DE1051966B - UEberwachungseinrichtung fuer Stromrichteranlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung für Stromrichteranlagen, um in diesen an den einzelnen Ventilen auftretende Störungen in einfacher Weise feststellen zu können. Hierbei sollen unter Stromrichteranlagen sowohl solche verstanden werden, die mit Metalldampf- bzw. Gasentladungsgefäßen arbeiten, als solche solche, bei denen als Ventile Halbleiterventile zur Anwendung gelangen. Handelt es sich um Metalldampf- bzw. Gasentladungsgefäße, so können als Störungen sogenannte Rückzündungen oder auch Durchzündungen auftreten. Bei Halbleiterelementen, z. B. auf der Basis eines Halbleiters aus Germanium oder Silicium oder einem anderen Halbleiterwerkstoff, können sich durch Überbeanspruchung der Ventile Schäden in Form von Durchschlägen ergeben, so daß also die Sperrwirkung eines Halbleiterventils in Fortfall kommt. Um in einem solchen Schadensfall eine schnelle Übersicht zu gewinnen, wie die Betriebsstörung wieder beseitigt werden kann, ist es an sich erwünscht, die Störung in einer Stromrichteranlage möglichst schnell ihrem Ort bzw. der Ventilanordnung nach als auch gegebenenfalls ihrem Charakter nach erfassen zu können.

Gegenstand der Erfindung ist eine Überwachungsanlage für Stromrichteranlagen mit Metalldampfbzw. Gasentladungsventilen oder Halbleiterventilen, bei der erfindungsgemäß für jede Ventilanordnung als Überwachungseinrichtung je eine Transistorkippschaltung für die Erfassung der Störung und/oder Störungsart vorgesehen ist. Tritt die Störung auf, so wird die Transistorkippschaltung bzw. bistabile Schaltung abhängig von dieser Störung aus dem einen stabilen Zustand in den anderen stabilen Zustand übergeführt. In dieser verbleibt sie dann so lange, bis in der Anzeige-bzw. MeldeeinrichtungdieAnzeige bzw. Meldung durch ein besonderes Kommando bzw. eine besondere Quittungsleistung aufgehoben und dadurch die bistabile Transistorschaltung in den ersten stabilen Zustand zurückgeführt wird.

Eine solche aus Transistoren bestehende Kippschaltung bzw. bistabile Schaltung hat die Eigenart, daß sie sehr schnell arbeitet. Aus diesem Grunde ist eine solche Kippschaltung bevorzugt geeignet, auch bei mehreren mit kurzen Zeitabständen in der Anlage auftretenden Störungen auf einfache Weise eine Anzeige bzw. Meldung zu veranlassen, an welcher der Ventilanordnungen die erste Störung der Folge von Störungen aufgetreten ist.

Unter Ventilanordnung im Sinne der Erfindung soll dabei jeweils nicht nur eine einzelne Entladungsstrecke bzw. ein einzelnes Halbleiterelement verstanden werden, sondern gegebenenfalls auch eine Zusammenschaltung mehrerer Entladungsstrecken bzw. Halbleiterventile. So soll unter einer Ventilanordnung überwachungseinrichtung
für Stromrichteranlagen

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Otto Werner, Berlin-Siemensstadt, ist als Erfinder genannt worden

beispielsweise in einer Gleichriöhterbrückenschaltung die Ventilanordnung in einem Brückenzweig verstanden werden. Eine solche Zusammenschaltung mehrerer Ventilelemente zu einer Ventilanordnung kann bedingt sein durch die zu beherrschende Betriebsspannung bzw. die zu führenden Ströme und entweder aus einer Reihenschaltung von Ventilen, einer Parallelschaltung von Ventilen oder auch einer gemischten Schaltung, d. h. einer Reihenparallelschaltung, bestehen. Um den Effefkt zu erreichen, daß jeweils eindeutig gemeldet wird, an welcher Ventilanordnung zuerst die Störung aufgetreten ist, ergibt sich in Verbindung mit der Erfindung auch das weitere Merkmal als vorteilhaft, das beim Ansprechen einer der Transistorkippschaltungen, und zwar derjenigen, welche der Ventilanordnungzugeordnet ist, an welcher die Störung zuerst auftrat, durch diese Transistorkippschaltung gleichzeitig eine derartige Beeinflussung derjenigen Transistorkippschaltungen, die den anderen Ventilanordnungen der Anlage zugeordnet sind, stattfindet, daß diese verriegelt werden. Nun kann es aber auch erwünscht sein, nicht nur diejenige Ventilanordnung festzustellen, an welcher die erste Störung aufgetreten ist, sondern auch weiterhin eine Übersicht darüber zu schaffen, welche weiteren Halbleiterventilanordnungen bzw. Gasentladungsstrecken nach der ersten Ventilanordnung ebenfalls anschließend von einer Störung befallen wurden. Es kann erfindungsgemäß daher die Anordnung in einer Weiterbildung auch so getroffen werden, daß nach einer durch das

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Ansprechen der ersten Transistorkippschaltung auf die Störung in einer Ventilanordnung erfolgten Verriegelung derjenigen Transistorkippschaltungen, die den weiteren Ventilanordnungen zugeordnet sind, an diesen Transistorkippschaltungen der weiteren gestörten Ventilanordnungen trotzdem eine Anzeige bzw. Meldung jedoch von unterschiedlicher Art gegenüber derjenigen erfolgt, welche durch die erste Transistorkippschaltung der zuerst gestörten Entladungsstrecke bzw. Ventilanordnung an dieser stattfindet. Diese unterschiedliche Art der Anzeige bzw. Meldung wird erfindungsgemäß an der jeweiligen Kippschaltung zusammen mit dem Vorgang der Verriegelung jeweils selbsttätig vorbereitet.

Es liegt ferner im Interesse der Gewinnung einer *5 schnellen Übersicht über die jeweilig eingetretene Störung und den Umfang ihrer Folgeerscheinungen nach der ersten Störung, daß der Bedienende auch schnell eine optische Übersicht in gedrängter Form erlangt, und zwar zweckmäßig sowohl hinsichtlich des Ortes der entstandenen Störung bzw. der ersten Störung und der Folgestörung als auch nach der Art der eingetretenen Störung, falls die Folgen der Störungen verschiedener Art sein können, wie es z. B. bei Gasentladungsgefäßen der Fall ist, indem entweder eine Durchzündung oder eine Rückzündung eingetreten sein kann an einer oder mehreren Entladungsstrecken. In Verbindung mit der Erfindung wird daher der Aufbau einer Anlage derart getroffen, daß die Anzeige- bzw. Meldezeichen, soweit sie optisch sind, an einer Betrachtungsfläche bzw. gegebenenfalls unterhalb einer solchen zusammengefaßt sind. Hierbei kann zweckmäßig die Anordnung der Melde- bzw. Anzeigeeinrichtungen in Kolonnen und Zeilen erfolgen. Die einzelne Kolonne der Betrachtungsfläche kann daher z. B. bestimmt sein für die Anzeige je einer bestimmten Ventilanordnung, während die Zeilen benutzt werden, um die Art der erfolgten Störung zu kennzeichnen, wenn diese, wie angegeben, verschiedener Art sein können. In Verbindung mit einer optischen Anzeige kann auch eine akustische Anzeige erfolgen. Auch diese akustische Anzeige kann dabei gegebenenfalls derart gestaltet sein in ihrer Tonwiedergabe, sei es nach der Art oder Höhe bzw. Folge der wiedergegebenen Töne, daß durch diese die Art der erfolgten Störung ohne weiteres auch in akustischer Hinsicht zu erkennen ist. Soweit die optische Anzeige verschiedene Störungsarten meldet oder eine Erstanzeige für die einzelne Ventilanordnung bzw. eine Folgeanzeige darstellt, können diese Meldungen entweder durch je eine besondere Lichtquelle oder/und durch die Änderung der Art der Anzeige, z. B. Dauerlicht oder Blinklicht oder durch verschiedenfarbiges Licht, erfolgen.

Zur näheren Erläuterung beispielsweiser Ausführungen wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind zur Überwachung der Ventilanordnungen in den sechs Zweigen einer Drehstrombrückenschaltung die Überwachungseinrichtungen I bis VI vorgesehen. Hierbei ist die mit I bezeichnete Einrichtung, welche die Ventilanordnung des einen Brückenzweiges überwacht, ausführlich in ihrer Schaltung und Zuordnung zu dem überwachten Ventil der Stromrichterschaltung dargestellt. Dieses Ventil sei ein Halbleiterventil, z. B. ein Siliciumgleichrichter, und ist mit 1 bezeichnet. Findet an diesem Ventil 1 eine Störung statt, indem an ihm ein innerer Kurzschluß entsteht, d. h. daß es seine Sperrwirkung verliert, so findet eine Einspeisung

von den anderen Phasen der Stromrichteranlage in Richtung eines Rückstromes über dieses Ventil 1 statt. Diese Störung an der Speiseleitung des Ventils 1 wird erfaßt mit Hilfe eines Sättigungswandlers 2, dessen Vormagnetisierungswicklung mit 3 und dessen Sekundärwicklung mit 4 bezeichnet ist. Von den Klemmen 5 und 6 dieser Sekundärwicklung 4 wird die bistabile Transistorschaltung der Schaltung I gesteuert, welche die Überwachungseinrichtung für das Ventil 1 bildet.

Tritt ein Schaden an dem Ventil 1 ein, indem dieses seine Sperrfähigkeit verliert, so entsteht ein Rückstrom über das Ventil 1 in Sperrichtung. Zufolge dieser Stromrichterumkehr an dem entsprechend vormagnetisierten Sättigungswandler 2 entsteht sekundärseitig an dessen Klemmen 5 und 6 ein Spannungsimpuls, wobei 6 positiv gegen 5 ist. Dieser Spannungsimpuls erzeugt über den Widerstand 12 und das Ventil 10 an der Basis des p-n-p-Transistors 8 ein positives Potential gegenüber dessen Emitter, wenn die Spannung so groß ist, daß sie den Spannungsabfall in dem Widerstand 12 und die Schwellwertspannung des Ventils 10 überwindet. Der bisher geöffnete bzw. an seiner Emitter-Kollektor-Strecke durchlässige Transistor 8 kommt dadurch in den Zustand seiner Sperrung und der Transistor 7 in den Zustand der Sättigung bzw. Durchlässigkeit, denn an der Emitter-Basis-Strecke des p-n-p-Transistors 7 tritt die an der Emitter-Kollektor-Strecke des gespeisten Transistors 8 liegende Spannung als Steuerspannung auf. Hierdurch wird die über das Ventil Gl, den Transistor 7 und den Widerstand 13 an die Klemmen P und N einer Gleichstromquelle angeschlossene Meldelampe 14 eingeschaltet. Bei geöffnetem bzw. durchlässigem Transistor 7 liegt dann über das Ventil 15 positives Potential an der Kathode des Ventils 16, das mit seiner Anode an der Basis des Transistors 17 angeschlossen ist. Bei gesperrtem Transistor 8 ist das Potential am Kollektor dieses Transistors 8 bestimmt durch den Spannungsabfall, den der Steuerstrom des Transistors 7 an dem Kollektorwiderstand 18 des Transistors 8 erzeugt. An dem Kollektor des Transistors 8 ist die Ventilschaltung mit den Ventilen 19 bis 23 angeschlossen, so daß diese Ventile mit ihren Kathoden Kollektorpotential des Transistors 8 besitzen. Diese Ventile gehören zu den Steuerstromkreisen der jeweiligen Transistoren 17 in den weiteren Überwachungseinrichtungen II bis VI der anderen zu überwachenden Ventilanordnungen der Drehstromb rücken s chal tung.

In den Überwachungseinrichtungen II bis VI werden daher bei in der Einheit I gesperrtem Transistor 8 die Transistoren 17 jeweils geöffnet, indem ein Steuerstrom von ihrem Emitter über ihre Basis, das Ventil 16 und den damit in Reihe liegenden Widerstand 26 der entsprechenden Einheit, ferner über ein bestimmtes der Ventile 19 bis 23 zum Kollektor des Transistor 8 der Überwachungseinrichtung der erstgestörten Ventilanordnung fließt. Tritt außer der ersten Störung an einer der Ventilanordnungen eine weitere Störung in einer anderen der Ventilanordnungen der Drehstrombrückenschaltung auf, die zu den Überwachungseinrichtungen. II bis VI gehören, so kann in diesen Überwachungseinrichtungen der Transistor 7 die betreffende Meldelampe 14 nicht einschalten, weil der Transistor 17 geöffnet ist und somit die Basis des Transistors 7 an ein so niedriges Potential gelegt ist, daß die zwischen Emitter und Basis auftretende Spannung nicht ausreicht, um diesen Transistor zu öffnen. Es wird in diesem Ausführungs-

beispiel also jeweils nur die erstgestörte Ventilanordnung gemeldet.

Von den Ventilen 9, 10 und 11 hat das Ventil 10 die Aufgabe, dafür zu sorgen, daß Spannungen, die einen bestimmten Wert nicht überschreiten, nicht zur Anzeige kommen, wobei die Schwellspannung des Ventils IO als Sperrgrenze dient. Spannungen umgekehrter Polarität werden infolge der Einschaltung des Ventils 11 am Eingang der Einheit kurzgeschlossen. Das Ventil 9 begrenzt nach oben die an der Basis-Emitter-Strecke auftretende Sperrspannung durch seine Durchlaßspannung.

Der jeweils in den Einheiten I bis VI in Reihe mit der Lampe 14 vorgesehene Widerstand 13 hat nicht nur die Aufgabe einer Anpassung an die Spannung der Glühlampe, sondern soll auch dafür sorgen, daß bereits ein aufgetretener kurzer Spannungsimpuls an den Klemmen 5, 6 ausreicht, um die Kippschaltung in ihren anderen stabilen Zustand überzuführen. Dieser Effekt setzt voraus, daß beim Auftreten eines entsprechenden Steuerimpulses an den Klemmen 5 und 6, durch den der Transistor 8 in den Sperrzustand übergeführt wird, der Transistor 7 sofort in den Zustand seiner vollen öffnung bzw. Durchlässigkeit übergehen kann. Dieser Zustand der vollen öffnung ist abhängig von der Größe des Steuerstromes im Verhältnis zu der Höhe des Kollektorstromes dieses Transistors 7. Da nun die Glühlampe 14 im kalten Zustand nur einen sehr kleinen Widerstand besitzt, würde dies bedeuten, daß ohne Vorwiderstand 13 zur Glühlampe 14 ein sehr hoher Steuerstrom zur Erreichung dieses vollen Öffnungszustandes des Transistors 7 erforderlich wäre. Bei Anwendung des Vorschaltwiderstandes 13 kann dagegen der Steuerstrom auf einen Wert herabgesetzt werden, der wesentlich kleiner ist, insbesondere wenn der Widerstand 13 in seiner Größe etwa ebenso groß oder größer gewählt wird als der Warmwiderstand der Glühlampe 14.

In dem weiteren Ausführungsbeispiel naoh Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung wiedergegeben, welche aus Überwachungseinrichtungen für sechs Entladungsstrecken einer Stromrichteranordnung besteht. Diese Entladungsstrecken können an sich einer beliebigen Stromrichterschaltung angehören. So können die Entladungsstrecken z. B. Zweige einer dreiphasigen Brückenschaltung, einer sechsphasigen Sternschaltung oder auch einer Doppelsternschaltung mit Saugdrossel angehören. Entsprechend der notwendigen Überwachung von Entladungsstrecken ist in diesem Falle der Aufbau der Schaltungsanordnung derart getroffen, daß die Entladungsgefäße hinsichtlich der Störungen, die an ihnen auftreten können, nicht nur der erstgestörten Entladungsstrecke nach überwacht werden, sondern gleichzeitig auch derart überwacht werden, daß außer der Meldung des erstgestörten Gefäßes gleichzeitig auch gemeldet wird, welcher Art die an der entsprechenden Entladungsstrecke aufgetretene Störung ist, d. h., ob es sich bei der ersten Störung um eine Rückzündungserseheinung oder eine Durchzündungserscheinung an der einzelnen Entladungsstrecke handelt. Darüber hinaus ist diese Schaltungsanordnung noch hinsichtlich der Überwachung der Entladungsstrecken auf Rückzündung dahingehend weitergebildet worden, daß in diesem Falle nicht nur dasjenige Gefäß gemeldet wird, welches bei einer Störung das erstgestörte ist, sondern daß außerdem auch noch eine Meldung für diejenigen Gefäße erfolgt, welche nach dem erstgestörten Gefäß außerdem noch in Mitleidenschaft gezogen worden sind.

In dieser Fig. 2 (untereinander aufgelöst in Fig. 2 a und 2b) sind sechs Metalldampf-bzw. Gasentladungsstrecken vorhanden, die mit 31 bis 36 bezeichnet sind. Im Anodenkreis jeder der Entladungsstrecken ist je einer der Nebenwiderstände 41 bis 46 vorgesehen. An jeden dieser Nebenwiderstände sind je zwei der Sättigungswaudler 47 bis 58 angeschlossen. Der eine dieser S ättigungs wandler dient jeweils zur. Erfassung eines an der zugehörigen Entladungsstrecke im Falle einer Durchzündung an derselben auftretenden, gegenüber dem betriebsmäßig zulässigen Anodenstrom wesentlich größeren Überstromes. Der andere Sättigungswandler dient zur Erfassung eines im Falle einer Rückzündung an der Entladungsstrecke über deren Anode auftretenden Rückstromes. Jeder der Sättigungswandler 47 bis 58 weist auf seinem Eisenkern außer seiner Primärwicklung c und der Sekundärwicklung b eine Vormagnetisierungswicklung a auf. Die Wandler 47, 49, 51, 53, 55 und 57 dienen jeweils zur Erfassung des an einer entsprechenden der Entladungsstrecken 31 bis 36 beim Auftreten einer Durchzündung auftretenden Überstromes. Die Wandler 48,

50, 52, 54, 56 und 58 dienen zur Erfassung des an einer entsprechenden der Entladungsstrecken 31 bis 36 beim Auftreten einer Rückzündung auftretenden Rückstromes. Durch die Einstellung der von der jeweiligen Wicklung a hervorgerufenen konstanten Vormagnetisierung der Sättigungswandler tritt an dem jeweiligen Überstromwandler die sprunghafte Ummagnetisierung seines Eisenkernes unter Lieferung eines entsprechenden Spannungsimpuilses an seiner _i Sekundärwicklung b dann ein, wenn der Strom durch seine Primärwicklung c auf den entsprechend einer Durchzündung an der Entladungsstrecke wesentlich größeren Strom anwächst. An dem Rückstromwandler findet jeweils mit dem Auftreten eines Rückstromes durch die Primärwicklung c des Wandlers eine sprunghafte Ummagnetisierung seines Eisenkernes unter Erzeugung eines Spannungsimpulses an den Klemmen seiner Sekundärwicklung b auf.

Jeder dieser Wandler steuert je eine bistabile Transistorschaltüng der Einrichtung zur Überwachung bzw. Meldung einer in dem Stromrichter auftretenden Störung.

So steuern die Überstromsättigungswandler 47, 49,

51, 53, 55 und 57 je eine der bistabilen Transistorschaltungen VII, IX, XI, XIII, XV, XVII, die untereinander gleichen schaltungsmäßigen Aufbau haben. Jeder der Rückstromwandler steuert je eine der bistabilen Transistorschaltungen VIII, X, XII, XIV, XVI, XVIII, die ebenfalls wiederum untereinander gleichen schaltungsmäßigen Aufbau haben. Für das Verständnis der Arbeitsweise der gesamten Stromrichterüberwachungsschaltung ist es daher ausreichend, jeweils eine der beiden Arten von bistabilen Transistorschaltungen im einzelnen für sich zu erläutern und dann nur noch die Zusammenarbeit einer solchen Schaltung mit anderen der Überwachungsschaltungen, welche zu den anderen Entladungsstrecken gehören, zu beschreiben, sofern eine Wechselwirkung zwischen diesen bistabilen Transistorschaltungen untereinander bei der Meldung einer Störung sich ergibt, wie z. B. eine Verriegelung in anderen der Transistorschaltungen, nachdem eine derselben auf eine Störung angesprochen hat.

Es sei hierfür zunächst wiederholt, daß z. B. der Wandler 47 die Entladungsstrecke 31 auf einen Überstrom im Falle der Durchzündung überwacht und die bistabile Transistorschaltung 7 an ihrem Eingang steuert.

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Die Steuerung der Einheit VII erfolgt von der Sekundärwicklung 47 b über die Ventile 71,72 und 73. Das Ventil 71 hat dabei die Funktion, den Mindestwert zu bestimmen, der als Steuerwert am Eingangstransistor der Sdhaltung zur Wirkung gelangen kann. Das Ventil 72 sorgt dafür, daß nur Spannungen einer Polarität an den Eingangstransistor der Schaltung gelangen können, während die Impulse entgegengesetzter Polarität kurzgeschlossen bzw. am Eingangstransistor vorbeigeleitet werden. Das Ventil 73 hat die Funktion, die zwischen der Emitter- und Basiselektrode des Eingangstransistors der Schaltung auftretende Sperrspannung nach oben zu begrenzen. Der Eingangstransistor dieser bistabilen Schaltung ist mit 74 bezeichnet. Er liegt mit seiner Basis an der Anode des Ventils 73 und mit seinem Emitter an der Kathode des Ventils 73. Der zweite Transistor der bistabilen Schaltung bzw. Kippschaltung ist mit 75 bezeichnet. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 74 liegt in Reihe mit der Anzeigelampe 76 zwischen den Polen 201 und 202 der speisenden Gleichspannungsquelle. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 75 liegt in Reihe mit dem Ohmschen Widerstand 77 zwischen den Polen der an den Klemmen 201 und 202 angeschlossenen Gleichspannungsquelle. Die Speisung vom Pluspol 201 dieser Gleichspannungsquelle erfolgt dabei für beide Reihenschaltungen wieder wie in der Fig. 1 über ein Gleichrichterventil, welches in der Fig. 2 mit 205 bezeichnet ist. Dieses Ventil hat dabei die Funktion, einen Spannungsabfall zu erzeugen, der als Hilfsspannung benutzt wird, um über besondere Widerstände 203 bzw. 204 an die Basiselektroden der Transistoren 74 bzw. 75 ein gegenüber dem Emitter positives Potential zu legen, wenn sich diese Transistoren im Sperrzustand befinden. Diese Maßnahme erfolgt erfindungsgemäß, um einen Leckstrom der Transistoren, der zu einer unerwünschten Öffnung an der Emitter-Kollektor-Strecke führen könnte, über die Emitter-Basis-Strecke zu unterbinden. In ordnungsgemäßem Zustand der Stromrichteranlage bzw. der Entladungsstrecke 31 ist der Transistor 74 geöffnet, die Lampe 76 wird über ihn gesperrt und. leuchtet. Zur gleichen Zeit ist der Transistor 75 gesperrt. Tritt an dem Entladungsgefäß 31 eine Durchzündung auf im Sinne eines Überstromes, so entsteht an der Wicklung 47 b eine Spannung, die den Transistor 74 in den Sperrzustand überführt, wodurch gleichzeitig der Transistor 75 in den Zustand der Durchlässigkeit übergeführt wird. Somit erlischt die bisher brennende Lampe 76 und zeigt damit das Auftreten einer Durchzündung an der Entladungsstrecke 31 an.

Der Aufbau einer Überwachungseinrichtung für eine Rückzündung soll an Hand der Einheit VIII näher erläutert werden, welche für diesen Zweck der Entladungsstrecke 31 zugeordnet ist. Im Falle einer Rückzündung an der Entladungsstrecke 31 steuert die Sekundärwicklung 48 & des Sättigungswandlers 48 den Eingang der bistabilen Transistorschaltung VIII. Am Eingang dieser Überwachungseinrichtung VIII ist wieder ein System aus drei Ventilen 78, 79 und 80 vorgesehen, welches die gleichartigen Funktionen erfüllt wie die Ventilanordnung 71 bis 73 an der Einheit VII. Der Eingangstransistor dieser Schaltung ist mit 81 bezeichnet. Über diesen Eingangstransistor 81 werden zugleich die beiden Transistoren 82 und 83 gesteuert. Die Einheit enthält weiterhin noch den Transistor 84. Der Transistor 81 liegt in Reihe mit der Anzeigelampe 85 zwischen den Polen der Speisespannungsquelle 201 und 202. Der Transistor 82 liegt 966

in Reihe mit dem Ohmschen Widerstand 86 an der Spannungsquelle 201, 202 und der Transistor 83 liegt in Reihe mit der Anzseigelampe 87 an der Speisespannungsquelle 201, 202. Die Speisung von der Plusklemme 201 dieser Spannungsquelle erfolgt jeweils über das Gleichrichterventil 205, dessen Funktion für die Transistoren der Schaltung bereits an Hand der Einheit VII erläutert worden ist und die dieses Ventil auch für die Transistoren 81 bis 84 in der Einheit VIII wieder übernimmt. In ordnungsgemäßem Zustand der Entladungsstrecke 31 ist der Transistor 81 an seiner Emitter-Kollektor-Strecke geöffnet und dadurch die Lampe 85 derart gespeist, so daß sie leuchtet. Die Transistoren 82 und 83, die von dem Schaltzustand des Transistors 81 abhängig sind, sind zur gleichen Zeit gesperrt. Die Lampe 87 leuchtet daher nicht.

Das Auftreten einer Rückzündung am Entladungsgefäß 31 ruft an der Sekundärwicklung 48 b des SättigungsWandlers 48 einen Spannungsimpuls hervor, der den Transistor 81 in den Sperrzustand bringt, so daß damit die Transistoren 82, 83 geöffnet werden. Die Lampe 85 erlischt durch die Sperrung des Transistors 81, während gleichzeitig die Lampe 87 durch das Durcihlässigwerden des Transistors 83 eingeschaltet wird und aufleuchtet. Infolge des Ausschaltens der Lampe 85 gelangt über diese an die Kathoden der Ventile 92 bis 96 negatives Potential, so daß in den übrigen ihre zugehörigen Entladungsstrecken auf Rückzündung überwachenden Kippschaltungen X, XII, XIV, XVI und XVIII die Transistoren 84 geöffnet werden. Es fließt nämlich in diesen Einheiten, z. B. der Einheit X, jeweils ein Steuerstrom über die Emitter-Basis-Strecke dieser Transistoren 84, 88, den Widerstand 90 und dann weiterhin über eines der Ventile 92 bis 96, in diesem Falle über das Ventil 96 in der Einheit VIII sowie über deren nicht leuchtende Glühlampe 85 zum Minusanschluß 202 der Gleichspannungsquelle. Bei geöffnetem bzw. durchlässigem Transistor 84 in der Einheit X ist dann der zugehörige Transistor 83 der Überwachungseinheit X gegen ein Durchlässigwerden verriegelt, weil die Basisanschlüsse dieser Transistoren 83 über die Emitter-Kollektor-Strecke der geöffneten bzw. durchlässigen Transistoren 84 an ein Potential gelegt sind, welches von dem Emitterpotential nur geringfügig abweicht. Beim Auftreten einer weiteren Rückzündung in dem Stromrichter an einer anderen Entladungsstrecke als der Entladungstrecke 31 wird dann in der betreffenden bistabilen Transistoranordnung, z. B. einer der Einheiten X, XII, XIV, XVI oder XVIII nur die jeweilige Lampe 85 ausgeschaltet, nicht aber gleichzeitig die Lampe 87 eingeschaltet. In der Überwachungseinrichtung, z. B. VIII, auf Rückzündung der erstgestörten Entladungsstrecke, z. B. 31, in der also die Lampe 85 aus- und die Lampe 87 eingeschaltet wurde, wird über das Ventil 89 der Transistor 84 gegen ein Öffnen über eines der Ventile 97 bis 101 usw. der übrigen Anordnungen, in diesem Falle X, XII, XIV, XVI oder XVIII, verriegelt. Bei geöffnetem bzw. durchlässigem Transistor 83 in der die Erststörung meldenden Einheit, z. B. VIII, wird nämlich der Stromkreis, bestehend aus dem AViderstand 90, eines der Ventile 97 bis 101, nämlich z. B. 97, über die Meldelampe 85 der Einheit X von dem Transistor 83 der Einheit VIII über dessen Emitter - Kollektor-Strecke und das Ventil 89 der Einheit VIII gespeist. Hierdurch entsteht an der Kathode des Ventils 88 der Einheit VIII ein Potential, das gegenüber dem Emitterpotential des Transistors 83 der gleichen Einheit nur wenig negativ ist. Dieses Ventil 88 wirkt in

Claims (8)

dieser Schaltung· durch seine Schwell wer tspannung, so daß zum öffnen des Transistors 84 außer der erforderlichen Emitter-Basis-Spannung auch die Schwellspannung des Ventils 88 zu überwinden ist. Bei geöffnetem bzw. durchlässigem Transistor 83 reicht daher die zwischen dem Emitter des Transistors 84 der gleichen Einheit und den Kathoden der Ventile 88,89 auftretende Spannung nicht aus, um den Transistor 84 zu öffnen. Auch wenn eine der Lampen 85 der übrigen bistabilen Schaltungen X, XII, to XIV, XVI oder XVIII durch Sperrung des zugehörigen Transistors 81 ausgeschaltet worden ist. Infolge der Verriegelung des Transistors 83 durch Öffnen des Transistors 84 in der Transistor-Überwachungsschaltungen, an deren zugehöriger Gasent-Iadungsstrecke nicht die erste Rückzündung aufgetreten ist, wird also verhindert, daß die Lampe 87 bei diesen Anordnungen zur Einschaltung kommen kann. Durch die Verriegelung des Transistors 84 in der Überwachungseinheit der erstgestörten Ent- a° ladungsstreoke gegen ein Durchlässigwerden über die Ventile 89 und 88 wird erreicht, daß in der Überwachungsschaltung, an deren zugehörigen Entladungsstrecke die erste Rückzündung aufgetreten ist, der Transistor 84 nicht geöffnet werden kann und *5 somit der bereits geöffneteTransistor83 in geöffnetem Zustand bleibt. Hat eine der Überwachungseinrichtungen VII bis XVIII eine Störung gemeldet, so; wird in der Anlage eine entsprechende Prüfung vorgenommen, um die Störung zu beseitigen. Um die jeweiligen der Einheiten VII bis XVIII, welche beim Störungsvorgang angesprochen haben, wieder in ihren anderen stabilen Zustand zurückführen zu können, ist .eine entsprechende Quittungs- bzw. Lösohungseinrichturig vorgesehen. Hierfür enthält jede der Einheiten, welche auf Durchzündung bzw. Überstrom überwacht, wie VII, IX, XI, XIII, XV und XVII, einen Ohmschen Widerstand 59 in Reihe mit einem Ventil 60, und jede der Überwachungseinheiten auf Rückstrom, wie VIII bis XVIII, ein Ventil 61. Zur Löschung der Überwachungseinheiten auf Überstrom bzw. Durchzündung ist ein Druckknopf 63 vorgesehen. Zur Löschung der Überwachungseiniheiten auf Rückzündung ist ein Druckknopf 64 vorgesehen. Wird z. B. angenommen, daß die Einheit VII auf eine Durchzündung angesprochen hat, so daß die Meldelampe 76 zum Erlöschen gebracht wurde, weil der Transistor 74 an seiner Emitter-Kollektor-Strecke gesperrt wurde, so kann die bistabile Transistorschaltung dieser Einheit VII wieder in den anderen stabilen Zustand, in welchem die Lampe 76 aufleuchtet, gebracht werden, indem durch Drücken des Knopfes 63 der Transistor mit seiner Basiselektrode über den Widerstand 59 und 60 an ein entsprechend negatives Potential gelegt und somit wegen dies Fließens eines Stromes vom Pluspol 201 und das Ventil 80 über seine Emitter-Basis-Strecke und die Reihenschaltung von 59 und 60 sowie den Druckknopfschalter 83 zur Minusklemme geöffnet wird. Entsprechend erfolgt die Löschung der Meldung einer Rückzündung an einer Einheit, wie z. B. VIII, indem der Druckknopf 64 gedrückt wird. Durch das Drücken des Knopfes 74 wird an dem entsprechenden Transistor 81 an dessen Basis ein negatives Potential gelegt, so daß dieser Transistor wieder an seiner Emitter-Kollektor-Strecke geöffnet wird, die Lampe 85 wieder eingeschaltet und die Lampe 87 gleichzeitig gelöscht wird. Fig. 3 veranschaulicht noch in sehematischer Darstellung eine Fläche, an welcher bzw. unterhalb welcher die Störungen gemeldet werden. In Anlehnung an das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind an dieser Meldefläche 18 Lampen vorgesehen. In der obersten Zeile sind an dieser Meldefläche die Bezeichnungen 31 bis 36 der sechs Entladungsgefäße nach der Fig. 2 eingetragen. Als Kolonnen sind unter jeder dieser Bezeichnungen drei Lampen 85, 87 bzw. 76 angeordnet. Als Buchstabenkolonnen sind links an der Fläche die Buchstaben R = Rückzündung, B. R. — Erstrückzündung und D = Durchzündung eingetragen. DieLampe 76 gehört jeweils der entsprechenden Einheit zur Überwachung der Entladungsstrecke auf Durchzündung bzw. Überstrom an, die beiden Lampen 87 und 85 der Einheit zur Meldung von Rückzündungen. Gemäß dem geschilderten Ablauf eines Störungsvorganges dient jeweils die Lampe 87 dann zur Meldung, wenn eine Erstrüdkzündung an dem entsprechenden Entladungsgefäß aufgetreten ist. Entsprechend dem geschilderten Wirkungsablauf in den Überwachungseinrichtungen wird, wenn in einer EntladtUfngsistrecke eine Erstrückzündung aufgetreten ist, in der zugehörigen Überwachungseinrichtung auf Rückzündung die Lampe 85 ausgeschaltet und die Lampe 87 eingeschaltet. In den Überwachungseinrichtungen der Entladungsstrecken, an deren Anoden nachfolgend noch Rückzündungen auftreten, wird lediglich die Lampe 85 gelöscht: Aus der Anzeige an einem solchen Lampentableau ist daher einwandfrei zu erkennen, an der Anode welcher Gasentladungsstrecke die erste und an den Anoden welcher Gasentladungsstrecken nachfolgende Rückzündungen aufgetreten sind sowie an welcher Gasentl adüngss trecke eine Durchzündung stattgefunden hat. Ist eine der Lampen 85 nicht erloschen, so ist die entsprechende Entladungsstrecke von einer Rückzündung ungestört geblieben. Wenn in dieser Erläuterung der Erfindung jeweils im Zusammenhang mit auftretenden Störungen nur die Erscheinungen behandelt worden sind, welche sich in Form von Meldungen an den Überwachungseinrichtungen ergeben, so ist damit nicht ausgeschlossen, daß gleichzeitig durch das Auftreten einer solchen Störung auch noch eine solche Einrichtung in der Stromrichteranlage betätigt wird, welche im Falle auftretender Schäden zu einer entsprechenden Abschaltung von Schaltungsteilen' oder gesamten Stromrichteranlage oder der Betätigung von Schutzschalteinrichtuingen führt. Patentansprüche:

1. Überwachungseinrichtung für Stromrichteranlagen mit Halbleiterventilen odier Metalldampfbzw. Gasentladungsventilen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Überwachung jeder Ventilanordnung der Schaltung mindestens je eine bistabile Transistorschaltung vorgesehen ist, welche abhängig von einer auftretenden Störung an der erstgestörten Ventilanordnung in ihren anderen stabilen Zustand übergeführt wird für die Anzeige bzw. Meldung der Störung, die so lange aufrechterhalten werden, bis sie durch eine Kommandogabe bzw. Quittungsleistung aufgehoben werden und dadurch die bistabile Tranisistorschaltung wieder in den ersten stabilen Zustand der Überwachungsbereitschaft zurückgeführt wird.

2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die ansprechende Überwachungseinrichtung der erstgestörten Ventilanordnung gleichzeitig die bista-

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biilen Transistorschaltungen, welche "die Überwachungseinrichtungen der anderen Vehtilanordnungen bilden, eine Verriegelung erfahren.

3. Überwachungseinrichtung nach 'den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit der Verriegelung der Überwachungseinrichtungen der anderen als der erstgestörten Ventilanordnung an diesen Überwachungseinrichtungen gleichzeitig eine Meldung einer der Störung an der erstgestörten Ventilanordnung folgenden Störung mit einer unterschiedlichen Art gegenüber der Meldung in der Überwachungseinrichtung der erstgestörten Ventilanordnung vorbereitet wird.

4. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bistabile Transistorschaltungen als Überwachungseinrichtungen vorgesehen sind sowohl für Anzeige bzw. Meldung der erstgestörten Ventilanordnung und gegebenenfalls der nachfolgend gestörten Ventilanordnungen als auch für die Anzeige bzw. Meldung der Art der erfolgten Störung in der Überwachungseinrichtung der erstgestörten Anlage und gegebenenfalls auch in den Überwachungseinrichtungen der nachfolgend ge- 25 · störten Ventilanordnungen.

5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1' oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige- bzw. Meldeglieder aller Ventilanordnungen an bzw. unter einer gemeinsamen Fläche für die optische Betrachtung zeilen- und kolonnenmäßig zusammengefaßt sind, wobei z. B.

je Kolonne die Störung bzw. Störungen einer ' Ventilanordnung und in Richtung der Zeilen die Art der er folgten Störung angezeigt bzw. gemeldet werden.

6. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch 'gekennzeichnet, ' daß in jeder der bistabilen Transistorschaltungen zur gegenseitigen Verriegelung der Über wachungseinrichtungen ein weiterer Transistor vorgesehen ist, der mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke der Emitter-Basis-Strecke des die Anzeige bzw. Meldung steuernden Transistors der Kippschaltung parallel geschaltet ist und über je ein Ventil von je eimer anderen der Transistorschaltungen gesteuert wird.

7. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Transistor der Überwachungseinrichtung der erstgestörten Ventilanordnung von dem die Anzeige dieser Überwachungseinrichtung steuernden Transistor verriegelt wird, indem der Kollelctor dieses Transistors über ein Ventil mit der Basis des weiteren Transistors verbunden ist.

8. - Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden-, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der bistabilen Transistorschaltungen ein Netzwerk aus drei Ventilen vorgeschaltet ist, von denen das eine Ventil die Eingangsspannung nach oben begrenzt, das zweite Spannungen umgekehrter Polarität vorbeileitet und das dritte nur Spannungen an den Eingangstransistor gelangen läßt, die einen bestimmten Mindestwert überschreiten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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