die einzelne Plattenreihe bzw. deren Anschlußleitung ein. Widerstand eingeschaltet und nur ein durch den Sperrstrom der Plattenreihe an dem Widerstand erzeugter¹ Spannungsabfall über geeignete elektrische Weichen für die Speisung der spannungsempfindlichen Überwachungseinrichtung benutzt werden. Eine solche Anordnung erweist sich in. ihrer Anwendung· insbesondere als geeignet bei einer Gleichrichteranordnung mit sehr vielen in Reihe geschalteten Platten, denn bei diesen, besteht die Möglichkeit, daß durch den. Ausfall einer Platte die Spannung an den. übrigen Platten der' betreffenden, Plattenreihe nur um einen Betrag an- 6g steigt, der in der Größenordnung von Netzspannungsschwankungen· liegen kann.

Eine solche erfindungsgemäße Anordnung wird zweckmäßig derart eingerichtet, daß der Ansprechwert des Relais auf Werte oberhalb einer bestimmteo unteren, Grenze einstellbar ist.

Es kann gegebenenfalls ausreichend sein, nicht für jede einzelne Plattenreihe, sondern nur für einen, eine Mehrzahl von Plattenreihen, umfassenden Zweig der Gleichrichtereinheit eine entsprechende gemeinsame Überwachungseinrichtung vorzusehen.

Treten in dem Platten-system Schäden, auf, vorzugsweise in einem Zweig, so· wird die Ausgangsgleichspannung bzw. der -strom der Anordnung eine andere Kurvenform hinsichtlich, ihrer Wechselstromkomponente· annehmen. So kann, im Falle eines Plattenkurzschlusses in einem Zweig z. B. eine Erhöhung der Welligkeit, der Ausgangsgleichspannung bzw. des Ausgangsgleichstromes auftreten-. Diese ist dann mittelbar ein Maß oder Kennzeichen dafür, daß eine Erhöhung des Sperrstromes aufgetreten ist. Die Änderung der Wechselstromkomponente kann in' an sich bekannter Weise zur Überwachung für Trockengleichrichter benutzt werden. Zu diesem Zweck wird weiterhin vorgeschlagen, eine nur als Wechselstromverbraucher wirkende Einrichtung als mittelbare Meßeinrichtung einer Erhöhung des Sperrstromes an den zu überwachenden. Gleichrichterplatten vorzusehen.

Einige Ausführungsbeispiele für die Anwendung der Erfindung veranschaulichen die Figuren, der Zeichnung.

Fig. ι zeigt eine Gleichrichteranlage, bei der die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung durch den Spannungsabfall, der von je einer Platte einer Plattenreihe abgegriffen wird,, in. Tätigkeit gesetzt wird;

Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der Widerstände in. die Zuleitung zu je einer Plattenreihe eingeschaltet sind;

Fig. 3 veranschaulicht eine Anordnung, bei der die Änderung der Welligkeit der Ausgangsgleichspannung für das Betätigen einer Schutzeinrichtung herangezogen wird.

In. den Beispielen ist jeweils eine Drehstrombrückenschaltung gezeigt. Die Erfindung ist jedoch sinngemäß für alle bekannten, Gleichrichterschaltungen anwendbar.

In. Fig. r ist mit 1 der zur Gleichrichteranlage gehörende Transformator bezeichnet. Mit 2 sind die einzelnen Zweige des Gleichrichtersatzes be^ ziffert. Jeder Zweig besteht aus nur einer Plattenreihe. Wenn zwei oder mehr Plattemreihen parallel geschaltet sind, so> ist die Schutzanordnung sinngemäß in, jeder Plattenreihe vorzusehen. Mit 4 ist die Betätigungsspule eines Spannungsrelais mit der Schalteinrichtung 5 bezeichnet. Ihr ist eine Gleichrichteranordnung 3 als elektrische Weiche vorgeschaltet, damit nur die Spannung der gewünschten Richtung die Spule beeinflußt und somit die

Anordnung unabhängig vom Belastungsstrom wirkt. Bei einer Spannungserhöhung an der beschädigten Gleichrichterplatte und damit an der Relaisspule 4 ebenso wie bei einem Spannungszusammenbruch an dieser Stelle schließt die Schalteinrichtung 5 der Überwachungseinrichtung beispielsweise den Stromkreis für die Ausschaltspule 7 des Hauptschalters 6 der Gleichrichteranordnung. Wahlweise kann statt dessen auch eine Warneinrichtung betätigt werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 kann, gegebenenfalls auch die Gleichrichteranordnung 3 fortfallen. Die Relaisspule 4 ist dann ohne Zwischenschaltung weiterer Schaltelemente parallel zu einer oder mehreren Gleichrichterplatten der Plattenreihe zu schalten. Der Umstand, daß dabei auch der Spannungsabfall, der in Durchlaßrichtung an der Platte oder Plattenreihe erzeugt wird, mit am Relais wirksam wird, ist insofern, von untergordneter Bedeutung, als in fast allen Anwendungsfällen der Flußspannungsabfall gegenüber der Sperrspannung sehr klein ist. Kleine Änderungen des Flußspannungsabfalles sind dabei nicht in der Lage, eine solche Abweichung vom Normalspannungswert herbeizuführen, daß das Relais ansprechen kann.

In Fig. 2 sind der Haupttransfoxmator mit 11 und die einzelnen. Plattenzweige mit 12 bezeichnet. Es ist wiederum je Zweig eine Plattenreihe· wiedergegeben. In die Zuleitung zu jeder Plattenreihe ist ein Widerstand 13 eingeschaltet. An diesem liegt wieder die Relaisspule 15, und zwar über eine Gleichrichteranordnung 14 als elektrische Weiche, welche die Einrichtung wieder unabhängig vom Belastungsstrom der Anlage macht. Bei entsprechender Erhöhung des Spannungsabfalles in Sperrichtung am Widerstand 13 wird der Schalter 16 des Relais geschlossen und betätigt in analoger Weise wie der Schalter 5 in der Anordnung nach Fig. ι die Ausschaltspule 18 des Hauptschalters 17. In Fig. 3 sind der Haupttransformator mit 21 und die einzelnen, Gleichrichterzweige mit 22 bezichnet. An den Ausgangsklemmen des Gleichrichters liegt über den Kondensator 23 oder eine an,-dere geeignete Reaktanz oder Impedanz das Spannungsrelais 24. Wenn, sich durch den Ausfall einer Platte die Welligkeit der Kurvenform der Ausgangsspannung über den eingestellten, Wert hinaus vergrößert, zieht das Relais 24 an. Das Schließen des Relaiskontaktes 25 bewirkt wieder die Abschaltung bzw. Warnmeldung in der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung. Mit 26 ist ein. Hauptschalter bezeichnet, dessen Spule 27 im Stromkreis des Relaiskon.ta.ktes 25 liegt.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schutzeinrichtung für Trockengleichrichter bzw. Trockengleichrichtereinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer bestimmten Speirrstromerhöhung eine Abschalt- und/oder eine akustische oder optische Warnvorrichtung wirksam wird.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einer oder mehreren Platten der zu überwachenden Plattenreihe ein auf Abweichungen von einem Noirmalspannungswert ansprechendes Relais geschaltet ist (Fig. 1).

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch r, da,-durch gekennzeichnet, daß vorzugsweise in jede einzelne Plattenreihe der Gleichrichtereinheit ein Widerstand geschaltet ist, an welchen über eine elektrische Weiche ein Spannungsrelais so gelegt ist, daß nur der durch den Sperrstrom der betreffenden Plattenreihe hervorgerufene Spannungsabfall zur Betätigung des Relais für die Überwachungseinrichtung herangezogen wird (Fig. 2).

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, welche, am Ausgang des Gleichrichters angeordnet, auf eine unterschiedliche Welligkeit des gelieferten Gleichstromes anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß eine nur als Wechselstromverbraucher wirkende Einrichtung vorgesehen ist als mittelbare Meßeinrichtung einer Erhöhuing des Sperrstromes an den, zu überwachenden Gleichrichterplatten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschriften Nr. 202 650,
089;

britische Patentschrift Nr. 452 925.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen