DE1119985B

DE1119985B - UEberstromschutz fuer Gleichrichteranlagen

Info

Publication number: DE1119985B
Application number: DES65369A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Aleite; Dipl-Ing Arno Von Zelisch
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1959-10-09
Filing date: 1959-10-09
Publication date: 1961-12-21

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.

Bei Anlagen mittlerer Baugröße kann es vorkommen, daß ein derartiger Schutz wegen des allmählichen Stromanstieges nicht zuverlässig anspricht.

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.

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-

Überstromschutz für Gleichrichteranlagen

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

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

Dipl.-Ing. Werner Aleite

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

sind als Erfinder genannt worden

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.

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.

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-

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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.

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.

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.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

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.

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.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1063 704.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen